Самоорганизация живой и неживой природы
Содержание
Введение
. Происхождение и структурирование Вселенной
. Формирование Солнечной системы, возникновение Земли
. Зарождение и эволюция жизни на Земле
. Самоорганизация человеческого общества
Заключение
Список использованной литературы
Введение
В настоящее время в научном сознании утверждается представление о Вселенной как единой целостной системе, в которой с момента ее возникновения примерно 20 миллиардов лет назад непрерывно протекают процессы самоорганизации и саморазвития. Одним из важнейших их результатов является возникновение Человека. В свете новейших научных данных полагают, что эволюция микро-, макро- и мегамира взаимосвязаны и взаимообусловлены (соответственно, и человека как составной их части). Древнегреческие философы именовали Вселенную Космосом (в переводе порядок, красота) в отличие от Хаоса, предшествовавшего его появлению. Согласно современной космологической картине мира весь существующий материальный мир, т.е. Вселенная, безграничен во времени и пространстве и бесконечно разнообразен по формам материи. Наблюдаемую нами часть Вселенной называют Метагалактикой. Предполагается наличие Вселенной и за пределами космологического горизонта, под которым понимаются пространственно-временные границы эмпирико-информационного охвата Вселенной.
Общие теории самоорганизации появились лишь в 1970-е годы. К их созданию ученые шли разными путями: Г. Хакен, создатель синергетики, - из квантовой электроники и радиофизики; И. Пригожин, основатель неравновесной термодинамики, - из анализа специфических химических реакций. Были ученые, изучавшие эти процессы: в биологии - М. Эйген, в метеорологии - Е. Лоренц. Постепенно эти ученые начали выходить за рамки своих узких дисциплин, стали замечать аналогию между математическими моделями и концептуальными системами, описывающими разные на первый взгляд процессы. Так стало формироваться убеждение, что во всех этих явлениях есть единая основа, позволяющая создать общую теорию самоорганизации материи. Этому способствовал и системный подход, утвердившийся к этому времени в науке. Созданная теория самоорганизации очень хорошо дополняла системный подход.
1. Происхожение и структурирование Вселенной
Человек с незапамятных времен стремился к постижению Вселенной. Разработка классической космологии как науки принадлежит И. Ньютону, который постулировал абсолютность пространства и времени, их независимость от материальных объектов и процессов. Им утверждалось также, что изменяться могут конкретные космические системы, но не Вселенная в целом. С помощью космологии Ньютона удаётесь достичь подлинных триумфов в понимании мира человеком. Однако стали понятны и ее пределы, проявились т.н. космологические парадоксы, вытекавшие из теории : 1) гравитационный - наличие бесконечного потенциала тяготения; 2) фотометрический - бесконечно большая светимость ночного неба. Парадоксы были разрешены после создания А. Эйнштейном релятивистской теории тяготения - общей теории относительности (ОТО). Если в нерелятивистской картине мира пространство и время являются своеобразной ареной, на которой разыгрываются физические процессы, не влияющие на них, то в релятивистской - распределение и движение материи изменяют геометрические свойства пространства, времени и, в свою очередь, зависят от них. Космологическая модель Эйнштейна предполагала однородность и изотропию пространства и неизменность ее свойств во времени. Однако А.А. Фридман показал, что в общем случае решение зависит от времени и статическая модель Эйнштейна есть лишь частный случай нестационарной модели Вселенной, положенной затем в основу концепции расширяющейся Вселенной. Многочисленные наблюдения подтвердили нестационарность нашей Метагалактики и наличие у нее двух фундаментальных свойств (основных космологических постулатов) - однородности и изотропности. Под наблюдаемой Вселенной понимается не только оптически наблюдаемая (доступная человеческому глазу, усиленному разнообразными оптическими приборами), но и постигаемая с помощью инструментов, работающих в различных областях спектра: радио-, гамма-, рентгено-, нейтрино-Вселенная. Тем самым расширяются возможности экспериментальной проверки теоретических положений и отодвигается космологический горизонт. С момента получения Фридманом нестационарных космологических решений возникла проблема сингулярностей. Сингулярная точка есть максимум на кривой состав-свойство, в котором первая производная свойства по составу претерпевает разрыв. Для гравитирующей материи это означает реализацию вытекающего из ОТО предсказания, что в прошлом существовала сингулярность, которая представляла собой начало наблюдаемой Вселенной, известное под названием «Большой взрыв». Отсюда ведется отсчет эволюции Вселенной, всех связанных с нею проблем. По теории, описывающей «Большой взрыв», 20 млрд. лет назад наша Вселенная была сосредоточена в чрезвычайно малом объеме. Состояние материи - частиц и излучения - соответствовало невообразимо высоким температурам и плотности. Из имеющихся на сегодня данных невозможно пока объяснить возникновение подобной концентрации материи. Процессы, реализовывавшиеся с момента, когда прошло 10-43 (десять в степени минус 43) секунд после начала взрыва, описываются известными законами физики. Что было до этого времени, науке еще предстоит выяснить. Считается, что первичный взорвавшийся шар состоял из частиц сверхвысоких энергий - материнского материала для звезд и галактик. В ходе расширения, которое продолжается и поныне, менялись физические условия, падала температура и плотность, формировались элементарные частицы, атомы и молекулы, затем туманности, положившие начало галактикам, звездам, планетам, и так далее вплоть до возникновения осмысляющего эту Вселенную человека.
