За понятным словом "самоорганизация" скрывается важнейшее и вовсе не простое явление, тесно связанное с эволюцией. Мысль об эволюции, не руководимой напрямую с небес, а являющейся следствием земных причин, возникла в биологии и социальных науках в XIX веке. Но понимание универсальности процессов такого рода и объединяющий их термин самоорганизация (хороший, но длинный, я иногда буду его сокращать – С-ия) появились только во второй половине ХХ века, чуть более полувека назад. И, хотя о С-ии уже написаны тома, её полное и глубокое осмысление ещё впереди.
Что такое самоорганизация?
Большая Российская энциклопедия [1] самоорганизацию определяет как «самопроизвольное установление в неравновесных диссипативных средах устойчивых регулярных структур». Неопределяемое понятие "среда", как обычно, соответствует широкому, но не всеобъемлющему окружению системы. Термины "диссипативная", "диссипация" почти точно переводятся на русский, как "рассеивающий", "рассеивание". Будем наравне использовать эти варианты.
Строго взвешенное определение С-ии вступает в противоречие с понятностью термина. Падение кирпича с крыши может быть вызвано самоорганизацией, совсем не похожей на устойчивую регулярную структуру. А процессы, идущие в двигателях, не организуются самостоятельно, но в остальном определению соответствуют. Жизнь на Земле самопроизвольно установилась 4 млрд лет назад. Остаётся ли она С-ией? Эти и другие примеры говорят о невозможности уложить все С-ии в прокрустово ложе единого определения. Но о многообразии С-ий чуть позже, сначала о явлении в целом.
Большинство физических законов теоретически обратимы: уравнения, описывающие соответствующие процессы, симметричны относительно направления времени (не изменяются при смене его знака). Практика говорит иное: разлитое молоко само не собирается в стакан, маятник останавливается без энергетической подпитки. Теория отрывается от практики сознательно, для исключения случайностей. Физика сосредотачивается на главном, и оно симметрично относительно времени. Но во второй половине ХХ века наука обратила внимание на ряд особых явлений, о чём Илья Пригожин написал так: «необратимость приводит к огромному множеству новых явлений – образованию вихрей, химическим колебаниям и лазерному излучению, каждое из которых иллюстрирует конструктивную роль стрелы времени» [2, с.10]. Точнее, видимо, изучение систем нелинейных дифференциальных уравнений, необходимых для описания явлений такого рода, привело Пригожина к мысли о необратимости.
Дело в том, что решения нелинейных уравнений часто содержат точки бифуркации, в которых они или их производные терпят разрыв. Вдали от этих точек процесс, подобно линейному, развивается по устойчивому пути – аттрактору. Воздействие внешних сил порождает при этом ответную реакцию, возвращающую его "в колею". Возле точек бифуркации устойчивости нет, и случайные, не вытекающие из логики процесса самоорганизации не встречают противодействия. Их непредсказуемость порождает необратимость. Образно говоря, С-ии – это иголки, не позволяющие времени идти вспять – нельзя "гладить ежа времени против шерсти". Понимание этого было для конца ХХ века новым. (О связи нелинейности с течением времени [3].)
Конвекционные вихри, образующие ячейки Бенара, химические колебания в реакции Белоусова-Жаботинского и лазерное излучение, которые упоминает Пригожин, были первыми тщательно исследованными случаями С-ии. Науку, занявшуюся изучением явлений совместного действия разрозненных элементов, Герман Хакен назвал синергетикой. Дополнительный смысл такому названию придал междисциплинарный характер исследований самоорганизации, начавшихся в самых разных научных отраслях. Но всё же в разных научных "квартирах" её изучают скорее разрозненно, что к синергии не ведёт.
К мысли о "конце определённости"[2] Пригожин пришёл, обнаружив связь порождающей хаос нелинейности и возникающей на его фоне С-ии и с необратимостью, становящейся их итогом. Заметим, что степень нелинейности процесса зависит от детальности его описания. Большинство процессов "слегка" нелинейно. Из-за привычки огрублять мы не замечаем этого. На самом деле самоорганизация возможна практически везде (хотя и не всегда). Считая процессы линейными, мы её не ожидаем. А она возникает, и это редко радует.
Итак, самоорганизации возникают, когда процесс неустойчив (близок к точке бифуркации). При этом среда должна быть неравновесной (обладать избытком энергии) и диссипативной (способной рассеивать энтропию). Принято требовать ещё и открытости среды, но это излишне. В открытом, но равновесном участке межгалактического пространства не возникнет ничего. А часовой механизм может долго тикать в замкнутом изолированном сейфе. Только после и из-за исчерпания неравновесности С-ии в нём станут невозможны. Реже обращают внимание на то, что для построения своего аттрактора С-ии нужна информация. Спонтанные С-ии добывают её сами, но сложные (например, живые) должны получить от родителей или создателей.
Попытка классификации
Рассмотрим наиболее важные разбиения С-ий на классы. Простые, СПОНТАННЫЕ (дождь, лавина, лесной пожар), возникают самопроизвольно. Большая часть из них нуждается в организованной энергии и возможности диссипации (дождь, вихрь, пожар и др.). Это ДИНАМИЧЕСКИЕ процессы. Однако спонтанная С-ия возможна и без устойчивых потоков энергии, если в среде есть неравновесность. Такие, ФИНАЛЬНЫЕ С-ии (молния, землетрясение, бытовой конфликт) возникают при наличии достаточной неравновесности и завершаются с её исчерпанием.
