Управление
Представлены свойства, приписываемые самоорганизующимся системам различными источниками. Определены основополагающие из них, составляющие сущность процесса самоорганизации |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Теоретические подходы к самоорганизации |
На основе анализа литературы по теме самоорганизации, можно
выделить целый ряд свойств, которые приписывают самоорганизующимся системам.
Таким образом, самоорганизующимися можно называть процессы или системы, которым
присущи хотя бы некоторые из следующих свойств:
Увеличивается
упорядоченность (уменьшается энтропия).
Самопроизвольность появления.
Мерцание — способность
самопроизвольно прекращать существование.
Пороговый характер появления — при достижении
порогового условия.
Необходимость «управляющего
параметра» для появления — необходим для начала процесса, достаточен даже при слабом
проявлении.
Сложность — наличие большого числа
элементов и связей.
Открытость — обмен ресурсами с
внешней средой.
Динамичность
(неравновесность) — изменение элементов и связей во времени.
Синергетический эффект — 1) появление у
системы новых свойств, не наблюдаемых ни у одного из совокупности ее элементов;
2) увеличение эффективности функционирования элементов при их объединении.
Операциональная замкнутость
системы (автономия, автопоэзис) — на одни и те же воздействия система
реагирует по-разному.
Положительная обратная связь — система способна усиливать
благоприятные отклонения в своем функционировании, доводя их до изменения
структуры.
Отрицательная обратная связь — система способна
исправлять неблагоприятные отклонения в своем функционировании.
Диссипация (питание) — система постоянно
рассеивает энергию и нуждается в ее восполнении извне.
Неиерархичность — преобладание
горизонтальных связей.
Адаптивность — способность
приспосабливаться к неблагоприятным изменениям внешней среды.
Скачкообразность развития — резкие изменения
структуры.
Значимость флуктуаций и
мутаций —
значимость незначительных изменений для развития системы.
Для определения самоорганизации наибольшее значение имеют два момента: упорядоченность системы и самопроизвольность процесса упорядочения.
Упорядоченность — это определенное состояние
системы, которое можно определить следующим образом:
1) Субъективно, состояние системы более упорядочено, когда меньше неопределенность и известно: а) положение всех ее элементов; б) скорость и направление изменения их положения (порядок — это когда все на своих местах).
2) Объективно,
состояние системы более упорядочено, если в данном ее состоянии у элементов
системы существует меньше степеней свободы — вариантов расположения и
движения (привязанное стадо более упорядочено, чем непривязанное). В физике
используется понятие «энтропия», характеризующее вероятность состояния системы
(число степеней свободы элементов). Чем больше энтропия, тем меньше
упорядоченность.
3) Наиболее практичным
критерием упорядоченности системы является наличие и сила связей между ее
элементами. Чем больше связей и чем они сильнее, тем более упорядочена система
(меньше степеней свободы и неопределенности).
Самопроизвольности упорядочения часто придают субъективный характер, т.е. система (структура) возникла независимо от человеческой воли и действий. Принцип возрастания энтропии гласит, что в закрытых системах энтропия не уменьшается (порядок не увеличивается). Повседневный опыт также показывает, что без вмешательства человека более упорядоченные системы не возникают. Поэтому, когда в физике и химии были открыты процессы, приводящие к возникновению упорядоченных структур без вмешательства человека, их определили как «самоорганизующиеся».
Но реально, в мире существует множество упорядоченных процессов и систем, появившихся без участия человека (от галактик, планетных систем, до живых организмов и атомов). Кроме того, применение субъективного критерия самопроизвольности приводит к выводу, что в человеческом обществе не может быть самоорганизации (или наоборот, все самоорганизация, поскольку, с точки зрения химии и биологии, человек — это самоорганизующаяся система химических реакций или биологических клеток).
Именно поэтому критерий определения самоорганизации не связан с человеческим фактором, а заключается в наличии свойств, указанных выше. Самопроизвольность означает лишь то, что на систему не оказывалось внешнего управляющего (организующего) воздействия. При этом можно показать, что многие из этих свойств являются описательными, а не необходимыми, или выводятся из других.
Для самоорганизации (самопроизвольного упорядочения) необходима открытая система (в закрытой энтропия не уменьшается) и определенные условия (пороговый уровень, управляющий параметр). Сложность системы влияет лишь на сложность организации (упорядочения). Уже здесь проявляется скачкообразность развития, положительная обратная связь и значимость флуктуаций для будущего системы. При упорядочивании автоматически проявляется синергетический эффект (откуда еще взяться новым свойствам у системы, как не из связей между элементами). Этих свойств уже достаточно для самоорганизации. Остальные проявляются при несколько ином процессе: саморегулировании (самоуправлении, автоматизме). Существуют самоорганизующиеся системы I типа (не способные к саморегулированию) и II типа. Основное их отличие в динамичности и диссипации. I тип — не динамичные и не питающиеся (лед), II тип — динамичные, питающиеся (живые организмы).
Динамизм и потребность в питании делают саморегулирование (отрицательную обратную связь, адаптация) свойством, позволяющим динамичным системам выживать с большей вероятностью. Необходимость саморегулирования в нестабильных условиях приводит в преобладанию горизонтальных связей (гетерархия). В итоге, сложные системы с положительной и отрицательной обратной связью (не сводимые к модели простого «черного ящика») проявляют свойства опрерациональной замкнутости (наличие памяти и множества контуров обратной связи не позволяет однозначно предсказать ее поведение).
В общем случае, самоорганизующиеся системы — это открытые системы, в которых происходит (или произошел) спонтанный процесс упорядочивания, обусловленный свойствами элементов самой системы. Практическая ценность такого системного подхода заключается в синергетике — науке об инициировании процесса упорядочивания, воздействии на него с целью формирования желаемой структуры. С синергетикой тесно связаны эволюционный подход к организациям, теории устойчивого развития, теории «управления хаосом» и т.п.
г.
Новосибирск, март 2002 г.
|
|
|
Ó SMart inov. 25.09.2003 |
|