В ходе теоретических и экспериментальных исследований модель «Большого взрыва» стала столь же хорошо обоснованной как классическая небесная механика. Однако остается открытым вопрос: продолжается ли расширение беспредельно либо сменяется сжатием? Отсюда вытекает еще одна неясность: является безграничное пространство Вселенной замкнутым (конечным) или открытым (метрически бесконечным)? Существуют поэтому модели «расширяющейся», «сжимающейся» и «пульсирующей» Вселенной. Выбор между ними определяется соотношением средней плотности материи Метагалактики и некоторого критерия. В последние годы сделан ряд открытий, приведших к пересмотру сделанных прежде оценок массы Вселенной. Так, в 1965 году было обнаружено «реликтовое излучение» - прямой свидетель «Большого взрыва». Это излучение, состоящее из фотонов с температурой 2,7 градуса Кельвина, и плотность которого такова, что на каждую из частиц, составляющих материальную Вселенную, приходится миллиард подобных фотонов. Затем появились косвенные свидетельства наличия у нейтрино массы покоя, отличной от нуля. Наконец, зафиксированы проявления т.н. «скрытой массы» Вселенной, превышающей наблюдаемую ее массу. Все это позволяет утверждать, что для нашего мира реализуется «расширяющаяся модель» Вселенной. Применение к такой модели космологии, в которой Вселенная подчиняется геометрии с отношениями симметрии между пространством - временем и материей - энергией, приводит к бесконечным значениям температуры, давления и плотности. Однако, по мнению И. Пригожина, своеобразная термодинамическая структура Вселенной приводят к другой гипотезе: не является ли огромная выработка энтропии, которая знаменует ее начальный период («Большой взрыв»), всего лишь энергетической ценой, заплаченной за переход к существованию нашей материальной Вселенной, за необратимость ее возникновения из первичной пустоты. В унисон звучит точка зрения С. Хокинга, что в момент создания Вселенная могла находиться в упорядоченном состоянии и со временем перейти в состояние неоднородное и неупорядоченное, чем объясняется существование термодинамической стрелы времени. При этом он подчеркивает, что она направлена одинаково с космологической стрелой времени, т.е. беспорядок нарастает во времени в том же направлении, в каком расширяется Вселенная. Причиной беспорядка является отсутствие границы у Вселенной (введение его позволяет обойтись минимумом физической информации). Хокинг утверждает, что только в фазе расширения Вселенной создаются условия для существования разумной жизни. В ходе эволюции Вселенной совершался самоотбор мировых констант, сделавший топологическую структуру нашего пространства - времени благоприятной для возникновения и расцвета жизни. По образному выражению И.С. Шкловского, невольно напрашивается сравнение с каким-то гигантским геном, в котором была закодирована вся будущая невероятно сложная история материи во Вселенной.
После «Большого взрыва» происходило экспоненциальное (или инфляционное) расширение Вселенной, в ходе которого ее размеры резко увеличились, а флуктуации плотности, оставаясь сначала небольшими, стали потом расти. Благодаря этому возникли области с некоторой избыточной массой, сдерживавшей своим гравитационным притяжением расширение областей пространства, где они находились. В итоге эти области прекратили расширение, а их последующий коллапс привел к формированию галактик, звезд, планетных систем.