Но некоторые финальные С- ии сохраняют часть неравновесности (например, при переходе вещества в более стабильное фазовое состояние). К таким, ФИКСИРУЮЩИМ С-иям относятся конденсация, кристаллизация, процессы формирования протонов и нейтронов, атомов, устойчивых молекул и другие. При этом образуются связи между элементами. Как правило, связи экономят энергию, поэтому создать их легче, чем разорвать. При установлении связей выбрасывается порция энтропии, но в дальнейшем её рост замедляется. Именно благодаря фиксации наш мир усложняется "вопреки" второму началу термодинамики. (Подробнее [4]).
Все сложные С-ии являются динамическими и нуждаются в начальной информации,. Они делятся на 2 класса по способности распространять свою информацию. Тех, что могут это делать, обозначим термином "аутопоэзис" (Autopoesis, для краткости Ap) введённым в начале 1970-х годов чилийскими учёными У.Матураной и Ф.Варделой для самопостроения, самовоспроизводства, репликации систем, способных порождать в качестве продукта самих себя без разделения на производителя и продукт. Это близко к пониманию живых и жизнеподобных систем, в том числе социальных институций и др.
Ко второму классу сложных С-ий отнесём плотину бобра, двигатель, лазер, которые функционируют отчасти самопроизвольно, но не распространяют свою информацию – это создаваемые ОРГАНИЗАЦИИ. Как и Ap, организации не устанавливаются самопроизвольно, нуждаясь в информации, которой их снабжают создатели. Как и Ap, они могут включать процессы фиксации, благодаря которым образуются, к примеру, сложные органические молекулы и их комплексы.
С-ии можно также разделить (что особо существенно для Ap) на УНИТАРНЫЕ (организм, армия, диктатура) и МНОЖЕСТВЕННЫЕ (биологический вид, свободный рынок, демократия). Унитарные основаны на сотрудничестве элементов и концентрируют под единым управлением больше энергии. А множественные, в которых сотрудничество факультативно, создают условия для развития элементов – внутреннюю конкуренцию и большее право на ошибку, чем есть у системы. В моменте конкуренция ослабляет множественные системы. Унитарность эффективнее, пока обладает достаточной для взаимодействия со средой информацией, но со временем, не столь эффективно её обновляя, преимущество теряет (подробнее [5]).
Ещё раз: СПОНТАННЫЕ С-ии могут быть ДИНАМИЧЕСКИМИ или ФИНАЛЬНЫМИ. Часть финальных завершается ФИКСАЦИЕЙ. Все остальные С-ии – сложные и динамические, в некоторых возможна фиксация. Сложные делятся на ОРГАНИЗАЦИИ и АУТОПОЭЗИС (Ap). Для последнего важно разбиение на УНИТАРНОСТЬ и МНОЖЕСТВЕННОСТЬ. Указанные разбиения не абсолютны, их свойства могут сочетаться и пересекаться.
Остановимся на этом. Всё самое интересное – в следующей заметке.
Литература
1. Большая Российская энциклопедия. Самоорганизация https://bigenc.ru/c/samoorganizatsiia-084edc
2. Пригожин И.Р. Конец определенности. Время, хаос и новые законы Природы. Москва, Ижевск,2000,: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 208 с.
Ссылки на мои заметки на сайте Proza.ru:
3. Механизм времени. http://proza.ru/2025/09/28/887
4. З Зачем зажигают звёзды или Энергетика связей http://proza.ru/2024/04/26/1135
5. Активные связи. Кооперация и конкуренция http://proza.ru/2020/06/17/54
Другие заметки об общей теории эволюции систем:
Введение в общую теорию эволюции систем (http://proza.ru/2020/06/16/1776)
Системы и скопления, популяции и ценозы (http://proza.ru/2024/11/22/1818) Эволюция и энтропия. «Тепловая смерть» Вселенной (http://proza.ru/2020/06/16/1790)
Э.Шрёдингер и эволюция, С. Хайтун и беспорядок (http://proza.ru/2020/06/17/11)
Что такое информация? Взгляд эволюциониста (http://proza.ru/2020/06/17/33)
Ценность информации.Целеполагание произвольной системы (http://proza.ru/2020/06/17/36)
Что такое сложность? Взгляд эволюциониста(http://proza.ru/2020/06/17/47)
Пассивные связи: скелет, границы, сети... (http://proza.ru/2020/06/17/58)
Законы эволюции. Концентрация (http://proza.ru/2024/11/19/1399)
Законы эволюции. Цельность vs пестрота (http://proza.ru/2025/02/16/1445)
Самоорганизация во всей красе Проба классификации(эта заметка)
Самоорганизация во всей красе От частиц до ИИ (http://proza.ru/2026/03/12/751)
Из чего состоит и куда идёт эволюция?(http://proza.ru/2020/07/23/700)
Общая теория эволюции систем. Некоторые итоги (http://proza.ru/2020/06/17/73)