КОНЦЕПЦИЯ САМООРГАНИЗАЦИИ. СИНЕРГЕТИКАОбщие положения | Сайт С.П. Курдюмова «Синергетика»

Синергетика (от др.-греч. совместная деятельность) — междисциплинарное направление научных исследований, задачей которого является изучение природных явлений и процессов на основе принципов самоорганизации систем (состоящих из подсистем). «…Наука, занимающаяся изучением процессов самоорганизации и возникновения, поддержания, устойчивости и распада структур самой различной природы…» Синергетика изначально заявлялась как междисциплинарный подход, так как принципы, управляющие процессами самоорганизации, представляются одними и теми же (безотносительно природы систем), и для их описания должен быть пригоден общий математический аппарат. С мировоззренческой точки зрения синергетику иногда позиционируют как «глобальный эволюционизм» или «универсальную теорию эволюции», дающую единую основу для описания механизмов возникновения любых новаций подобно тому, как некогда кибернетика определялась, как «универсальная теория управления», одинаково пригодная для описания любых операций регулирования и оптимизации: в природе, в технике, в обществе.

Первое использование данного термина связано с докладом профессора штудгартского университета Г. Хакена «Кооперативные явления в сильно неравновесных и нефизических системах» (в 1973 году). Западногерманское издательство «Шпрингер» в 1975 году заказывает Хакену книгу. Уже в 1977 году монография под названием «Синергетика» выходит на немецком и английском языках. В 1978 году книга была переиздана, а вскоре вышла на японском и русском языках. Издательство «Шпрингер» открывает серию «Синергетика», в которой выходят все новые и новые труды.

Начиная с 1973 года, с той конференции, на которой впервые прозвучал этот термин, научные встречи по теме «самоорганизация» проходят каждые два года. К 1980 году было уже выпущено пять объемных сборников докладов этих конференций. А известнейший и старейший форум физиков – Сольвеевский конгресс в 1978 году был целиком посвящен проблемам самоорганизации. В нашей стране впервые конференция по синергетике прошла в 1982 году.

Научные школы (течения) в синергетике.

В синергетике к настоящему времени сложилось уже несколько научных школ. Эти школы окрашены в те тона, которые привносят их сторонники, идущие к осмыслению идей синергетики с позиции своей исходной дисциплинарной области, будь то математика, физика, биология или даже обществознание.

В числе этих школ – брюссельская школа лауреата Нобелевской премии И. Р. Пригожина, разрабатывающего теорию диссипативных структур, раскрывающую исторические предпосылки и мировоззренческие основания теории самоорганизации.

Интенсивно работает также школа Г. Хакена, профессора Института синергетики и теоретической физики в Штутгарте. Он объединил большую группу ученых вокруг шпрингеровской серии книг по синергетике, в рамках которой к настоящему времени увидели свет уже более 60 томов.

Классические работы, в которых развивается математический аппарат для описания катастрофических синергетических процессов, принадлежат перу российского математика В. И. Арнольда и французского математика Р. Тома. Эту теорию называют по-разному: теория катастроф, особенностей или бифурикаций.

Среди российских ученых следует упомянуть также академика А. А. Самарского и члена –корр. РАН С. П. Курдюмова. Их школа разрабатывает теорию самоорганизации на базе математических моделей и вычислительного эксперимента на дисплеях компьютеров. Эта школа выдвинула ряд оригинальных идей для понимания механизмов возникновения и эволюции относительно устойчивых структур в открытых (нелинейных) средах (системах).

Широко известны также работы академика Н. Н. Моисеева, разрабатывающего идеи универсального эволюционизма и коэволюции человека и природы, работы биофизиков, членов-корреспондентов РАН М. В. Волькенштейна и Д. С. Чернавского.

Такое разнообразие научных школ, направлений, идей свидетельствует о том, что синергетика представляет собой скорее парадигму, чем теорию. Это значит что она олицетворяет определенные достаточно общие концептуальные рамки, немногочисленные фундаментальные идеи, общепринятые в научном сообществе, и методы (образцы) научного иследования

Основные положения синергетики

Наш мир, всё, что доступно в нём наблюдению. претерпевают непрерывные изменения – мы наблюдаем его непрекращающуюся эволюцию. Все подобные изменения происходят за счёт сил внутреннего взаимодействия, во всяком случае, никаких внешних по отношению к нему сил мы не наблюдаем. Согласно принципу Бора, существующим мы имеем право считать лишь то, что наблюдаемо или может быть сделано таковым. Следовательно, подобных сил не существует. Таким ообразом, всё, что происходит вокруг нас, мы можем считать процессом самоорганизации, то есть процессом, идущим за счёт внутренних стимулов, не требующих вмешательства внешних факторов, не принадлежащих системе. К числу таких процессов относится также и становление и действие Разума, ибо он родился в системе в результате её эволюции.

Итак, весь процесс эволюции системы – процесс самоорганизации. Мир всё время меняется. Мы не можем утверждать, что процесс самоорганизации направлен на достижение состояния равновесия (под которым понимается абсолютный хаос), у нас нет для этого опытных оснований, гораздо больше данных для утверждения обратного — мир непрерывно развивается, и в этом изменении просматривается определённая направленность, отличная от стремления к равновесию.

Для описания основ процесса самоорганизации удобно (хотя и заведомо недостаточно) использовать терминологию дарвиновской триады: наследственность, изменчивость, отбор, придав этим понятиям более широкий смысл.

Изменчивость в этом более широком смысле – это вечно присутствующие факторы случайности и неопределённости. Без предположения о непрерывно действующих случайных факторах, постоянная эволюция системы, сопровождающаяся появлением новых качественных особенностей, по-видимому, невозможна.

Что касается термина «наследственность», то он означает лишь то, что настоящее и будущее любой системы в мире зависит от его прошлого. Степень зависимости той или иной системы от прошлого может быть любой. Эту степень зависимости условимся называть памятью системы. Во вполне детерминированных системах прошлое однозначно определяет будущее (возможно и обратное – по настоящему определить прошлое). Такие системы – системы с бесконечной памятью (абсолютной наследственностью). Это абстракция, но она хорошо интерпретирует некоторые процессы в неживом мире – например, то движение планет, которое мы наблюдаем (конечно, лишь на некотором, конечном, правда очень большом, интервале времени.

«Память системы» в реальных системах в том смысле, как мы её определили, чаще всего оказывается ограниченной: и бесконечная память и её отсутствие — лишь абстракции, которые удобны для интерпретации. Примером системы, лишённой памяти, является развитое турбулентное движение.

Понятие «принципов отбора» является самым трудным среди понятий дарвиновской триады. Процессы самоорганизации следуют определённым правилам, законам. Это утверждение — некое эмпирическое обобщение, вопрос о происхождении этих правил лежит вне рационализма, как и вопрос о рождении Вселенной.

К числу таких законов относятся прежде всего законы сохранения и 2-е начало термодинамики (да и другие законы тоже). Таким образом, среди мыслимо допустимых процессов в неживой природе существуют (наблюдаемы, или доступны наблюдению) лишь определённые классы движений, подчиняющиеся определённым правилам. Подобные же правила существуют в природе и обществе. Вот эти правила и называют принципами отбора. Иными словами, принципы отбора — это те же самые законы физики, химии, биологии, законы общественного развития, которые из мыслимо допустимых движений «отбирают» те, которые мы и наблюдаем.

Итак, Вселенная — непрерывно эволюционирующий объект (как и любые его составляющие). Но внутренние стимулы и возможности развития Вселенной, определяющие процессы самоорганизации, ограничены реальными рамками, берегами допустимых эволюционных каналов.

Язык дарвиновской триады при таком расширении смысла чрезвычайно универсален. С его помощью можно описать широкий круг явлений, описать качественный характер происходящего. Но и его возможности ограничены, его необходимо расширять, наполнять новыми понятиями.

В первую очередь целесообразно ввести понятие механизмов, то есть совокупности правил и интерпретаций, описывающих характер протекания процессов или их классов, выделяя в качестве самостоятельных понятий те или иные явления, которые будем относить к основам языка. Эти интерпретации, опираясь на те или иные понятия триады, не заменяют их, но обогащают первоначальный смысл и, как следствие, словарный запас языка.

Рассмотрим пример Леонардо Эйлера (конец XVIIIв.). Рассмотрим колонну, находящуюся под нагрузкой. Если эта нагрузка не очень велика, то у колонны существует единственное положения равновесия – вертикальное. При этом малое изменение внешних воздействий не изменит данного положения равновесия. Пусть колонна находится под действием случайных порывов ветра, тогда она в силу свойств упругости будет колебаться около своего вертикального положения.

Если увеличивать нагрузку, то амплитуда и частота колебаний будут меняться, но их характер будет тем же – колебания около того же положения равновесия. Однако это продлится лишь до тех пор. пока нагрузка не достигнет некоего критического значения. После этого вертикальное положение равновесия потеряет устойчивость (причём мгновенно). Вместо него появится множество новых положений равновесия. Их совокупность представляет собой поверхность, образованную вращением полуволны синусоиды. Если порывы ветра сохраняются, то колонна будет продолжать колебаться около нового положения равновесия, но около какого – предсказать невозможно, причём невозможно в принципе, т. к. это будет зависеть от случайного порыва ветра в момент потери устойчивости. Описанное явление, открытое Л. Эйлером, носит название бифурикации, термин ввёл А. Пуанкаре), а момент потери устойчивости – моментом бифурикации.

Таким образом, при малых вертикальных нагрузках колонна обладает бесконечной памятью – фиксируя её положения в данный момент времени, мы можем восстановить все её предыдущие состояния (зная, конечно, поведение ветра). в момент бифурикации система полностью «теряет память». Будущее зависит только от изменчивости ветровой нагрузки. Другой пример – мы бьём молотком по камню. От каждого удара тот деформируется, и мы можем предсказать характер каждой деформации, но мы не можем сказать, на сколько и каких осколков разлетится камень, когда мы его разобьём.

Явление бифурикации типично для большинства процессов, развивающихся во времени. Момент бифурикации – некая абстракция, как и полная потеря памяти. Бифурикация – тоже процесс, протяжённый во времени, но длящийся весьма малый его интервал, в течение которого происходит качественная перестройка свойств системы, и определяющее значение в характере дальнейшего развития имеют случайные факторы. В этих условиях память системы резко уменьшается. Процессы бифурикации мы наблюдаем и в развитии живого вещества и в общественной жизни. Революционные процессы – типичные процессы бифурикации – ни в одной революции никому не удавалось предсказать характера постреволюционного развития.

Сказанное выше позволяет дать следующую, достаточно универсальную схему эволюционного процесса. На начальном этапе эволюции происходит медленное развитие свойств системы. Этот процесс более или менее предсказуем. В какой–то момент или внешнее воздействие достигает критического значения, или происходит кумуляция внутренних сил (или то и другое вместе). При этом параметры системы начинают быстро изменятся, ранее стабильное состояние резко снижает уровень стабильности, и возникает возможность разных путей развития. В этой ситуации даже незначительное воздействие может перевести эволюционный процесс на новые рельсы, развитие потом пойдёт по совсем другой линии. Наступит новый «спокойный участок», который в какой- то момент опять может смениться новым процессом бифурикации.

Бифурикационный механизм играет важнейшую роль в общей эволюционной схеме. Именно он является источником роста разнообразия различных форм организации материи, а следовательно, и непрерывно возрастающей сложности её организации. Кроме того из-за вероятностного характера бифурикационного процесса, эволюция не может иметь обратного хода, точнее, вероятность обратного хода эволюции стремится к нулю, а это имеет отношение к другому фундаментальному факту – отсутствие обратимости не только эволюции, но и времени. В этом проявляется общая направленность общего эволюционного процесса.

Итак, мы нарисовали некоторую, достаточно общую схему процессов самоорганизации, в общих чертах справедливую как для неживой материи, так для живого вещества и общества. Несмотря на общность, эта схема позволила выявить такую особенность эволюционных процессов, как их направленность. В своей массе они идут в сторону усложнения организации Вселенной и роста разнообразия организационных форм. Дарвин писал, что это имеет место для живого мира. Как мы видим, это справедливо для любых процессов самоорганизации, в том числе и для Вселенной в целом.

В процессе самоорганизации происходит непрерывное разрушение старых и возникновение новых структур, новых форм организации материи, обладающих новыми свойствами. Причём это качественно не те же самые образования, отличающиеся только геометрическими размерами, формой или другими физическими особенностями. Во Вселенной возникают уникальные образования, непрерывно возникают новые перестройки (бифурикации), в результате которых рождаются качественно новые структуры, не имевшие до сих пор аналогов. Они обладаю новыми неповторимыми свойствами. А как эти свойства связаны со свойствами исходных элементов, из которых составлены системы? Это очень глубокий вопрос, который имеет как философское, так и практическое значение.

Процессы объединения элементов идут непрерывно и на всех уровнях организации материального мира – в неживой и живой природе, и в обществе. Этот процесс универсален – тенденция к кооперативности пронизывает все этажи мироздания. Поэтому имеет право на существование гипотеза о том, что процесс возникновения новых форм организации материи определяется столь же фундаментальными законами, как и законы сохранения, и которые в общем случае не сводятся к анализу простых взаимодействий, существующих среди элементов рождающейся системы. Механизмы, которые определяются этими законами, назовём «механизмами сборки».

В результате действия механизмов сборки возникают новые образования, обладающие новыми свойствами. В некоторых случаях эти свойства можно предугадать, опираясь на свойства элементов этих систем и, иногда, некоторые другие соображения, например, т. н. принцип минимума диссипации энергии. Однако так бывает далеко не всегда.