Наша Метагалактика, как следует из последних измерений, имеет радиус порядка 10-28 (десять в двадцать восьмой степени) км и обладает чрезвычайно сложной структурой. Это звезды с планетными системами (или без них), галактики, скопления и сверхскопления галактик, газопылевые туманности, газовые облака. Высказываются предположения об ячеистой структуре Метагалактики, подобной сети, в узлах которой находятся сверхскопления галактик. Активно утверждается понимание физического вакуума как набора потенциальных возможностей проявления свойств реальных частиц и физических полей, которые в их конкретном выражении задаются условиями конкретного этапа развития Вселенной. В основе подобной трактовки лежит признание уникальной целостности и неделимости мира, что позволяет развивать в рамках квантовой теории гравитации представление о происхождении Вселенной из вакуума во всем многообразии ее современной структуры. С ним связана и теория струн или суперструн, развиваемая математиками с 1976 года. Струна описывается как форма материи при весьма высоких значениях энергии и плотности. Диаметр струны может быть 10-29 (десять в степени минус 29) см, плотность 1022 (десять в степени 22) грамм на сантиметр длины. Вокруг струны образовывается конус гравитационного поля, поскольку она может изгибаться, деформируя структуру пространства - времени. Возможно, звездные и галактические скопления в виде волокон либо пучков волокон, образующие «стяжки» между узлами упоминавшейся выше ячеистой структуры, есть физический аналог подобных суперструн. Объектами, наиболее близкими к начальным стадиям формирования Метагалактики, являются, видимо, туманности. Это облака разреженных газов и пыли, обычно находящиеся внутри галактик. Часто в газовой туманности либо возле нее расположена очень горячая звезда. Во многих участках пространства, прежде считавшимися свободными от каких-либо объектов, с помощью радиотелескопов обнаружены гигантские скопления молекулярного гача: водорода с вкраплениями молекул окиси углерода, воды, метанола и формальдегида. Предполагают, что они возникли при взрыве звезд в центре Метагалактики, затем произошел их дрейф на периферию. Не исключено, что в таких облаках происходит процесс рождения новых звезд, т.е. начинается новый виток непрерывной трансформации структурной организации Метагалактики.
В результате гравитационной конденсации облаков газа и пыли образовались протозвезды, их сжатие положило начало термоядерному синтезу энергии в центре звезды (данная проблема до конца не разрешена) и ее превращению в собственно звезду - небесное светило. Звезды классифицируют по размерам, светимости, спектру, переменности и ряду других признаков. Некоторые из них определяют дальнейшую судьбу звезды. Постоянная «борьба» между давлением излучения и силами тяготения может превратить звезду в гиганта, а затем в белого карлика (такова судьба нашего Солнца). Для массивных звезд реализуется гравитационный коллапс с преобразованием в нейтронную звезду (с предварительной вспышкой как сверхновой). Ее радиус может быть всего 20 км (радиус Солнца 696000 км).С быстровращающимися нейтронными звездами связывают радиопульсары - источники импульсного электромагнитного излучения. Открытие их было поначалу принято за сигналы от других цивилизаций благодаря соблюдению периодичности повторения импульсов. Звездная эволюция происходит несколько иными путями в тесных двойных звездных системах, где открыты гамма-пульсары и рентгеновские пульсары. Еще один класс уникальных объектов - квазары (квази-звезды). Обладая чрезвычайно малыми угловыми размерами и находясь на очень большом расстоянии от Солнечной системы, они излучают в десятки раз больше энергии, чем самые мощные галактики. При неограниченном гравитационном сжатии наступает конечная стадия эволюции для массивных звезд - коллапс до состояния черных дыр. Черная дыра, возможность существования которой вытекает из ОТО, выступает как абсолютно поглощающее тело, она только вбирает в себя вещество и излучение, а ее собственное излучение заперто гравитацией. Данный космический объект можно обнаружить по его тяготению либо по тормозному излучению падающего извне газа. Появились сведения об открытии черной дыры Лебедь Х-1. Антиподом черных дыр являются также предсказанные теорией белые дыры. Они должны обладать очень коротким временем жизни (так, при массе, равной солнечной, это примерно одна стотысячная секунды). Сопоставление пары «черная дыра - белая дыра» связано с развитием представлений о множественности Миров и многомерности Вселенной. Вещество и излучение, поглощенное черной дырой в нашей Вселенной, может быть выброшено через белую дыру, принадлежащую Вселенной, существующей параллельно нашей в другом измерении.
