Принципы эволюции

Около 50 лет назад в результате развития термодинамики возникла новая дисциплина – синергетика (греч. – ²совместное действие²), было впервые предложено на рубеже 70–80 гг. ХХ столетия немецким физиком Г. Хакеном.

Синергетика – это наука о самоорганизации самых различных систем (физических, химических, биологических и социальных).

Синергетика занимается изучением систем, состоящих из многих подсистем самой различной природы, таких, как электроны, атомы, молекулы, клетки, нейтроны, механические элементы, фотоны, органы, животные и даже люди.

В синергетике выделяют три основных направления:

– изучение явлений, которые возникают от совместного действия нескольких разных факторов, в то время как каждый фактор в отдельности к этому явлению (эффекту) не приводит;

– изучение самоорганизации, т.е. усложнении формы, или в более общем случае, структуры системы при медленном и плавном изменении ее параметров;

– изучение неожиданных явлений, где любое качественное изменение состояния системы (или режим ее работы) производит впечатление неожиданного.

Нелинейность в биологических системах

Животный мир демонстрирует множество высокоупорядоченных структур и великолепно функционирующих. Организм как целое непрерывно получает потоки энергии (солнечная энергия, например, у растений) и веществ (питательных) и выделяет в окружающую среду отходы жизнедеятельности. Живой организм – это система открытая. Живые системы при этом функционируют определенно в дали от равновесия. В биологических системах, процессы самоорганизации позволяют биологическим системам ²трансформировать² энергию с молекулярного уровня на макроскопический. Такие процессы, например, проявляются в мышечном сокращении, приводящим к всевозможным движениям, в образовании заряда у электрических рыб, в распознавании образов, речи и в других процессах в живых системах. Сложнейшие биологические системы являются одним из главных объектов исследования в синергетике. Возможность полного объяснения особенностей биологических систем, например, их эволюции с помощью понятий открытых термодинамических систем и синергетики в настоящее время окончательно неясна. Однако можно указать несколько примеров явной связи между понятийным и математическим аппаратом открытых систем и биологической упорядоченностью.

На рисунке 23 представлены графики нелинейных структур, где отражены поведения системы: а) линейные, б) нелинейные.

Рис.23. Иллюстрация универсальной черты нелинейности