Простейший пример этому – вода. Она обладает аномальной зависимостью плотности от температуры, и это свойство мы не можем вывести из свойств атомов (или молекулярных свойств) водорода и кислорода, которые более или менее известны. Таким примерам нет числа, особенно когда мы переходим в сферу живого вещества и общественных отношений. Феномен жизни, видимо, невозможно свести к физико-химическому взаимодействию составляющих элементов живого организма. Свойства Разума, вероятнее всего, несводимы к свойствам нейронов, из которых состоит мозг. Объяснить поведение толпы свойствами входящих в неё людей – тоже практически невозможно.

Методологические проблемы синергетики

Трудно или даже невозможно назвать область знания, в которой сегодня не проводились бы исследования под рубрикой синергетики. Для публикаций на тему синергетики характерно то, что в них нередко приводятся авторские трактовки принципов синергетики, причем трактовки довольно разнородные и не всегда достаточно аргументированные. Причиной этого является отсутствие достаточной определенности относительно основных положений синергетики и возникающей отсюда необходимости уточнения статуса излагаемого материала. В настоящей работе предпринимается попытка оценить существующую ситуацию и сделать посильный шаг в направлении развития методологии синергетической концепции и построения в дальнейшем на ее основе определенной технологии.

Мы говорим о концепции и технологии. Почему не о теории? Дело в том, что если понимать под теорией «систему идей в области знания, форму научного знания, дающую целостное представление о закономерностях и существенных связях действительности», то о построении такой теории в отношении синергетики можно говорить, и она в определенной мере существует и сегодня. Однако областью явлений, из которых возникло современное понимание синергетики, является физика, теоретическая физика квантовых явлений. Именно это происхождение и связь синергетики с точными науками делает, в первую очередь, правомочным называние ее научным направлением. Для естественнонаучной теории вышеприведенное понимание теории является, очевидно, недостаточным. Кроме системы идей, эксперимента, моделирования, анализа и синтеза и широком понимании, необходимы также, в частности: конструктивный формализм, предсказательность, определенность круга явлений действительности, на которые распространяется теория. Говорить же сегодня о создании для синергетики специфического теоретического базиса физико–математического ранга по меньшей мере преждевременно. Следует учитывать и то, что современному этапу прогресса науки и техники свойственна опора на технологии не в меньшей степени, чем на теории, поскольку почти повсеместно приходится иметь дело с информационными объектами, которые несоизмеримо превосходят возможности непосредственного оперирования ими человеком. В качестве инструментов выступают технологические информационные средства, а не непосредственный невооруженный человеческий ум.

«Коварство» существующей ситуации имеет начало в «провокационности» тезиса, провозглашенного Г. Хакеном. Термин «синергетика» введен Г. Хагеном для обозначения междисциплинарного направления, в котором результаты его исследований по теории лазеров и неравновесным фазовым переходам должны были (и это произошло) дать идейную основу для плодотворного взаимосотрудничества исследователей из различных областей знания. Очевидно, что методологии разных областей знания столь различны, что их общность может быть реализована лишь на концептуальном уровне. Подтверждением того, что замысел Г. Хакена был в определенной мере неопределенен и субъективен, являются свидетельства некоторых ученых, в беседах с которыми Г. Хакен говорил, что называние предложенного им научного направления «синергетикой» случайно и непринципиально. Трудно, однако, согласиться с мнением, что название непринципиально, и что синергетику можно было бы с неменьшим успехом назвать Х–наукой. В конечном счете, начинание Г. Хакена, оказалось плодотворным именно благодаря естественно понимаемой ассоциации синергетики с самоорганизацией.

Сегодня в условиях когда синергетика приобрела значения движущего начала в научных исследованиях, приходится беспокоиться о том, чтобы не был утерян научный статус синергетики как междисциплинарной области знания. Реальная опасность заключается в том, что, с одной стороны, по ряду причин в общественном мнении может сложиться отношение к синергетике как к общемировоззренческой концепции, граничащей с дилетантизмом. С другой стороны, имеются тенденции отождествлять синергетику с тем или иным узким направлением исследований в физике, теории систем, также в областях прикладных исследований. Наиболее желательной альтернативой представляется выработка структурированного категориального базиса синергетики и других атрибутов, свойственных теоретическому знанию, которые позволили бы дополнить существующие представления более строгим их изложением Далее мы попытаемся показать, что сказанное является не только благим пожеланием.

Итак, можно констатировать, что синергетика имеет проблемную и междисциплинарный характер. Сообщения на тему синергетики, сопровождаются дискуссиями, во время которых нередко поднимаются вопросы о том, что же такое синергетика и как определить характеризующие ее методы исследования и содержание. Более примечательным, чем возникновение разногласий в ходе дискуссий, является, однако, то, что осмысление содержания различных областей знания в контексте синергетики: с одной стороны, дает нетривиальный взгляд на содержание этих областей, а с другой — обнаруживает их системную взаимосвязь и приводит к взаимополезным контактам специалистов. Есть все основания полагать, что и при наличии многих неопределенностей и разногласий, синергетика имеет продуктивное системообразующее значение для научного познания и оказывает прогрессивное активизирующее воздействие на научное сообщество.

Сказанное можно дополнить тем, что сегодня позитивным фактором оказывается, как раз, неопределенность относимого к синергетике содержания. Если следовать тому, что говорят о синергетике Г. Хакен и другие признанные ее идеологи, то обращаясь к более широкой сфере явлений — к феномену самоорганизации и к вообще процессам в среде и направлении от хаоса к порядку, — мы находим синергетику как достаточно ограниченную подобласть, из которой, как ни парадоксально следует исключать такие высшие проявления самоорганизации как эволюцию и развитие. Это доказательно показывается в работах Руденко А. П. То, что соответствующий факт остается завуалированным, способствует утверждению синергетики в качестве, хотя в значительной степени символической, но действенной основы для творческого взаимодействия физиков, химиков, биологов и нейробиологов, также специалистов других специальностей, включая гуманитарные, в направлении развития теоретической базы для едва ли не самого интересного, важного и сложного феномена природы — самоорганизации. Этой теме более всего посвящена и настоящая работа. Одна из задач, перед которой мы находимся — структурировать категориальный базис, очерчиваемый понятиями: синергетика, самоорганизация, система, эволюция, развитие.

Что касается упоминавшихся выше вопросов относительно идентификации синергетики, то помимо того, что связано именно с синергетикой, их существование объясняется, в частности, тем, что понятия, относящиеся к уровню распивающихся гносеологических категорий, к числу которых принадлежит и синергетика, эволюционируют, поскольку в ходе познавательного процесса происходит трансформация относимого к ним содержания. Кроме того, для синергетики как дисциплины, претерпевающей становление, имеет выраженное значение то, что свойственно вообще научному познанию. Велико значение фактора мировоззренческих допущений в научно–исследовательской деятельности ученого. Даже в одной области исследований, личностное видение проблемы и аксиологические ориентации исследователя определяют во многом его индивидуальную установку на предмет и способы исследования. Несовпадение мнений и оценок является поэтому совершенно естественным.

Более общее значение имеет то, что каждая научная парадигма на деле достаточно условна, и подавляющая часть принципиальных споров по научным проблемам происходит из–за взаимного непонимания, обусловленного скрытым характером фундаментальных допущений. В синергетике названные факторы усиливаются, во–первых, потому что дискутируют обычно специалисты разных областей знания, и, во–вторых, ввиду отсутствия пока что устоявшегося солидарного мнения по этим вопросам со стороны научных авторитетов. Если бы сегодня поставить вопросы о дефинициях для физики, математики и т. д., то споров и разногласий было бы не меньше, а больше, чем в отношении синергетики.

Вопрос о том, что такое синергетика, является одновременно продуктивным и некорректным. Он инициирует переосмысление понятия с учетом новых результатов и веяний. Вместе с тем, говоря о «синергетике» можно иметь в виду: (а) терминологический аспект — происхождение и смысл термина; (б) физическую реальность (аспект и содержание), обозначаемую термином; (в) содержание научного знания, относимое исключительно или частично к синергетике, включая ее методы исследования; и, наконец, (г) интуитивный смысл, следующий из разнообразных сведений и дискуссий, руководствуясь которым, исследователь упорядочивает материал и представляет его научной аудитории. Некорректность состоит в том, что дискутирующие стороны нередко имеют в виду разное.

Разнесенные в перечислении «а» (термин) и «г» (подразумеваемый смысл) находятся в действительности в органической связи. Термин, воспринимаемый как слово естественного языка, которое, в свою очередь, мыслится адекватным некоторому содержанию, — такой термин обладает огромным систематизирующим потенциалом по отношению к содержанию, и это подчеркивал, в частности, А. Пуанкаре. Подобное произошло и с «синергетикой» — словом, которое, строго говоря, не является естественным словом никакого современного языка, но которое, тем не менее, находит естественный отклик в понимании исследователей.

Дальнейшее рассмотрении имеет целью обозначить: экстенсионал (объем понятия) синергетики, сложившийся де–факто; выявить системообразующие принципы синергетической концепции, обозначить границы ее возможного расширения. Рассмотрение проводится в условиях открытости вопроса о том, что такое синергетика, и направлено на идентификацию многообразного содержания, относимого к этой области.

Выявление методов и предмета исследований, характерных для синергетики, кроме того, что это представляет самостоятельный научный интерес, способствует более продуктивному применению синергетической концепции для решения конкретных проблемных задач в различных областях знания.

Поводя итог сказанному, можно констатировать, что путь становления синергетики является противоречивым, однако именно противоречивость и даже парадоксальность является движущим началом как для содержания, исследуемого синергетикой, так и для самой синергетики.

Объем понятия

Как уже говорилось выше, термин «синергетика» введен Г. Хакеном для обозначения междисциплинарного направления, в котором, как он и предполагал, результаты его исследований по теории лазеров и неравновесным фазовым переходам смогли дать идейную основу для плодотворного взаимосотрудничества исследователей из различных областей знания. Синергетика Г. Хакена в нестрогом смысле имеет предшественников: Ч. Шеррингтон, называвший синергетическим согласованное действие нервной системы при управлении мышечными движениями; Улам, говоривший о синергии, в форме непрерывного сотрудничества между компьютером и оператором; И. Забуский, пришедший к выводу о необходимости единого синтетического подхода к нелинейным математическим и физическим задачам. Однако притом, что имеется неформальная связь явлений, названных «Синергетика», по существу содержания предшественники Г. Хакена говорили лишь о частных примерах.

Практически изначально (от Г. Хакена) синергетика нашла содержание для себя и привнесла новые идеи: в теорию лазеров и термодинамику неравновесных процессов, и теорию нелинейных колебаний и автоволновых процессов; в теорию бифуркации и теорию структурной устойчивости; в теорию катастроф. Претерпело развитие понятие хаоса, вошел в обиход термин детерминированный хаос, имеющий конкретный физико–математический смысл. Значительно расширилась область применения синергетики в связи с развитием теории фракталов. В русле синергетики нашли интерпретацию и свое решение задачи из областей физики, кинетической химии, биологии, геологии, материаловедения и др. Следует отметить распространение самим Г. Хакеном идей синергетики на биологические явления: переходы между паттернами в биологии и возможности исследования биологической эволюции как процесса самоорганизации в сложной системе. В контексте синергетики проводятся сегодня социальные и гуманитарные исследования, также исследования применительно к человекомерным системам и антропной сфере.

С синергетикой устойчиво ассоциируются такие физические объекты и явления как: аттракторы, бифурикация, самоорганизация (когерентная, континуальная и в других смыслах и интерпретациях), хаос и детерминированный хаос, открытие системы в неравновесном состоянии, фракталы, диссипативные процессы. Вместе с тем, сегодня нельзя говорить о сложившейся категориальной схеме и о целостности концепции синергетики.

В связи с распространением идей синергетики на широкий круг явлений, полезно оценивать, в какой мере то или иное действие такого рода является доказательным научно–обоснованным шагом, а в какой это ни к чему не обязывающий взгляд по аналогии. Действие авторитета становится здесь в ряде случаев не обязывающим, а разрешающим. Рискуя быть непонятым, выскажем суждение, которое но форме может быть воспринято как критика в адрес Г. Хакена, хотя, очевидно, какая–либо критика изначально неправомерна и бессмысленна. В конечном счете, сегодня более всего важен результат — вызванный резонанс, широкое движение взаимного сотрудничества ученых и специалистов в направлении исследования явления самоорганизации. Вместе с тем, совершенно необходимо критическое отношение к конкретным оценкам и суждениям. Речь идет о том, что в работах Г. Хакена рассматриваются, с одной стороны, физические объекты и системы, имеющие строгое математическое описание. С другой стороны — рассматриваются, например, биологические макросистемы, на которые принципы и выводы, полученные для физических систем можно переносить лишь условно, по аналогии. Формулы и диаграммы, будучи символами точного знания, являются для биологических систем образными метафорами.

Можно было бы высказать сожаление, что сам Г. Хакен является в этом примером для многих из своих последователей. Однако и здесь мы имеем парадоксальное явление. Именно снятие строгих ограничений, возможность примерить к различным неформализованным областям знания принципов синергетики и критериев самоорганизации, оказалось плодотворным и стало позитивным фактором. Необходимо, вместе с тем, отдавать себе отчет в том, что в рассмотрении биологических систем мы имеем Г. Хакена — не физика теоретика, но мыслителя, а иногда даже художника.