Описанные взаимосвязи и взаимопереходы различных уровней структурной организации материи и форм ее движения в Метагалактике являются подтверждением материального единства мира, показывают роль процессов саморазвития и самоорганизации. Они реализуются в ходе возникновения и преобразования звездных скоплений. Это группы звезд, связанные силами тяготения, имеющие совместное происхождение и близкий химический состав. Среди них выделяются шаровые (до сотен тысяч звезд) и рассеянные (до сотен звезд) скопления. К числу самых молодых образований относятся звездные ассоциации, объединяющие определенные типы звезд (горячие и переменные), имеющие единое происхождение. До сотен тысяч звезд включают звездные системы - галактики. Они подразделяются на спиральные (как наша, называемая также Млечным путем), эллиптические и неправильные, выделяют также компактные. Галактика может быть окружена короной (или гало) - совокупностью шаровых звездных скоплений и звезд либо разреженной средой, состоящей из газа, быстрых электронов и космических лучей. Полагают, что в Метагалактике несколько миллиардов галактик образующих скопления (группы) и сверхскопления (сверхгруппы), с которыми связывают представления о крупномасштабной структуре Вселенной. При этом понимание их происхождения и эволюции входит в число ключевых проблем космологии, поскольку связано с первичными неоднородностями. Речь идет о гравитационной нестабильности и формировании скоплений вещества вне зависимости от хаббловского расширения и задается геометрической структурой начального случайного поля плоскостных гравитационных флуктуаций. Таким образом, к числу факторов, обусловивших неоднородность и крупномасштабную структуру, относятся гравитационные флуктуации, аномалии в распределении «скрытой массы», флуктуации фоновых излучений. Каждый из этих факторов мог «запустить» механизм самоорганизации, который уже по собственным законам формировал наблюдаемый ныне рисунок звездного неба. Сходные механизмы работали при формировании Солнечной системы или, в более общем плане, гипотетических планетных систем других звезд.
2. Формирование Солнечной системы, возникновение Земли
Эволюционные процессы в нашей галактике привели к формированию на ее периферии громадных облаков из водорода, тяжелых элементов и пыли. Гравитационная конденсация в одном из них привела к образованию 5 миллиардов лет назад Солнца и других составных частей Солнечной системы. После выделения Солнца в качестве центра системы продолжалась трансформация остатков протопланетного облака. Из них сформировались сгущения - планетезимали, а также более мелкие - кометезимали. На планетезимали налипали частицы пыли и газа, они объединялись друг с другом. Так сформировались планеты (их 9) и спутники планет (число их все время увеличивается благодаря систематическим наблюдениям), а также малые тела Солнечной системы - кометы, астероиды, метеоры. Наземные наблюдения и исследования непосредственно в космосе приводят к выявлению все более сложной и тонкой структурной организации Солнечной системы. Растет число доказательств, что она могла стать системой двойной звезды. Несостоявшейся второй звездой является Юпитер. Тщательное исследование его теплового баланса с помощью АМС «Вояджер» показало, что планета производит и излучает вдвое больше тепла, чем получает от Солнца - хотя этого не хватило для превращения в полноценную звезду. Наблюдения с космических аппаратов позволили обнаружить кольца у Урана (ранее это считалось привилегией Сатурна) и установить их тонкую структуру. Теоретические исследования приводят к выводу о существовании десятой планеты, причем наблюдаемый за Плутоном на расстоянии 41 а.е. объект диаметром 200 км не может объяснить возмущения движения Урана и Нептуна. Малые тела Солнечной системы (по сути дела, отходы процесса ее формирования) хранят уникальную информацию о составе первичной газопылевой туманности и обладают высокой степенью общности с разнообразными космическими объектами. Предполагается, что на поверхности ядер комет могла реализоваться начальная стадия предбиологического синтеза. В ходе его благодаря самоорганизации возникли биополимеры различных типов, попадавшие затем при сближении комет с планетами на поверхность последних. Огромное значение для понимания природы малых тел имеет сделанная впервые в мире американским КА «Галилей» фотографии астероида N 951 «Гаспра», поскольку происхождение астероидов связывают с дроблением существовавшей когда-то еще одной планеты Солнечной системы Фаэтона.
