Журнал о Медицине
rss новости rss статьи rss все архив
Словарь научных терминов

Самоорганизация

САМООРГАНИЗАЦИЯ, самопроизвольное (не требующее внеш. организующих воздействий) образование упорядоченных пространственных или временных структур в сильно неравновесных открытых системах (физ., хим., биол. и др.). Непрерывные потоки энергии или в-ва, поступающие в систему, поддерживают ее в состоянии, далеком от равновесия. При таких условиях в системе развиваются собственные (внутренние) неустойчивости (области неустойчивого поведения), развитием к-рых является С.

Классич. пример физ. открытой системы с пространственной С.-плоский горизонтальный слой вязкой жидкости, подогреваемый снизу. При относительно малых вертикальных градиентах т-ры в жидкости имеет место режим бесконвективной теплопроводности. Когда градиент т-ры превысит нек-рую критич. величину, в жидкости возникает конвекция. При малых превышениях градиента т-ры над критич. значением конвективные потоки в-ва приобретают упорядоченность: при наблюдении сверху они имеют вид валиков или шестиугольных ячеек (ячейки Бенара).

Генерация лазерного излучения считается примером временной С. Лазер непрерывного действия-сильно неравновесная открытая система, образованная возбужденными частицами (атомами, молекулами) и модами электромагн. поля в резонаторе. Неравновесность этой системы поддерживается непрерывным притоком энергии от внеш. некогерентного источника (накачкой). При малых интенсивностях накачки излучение системы состоит из не сфазированных между собой цугов волн. С повышением интенсивности накачки вплоть до нек-рой пороговой величины излучение системы становится когерентным, т.е. представляет собой непрерывный волновой цуг, в к-ром фазы волн жестко скор-релированы на макроскопич. расстояниях от излучателя. Этот переход к генерации когерентных колебаний можно интерпретировать как С.

Примером С. в химии служит существование неск. устойчивых состояний в гомог. системах с хим. р-циями и диффузией реагентов. Этим состояниям соответствуют неоднородные пространств. распределения концентраций реагентов, наз. диссипативными структурами. В ответ на сколь угодно малое возмущение параметров система может переходить из одного состояния в другое, что наблюдается в виде волн (пространственно-временная структура; см. Колебательные реакции). Как показал М. Тьюринг (1952), в системе с двумя реагентами может появиться синусоидальная волна. Пространственно-временные структуры типичны для Белоусова - Жаботинского реакции, газофазного горения, ряда р-ций гетерог. каталитич. окисления, ферментативного катализа.

В космологии результатом С. можно считать образование спиральных галактик, в экологии-организацию сообществ, в биологии - явления морфогенеза. Поскольку упомянутые явления имеют общую феноменологию, они рассматриваются в рамках единых представлений. Возникшее новое междисциплинарное направление получило впоследствии назв. синергетики (Г. Хакен, 1985). Развитию представлений о С. в биологии способствовали работы П. Гленс-дорфа и И. Пригожина (1973). Существует, однако, мнение, что сложная внутр. организация клетки и организма м.б. понята без представлений о диссипативных структурах, в рамках иерархич. термодинамики (см. Термодинамика иерархических систем).

С. в неравновесных системах принципиально отличается от явлений упорядочения при фазовых переходах в равновесных системах, где порядок возрастает с понижением т-ры: жидкость кристаллизуется, спины атомов ориентируются, образуя упорядоченную структуру, свойственную ферромагнетикам; в нек-рых металлах может осуществляться переход к когерентному квантовому состоянию, характерному для сверхпроводников. Общим для обоих процессов образования порядка в системе является понижение симметрии по отношению к трансляциям в пространстве или во времени.