Иллюстрацией к сказанному являются слова Г. Хакена о применении понятия энтропии к биологическим системам, где, как пишет Г. Хакен, «возникает в некотором смысле новый тип информации, связанный с коллективными переменными или параметрами порядка. Это навело нас на мысль, — пишет Г. Хакен, — назвать ту часть информации, которая относится к параметрам порядка и отражает коллективные свойства системы, синергетической информацией». Что же касается самих параметров порядка, то они обретают новый смысл, превращаясь в носителей информации — «информаторов».

Идентификация синергетики

К выработке определения синергетики мы подойдем как к задаче идентификации. С одной стороны имеются некоторые определения и суждения о синергетике, с другой — разнообразное содержание, которое специалисты относят к области синергетики. К тому, что говорилось о контактах специалистов, надо добавить и то, что специалисты разных профилей выделяют в качестве главных признаков синергетики то, что характерно именно их специализации. В одном случае, это когерентные взаимодействия, в другом, фрактальность структуры, также, прогрессивная эволюция или бифурикационные явления и другое. Группы специалистов разных направлений полагают, что синергетика более всего соотносится с тем, чем они занимаются: нелинейная динамика, лазерная физика, теория диссипативных структур, материаловедение и другое.

Ряд авторитетных авторов высказывается о синергетике как о новой научной парадигме. Например говорится: «Предельно краткая характеристика синергетики как ноной научной парадигмы включает в себя три основные идеи: нелинейность, открытость диссипативность». Более общей является следующая трактовка: «Синергетика является теорией эволюции и самоорганизации сложных систем мира, выступая в качестве современной (постдарвиновской) парадигмы эволюции».

Заслуживающим внимания представляется следующее определение:

«Синергетика — (от греч. synergetikos — совместный, согласованный, действующий), научное направление, изучающее связи между элементами структуры (подсистемами), которые образуются в открытых системах (биологических, физико–химических и других) благодаря интенсивному (потоковому) обмену веществом и энергией с окружающей средой в неравновесных условиях. В таких системах наблюдается согласованное поведение подсистем, в результате чего возрастает степень ее упорядоченности, т. е. уменьшается энтропия (самоорганизация). Основа синергетики — термодинамика неравновесных процессов, теория случайных процессов, теория нелинейных колебаний и волн».

Через многие разночтения просматривается фундаментальная проблема — проблема связи и соотношения понятий синергетики, самоорганизации, системы, развития и эволюции. То, что синергетика понимается многими исследователями, включая и ее основоположника Г. Хакена, как учение о самоорганизации, является непреложным фактом. В отношении самоорганизации Г. Хакен пишет: «Полезно иметь какое–нибудь подходящее определение самоорганизации. Мы называем систему самоорганизующейся, если она без специфического воздействия извне обретает какую–то пространственную, временную и функциональную структуру. Под специфическим воздействием мы понимаем такое, которое навязывает системе структуру или функционирование. В случае же самоорганизации система испытывает неспецифическое воздействие. Например жидкость, подогреваемая снизу, совершенно равномерно обретает в результате самоорганизации макроструктуру, образуя шестиугольные ячейки».

Сказанное можно дополнить, например, следующим определением:

«Самоорганизация, целенаправленный процесс, в ходе которого создается, воспроизводится или совершенствуется организация сложной динамической системы».

Синергетика и самоорганизация

В определенной части своего смысла синергетика и такие понятия как самоорганизация, саморазвитие и эволюция имеют общность, которая позволяет указать их все в качестве результатов синергетического процесса. В особенности самоорганизация устойчиво ассоциируются сегодня с синергетикой. Однако такие ассоциации имеют двоякое значение. С одной стороны, эффект самоорганизации является существенным, но, тем не менее, одним из компонентов, характеризующих синергетику, с другой — именно этот компонент придает выделенный смысл всему понятию синергетики и, как правило, является наиболее существенным и представляющим наибольший интерес.

Не только результаты, а и условия, причины и движущие силы самоорганизации имеют альтернативы. Так, в рассмотрении И. Р. Пригожина применительно к диссипативным структурам речь идет о когерентной самоорганизации, альтернативой для которой является континуальная самоорганизация индивидуальных микросистем, разработанная и предложенная А. П. Руденко. Главным достоинством «континуальной» самоорганизации, предложенной А. П. Руденко, является то, что именно такой подход позволяет провести рассмотрение связи самоорганизации и саморазвития. В соответствии с развитыми взглядами сущность прогрессивной эволюции состоит в саморазвитии континуальной самоорганизации индивидуальных объектов. Показывается, что способностью к саморазвитию и прогрессивной эволюции с естественным отбором обладают только индивидуальные микрообъекты с континуальной самоорганизацией и что именно прогрессивная химическая эволюция способна быть основанием для возникновения жизни.

Итак, исходя из существующих традиций, опираясь на основополагающий замысел Г. Хакена и ранее приведенную мною формулировку, можно предложить следующее определение:

СИНЕРГЕТИКА — (от греч. synergetikos — совместный, согласованно действующий) — научное направление, изучающее процессы образования и массовых (коллективных) взаимодействий объектов (элементов, подсистем): (1) происходящие в открытых системах в неравновесных условиях; (2) сопровождающиеся интенсивным обменом веществом и энергией подсистем с системой и системы с окружающей средой; (3) характеризуемые самопроизвольностью (отсутствием жесткой детерминации извне) поведения объектов (подсистем), сочетающейся с их взаимосодействием и (4) имеющие результатом упорядочение, самоорганизацию, уменьшение энтропии, также эволюцию систем.

Расширенная формулировка, включающая «нефизическое» содержание:

Представляется целесообразным отклонится от стремления к определению именно синергетики и констатировать то, чем реально занимаются специалисты в связи с исследованиями по синергетике. В связи с этим предлагается следующее определение:

Синергетическая концепция самоорганизации

• Объектами исследования являются открытые системы в неравновесном состоянии, характеризуемые интенсивным (потоковым, множественно–дискретным) обменом веществом и энергией между подсистемами и между системой с ее окружением. Конкретная система погружена в среду, которая является также ее субстратом.

• Среда — совокупность составляющих ее (среду) объектов, находящихся в динамике. Взаимодействие исследуемых объектов в среде характеризуется как близкодействие — контактное взаимодействие. Среда объектов может быть реализована в физической, биологической и другой среде более низкого уровня, характеризуемой как газоподобная, однородная или сплошная. (В составе системы реализуется дальнодействие — полевое и опосредствованное (информационное) взаимодействие.)

• Различаются процессы организации и самоорганизации Общим признаком для них является возрастание порядка вследствие протекания процессов, противоположных установлению термодинамического равновесия независимо взаимодействующих элементов среды (также удаления от хаоса по другим критериям). (Организация, в отличие от самоорганизации, может характеризоваться, например, образованием однородных стабильных статических структур.)

• Результатом самоорганизации становится возникновение, взаимодействие, также взаимосодействие (например, кооперация) и, возможно, регенерация динамических объектов (подсистем) более сложных в информационном смысле, чем элементы (объекты) среды, из которых они возникают. Система и ее составляющие являются существенно динамическими образованиями.

• Направленность процессов самоорганизации обусловлена внутренними свойствами объектов (подсистем) в их индивидуальном и коллективном проявлении, а также воздействиями со стороны среды, в которую «погружена» система.

• Поведение элементов (подсистем) и системы в целом, существенным образом характеризуется спонтанностью — акты поведения не являются строго детерминированными.

• Процессы самоорганизации происходят в среде наряду с другими процессами, в частности противоположной направленности, и могут в отдельные фазы существования системы как преобладать над последними (прогресс), так и уступать им (регресс). При этом система в целом может иметь устойчивую тенденцию или претерпевать колебания к эволюции либо деградации и распаду.

Самоорганизация может иметь в своей основе процесс преобразования или распада структуры, возникшей ранее в результате процесса организации.

Приведенное развернутое определение является если и не вполне совершенным, то все–таки необходимым шагом на пути конкретизации содержания, которое относится к синергетике, и выработки критериев для создания моделирующей самоорганизующейся среды.

О соотношении синергетики и самоорганизации следует вполне определенно сказать, что содержание, на которое они распространяются, и заложенные в них идеи неотрывны друг от друга. Они, однако, имеют и различия. Поэтому синергетику как концепцию самоорганизации следует рассматривать в смысле взаимного сужения этих понятий на области их пересечения.

Заключение (общенаучный и общественный контекст синергетики)

Всякое новое начинается как ересь – И кончается как ортодоксия.

К. Лоренц

Урок 46. самоорганизация. причины и условия — Естествознание — 10 класс

Естествознание, 10 класс

Урок 46. Самоорганизация. Причины и условия

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:

• Какими характерными свойствами обладают системы, способные к самоорганизации?
• Каков механизм самоорганизации?
• Как на опыте убедиться в возможностях бифуркаций при развитии сложных систем во времени?

Глоссарий по теме:

Открытая система – система, которая обменивается веществом и энергией с внешним по отношению к системе миром. К открытым системам принадлежат, например, все живые организмы и химические системы с непрерывно протекающими химическими процессами и др.

Нелинейность – термин, введённый синергетикой и означающий множество путей эволюции системы и возможность выбора из данных альтернатив; это труднопредсказуемость будущего состояния системы на основе существующего, поскольку малые воздействия внешней среды могут приводить к очень большим последствиям, а большие — к совершенно незначительным. Это делает такие системы, с одной стороны, исключительно устойчивыми по отношению к крупномасштабным неблагоприятным воздействиям, а с другой стороны — необычайно чувствительными к очень незначительным колебаниям состояния среды.

Флуктуации – (от лат. fluctuatio колебание) случайное отклонение мгновенного значения от среднего; в синергетике флуктуации при определённых условиях вырастают до масштабов системы и могут послужить началом образования новой структуры

Бифуркация – состояние системы, находящейся перед выбором возможных вариантов функционирования или путей эволюции (развилка дорог). В точке бифуркации (на перепутье) система находится в неравновесном состоянии, где малейшие флуктуации или случайные обстоятельства могут кардинально изменить направление дальнейшего развития, закрывая тем самым возможности движения альтернативным путём. 

Основная и дополнительная литература по теме урока:

Естествознание. 10 класс [Текст]: учебник для общеобразоват. организаций: базовый уровень / И.Ю. Алексашина, К.В. Галактионов, И.С. Дмитриев, А.В. Ляпцев и др. / под ред. И.Ю. Алексашиной. – 3-е изд., испр. – М.: Просвещение, 2017.: с 207 – 210.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Открытие процессов самоорганизации в различных открытых системах различной природы (физических, химических и др.), показывают схожесть и взаимосвязь таких процессов в живой и неживой природе. С точки зрения самоорганизации очевидно, что весь окружающий нас мир представляет собой совокупность разнообразных самоорганизующихся систем, процессы в которых являются фундаментом любой эволюции.

Напомним, что под самоорганизацией понимается процесс изменения структуры системы под действием только внутренних факторов. При этом сам процесс самоорганизации не противоречит закону возрастания энтропии, поскольку он сформулирован только для закрытых систем, для которых характерно стремление к максимальному беспорядку, хаосу, простоте, неизменности. Все реально существующие системы являются открытыми, для которых характерно многообразие, усложнение структурной организации. В любой закрытой системе можно обнаружить самоорганизующуюся систему, однако суммарная энтропия этой замкнутой системы будет возрастать в соответствии с законом.

Особенности систем, способных к самоорганизации. Чтобы из бесструктурной субстанции образовались упорядоченные структуры, система должна обладать определёнными свойствами.

Как мы уже сказали, система должна обмениваться веществом, энергией информацией с окружающими телами и средой, т.е. быть открытой.

Система оказывается способной к возникновению новых структур, если она находится в неустойчивом, неравновесном состоянии. Это нарушение равновесия вызывается внешними силами. Так возникновение ячеек Бенара связано с нагреванием в микроскопических областях.

Возникновение спонтанных возмущений, иными словами — флуктуаций, способствующих возникновению новых структур возможно лишь в системах с большим количеством частиц. Такими флуктуациями, например, можно объяснить броуновское движение. При незначительном количестве частиц это явление мы бы не наблюдали.

Эволюцию самоорганизующихся систем невозможно однозначно предсказать. Поскольку даже малейшее воздействие могут оказать существенное влияние на развитие системы, а большие — к совершенно незначительным. Поэтому при математическом описании процессов самоорганизации используют нелинейные уравнения.

Как происходит самоорганизация. Для качественного описания процесса самоорганизации обратимся к опыту с образованием ячеек Бенара. Напомним, что суть явления состоит в том, что при нагреве вязкой жидкости (например, масла) до определённой температуры в ней возникают упорядоченные структуры –конвекционные ячейки.

Нагрев приводит к возникновению перепада температур между верхними и нижними слоями, в результате возникают хаотические флуктуационные потоки жидкости, но при этом ячеек не наблюдается, поскольку невелика разность температур, а значит система близка к состоянию равновесия. При дальнейшем нагреве, флуктуации разрастаются и бесструктурное состояние жидкости становится неустойчивым. В результате образуются цилиндрические структуры – конвекционные потоки жидкости. Отметим, что жидкость вблизи граней каждой из ячеек движется вниз, а поднимается в центральной области.

Таким образом, изменения, появляющиеся в системе, не устраняются, а напротив, накапливаются и усиливаются, что и приводит в конце концов к возникновению нового порядка и структуры. Поскольку образование структур связано со случайными процессами, можно образно сказать, что в данных условиях система находится на развилке путей в будущее. Возникновение ячеек в той или иной части поверхности не предсказуемы и развитие процесса всегда неоднозначно. Такое изменение числа (или устойчивости) решений называется бифуркацией (от латинского слова “развилка”), а точка, в которой это происходит, – точкой бифуркации. При этом происходит нарушение симметрии. В частности, в ячейках потоки движутся в разных направлениях (по часовой стрелке и против), что при однородном состоянии не наблюдается.