Изменения накапливаются экспоненциально, причем подобное поведение планет является непредсказуемым, а ориентация осей вращения Венеры, Земли, Меркурия до сих пор менялась хаотически в отдельные моменты их истории. Для Земли роль регулятора этих колебаний выполняет Луна, что стало еще одним фактором поддержания на Земле климата, благоприятного для возникновения и функционирования жизни.
Традиционен вопрос о наличии планетных систем у других звезд. Имеются многочисленные косвенные факты подтверждения их существования у ряда звезд. Сейчас происходит изучение процесса становления планетарной системы звезды Бета Живописца, расположенной в 53 световых годах от Солнца. Состав окружающего ее дископодобного газопылевого облака сходен с составом ледяных спутников Сатурна, Урана, Юпитера и может быть уподоблен протосолнечной туманности, из которой примерно 4.6 млрд. лет назад возникли планеты и их спутники в нашей Солнечной системе. Возраст Земли оценивается в 4,5 млрд. лет. Земная жизнь зародилась примерно 3,5 - 3,8 млрд. лет назад. Таким образом, почти миллиард лет продолжалась предбиологическая эволюция, прежде чем осуществился хиатус - взрывоподобный переход от косного вещества к новому уровню организации материи - живому веществу.
. Зарождение и эволюция жизни на Земле
Согласно антропному принципу, Вселенная должна обладать такими свойствами, чтобы на определенном этапе ее эволюции могли возникнуть жизнь и сознание. «Слабый» антропный принцип утверждает: если бы Вселенная была другой, жизнь не возникла. Высказывается мнение, что антропный принцип распространяет принцип отбора (в трактовке Ч. Дарвина) на неживую природу. Применительно к Земле это означает, что отбор в процессах саморазвития земной материи неотвратимо направлял их к формированию живого вещества как этапа эволюции всей Вселенной.
Материально-энергетическое и информационное воздействие окружающего космического пространства является необходимым и достаточным условием для возникновения жизни, поскольку, как утверждал Тейяр де Шарден, сама молодая Земля по своему первоначальному химическому составу в целом и есть тот чрезвычайно сложный зародыш, который нужен. Многочисленные эксперименты свидетельствуют, что естественно протекавшие на Земле физико-химические процессы с высокой степенью вероятности обеспечили предопределенность самозарождения жизни. Требуются лишь благоприятные внешние условия, чтобы в первичном хаосе (открытой нелинейной системе) стали возможны процессы самоорганизации и начали возникать «островки упорядоченности». Исследования физики хаоса подтвердили существование едва заметной упорядоченной структуры в любых хаотических системах. В отношении упорядоченности или организованности чрезвычайно важно замечание В.И. Вернадского: «Организованность резко отличается от механизма тем, что она находится непрерывно в становлении, в движении всех ее самых мельчайших материальных и энергетических частиц». Самозарождение жизни тесно связано с целенаправленным отбором в первичной хаотической среде, организацией и структурированием отобранного материала, его упорядочением со все возрастающей степенью сложности и обеспечением воспроизводства возникающих предшественников жизни. Работы И. Пригожина помогли преодолеть представление о принципиальной противонаправленности физической и биологической эволюции. Это связано с открытием неравновесных структур, возникающих как результат необратимых процессов и в которых системные связи устанавливаются сами собой. Все живое вещество является ярко выраженной упорядоченной системой. При этом живое обретает форму и функции с помощью самоорганизации, происходящей и в неорганическом мире. Под нею понимается самозарождение организации, то есть возникновение из некоторой совокупности целостных объектов определенного уровня новой целостной системы со своими специфическими закономерностями. Тогда самозарождение жизни означает, что у Земли как открытой нелинейной системы есть собственный внутренний источник ее изменения по направлению к возникновению живого вещества.