С. связана с турбулентностью. В упоминаемом выше примере с образованием в жидкости ячеек Бенара при высоких градиентах т-ры система переходит в состояние с турбулентным режимом течения. Переход к турбулентности (т.е. к хаотич. режиму) может занимать нек-рый интервал значений параметров, характеризующих степень внеш. воздействия на систему, и происходить путем по-следоват. усложнения регулярных (когерентных) структур, т.е. в условиях С. Критерием отличия регулярного пространственно-временного режима поведения системы от хаотического служит устойчивость структуры к малым возмущениям начальных условий: если такая устойчивость имеет место, структуру можно считать регулярной независимо от. степени ее сложности.

На С. в неравновесной открытой системе могут влиять флуктуации параметров состояния как самой системы, так и окружающей среды. В свою очередь, сама С. оказывает влияние на амплитуду и длительность флуктуации.

Лит.: Эйген М., Самоорганизация материи и эволюция биологических макромолекул, пер. с англ., М., 1973; Николис Г., Пригожин И., Самоорганизация в неравновесных структурах, пер. с англ., М., 1979; Эбелинг В., Образование структур при необратимых процессах, пер. с англ., М., 1979; Хакен Г., Синергетика, пер. с англ., М., 1980; Полак Л. С., Михайлов А. С., Самоорганизация в неравновесных физико-химических системах, М., 1983; Васнецова А. Л., Гладышев Г. П., Экологическая биофизическая химия, М., 1989. А.А.Овсянников.


1. www.pravda.ru: Петр Стегний: Турция находится накануне важнейших, судьбоносных для страны событий
01.04.2014
... масштабы и, в свете последних событий, глобальные масштабы, и даже параллели между "арабской весной" и ситуацией в Киеве. Я имею в виду попытку объединить принципы демократии как системы самоорганизации общества и традиции ислама. В этом отношении и теоретически, и практически эрдогановцы сделали больше, чем кто-либо другой. ...
2. www.medpulse.ru: Тест. Кто вы - "одинокий волк" или коллективист?
03.01.2010
... ли решатся доверить вам ответственное дело. Видимо, нелегко с вами партнеру. Успех в делах и в личной жизни прямо пропорционален вашим усилиям по работе над собой, по поднятию самооценки, повышению самоорганизации и самосовершенствованию. Не откладывайте эти важные вопросы на завтра. ...
3. www.yoki.ru: ТИГРу не понравилось "Яблоко"
06.04.2009
... апреля в Центральном офисе партии "Яблока" в Москве Товарищество инициативных граждан России (ТИГР) и "Яблоко" провели научно-практическую конференцию "Новые формы самоорганизации граждан". Был также организован телемост с участием центрального отделения движения ТИГР (Владивосток). ...
4. www.ecosever.ru: Загадочный минерал питается радиацией
30.08.2007
... методов. "Нужно изучить его свойства, это даст полную информацию для химиков, для технологов, чтобы произвести это соединение в неограниченных масштабах", - поясняет заведующий лабораторией самоорганизации минеральных систем Кольского научного центра Григорий ...
5. www.yoki.ru: Первый профсоюз российских ди-джеев
14.12.2006
... целая армия менеджеров, решающая проблемы, не связанные непосредственно с творчеством. И только герои нашего времени, короли винила и жрецы танцевальных мистерий – DJ – несли нелегкое бремя самоорганизации в одиночку. По крайней мере, так было в России до сегодняшнего дня. Время анархии в области электронной и танцевальной музыки закончилось. Структурировать «дикое поле» берется Dj Music ...
6. www.yoki.ru: Успеть всё!
03.07.2006
... вовремя напомнит вам о том, что именно вы должны были сделать. Но, несмотря на возможности современной техники, тренируйте и собственную память.Самый проверенный способ самоорганизации – составить расписание дня. Важно помнить, что оно должно быть не таким, каким принято, а таким, каким удобнее вам. И если уж составили себе такой распорядок дня, то не нарушайте его – мелкие дела, ...




Здоровье и профилактика Акушерство и гинекология Стоматология Красота Зрение Энциклопеди Адреса Реклама
Видео