Этот пример иллюстрирует, что неравновесность может быть источником порядка.

Приведённые свойства самоорганизации касаются только процесса, но не природы системы. Поэтому например, эмбриональное развитие организма можно также рассматривать как процесс самоорганизации. При формировании, зародыш проходит через ряд точек бифуркаций, можно наблюдать спонтанные нарушения симметрии, в результате которых происходит формирование организма. Неустойчивые состояния сменяются равновесными скачкообразно. Именно в этих точках, развивающийся организм наиболее уязвим к негативным факторам внешней среды.

Процессы самоорганизации, связанные с необратимыми изменениями, приводят к разрушению старых и возникновению новых структур.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля:

Задание 1. Выберите один правильный ответ.

Точка бифуркации — это:

• геометрическая точка;
• точка на траектории движения тела;
• состояние неустойчивости;
• состояние устойчивости.

Ответ: состояние неустойчивости

Пояснение: бифуркация от латинского слова “развилка”, термин используется в синергетике при описании самоорганизующихся систем

Задание 2. Выделите цветом правильный ответ.

Открытая система – это:

А) понятие, выражающее динамику, развитие сложных систем и мира в целом как их фундаментальную характеристику;

Б) система, обменивающаяся с окружающей средой веществом, энергией и информацией, способна творить порядок из хауса путём локализации структур;

В) понятие, выражающее, прогрессивные качественные изменения в системе;

Г) правильного ответа нет.

Ответ: система, обменивающаяся с окружающей средой веществом, энергией и информацией, способна творить порядок из хауса путём локализации структур

«Открытые системы. Опыты художественной самоорганизации в России. 2000–2020»

В издании представлена 101 российская художественная самоорганизация — от Калининграда до Владивостока.

Книга «Открытые системы. Опыты художественной самоорганизации в России. 2000–2020» — результат долгосрочного исследовательского проекта, инициированного научным отделом Музея «Гараж» в 2015 году. Проект начался с желания пополнить архив Музея актуальными и стремительно исчезающими свидетельствами художественного процесса 2000–2010-х годов. Фокусом внимания стали самоорганизации — объединения художников и кураторов, самостоятельно реализующих свои художественные идеи.

Выставка «Открытые системы. Опыты художественной самоорганизации в России. 2000–2015», прошедшая в Музее в 2015 году, представила собранные материалы и послужила началом путешествия команды проекта по городам России с целью более глубокого изучения самоорганизаций, дополнительного сбора документов, а также проведения выставок, репрезентирующих внеинституциональную художественную среду. 

После трех лет полевой работы и выставок в восьми городах России было решено остановиться и проанализировать сделанное: героями книги стали 101 инициатива со всей страны. В издании собраны анкетная информация о самоорганизациях, фотографии и высказывания участников этих объединений, чтобы, насколько возможно, дать представление о разнообразии голосов современного русского искусства.

Инициативы сгруппированы по городам, в которых они расположены, внутри этих разделов — в порядке возникновения. 

В книгу также вошли статьи, рассматривающие самоорганизации с разных сторон: введение Саши Обуховой, инициатора проекта; описание использованной методологии Антонины Трубицыной, редактора-составителя издания; теоретические размышления о природе самоорганизаций художника Руслана Поланина; социологический взгляд на них исследователя Маргариты Кулевой и рефлексия куратора Елены Ищенко на тему самоэксплуатации.

Издание оснащено справочным аппаратом, именным указателем и системой ключевых слов. Подробная информация о каждой инициативе (хроника событий и документация проектов) доступна в электронном каталоге Сети архивов российского искусства. 

Теоретические и методологические основания самоорганизации социально-экономических систем | Дерябина

1. Бак П. (2017). Как работает природа: теория самоорганизованной критичности. М.: URSS.

2. Бранский В. П., Пожарский С. Д. (2002). Социальная синергетика и акмеология. Теория самоорганизации индивидуума и социума в свете концепции синергетического историзма. СПб.: Политехника.

3. Гуц А. К. (2019). Время. Машина времени. Параллельные вселенные. М.: URSS.

4. Дерябина М. А. (2018a). Экономика как система: поиск мезоуровня в рамках синергетической парадигмы // Вестник Института экономики РАН. № 4. С. 9—18.

5. Дерябина М. А. (2018b). Методологические основания исследования мезоуровня экономики как сложной системы // Журнал институциональных исследований. Т. 10, № 3. С. 30—39.

6. Дерябина М. А. (2018c). Самоорганизация: теоретические и методологические основания в оптике синергетической парадигмы // Общественные науки и современность. № 6. С. 149—161.

7. Евстигнеева Л. П., Евстигнеев Р. Н. (2010). Экономика как синергетическая система. М.: Ленанд.

8. Евстигнеева Л. П., Евстигнеев Р. Н. (2016). Стратегия экономического развития России: Теоретический аспект. М.: Ленанд.

9. Занг В.-Б. (1999). Синергетическая экономика. Время и перемены в нелинейной экономической теории. М.: Мир.

10. Кирдина-Чэндлер С. Г. (2017a). Эволюция социально-экономических систем на мезоуровне: пределы многообразия // Очерки по экономической синергетике. М.: ИЭ РАН. С. 47—67.

11. Кирдина-Чэндлер С. Г. (2017b). Мезоуровень: новый взгляд на экономику? Научный доклад. М.: Институт экономики РАН.

12. Кирдина-Чэндлер С. Г., Маевский В. И. (2017). Методологические вопросы анализа мезоуровня в экономике // Журнал институциональных исследований. Т. 9, № 3. С. 8—23.

13. Клейнер Г. Б. (ред.) (2001). Мезоэкономика переходного периода: Рынки, отрасли, предприятия. М.: Наука.

14. Князева Е. Н., Курдюмов С. П. (2018). Основания синергетики: Синергетическое мировидение. М.: Книжный дом «Либроком».

15. Николис Г., Пригожин И. (1979). Самоорганизация в неравновесных системах. М.: Мир.

16. Николис Г., Пригожин И. (2017). Познание сложного: введение. М.: Ленанд.

17. Ореховский П. А.(2016). Концепт «фирмы» в свете «нового духа капитализма»: Л. Болтански и Э. Кьяпелло: сети и новые классы // Общественные науки и современность. № 4. С. 21—35.

18. Пилясов А. Н.(2011). Новая экономическая география (НЭГ) и ее потенциал для изучения размещения производительных сил России // Региональные исследования. № 1 (31). С. 3—31.

19. Пригожин И., Стенгерс И. (2014a). Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой. М.: Editorial URSS.

20. Пригожин И., Стенгерс И. (2014b). Время. Хаос. Квант: К решению парадокса времени. М.: Editorial URSS.

21. Смородинская Н. В. (2015). Глобализированная экономика: от иерархий к сетевому укладу. М.: ИЭ РАН.

22. Смородинская Н., Катуков Д.(2017). Распределенное производство и «умная» повестка национальных экономических стратегий // Экономическая политика. Т. 12, № 6. С. 72—101.

23. Хайдеггер М. (1997). Бытие и время. М.: Ad Marginem.

24. Хакен Г. (1980). Синергетика. М.: Мир.

25. Хакен Г. (1985). Синергетика: иерархия неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах. М.: Мир.

26. Хакен Г. (2014). Информация и самоорганизация: макроскопический подход к сложным системам. М.: URSS; Ленанд.

27. Хакен Г. (2015а). Синергетика: Принципы и основы. Перспективы и приложения. Часть 1: Принципы и основы: Неравновесные фазовые переходы и самоорганизация в физике, химии и биологии. М.: URSS; Ленанд.

28. Хакен Г. (2015b). Синергетика: Принципы и основы. Перспективы и приложения. Часть 2: Перспективы и приложения: Иерархии неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах. М.: URSS; Ленанд.

29. Хиценко В. Е. (2014). Самоорганизация: элементы теории и социальные приложения. М.: Книжный дом «Либроком».

30. Brezis E., Krugman P., Tsiddon D. (1993). Leapfrogging in international competition: A theory of cycles in national technological leadership. American Economic Review, Vol. 83, No. 5, pp. 1211—1219.

31. Gorodetskii V. I. (2012). Self-organization and multiagent systems: I. Models of multiagent self-organization. Journal of Computer and Systems Sciences International, Vol. 51, No. 2, pp. 256—281.

32. Krugman P. (1979). Increasing returns, monopolistic competition, and international trade. Journal of International Economics, Vol. 9, pp. 469—479.

33. Krugman P. (1987). The narrow moving band, the Dutch disease, and the competitive consequences of Mrs Thatcher. Journal of Development Economics, Vol. 27, pp. 41—55, 47.

34. Krugman P. (1991). Increasing returns and economic geography. Journal of Political Economy, Vol. 99, No. 3, pp. 483—499.

35. Luhmann N. (1984). Soziale Systeme. Grundriss einer allgemeinen Theorie. Frankfurt am Main: Suhrkamp.

МОДЕЛИРОВАНИЕ АДАПТИВНОЙ САМООРГАНИЗАЦИИ ЭКОСИСТЕМ | Научно-инновационный портал СФУ

Перевод названия: MODELLING OF ADAPTIVE SELF-ORGANIZING OF ECOSYSTEMS

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2012

Ключевые слова: neural networks, ecological models, modeling, нейронные сети, экологические модели, математическое моделирование

Аннотация: Предложен метод преодоления проблемы «проклятья неустойчивости» моделей сложных систем, который базируется (по аналогии с природными системами) на идее множественной устойчивости. На примере модели замкнутой экосистемы, предложенной авторами, демонстрируется возможность динамического формирования множества стационарных состояний (инвариантных многообразий), в которые система может переходить в дальнейшем при изменении внешних условий. Число таких состояний зависит от сложности системы и с усложнением растет быстрее, чем экспоненциально. Отображение этого свойства сложных природных систем практически невозможно при ручном конструировании аттрактивных ландшафтов и опирается на методы Концепции адаптивной самоорганизации сложных систем (КАС), предложенной авторами. Рассматриваемые в данной работе методы основаны на использовании алгоритмов нейронных сетей (предложенных авторами), используемых для имитации контура адаптивной обратной связи. Методы являются переходными между классическими способами моделирования и моделями самоорганизующихся адаптивных сетей (для экосистем – взаимосвязанных сетей организмов), предложенных авторами ранее. Введение механизмов адаптивной самоорганизации живой системы, реализуемых на уровне ее элементов (для экосистемы — это организмы) позволяет не только получить реалистичные устойчивые модели, но и значительно повысить качество моделирования и прогноза поведения экосистем и биосферы в целом. A method for overcoming the problem of «curse of instability» models of complex systems, which is based (by analogy with natural systems), on the idea of multidrug resistance is offered in the work. On a sample of the model of closed ecosystem proposed by the authors, the possibility of dynamic formation of multiple stationary states (invariants manifolds) in which the system can transit as conditions change. The number of such states depends on the complexity of the system and it is growing faster than exponentially when the system is becoming more complicated. The mapping of this property of complex natural systems is practically impossible with manual design of attractive landscapes, and is based on the methods of the Concept of Adaptive Self-organizing of complex systems (CAS) proposed by the authors. The methods considered in this paper are based on the use of neural network algorithms proposed by the authors, which are used to simulate the adaptive feedback loop. The methods are transitional between the classical methods of modeling and models of self-organizing networks (as an example, it can be networks of interconnected organisms in an ecosystem), proposed earlier by the authors. The introduction of mechanisms of adaptive self-organization of living system, implemented at the level of its elements (for example, for an ecosystem it will be organisms) allows not only to obtain realistic sustainable models, but also significantly improves the quality of modeling and prediction of the behavior of ecosystems and the biosphere on the whole.

Ссылки на полный текст

Иные формы самоорганизации граждан | ГКУ «Центр реформы в ЖКХ»

Помимо ТСЖ и ЖСК самоуправление граждан в жилищной сфере в г.Москве получило  развитие по следующим направлениям:

• старшие по домам и подъездам;

• домовые комитеты;

• территориальное общественное самоуправление.

Каждое из этих направлений имеет свои особенности и специфику.

Наиболее ранней формой общественного самоуправления является  институт старших по домам и  подъездам.

В 90-х годах ХХ века, в условиях формирующейся рыночной экономики действия городских властей по воссозданию института старших по домам  и подъездам были направлены на объединение усилий жителей и органов власти для наведения порядка, сохранности жилищного фонда, воспитания бережного отношения к объектам дворовых территорий, по возрождению традиций добрососедства.

Постановлением Правительства Москвы от 26.05.1998  № 421 «О ходе выполнения Распоряжения Премьера Правительства Москвы были утверждены  Примерное положение о старшем по дому  и Примерное положение о старшем по подъезду жилого дома.  Указанным документом определялись получение жителем статуса старшего по дому (по подъезду), цель их деятельности и полномочия.

Специфика института старших по домам и подъездам состоит в отсутствии границ срока действия полномочий старшего по домам или подъездам, в наличии сложившегося непосредственного личного контакта со всеми жителями дома (подъезда), влиянии так называемого «общественного мнения» на работу старшего по дому или подъезду, в отсутствии финансово-административных полномочий и, соответственно, незначительная степень ответственности. Цель деятельности старших по дому – представлять интересы жителей в дирекции единого заказчика, в Управе и ГУ ИС района, в управлении внутренних дел и других государственных организациях. Указанное постановление Правительства Москвы № 421 утратило силу в 2007г. Таким образом, в настоящее время в Москве нормативно-правовое регулирование деятельности старших по домам и подъездам отсутствует.