Общепринято мнение о зарождении земной жизни в виде простейших клеточных форм, причем клетки рассматриваются не только как первые живые формы, но и как иное состояние материи, столь же своеобразное, как электроны, атомы и т.д. Сам факт возникновения жизни на Земле подтверждает, что она - естественный результат самоорганизации материи и тем самым - космическое явление. Однако необходимость и закономерность данного процесса объективно связаны со случайностью, флуктуациями в ходе его протекания. Моделирование начальных стадий абиогенного синтеза органических соединений и становление биохимических связей между ними и последующая интерпретация результатов на основе работ В.И. Вернадского, И. Пригожина, Г. Хакена позволили выработать единое системное представление о возникновении земной жизни, связывающее необходимое и случайное. Суть - в превращении беспорядка первичного вещества Земли (определяем «первичный бульон» как нелинейную открытую систему из простых соединений, в которой отсутствовала упорядоченность, присущая биологическим объектам) в упорядоченную структуру живой материи. Необходимыми условиями были создание длинных линейных полимеров, разделение стереоизомеров, формирование генотипа.
В последние годы получены экспериментальные результаты, в разной степени иллюстрирующие те или иные этапы предбиологического синтеза, в т. ч. успешный биосинтез нуклеиновых кислот и битков вне клетки. Но означают ли все теоретические и экспериментальные данные, что созданное искусственным путем НЕЧТО, обладающее признаками живого, будет жить? Пока данная проблема очень далека от решения. Можно лишь утверждать, что на сформировавшейся из протопланетного газопылевого облака молодой Земле почти миллиард лет шел предбиологический синтез. Пробиваясь через все случайности, отступления, уничтожение, возникали самоорганизующиеся системы сложного состава, включая белки и нуклеиновые кислоты. Для самоорганизующейся системы нет нужды эволюционно создавать максимально благоприятные внешние условия. Она сама способна подстраиваться под них и использовать минимальные возможности для саморазвития. По мнению М. Эйгена, речь идет о том, чтобы в какой-то момент в каком-то объемном элементе оказался «правильный» набор протеинов, который бы в короткое время позволил осуществить однозначный переход (под ним понимается передача генетической информации). Надо также, чтобы нуклеиновые кислоты, находящиеся в стадии перехода, порождали протеины, выполняющие функции передачи и тем самым их усиливающие. Благодаря этому принципу обратной связи органические зачатки жизни могли становиться самой жизнью.
Старт жизни на Земле был предопределен топологией нашего пространства времени, физико-химическим составом первичной Земли, информационно-энергетическим воздействием на нее космоса и стимулированными этими процессами самоорганизации в косной материи. Появились условия, обеспечившие сохранение возникшей живой материи в виде простейших клеточных форм. Прародительница всего живого - молекула РНК: экзонинтронное устройство генов отражает древнейший принцип организации генетического материала. Протоорганизмы, состоящие из самовоспроизводящихся РНК, могли быть промежуточным этапом от химической (молекулярной) эволюции к биологической, начинающейся с возникновением сложных ДНК. Синтез клеток привел к образованию озонового слоя, сохранив тем самым живую материю от разрушения жестким ультрафиолетовым излучением и улучшив условия для дальнейшей ее самоорганизации. Живое вещество своей жизнедеятельностью последовательно увеличивает упорядоченность среды обитания. Неравновесность этой среды открывает возможность для возникновения уникальных событий, ибо спектр возможных способов существования объектов значительно расширяется, что дает процессу историческую перспективу. При этом в процессе саморазвития наблюдается изъятие нежизнеспособных форм. Живое (биогенное) вещество отличают от абиогенного по наличию органики - соединений углерода. Исследование углеродистых сланцев из древнейших осадочных пород показало, что в сланце возрастом 3,5 млрд. лет органика несет признаки смеси биогенных и абиогенных продуктов, а в том, которому 3,2 млрд. лет, абиогенного вещества («преджизни») уже нет. Следовательно, за эти 300 млн. лет (разница в возрасте сланцев) жизнь утвердилась и начала продвижение по планете. Эволюция привела к появлению познающего Мир и себя в Мире мыслящего Человека. Американский генетик А. Уилсон, осуществив анализ ДНК митохондрий от представителей различных земных рас, показал, что все ветви человечества имели одну общую прародительницу, скорее всего, африканку.