Следующим этапом в развитии общественного самоуправления в жилищной сфере стало создание домовых комитетов (домкомов). С формальной точки зрения создание и деятельность домкомов, во-первых, более регламентированы юридически, и, во-вторых, более подвержено контролю со стороны общественности, чем выбор и деятельность старших по дому и по подъезду.

Основными документами, регламентирующими создание и деятельность домовых комитетов, являются Постановление Правительства Москвы «О домовых комитетах» и Методические рекомендации по организации, деятельности, учету домовых комитетов и взаимодействию с ними территориальных органов исполнительной власти и уполномоченных управляющих организаций, утвержденные распоряжением Департамента жилищной политики и жилищного фонда города Москвы от 23.12.2004  № 1108 Распоряжением Департамента жилищной политики и жилищного фонда города Москвы. Указанные Методические рекомендации содержат также Примерный устав домового комитета.

Домовый комитет — это общественное добровольное объединение граждан (нанимателей, собственников жилья) по месту их жительства в многоквартирном доме в целях совместного решения социальных проблем в жилищной сфере, осуществления общественного контроля за содержанием, технической эксплуатацией и ремонтом жилых домов, а также содержанием придомовых территорий, объектов благоустройства и озеленения.

С момента создания домового комитета институт старших по дому и подъездам упраздняется и все функции  старших по дому и подъездам выполняются руководящим органом домового комитета как коллегиальным органом объединения жителей. Одновременное существование в одном доме института старших по домам и подъездам и домовых комитетов не допускается.

Уполномоченные представители руководящего органа домового комитета вправе принимать участие в заседаниях, совещаниях, проводимых в управе района, с правом совещательного голоса по вопросам, затрагивающим интересы жителей многоквартирного дома.

И наконец, самым крупным по территориальному охвату направлением жилищного самоуправления является территориальное общественное самоуправление, реализуемое в различных формах, в том числе в виде таких общественных формирований по месту жительства, как территориальная община, совет квартала, микрорайона, комитет (совет) территориального общественного самоуправления.

В 90-х годах XX в. в законодательстве Москвы был закреплен правовой статус территориальной общины.

Согласно Закону города Москвы от 10.07.1996 № 26-77 «О территориальном общественном самоуправлении в городе Москве», территориальной общиной являлась добровольная, самоуправляемая, не имеющая членства некоммерческая организация, созданная по инициативе граждан — жителей микрорайона, квартала, улицы, двора, дома или иного жилого комплекса, объединившихся на основе общности интересов для реализации общих целей, определенных уставом.

Границы территории, на которой образована территориальная община, устанавливаются жителями с учетом исторических, культурных, социально-экономических, коммунальных и иных признаков целостности территории общины. Территория общины является частью территории района, ее границы не могут выходить за границы территории района.

Законом г. Москвы от 07.07.2006 № 23 Закон г.Москвы № 26-77 признан утратившим силу в связи с вступлением в силу Федерального Закона  от 06.10.2003 № 131-ФЗ «Об общих принципах организации местного самоуправления в Российской Федерации».

Все  рассмотренные выше направления в развитии общественного самоуправления в жилищной сфере имеют одну общую характеристику: в их создании и деятельности могут принимать участие все заинтересованные совершеннолетние жители дома – как собственники помещений, так и наниматели, занимающие квартиры по ордерам или договорам социального найма.

Со вступлением в действие в 2005 г.  Жилищного кодекса РФ создание и деятельность данных институтов потеряло свою актуальность, поскольку в Кодексе, во-первых, нет упоминаний ни об одном из вышеперечисленных общественных институтов, и во-вторых, вся ответственность за сохранность многоквартирного дома возложена на собственников помещений в таком доме. Единственным коллегиальным органом управления домом является общее собрание собственников помещений в таком доме. Отныне роль данных институтов переориентирована в большей степени на проведение общественной работы с жителями в части обеспечения сохранности жилищного фонда.

Актуальной формой самоорганизации собственников помещений в многоквартирном доме для контроля за деятельностью управляющей организации является совет многоквартирного дома.

Бизнес экспериментирует с элементами самоорганизации — Российская газета

Недавняя ситуации со «ВкусВиллом», когда компания сначала опубликовала, а потом удалила рекламный ролик спорного содержания, наглядно демонстрирует своеобразный подход к бизнесу. Сотрудника, который принял решение о публикации ролика, не уволили — и впредь в компании не собираются вводить согласования.

Такой принцип организации бизнеса называется «бирюзовым», и, согласно популяризатору этого понятия Фредерику Лалу, «бирюзовые» компании самоорганизованны (не имеют иерархии в управлении), целостны (ценят каждого сотрудника как личность) и развиваются как единый организм к определенной цели. В России примерами таких компаний стали «ВкусВилл» и «Рокетбанк». Сегодня эксперты спорят об эффективности этой модели и применимости ее в нашей стране.

Россия — идеальная страна для процветания «бирюзовой» организации, потому что у нас в стране решающую роль всегда имели взаимоотношения между людьми. А любая «бирюзовая» организация — это, в первую очередь, про здоровые отношения в коллективе, уверен Юрий Федин, управляющий партнер METACORP. Потери же из-за ошибок вследствие человеческого фактора существенно ниже расходов на содержание штата топ-менеджеров, которые получают деньги только за то, чтобы контролировать других людей и ограничивать их потенциал.

Однако в «бирюзовости» есть тонкие места, которые сложны на практике. Так, без контроля со стороны руководства сложно поддерживать трудовую дисциплину, а отсутствие единого центра принятия решений может привести к возникновению конфликтов в коллективе, уверена Гульнара Ручкина, профессор Департамента правового регулирования экономической деятельности Финансового университета при Правительстве РФ.

Главная проблема — принципы холакратии нивелируют роль лидеров, «звезд», которые заражают энергией остальных сотрудников. А без вдохновения, без примеров для подражания, без драйва люди постепенно теряют интерес к своей работе, объясняет Олег Халилов, основатель компании Neti, экспериментировавшей с новыми практиками. (В результате компания перешла к дивизиональной структуре управления, оставив элементы самоорганизации лишь на уровне распределения обязанностей среди сотрудников.)

У крупного бизнеса «бирюзовым» быть не получится, так как большие компании предельно формализуют внутренние процессы, соблюдают определенную политику информационной безопасности, оценивают сотрудников по компетенции, что само по себе противоречит принципу «бирюзовости», уверена Татьяна Афонина, HR-директор CloudPayments.

Все эксперименты с «бирюзовостью» мало что меняют в организации больших компаний, особенно в том случае, если они так или иначе являются подконтрольными государству, дополняет Виктор Ефремов, профессор, заведующий кафедрой менеджмента экономического факультета РУДН. «Большой бизнес» может только экспериментировать с элементами самоорганизации, потому что идеальная бюрократия компаний с ее жесткой системой правил, разрабатываемых под достижение вполне определенных целей, оказывается слишком инерционной для сохранения целостности, устойчивости и поступательного развития. Для это нужны новые идеи, новые бизнес-модели, оперативная реакция на изменение складывающихся условий, и этот посыл приводит к поиску новых форм, среди которых вполне может оказаться «бирюзовость».

Потери из-за ошибок вследствие человеческого фактора ниже расходов на содержание топ-менеджеров

Кроме того, самим «бирюзовым» компаниям не всегда легко вести диалог с ортодоксальными партнерами, которые ориентированы только на рост прибыли. Для «бирюзовых» компаний честная конкуренция и польза для рынка ценнее высоких доходов. Например, менеджер по продажам может отговорить потенциального клиента от покупки и предложить более дешевую альтернативу, если она лучше отвечает потребностям покупателя, поясняет Александр Горник, CEO Mindbox.

Может, поэтому ряд экспертов считают, что «бирюзовость» — это просто модный тренд.

Большая часть российских компаний так или иначе стремится конкурировать, выигрывать, обходить, главенствовать, уверена ментор руководителей и владельцев бизнеса Ирина Костюк.

Конечно, «бирюзовость» хорошо работает на улучшение имиджа компании. Если раньше главной мотивацией для сотрудника была только зарплата, то сейчас мы все чаще слышим о желании сотрудников иметь возможность влиять на что-либо в компании, быть частью чего-то большого: команды, идеи, миссии, разделять ее ценности, подозревает Ринальд Садыков, основатель агентства Terabit Digital.

При этом в ответственные моменты приходить с «бирюзовыми» нормами к линейным сотрудникам несколько утопично. Получать средства к существованию — вот причина, по которой, скорее всего, такие работники вступили с вашей компанией в трудовые отношения. Это сильно отличается от мотивации «топов» и даже среднего менеджмента. Вместе с тем «бирюзовость» может быть характерна для отдельных структурных подразделений организации, полагает Елена Волотовская, руководитель комитета по ИТ «Опоры России».

С одной стороны, «бирюзовость» должна позволять компаниям быстро расти благодаря децентрализации и доверию, что каждый может влиять на бизнес. Но с другой стороны, самыми успешными компаниями становятся те, где есть четкая структура и понятные цели у каждого сотрудника. Думаю, что в России наиболее рабочий вариант — взять элементы «бирюзовой» культуры и внедрить их у себя, при этом сохранив классический подход к развитию бизнеса, уверена Алеся Ракитина, HR-директор онлайн-гипермаркета ВсеИнструменты.ру.

Мнение

Павел Вешаев, генеральный директор FinHelp:

— На Западе, особенно в США, где вопрос доходности бизнеса более философский, нежели экономический, где зарабатывают скорее на продаже бизнеса и более развит фондовый рынок, который дает необходимые ресурсы для развития компаний, там «бирюзовость» может прощаться. Крупные компании, которые перепродаются новым инвесторам с огромными долгами, которые планово убыточны, — это, конечно, совершенно не про бизнес. Смысл бизнеса — приносить деньги, а деньги он приносит только, если создает ценность, за которую клиенты готовы платить.

Самоорганизация — Scholarpedia

Рисунок 1: Снежный кристалл. В начале квантовой механики и статистической физики считалось, что кристаллическую структуру можно рассчитать, определив минимум свободной энергии. Это может быть правдой, например для ионных кристаллов, таких как хлорид натрия или металлов. В этом случае необходимо решить уравнение Шредингера для основного состояния или, возможно, низколежащих состояний. В общем, это требует решения проблемы многих частиц. Как показывает пример снежных кристаллов, эта картинка слишком узкая.Необходимо рассчитывать не только силы связывания, но и всю кинетику, например дендритного роста. Помимо кинетики решающую роль может играть также симметрия, например гексагональная симметрия снежинки обусловлена ​​симметрией H ₂ O, которая действует как центр зародышеобразования. Этот пример показывает, что при образовании кристаллов, таких как снежинка, кинетические процессы и проблема связывающих сил сильно переплетаются друг с другом. Рисунок 2: спутниковая фотография, сделанная НАСА.С левой стороны видны облачные улицы, а с правой стороны образуется вихрь. Облачные улицы — это динамические модели, в которых молекулы водяного пара на отдельных улицах движутся вверх или вниз, альтернативно. Основной вопрос: как крошечные молекулы воды знают, как организовать свои согласованные движения на многие километры?

Самоорганизация — это спонтанное, часто кажущееся целенаправленным формирование пространственных, временных, пространственно-временных структур или функций в системах, состоящих из нескольких или многих компонентов.В физике, химии и биологии самоорганизация происходит в открытых системах, отстраненных от теплового равновесия. Процесс самоорганизации можно найти и во многих других областях, таких как экономика, социология, медицина, технологии.

Многие предметы в нашем окружении и повседневной жизни, такие как мебель, дома, автомобили, телевизоры, компьютеры, созданы руками человека. С другой стороны, особенно в живом мире, объекты растут, приобретают свою форму и функционируют, не создаваясь людьми. Царство животных изобилует примерами.Все более широко признается, что даже человеческий мозг можно рассматривать как самоорганизующуюся систему, а также как целый ряд проявлений человеческой деятельности, например, в экономике и социологии. Но процессы самоорганизации можно найти и в неодушевленном мире: образование облачных улиц, планетных систем, галактик и т. Д. Фундаментальный вопрос: Существуют ли общие принципы самоорганизации ? В неодушевленном мире можно найти положительный ответ на большие классы явлений.В живом мире пока можно было получить хоть какое-то понимание. В биологии (и, возможно, в других областях) существует противоречие: существуют ли общие принципы или нам нужны особые правила и механизмы в каждом отдельном случае?

История

Концепция самоорганизации обсуждалась в древнегреческой философии (см. Ф. Паслак 1991). В более современное время самоорганизация обсуждалась немецким философом Иммануилом Кантом (Paslack, 1991), который, в частности, занимался формированием планетной системы, а также немецким философом Шеллингом (Paslack, 1991), обсуждение которого по-прежнему остается весьма актуальным. расплывчато, однако.В более современное время самоорганизация обсуждалась В. Россом Эшби (1947) и Хайнцем фон Ферстером (1992) в его «Кибернетике второго порядка». Это также обсуждалось в термодинамике (Nicolis, Prigogine, 1977; Heylighen, 2003). Систематическое изучение явлений самоорганизации проводится в междисциплинарной области синергетики (Haken 2003), которая занимается глубокими математическими основами самоорганизации, а также экспериментальными исследованиями этих явлений. Развивающаяся в настоящее время область «Сложность» (Бар-Ям, 1997), по крайней мере частично, также связана с самоорганизацией.

Рисунок 3: Согласованные движения жидкостей и газов, приводящие к рисункам, также можно наблюдать в лаборатории. На этом рисунке показан гексагональный рисунок жидкого гелия в сосуде, который нагревается снизу. Этот классический эксперимент был впервые проведен Бенардом (1900) с маслом. В середине каждой ячейки жидкость поднимается, охлаждается на верхней поверхности и затем опускается вниз на ее границе (по Bodenschatz et al., (2000)).

Лазер как парадигма самоорганизации первого рода: редукция степеней свободы

Первое углубленное теоретическое рассмотрение самоорганизующейся системы касалось лазера с источником света («лазер» — это аббревиатура от «усиления света за счет вынужденного излучения».Однако, как мы увидим ниже, этот термин упускает из виду явление самоорганизации). Этот пример показывает, как искусственные устройства используют процессы самоорганизации. Типичным примером лазерного устройства является стеклянная трубка, заполненная молекулами или атомами, которые представляют подсистем . На торцах стеклянной трубки установлены зеркала, одно из которых полупрозрачное. Благодаря зеркалам только определенные световые волны могут дольше оставаться в пространстве между ними («полость») и могут интенсивно взаимодействовать со светоизлучающими атомами (молекулами).Атомы (молекулы) непрерывно энергетически возбуждаются электрическим током, который служит в качестве управляющего параметра . Ниже критического значения электрического тока устройство действует как лампа. Атомы (молекулы) излучают беспорядочно некогерентные световые волновые дорожки (которые усиливаются стимулированным излучением). Амплитуды светового поля распределены по Гауссу. Выше критического значения электрических токов (лазер , порог ) свойства света меняются качественно и резко.

Лазерный свет состоит из одиночной волны со стабильной амплитудой, на которую накладываются небольшие колебания амплитуды и медленная фазовая диффузия. Переход от нерегулярного света от лампы к высокоупорядоченному свету от лазера показывает появление нового качества (а именно когерентного света). Возникающая лазерная световая волна называется параметром порядка . Однажды установленная, она управляет актами излучения отдельных атомов (молекул), называемыми порабощением .Поскольку (совместное) действие подсистем (атомов, молекул) порождает параметр порядка (лазерную световую волну), а последняя порабощает отдельные части (атомы, молекулы), мы можем говорить о круговой причинности.

Мы добавляем для эксперта, что в переходной области происходят типичные явления фазового перехода ( нарушение симметрии , критическое замедление , критических флуктуаций , которые были предсказаны и измерены с большим количеством деталей).При лазерном фазовом переходе новая временная структура формируется самоорганизацией , т.е. действием подсистемы без специфической интерференции извне (снаружи не задана волна, только увеличивается постоянный ток). При дальнейшем увеличении этого параметра управления могут возникать ультракороткие импульсы. Как правило, может возникнуть нестабильность иерархии. Это, по крайней мере, в целом, характеризуется появлением все большего числа параметров порядка.В определенных условиях (включая высокие потери из-за зеркал) лазерный свет может показывать детерминированный хаос (см. Также ниже). Лазер представляет собой открытую систему с подводимой энергией (электрический ток) и выходной энергией, которая, помимо желаемого лазерного излучения, включает некогерентные потери (тепло).

Только что описанное поведение лазерного устройства типично для больших классов самоорганизующихся систем, в которых поведение многих частей (степеней свободы) определяется несколькими параметрами порядка (степенями свободы).

Достоинства примера лазера основаны на том факте, что свойства лазера могут быть получены из первых принципов: квантовой теории, квантовой электродинамики, связи с тепловыми ваннами.

Рисунок 4: Численное моделирование эксперимента, фактически проведенного Bodenschatz et al. (2000). Жидкость в круглом сосуде, равномерно нагретая снизу, показывает шестиугольные структуры. Однако когда граница также нагревается, жидкость настраивает свою структуру в сторону образования спиралей. Эти спирали могут быть нескольких видов, иметь одно или несколько ответвлений (по Fantz et al.{-2} \)). б) При увеличении критического числа Рейнольдса образуется пара вихрей. в) При еще большем числе Рейнольдса вихри начинают колебательное движение. г) Возникает то, что можно назвать «слабой турбулентностью». д) Полностью развитая турбулентность (по Фейнману и др. (1965)). Рисунок 6: Иерархия нестабильности в жидкости. В эксперименте Тейлора слой жидкости расположен между двумя соосными цилиндрами, внутренний из которых вращается. а) При небольшой скорости вращения появляется картина роликов, в которой каждый валок движется наружу, а затем внутрь.б) При увеличении критической скорости вращения внутреннего цилиндра начинается колебательное движение валков. в) При еще более высокой скорости вращения колебательное движение становится более сложным. г) Жидкость, наконец, демонстрирует слабую турбулентность, которая может быть связана с хаосом. (По материалам Фенстермахера и др. (1979)).

Самоорганизация второго типа: без сведения к нескольким степеням свободы

Типичный пример такой самоорганизации был дан в выступлении известного кибернетика Хайнца фон Ферстера, сделанном много лет назад на конференции по маркетингу в Вене.Во время Второй мировой войны в морском сражении между Японией и США корабль американского адмирала был сильно поврежден, так что он больше не мог отдавать приказы своему флоту. Затем путем «самоорганизации» каждый американский корабль выбрал своего противника. Эта проблема тесно связана с «проблемой назначения», в которой N машин (с частично разными возможностями) назначаются N работам. Хотя эта проблема может быть решена аналитически, еще более сложные задачи назначения, например между машинами, рабочими местами и рабочими должны быть NP завершены.

Экспериментальный доступ к приблизительному решению может быть возможен с помощью многоагентных систем (Kernbach 2008).

Самоорганизация в целом

Некоторые системы могут демонстрировать самоорганизацию первого типа или второго типа в зависимости от граничных условий, начальных условий, значений параметров и т. Д.

Где это происходит: Неодушевленный мир

Физика

• Формирование пространственных, временных или пространственно-временных паттернов. Приведем несколько примеров.
• Лазеры: когерентный свет, самоорганизация многих атомов
• Нелинейная оптика: когерентный свет, самофокусировка, генерация гармоник, когерентное комбинационное рассеяние и рассеяние Бриллюэна и т. Д.
• Гидродинамика, газовая динамика: облачные улицы, конвекционная нестабильность, течение Тейлора-Куэтта, картины качения, гексагональные структуры (ячейки Бенара), слабые турбулентности, дефекты и т. Д.
• Газовые разряды: закономерности молекулярных плотностей под воздействием электромагнитных полей.
• Физика плазмы: характеристики плотности и скорости частично или полностью ионизированных атомов и электронов в (частично самоорганизованных) электромагнитных полях, нестабильности.
• Полупроводники: диаграммы плотности и тока электронов и дырок, эффект Ганна, токовые нити.
• Астрофизика: образование и строение планет, звезд, галактик, большого взрыва, пустот и т. Д.
• Метеорология: климатология, облачность, циклоны и т. Д.
• Геофизика / Геодинамика: внутреннее и поверхностное строение земли, геодинамо
• Адронная плазма: образование адронной плазмы при столкновениях адронов при высоких энергиях.
• Автоколебания: встречаются во многих вышеупомянутых областях.
• Радиотехника и другие источники когерентных электромагнитных полей: магнетрон, клистроны и др.

Рис. 7. Формирование рисунка в химической реакции (реакция Белоусова-Жаботинского). Из однородной перемешанной смеси химикатов самопроизвольно образуются волны, которые бегут наружу и, сталкиваясь друг с другом, уничтожают друг друга (любезно предоставлено А. Винфри). Рисунок 8: Спиральное образование в неравновесных системах встречается повсеместно. а) Газовый разряд, вызванный переменным током. б) Картина электролюминесценции в системе полупроводниковых слоев ZnS: Mg, управляемой переменным током.в) Химическая реакция (Белоусова-Жаботинского). г) Оптическая система с парами натрия в качестве нелинейной среды. д) волны плотности c-ADP популяции амеб. е) Са-волны на яйцах лягушек. (По материалам Purwins, H.G. et al. (2007)).

Химия

• Химические реакции, приводящие к диссипативным структурам (пространственным, временным структурам)
• Реакция Бриггса-Раушера
• Реакция Белоусова-Зкаботинского

Робототехника

• Дизайн автономных роботов, способных распознавать образы, автономные движения, воспроизведение речи и т. Д., учусь. Мультиагентные и мульти-роботизированные системы.

Компьютеры, компьютерные сети

• Интернет
• Обучение без учителя, распознавание образов (оптических, акустических, тактильных) на основе синергетических принципов, самопрограммирование, самовосстановление. Цитируемые проблемы в настоящее время подвергаются критике со стороны ряда групп.
• Самоорганизующиеся (Кохоненовские) карты (нейронные сети).

Технологии

• Рост кристаллов, рост микроструктур и упорядоченных дефектов в кристаллах, нанофизика.
• Одноранговые сети
• Транспортные и материальные сети

Анимированный мир

Биология

• Морфогенез, узоры на мехах животных («ягуара»), на крыльях бабочек, коже рыб, позвоночниках, формирование тела и крыльев насекомых.
• Рост растений и животных, ветки деревьев, листья.
• Функция органов, например почки.
• Рост мозга, нервной трубки, факторов роста нейронов, рост дендритов нейронов, аксонов, карты самоорганизующихся признаков (Кохонен).
• Функция мозга: производство движений, распознавание образов, познание, производство ритмов, производство речи, создание настроения, мимика.
• Динамика населения, рост, конкуренция, вымирание. Коллективное поведение стай (птиц, рыб) и колоний насекомых.

Рис. 9: Спиральное образование в литейной форме. Агрегация слизистой плесени направляется волнами концентрации цАДФ. Амеба может ощущать градиент и двигаться с помощью псевдостручков (по Геришу, Г.и другие. (1974)). Рис. 10. Формирование множества разнообразных узоров на морских раковинах можно объяснить с помощью уравнений реакции диффузии, ведущей сначала к динамическим (диссипативным) структурам и последующему затвердеванию (по Meinhardt, H. (1990)).

Экология

• Выживание, сосуществование и исчезновение видов под влиянием окружающей среды и взаимодействия.

Evolution

• Мутация и отбор, пребиотическая эволюция, гиперцикл Эйгена-Шустера.
• Самоорганизация как механизм эволюции (Кауфман, 1993)

Эпидемиология

• Механизмы распространения болезней.

Медицина

• Лекарственные средства как параметры контроля

Психология, Психиатрия

• Как повлиять на самоорганизацию поведения и т. Д., Косвенное управление.

Рис. 11: Известный зоолог и философ Эрнст Геккель (1834-1919) изучал, среди прочего, многочисленные радиолярии размером в миллиметры, которые могут образовывать правильные, но также причудливые скелеты, которые были нарисованы Геккелем.В отдельной ячейке формируются первые динамические структуры, которые реально можно определить методами синергетики. Эти структуры затем в конечном итоге затвердевают посредством кальцификации (по Blüchel et al. (2006)). Рисунок 12: Головка подсолнечника состоит из двух спиралей, вращающихся в противоположных направлениях, которые должны ударяться под определенным углом. Причина этого до конца не выяснена.

Прочие поля

Эконом

• Рост, конкуренция, вымирание компаний
• Национальная экономика: Как управлять: как использовать принципы самоорганизации, финансовые рынки, фондовый рынок.

Политика

• Революции, «самодинамика», формирование общественного мнения.
• Правительство на принципах самоорганизации.

Религия

Философия

• Теории смены парадигм (Томас С. Кун)

Наука

• Развитие науки как самоорганизующийся процесс

Теоретические методы лечения, микроскопические, макроскопические, феноменологические

Теоретическое рассмотрение самоорганизации основано как на микроскопическом, так и на макроскопическом феноменологическом подходе.Особый интерес представляет вопрос, существуют ли общие принципы самоорганизации, независимо от характера отдельных частей системы. В синергетике (Haken (2004)) такие принципы можно найти, по крайней мере, для самоорганизации первого типа, как указано выше. В их основе лежат общие концепции, такие как параметры порядка и принцип подчинения (подробнее см. Статью о синергетике). Главный вопрос — снижение сложности. В больших классах систем их динамика может быть описана несколькими параметрами порядка.Это также служит основой для применения теории катастроф (Р. Том (1975) с полностью детерминированным подходом; о стохастических моделях см. Л. Кобб (1978)), а также теории хаоса, поскольку обе теории основаны на использование нескольких переменных.

Математическая теория синергетики обеспечивает алгоритм, с помощью которого могут быть получены параметры порядка и их (низкоразмерные) уравнения, при условии, что известны основные микроскопические уравнения, и позволяет формулировать уравнения модели в терминах параметров порядка, если основные уравнения неизвестны.

В то время как принципы, обнаруженные синергетикой (которая приближается к духу теории динамических систем), имеют довольно абстрактную природу, другая линия мысли подчеркивает интерпретацию механизмов (или принципов), лежащих в основе самоорганизации. Их можно проследить до кибернетики с ее концепциями положительной и отрицательной обратной связи. Согласно Эрди (см. Также Эрди (2008)), за многими (если не всеми) явлениями самоорганизации стоит баланс между положительной и отрицательной обратной связью, или как Х.Мейнхардт (2008) (см. Также Гирер и Мейнхардт (1972)) называет это «самоулучшением, уравновешенным антагонистической реакцией». Здесь может быть достаточно нескольких примеров, предложенных этими авторами:

Примеры 1

(на основе Эрди, П: Объяснение сложности, Springer 2007)

В химической кинетике самоорганизованных паттернов возникают из-за взаимодействия автокаталитики (то есть положительной обратной связи), компенсируемого стадией реакции, блокирующей неограниченный рост. Общеизвестные реакции БЖ — это парадигма.Структуры Тьюринга — это пространственные структуры, спиральные волны (Winfree) — это пространственно-временные паттерны.