Необходимо отметить существование достаточно обоснованной точки зрения, что пространства Земли и ее возраста недостаточно для возникновения жизни. Потому полигоном спонтанного трансформирования неживой материи в живую является вся Вселенная. Доводы черпаются из фактов обнаружения сложных органических молекул в межзвездной материи, метеоритах, ядре кометы Галлея. Весомым подтверждением стала находка в Антарктиде метеорита АЬН 84001, идентифицированного как обломок марсианских пород, выброшенный с Марса 15 млн. лет назад и после странствования по Солнечной системе упавший 13000 лет тому назад на Землю. Химический состав этого камня отличен от состава земных пород, однако схож с составом проб грунта, проанализированных АМС «Викинг» непосредственно на марсианской поверхности. Изучение дало «косвенные доказательства» существования на Марсе 3,6 млрд. лет назад (это возраст найденного камня) простейших форм жизни. Однако органика, возникшая вне Земли, могла повлиять на темп возникновения земной жизни, но не более того. Великий процесс самоорганизации материи непрерывно продолжается во всей Вселенной, но пока единственное достоверное доказательство, что он приводит к появлению разумной формы жизни, существует только на Земле. Вероятно, именно здесь сложились все необходимые и достаточные условия для реализации антропного принципа (это совершенно не отрицает возможности существования множества подобных «Земель», где жизнь возникла на основе всеобщего принципа самоорганизации, но независимо друг от друга). С. Хокингу принадлежит точка зрения, что компьютерные вирусы следует считать одной из форм жизни. Созданные по воле человека, они не имеют собственного «обмена веществ», но могут «паразитировать» на зараженном компьютере, используя его «метаболизм», равно как настоящие вирусы паразитируют на пораженных ими живых организмах.
4. Самоорганизация человеческого общества
вселенная галактика общество самоорганизация
Без учета самоорганизации невозможно понять эволюцию человеческого общества и уяснить смысл происходящих событий в современном мире, в котором человек постоянно находится в ситуации неопределенности, поиска ответа на непрерывно возникающие проблемы и часто сталкивается с отсутствием таковых. Самоорганизация - это способность общества без специфического воздействия извне обрести функциональную структуру, необходимую для его существования и развития (под специфическим понимается внешнее воздействие, навязывающее системе структуру и функционирование). По сути, самоорганизацию в обществе можно определить как объединение людей ради осуществления общих интересов и целей без внешнего принуждения (по собственному побуждению), когда есть общественная потребность Процесс структурирования общества также должен происходить на основе самоопределения его членов.
Самоорганизация характеризует внутреннее состояние системы, возникающее вследствие реализации имманентных тенденций развития благодаря взаимодействию ее подсистем и элементов, и присуща только открытым неравновесным динамическим системам. И. Пригожин одним из первых обратил внимание, что неравновесность или нестабильность как сущностная переменная играет немаловажную роль в преодолении разобщенности между социальными исследованиями и науками о природе. Существенно его предупреждение: «Мы должны признать, что не можем полностью контролировать окружающий нас мир нестабильных феноменов, как не можем полностью контролировать социальные процессы (хотя экстраполяция классической физики на общество долгое время заставляла нас поверить в это). Постепенно приходит осознание, что нестабильность и стабильность, беспорядок и порядок в природе и обществе равно имманентны миру, в котором они существуют, неразрывно сопутствуют друг другу, перетекая одно в другое. Нестабильность в общем плане неустранима, и в этом смысле сама стабильна. В мире свободы в отличие от мира тоталитаризма возможно только частичное, а не всеобъемлющее планирование, с четким осознанием границ непланируемого (замечание К. Ясперса). Разумное сочетание внешнего воздействия и собственных тенденций среды (т.е. общества либо его части) позволяет сформировать в ней необходимые структуры, способные не только самоподдерживаться, но и эффективно функционировать. При верном определении направления и объектов воздействия приложенные усилия вызывают процессы самоорганизации. Результатом может стать самопроизвольное возникновение и развитие определенных организаций и структур, в т.ч. локализация их во времени и пространстве и управление формами проявления. Заметим, что коллективные взаимодействия в процессах самоорганизации, будучи разбалансированы внешними воздействиями, могут привести к разносу системы. Потому требуется особое внимание даже к малым возмущениям в общественной жизни, ибо они порождают микрорасколы общества и далее по законам самоорганизации способны вызвать катастрофические последствия. Одновременно отметим, в сложных самоорганизующихся нелинейных системах хаос на микроуровне (в ограниченных пределах) играет существенную роль в определении тенденций на макроуровне, способствуя выходу на структуры, внутренне присущие системе. В терминах синергетики (под нею понимается методологический подход выявления общих закономерностей согласованного - когерентного - взаимодействия частей изучаемой системы безотносительно к их субстанциональной основе) проблема заключается в том, чтобы в обществе, как сложной нелинейной системе, включающей элементы хаоса, с помощью самоорганизации возникли согласованность и порядок. Разворачиваясь во времени и пространстве, процессы самоорганизации способны продемонстрировать чрезвычайное богатство своих форм и проявлений. Оттого столь существенно слияние флуктуаций, когда появляется несколько путей развития. По одним процесс будет двигаться к желаемым результатам, на других - затухать. В момент бифуркации (ветвления процесса) направление процесса могут определять различного рода случайности.
Таким образом, при воздействии на систему, в которой намерены вызвать явления самоорганизации и учитывая возможность бифуркаций, реально получить сочетание предопределенности (поле возможных путей развития) и неопределенности (случайное осуществление именно данного пути). В соответствии с теорией самоорганизованной критичности воздействие может быть различной величины, однако самоорганизация приведет к возникновению одних и тех же структур (под структурами понимаются определенным образом организованные процессы в среде, локализованные в отдельных ее частях). В свободном обществе постоянно происходят два конкурирующих процесса: создание организованности и ее разрушение (что не злой умысел кого-то, а имманентная тенденция), при этом могут сами отсекаться нежизнеспособные структуры. Разрушение организованности во многом вызывается наличием стихийности и при ее регулировании с помощью процессов самоорганизации нельзя уповать лишь на начальное воздействие, поскольку бифуркации могут увести с нужного направления. Обществу как сложной системе нельзя (почти!) навязать путь движения, можно лишь инициировать внутреннее самоуправляемое развитие, а для осуществления самоорганизации система должна быть открытой - обмениваться с окружающей средой, прежде всего информацией.
Заключение
Рассмотрение процессов самоорганизации на разных уровнях организации материи, от Вселенной в целом до человеческого общества, показывает наличие фундаментальной связи между различными видами самоорганизации и существовании процесса глобальной эволюции.
Самоорганизация - это скачкообразные природные процессы, переводящие открытую неравновесную систему, достигшую в своем развитии критического состояния, в новое устойчивое состояние с более высоким уровнем упорядоченности по сравнению с исходным. Ключ к пониманию процессов самоорганизации находится в исследовании взаимодействия открытых систем с окружающей средой.
Особое значение для утверждения этих взглядов в науке сыграла модель развивающейся Вселенной, в соответствии с которой в ее развитии ясно просматривается нарастающее усложнение строения. В первые мгновения после Большого взрыва Вселенная представляла собой смесь элементарных частиц, свободно превращавшихся друг в друга при гигантской температуре. Затем, по мере снижения температуры, появились существующие сегодня элементарные частицы, ядра атомов водорода и гелия и, наконец, сами атомы этих элементов. Далее однородная газовая смесь, которой была Вселенная, начала уплотняться и превратилась в галактики и звезды. Внутри звезд образовались все остальные химические элементы, после чего стало возможным появление планет. На некоторых из них (по крайней мере, на Земле) смогла появиться жизнь, а затем и разум. Таким образом, открытия в космологии подтверждали, что самоорганизация является фундаментальным принципом Природы, лежит в основе наблюдаемого развития от менее сложных к более сложным и упорядоченным формам организации вещества.
Список использованной литературы
1.Концепции современного естествознания: Учебник для вузов / Под ред. проф. В.Н. Лавриненко, проф. В.П. Ратникова. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2006. - 317 с.
.Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Синергетика как новое мировидение: диалог с И.Пригожиным // Вопросы философии. М.:Наука. - 1992. - С.3-20.
.Пальмина Н.П., Белов В.В., Жерновков В.Е., Мальцева Е.Л. О механизмах действия биологически активных веществ в сверхнизких концентрациях // Тезисы докладов IV Международного симпозиума «Механизмы действия сверхмалых доз». 28-29 октября 2008 г.. - М: РУДН. - С.83.
.Пригожин И. От существующего к возникающему. Время и сложность в физических науках. М.:Едиториал УРСС, 2002. - 288 с. (Серия «Синергетика: от прошлого к будущему).