Сомитогенез , процесс сегментации, который производит периодический узор вдоль оси голова-хвост, в некоторой степени аналогичен структурам Тьюринга, в то время как спиральные волны возникают также в сердечных мышцах.

Динамика населения , экологические системы: взаимосвязанность, стабильность, разнообразие, устойчивость, сопротивление. Фундаментальный вопрос заключается в том, как изменяется стабильность экологической системы, если происходит изменение связности сети взаимодействующих популяций и / или силы взаимодействий.Модельные исследования показывают, что слабые связи повышают стабильность, и они … могут быть клеем, связывающим естественные сообщества вместе . (Макканн и др. (1978)).

Эпидемии 900 10. Эпидемии характеризуются быстрым увеличением численности инфицированного населения вследствие взаимодействия между инфицированными и восприимчивыми людьми. Зараженные могут превращаться в удаленный пул самопроизвольно или с помощью внешнего контроля.

Динамика войны . R.W.Ланчестер вывел и проанализировал модель классической войны. Известная расширенная версия модели, представленная Г. Ф. Гаузе (московским биологом) в 1934 году, как модель борьбы за существование . Модель способна показать принцип конкурентного исключения (одна сторона побеждает, а другая вымирает) и сосуществование, которое можно интерпретировать как перманентную войну .

Динамика сегрегации . Знаменитая модель Томаса Шеллинга демонстрирует, как местные правила (микромотивы в терминологии Шеллинга) подразумевают глобально упорядоченные социальные структуры (макроповедение).Результаты моделирования показали, что небольшое предпочтение жить среди своих владельцев подразумевает глобальную сегрегацию и образование гетто.

Динамика мнений 900 10. Взаимодействие людей в группе подразумевает изменение их мнений по различным вопросам, может привести к консенсусу, фрагментации и поляризации. (Замечание Х. Хакена: математическое моделирование было впервые предложено В. Вайдлихом.)

Деловые циклы . В очень влиятельной модели Николас Калдор дал механизм для генерации временной колебательной динамики доходов и капитала, допуская нелинейную зависимость инвестиций и сбережений от дохода.

Самоорганизация в нервной системе . Согласно эмбриологическим, анатомическим и физиологическим исследованиям, разводка нейронных сетей является результатом взаимодействия чисто детерминированных (генетически регулируемых) и случайных (или очень сложных) механизмов. Колебания могут действовать как « организующие силы в соответствии с теорией индуцированных шумом переходов или стохастического резонанса . Самоорганизующиеся механизмы развития (рассматриваемые как формирование паттернов в процессе обучения) ответственны за формирование и пластическое поведение упорядоченных нейронных структур.Эволюционируемость, основа самоорганизации, накладывает ограничения на динамику мозга. Устойчивое внутреннее представление внешнего мира указывает на наличие аттракторов. Здесь под аттрактором понимается одно из состояний системы, в котором она устанавливается после запуска из заданного начального состояния. Самоорганизация требует, чтобы эти аттракторы обладали достаточной нестабильностью, чтобы иметь возможность изменяться и адаптироваться к окружающей среде. См. Также Самоорганизация функции мозга.

Стабильная динамическая работа мозга основана на балансе возбуждающих и тормозных взаимодействий.Нарушение тормозной синаптической передачи предполагает начало эпилептических припадков. Эпилептическая активность возникает в популяции нейронов, когда мембранные потенциалы нейронов «ненормально» синхронизированы. Если торможение падает ниже критического уровня, степень синхронности превышает порог нормальных паттернов, и системная динамика переключается на эпилептический паттерн.

(Конец вклада Эрди)

Примеры 2

(вклад анонимного рецензента)

Песчаные дюны возникают из песчаных отложений за небольшим ветрозащитным кожухом; это увеличивает укрытие от ветра и тем самым ускоряет дальнейшее отложение песка — явная реакция самоусиления.Однако песок, отложившийся в одном месте, не может собираться где-то еще. Истощение песка в воздухе — антагонистическая реакция длительного действия. Таким образом, однородное распределение песка является нестабильной ситуацией.

Эрозия протекает быстрее при некоторых травмах. В зарождающихся долинах собирается больше воды, ускоряя там эрозию. Меандрирование, также являющееся процессом формирования рисунка, делает зарождающуюся долину шире. Как и в примере с песчаными дюнами, вода, собранная в реке, больше не способствует эрозии в других местах.Рядом с большой рекой второй реки не появится.

Локализация газовых разрядов , наблюдаемая Пурвином и его группой и упомянутая Хакеном, также основана на этом механизме. Газовый разряд приводит к большему количеству ионов. Под влиянием разности напряжений эти ионы ускоряются, производя больше ионов, что приводит к дальнейшему увеличению локального тока и т. Д. Сопротивление в источнике тока и общий пробой напряжения ограничивают этот процесс самоусиления.То же основание имеет образование и локализация молнии.

Являются ли результирующие шаблоны стабильными или колеблющимися, зависит от соотношения постоянных времени. Если антагонистическая реакция имеет более длительную постоянную времени, чем самоусиливающаяся реакция, возникнут колебания или всплески активации. Примером может служить динамика инфекции: заражения несколькими вирусами может быть достаточно, чтобы вызвать болезнь, поскольку вирусы реплицируются (самоусиление).Антагонистическая реакция, опосредованная иммунной системой, протекает намного медленнее. Чтобы заболеть, нужен день, а на то, чтобы снова стать здоровым, нужна неделя. (То, что при первом осмотре кажется недостатком, на самом деле является хорошей стратегией. Если бы иммунная система была намного быстрее, равновесие между производством вируса и его удалением было бы установлено. жизнь против вируса. Однако из-за режима взрыва мы на короткое время заболеем, но впоследствии вирус полностью уничтожен).

Этот пример также удобен для иллюстрации требования для формирования волны : самоусиление должно распространяться умеренно, в то время как антагонистическая реакция должна быть локальной (т. Е. Условие полностью противоречит условию создания стабильных структур в пространстве) . В случае инфекций это явно устраивает: вирус может распространяться, а иммунная реакция носит локальный характер. Следовательно, инфекции могут возникать в виде эпидемических волн. То же самое и с лесным пожаром. Сжигание — это самоподдерживающийся процесс, поскольку большее количество тепла выделяет больше горючих газов, что приводит к повышению температуры, вызывая горение соседних деревьев.Антагонистическая реакция возникает из-за того, что пепел больше не поддерживает огонь, т.е. антагонистический эффект является локальным.

(Конец вклада анонимного рецензента).

Одно предупреждение относительно всех этих интерпретаций может быть уместно. В «реальности» механизмы могут быть значительно более сложными, как засвидетельствовано, например, Meinhardt (1990), который задействует сеть различных морфогенов.

Рисунок 13: Полосы на зебрах могут служить примером формирования рисунка на мехах или коже рыб.Первоначальная идея объяснения восходит к А. Тьюрингу (1952). Он предположил, что в массиве изначально недифференцированных клеток образуются биомолекулы, называемые морфогенами, которые могут диффундировать и взаимодействовать друг с другом. Таким образом формируется предварительный узор. При высоких концентрациях (так называемых) молекул активатора включаются гены, которые затем приводят к дифференцировке клеток, вызывая, например, пигментации (см., например, Meinhardt, H. (1982), Murray JB (1989)). Рисунок 14: Рысь лошади. Различные типы четвероногих походок могут служить примером самоорганизации движений у животных.Такие походки представляют собой определенные дискретные модели движений, каждая из которых определяется одним или несколькими параметрами порядка. Для подробного моделирования см. Schöner et al. (1990), см. Также Х. Хакен «Принципы работы мозга» (1996). При изменении параметра управления может произойти переключение между походками.

Приложения

Самоорганизующиеся системы адаптивны и надежны. Они могут переконфигурировать себя в соответствии с меняющимися требованиями и, таким образом, продолжать работать, несмотря на возмущения. Из-за этого самоорганизация использовалась в качестве парадигмы для разработки адаптивных и надежных искусственных систем (Gershenson, 2007).Основная идея состоит в том, чтобы спроектировать элементы системы так, чтобы они находили решение или выполняли желаемую функцию. Этот подход полезен в нестационарных или очень больших проблемных областях, где решение не фиксировано или неизвестно. Таким образом, инженеру не нужно искать решение, поскольку его постоянно ищут самоорганизующиеся элементы.

Outlook

В научном сообществе растет осознание важности концепции самоорганизации, и в этом аспекте сейчас рассматривается целый ряд явлений.Особый интерес представляет разработка новых устройств всех типов (например, роботов, компьютеров), в которых используются принципы самоорганизации. Но многие другие приложения, например можно ожидать роста кристаллов, косвенного управления популяционными процессами и т. д.

Список литературы

Поле огромно и дать примерно полный список литературы практически невозможно. Поэтому читателям предлагаются отдельные статьи, посвященные различным областям.Помимо исторических ссылок (Paslak 1991; von Forerster 1992) я просто упоминаю (Haken 2004), а также ок. 90 томов серии Springer по синергетике и монографий, таких как Mainzer (2002), Strogatz (1994).

• Эшби, У. Р. (1947). Принципы самоорганизующейся динамической системы. Журнал общей психологии 37 : 125–128.
• Бар-Ям Ю. (1997). Динамика сложных систем , Исследования нелинейности, Westview Press.
• Кобб Л. (1978), Стохастические модели катастроф и мультимодальные распределения, Behavioral Sci. 23, 360-373.
• Эрди П. (2007), Объяснение сложности, Springer, N.Y.
• Гершенсон К. (2007). Проектирование и управление самоорганизующимися системами , CopIt ArXives, Мексика. TS0002EN
• Gierer, A., Meinhardt, H. (1972), Теория формирования биологического паттерна, Kybernetik 12, 30-39.
• Хакен, Х. (2004) Синергетика, введение и дополнительные темы , Springer, Berlin
• Хакен, Х.: изд. серии: Серия Springer в синергетике, Springer, 1977 —
• Хейлиген, Ф. (2003). Наука о самоорганизации и адаптивности. В Энциклопедия систем жизнеобеспечения , Л. Д. Киль, (Ред.). Издательство EOLSS, Оксфорд.
• Кауфман, С. А. (1993). Истоки порядка . Издательство Оксфордского университета.
• Kernbach, S (2008) Структурная самоорганизация в мультиагентных и мульти-робототехнических системах, Logos Verlag, Берлин
• Майнцер, К.(2002) Сложное мышление , Шпрингер, Берлин
• Mc Cann, K., Hastings, A., Huxel, G.R. (1998), Слабые трофические взаимодействия и природный баланс, Nature 395, 794-797.
• Meinhardt, H. (2008) Модели формирования биологического паттерна: от элементарных шагов до организации осей эмбриона, Curr. Вершина. Dev. Биол. 81, 1-63.
• Николис, Г. и И. Пригожины (1977). Самоорганизация в неравновесных системах , Вили, Нью-Йорк.
• Паслак, Ф.(1991) Urgeschichte der Selbstorganisation, Vieweg, Брауншвейг
• Строгац С. (1994) Нелинейная динамика и хаос , Addison Wesley Publ.
• Том Р. (1975), Структурная стабильность и морфогенез, В.А.Бенджамин, Ридинг.
• фон Ферстер, Хайнц: (1992) Кибернетика. В: Энциклопедия искусственного интеллекта , 2-е издание, S.C. Skapiro (ed.), John Wiley and Sons, New York, 309-312.

Внутренние ссылки

• Валентино Брайтенберг (2007) Мозг.Академия наук, 2 (11): 2918.

• Ижикевич Евгений Михайлович (2006) Взрыв. Академия наук, 1 (3): 1300.

• Олаф Спорнс (2007) Сложность. Scholarpedia, 2 (10): 1623.

• Ижикевич Евгений Михайлович (2007) Равновесие. Академия наук, 2 (10): 2014.

• Джованни Галлавотти (2008) Колебания. Scholarpedia, 3 (6): 5893.

• Теуво Кохонен и Тимо Хонкела (2007) Сеть Кохонена. Академия наук, 2 (1): 1568.

• Марк Аронов (2007) Язык. Академия наук, 2 (5): 3175.

• Джефф Мохлис, Кресимир Йосич, Эрик Т. Ши-Браун (2006) Периодическая орбита. Академия наук, 1 (7): 1358.

• Филип Холмс и Эрик Т. Ши-Браун (2006) Стабильность. Scholarpedia, 1 (10): 1838.

• Катрин Рувас-Николис и Грегуар Николис (2007) Стохастический резонанс. Академия наук, 2 (11): 1474.

• Аркадий Пиковский и Майкл Розенблюм (2007) Синхронизация.Академия наук, 2 (12): 1459.

• Герман Хакен (2007) Синергетика. Академия наук, 2 (1): 1400.

Ссылки на рисунки

• Бенар, Х. (1900), преподобный Жен. Sci. Pures, Appl. 11, 1261, 1309.
• Bodenschatz, E., Pesch, W., Ahlers, G. (2000), Annu. Rev. Fluid Mech. 32, 709.
• Фенстермахер Р.П., Суинни Х.Л., Голлуб Д.П. (1979), J. Fluid. Мех. 94, 103.
• Фейнман, Р.П., Лейтон, Р.Б., Сэндс, Х. (1965), Лекции Фейнмана по физике.Vol. II, Аддисон-Уэсли.
• Gerisch, G., Hess, B. (1974), Proc. Nat. Акад. Sci. (Мыть) 71, 2118.
• Мейнхардт, Х. (1990), Красота морских раковин, Спрингер, Берлин.
• Haeckel, E. (2004), (оригинальное издание 1904 г.), Kunstformen der Natur, Marix Verlag, Wiesbaden.
• Тьюринг, А. (1952), Фил. Пер. Р., Соц. Лондон, сер. В 237, 37.
• Wolpert, L. (1969), J. Theor. Биол. 25, 1.
• Мейнхардт, Х. (1982), Модели формирования биологического паттерна, Academic, Лондон.
• Мюррей, J.D. (1989), Математическая биология, Springer, Berlin, 2nd. изд. 1993, 3-е. изд. 2002/2003).
• Шёнер, Г., Янг, W.Y., Келсо, J.A.S. (1990), J. Theor. Биол. 142, 359.
• Хакен, Х. (1996), Принципы работы мозга, Спрингер, Берлин.
• Блюхель, К.Г., Малик, Ф. (2006), Faszination Bionik, München.
• Пурвинс, Х.Г., Амиранашвили, С. (2007), Physik Journal 2, 21.

См. Также

Сложность, Бифуркации, Динамические системы, Модель Гирера-Мейнхардта, Морфогенез, Синергетика

Самоорганизация — обзор

12.2.2 Самоорганизация на территориях: оксюморон?

Самоорганизация является ключевым компонентом адаптивного совместного управления и относится к подходу, при котором участники погружаются в совместные и творческие процессы для решения проблем и реагирования на нарушения (Armitage et al., 2007). Самоорганизованные системы сосредоточены вокруг «коллективного процесса общения, выбора и взаимной адаптации поведения, приводящего к появлению организованных структур» (Nederhand et al., 2014, p. 2).Есть как идеологические, так и функциональные аспекты самоорганизации. В качестве идеологической концепции самоорганизация — это идея о том, что проблемы сообщества должны решаться с помощью подходов, основанных на принципах снизу вверх. Функционально самоорганизация — это процесс, в котором неправительственные организации действуют коллективно для решения проблем без давления или указаний со стороны правительства (Nederhand et al., 2014). В эффективных самоорганизующихся системах эти локальные взаимодействия приводят к появлению новых структур и процессов управления.

Некоторые характеристики считаются решающими для самоорганизации социально-экологических систем. Olsson et al. (2004a), например, выделяют шесть основных характеристик для самоорганизации и возникновения адаптивного совместного управления экосистемами (Таблица 12.1). Учитывая их ориентацию на сотрудничество и решение проблем, эти функции, безусловно, могут быть адаптированы для применения в управлении операциями в случае бедствий.

Таблица 12.1. Шесть основных функций для самоорганизации и совместного управления при стихийных бедствиях.

— Законодательство , создающее социальное пространство для управления стихийными бедствиями — Фонды для подготовки или реагирования на стихийные бедствия и изменения окружающей среды мониторинг и оценка реагирования на стихийные бедствия и восстановления с разных точек зрения — Связь и социальные сети для управления операциями в случае стихийных бедствий — Синтез различных источников информации для управления операциями в случае стихийных бедствий (e .г. научные доклады, средства массовой информации, местные знания) — Интерпретация информации для направления действий по управлению стихийными бедствиями — Платформы для совместного обучения по управлению стихийными бедствиями

По материалам Olsson et al. (2004a).

В следующих дискуссиях о Пуэрто-Рико и Виргинских островах США во время сезона ураганов 2017 года, законодательство, финансирование, мониторинг и оценка, поток информации и синтез (коммуникация), интерпретация и сотрудничество — вот некоторые из рассмотренных особенностей.

Самоорганизация может происходить на нескольких уровнях, каждый из которых представляет собой аспект устойчивости к бедствиям. Однако самоорганизация требуется на нескольких уровнях, чтобы способствовать устойчивости к бедствиям на ее наиболее значимом уровне. Концепция панархии иллюстрирует важность рассмотрения устойчивости в различных масштабах путем визуализации социально-экологических систем как составляющих адаптивных циклов, действующих на разных уровнях (Gunderson and Holling, 2002).

Каждый адаптивный цикл состоит из четырех фаз: роста, сохранения, созидательного разрушения и реорганизации (Holling, 2001).Каждый четырехфазный адаптивный цикл (обычно визуализируемый в виде восьмерки) представляет собой доминирующую шкалу в социально-экологической системе. В любой момент времени в пределах каждого масштаба система находится на определенной фазе роста, сохранения, разрушения или реорганизации. Когда система приближается к фазе консервации, ее способность к конструктивным преобразованиям невысока, поскольку она укоренилась в своем роде. После фазы созидательного разрушения возможности для трансформации в более устойчивую систему находятся на пике, пока у системы есть ресурсы, необходимые для реорганизации (Holling, 2001).

В случае устойчивости к бедствиям более крупные и медленные макроуровни в панархии представляют более глобальные и долгосрочные проблемы, такие как климат, культура и политика. Медианные масштабы в панархии представляют больше региональных воздействий, организаций, сетей и законов. Наименьшие масштабы панархии представляют отдельных лиц, домохозяйства и даже меньшие единицы. В идеале более крупные шкалы будут защищать более мелкие от быстрых разрушительных изменений, при этом будучи достаточно гибкими, чтобы способствовать желаемым изменениям с течением времени.Меньшие масштабы в панархии — если они смогут самоорганизоваться — будут стимулировать инновации и обучение в более крупных масштабах (Allen et al., 2014; Holling, 2001).

Как выбрать модель самоорганизации, которая подходит именно вам | Аарон Дигнан | Готовность

Все, кто проработал в компании с административно-административной, бюрократической или иерархической структурой более нескольких лет, согласны: то, как мы работаем, не работает. От военных генералов, таких как Стэнли МакКристал, до реформированных корпоративных героев, таких как генеральный директор Red Hat Джим Уайтхерст, призыв к переменам очевиден: наши организации должны быть более открытыми, гибкими, адаптивными, децентрализованными и расширяющими возможности.

Проблема в том, что мы не знаем, как это сделать в каждом контексте. Мы все чувствуем напряжение, но наши ситуации сильно различаются. И поэтому, когда каждый новый подход выходит на первый план, мы спешим рассмотреть, является ли это панацеей, которую мы ждали, и, обнаружив, что это не так, мы отклоняем ее и продолжаем ждать, пока идеальная операционная система приземлится в нашу колени. Я получаю наиболее частые вопросы? «Кто занимается самоорганизацией в пространстве B2B? Кто этим занимается в промышленном пространстве? Скажите мне, , кто-то , как и мы, , делает это, так что я знаю, что это безопасно.«Это легче сказать, чем сделать.

За последние несколько лет у меня был уникальный опыт реализации различных форм самоорганизации и самоуправления в совершенно разных контекстах, от стартапа из 25 человек до некоммерческой организации и конгломерата из списка Fortune 10. Попутно я узнал, что определенные характеристики контекста сильно влияют на то, какая система будет работать и распространяться. В этой статье я попытался обобщить свою гипотезу, а также то, что я надеюсь увидеть (и узнать) дальше.Я сознательно избегал говорить о , как эти системы развернуты , что также имеет решающее значение для их общего успеха.

Разные контексты = разные операционные системы.

Хотя реальность невероятно сложна, кажется, есть две характеристики, которые имеют наибольшее влияние, какая новая форма самоорганизации будет соответствовать и распространяться. Шкала (по численности) и Риск (по подверженности серьезным последствиям).Оба являются континуумами, но для этого мысленного упражнения я четко их определил.

Масштаб имеет значение , потому что он обычно коррелирует со сложностью, и чем сложнее система, тем сложнее повлиять на нее или изменить ее без неожиданных последствий (или прямого отказа). У больших систем есть инерция. Достаточно сложно передать тысячам людей сообщение и заставить их запомнить его … А теперь попробуйте изменить их образ мышления. Это представляет собой головоломку обучения: к тому времени, когда мы научим 100000 человек новому способу работы, мир вполне может оказаться под водой из-за изменения климата, или самоорганизующийся стартап на улице вытеснит нас из бизнеса.Итак, по мере увеличения масштаба нам нужно что-то более интуитивно понятное и расширяемое , либо за счет программного обеспечения, либо за счет простоты, либо за счет того и другого.

Риск имеет значение , потому что он влияет на нашу способность пытаться и терпеть неудачу. Самоорганизованные и децентрализованные операционные системы оптимизированы для обучения и адаптации. К сожалению, за это приходится платить. Будут сделаны ошибки. Некоторые вещи будут работать, некоторые — нет. А без централизованного управления, ограничивающего поведение и создающего культуру страха, качество и суждение ваших людей (а также любой процесс советов, которому они подчиняются) будут первой и единственной линией защиты.В подавляющем большинстве контекстов это нормально — даже лучше, но в некоторых ситуациях нам может потребоваться система, которая ограничивает инновации в качестве компромисса для безопасности. В здоровой организации этот компромисс осуществляется служащими, приверженными цели, через процесс участия, а не «менеджментом».

Комбинируя эти две характеристики, мы получаем диаграмму выше. В нем я сделал попытку каталогизировать некоторые из самых популярных форм самоорганизации, нанеся их на график в зависимости от масштаба и профиля риска, в котором они работают лучше всего, и привел примеры брендов в этой сфере, разрабатывающих или использующих эти подходы.Пока еще рано даже рассматривать в качестве такого упражнения, поэтому я предлагаю отказ от ответственности, что это только начало , и мы будем повторять эту структуру в ближайшие месяцы на основе ваших отзывов.

Малые масштабы, низкий риск. Это типичный контекст запуска. Возможности безграничны, и известно очень мало. Задача команды — выяснить, что работает. Хаотичные или по-настоящему самоорганизующиеся (то есть без каких-либо методов) команды — обычное дело. Очень популярный здесь вариант Open Allocation , который эффективно превращает стартап в рынок талантов, где каждый «голосует ногами».«Стартапы, такие как Valve и Github , преуспели на этой концепции. И, конечно же, Holacracy вызывает большой резонанс в этом контексте. Он обеспечивает баланс между хаосом и контролем, который нравится многим на этом этапе.

Малый масштаб, высокий риск. Иногда мы действительно видим стартапы с невероятно высокими ставками на таких рынках, как здравоохранение и оборона. Характер их последствий изменяет их способность воспринимать ошибки. Хотя почти любой подход можно изменить для решения этой проблемы, проще всего иметь предельно ясное письменное управление и ясность ролей (как предлагает Holacracy ).Я также включаю сюда Skunkworks в качестве дикой карты для вашего рассмотрения, основываясь на том факте, что в небольших командах, использующих этот протокол, произошли некоторые высокочувствительные инновации.

Средний уровень, низкий риск. Этот контекст подходит для стартапа или уже существующего бизнеса, который достиг соответствия продукта рынку и вошел в ритм бизнес-операций и масштабирования. Я также характеризую небольшие стартапы (<259 чел.), Которые очень быстро растут, как средние, поскольку их быстрый рост численности вызывает те же симптомы.На сегодняшний день этот контекст, кажется, испытывает наибольшее количество инноваций с точки зрения способов и средств самоорганизации: Spotify Agile Squads являются одними из наиболее интересных. Работа по упорядочиванию для сложности, которую проделали Niels Pflaeging и BetaCodex , также здесь уместна. Holacracy проходит испытания в этом масштабе, и все еще не решено, сможет ли он пойти дальше.

Средний уровень, высокий риск. Этот контекст является фантастическим испытательным полигоном для новых способов работы и организации, потому что именно здесь происходит наиболее важная и важная работа.Сейчас не так много экспериментов, но мы очень благодарны за то, что здесь можно сослаться на работу Маккристала с Объединенным командованием специальных операций. Его концепция «команды команд» философски связана со многими другими системами, которые мы обсуждали, и она работала в контексте борьбы с терроризмом (более высоких ставок здесь нет). Morningstar , хотя и намного меньше Джеймса Бонда, действительно создает пищу, которая подлежит регулированию и риску заболеваний пищевого происхождения, и поэтому их подход к самоуправлению также относится к этому.

Крупномасштабный, низкий риск. Здесь мы находим многих создателей и героев движения за самоорганизацию и самоуправление. Хиппи. Любители риска. Здесь живут такие концепции, как Lattice (теперь Open Allocation), Chaordic и Open . Компании, в которых работает более 10 000 сотрудников, редко (на сегодняшний день) переходили от командно-административного управления к новому способу — в большинстве этих примеров такой переход произошел при рождении или в среднем масштабе.Но это не значит, что мы не должны пытаться. Я считаю, что наша самая большая возможность — изменить жизни и оказать влияние — существует именно в этом контексте. Достаточно взглянуть на Buurtzorg или RedHat , W.L. Gore , или даже Haier и скажите мне, что вы не хотите, чтобы весь список Fortune 500 действовал таким образом. Мир стал бы лучше.

Крупномасштабный, высокий риск. И вот мы подошли к черной дыре. В этом контексте вы действительно не можете позволить себе определенных видов ошибок, не говоря уже о бесконечной программе обучения новому сложному способу работы.Я затрудняюсь сослаться на кого-нибудь здесь, особенно к северу от 10 000 сотрудников, которые действительно этим занимаются — действительно расширяют возможности всего их персонала. Здесь нужны инновации, но мы должны их зарабатывать. Каждое преобразование, каждый успех, каждый обученный человек — это шанс открыть эту головоломку.

Не слишком ли упрощена эта структура? Да. Действительно ли эти подходы к самоорганизации пересекаются в теории и на практике. Да, это так. Но с учетом сказанного, я считаю, что в анализе есть огромная ценность — спрашивать: «Что работает лучше всего? Где? Почему?» Если этот пост может вызвать обсуждение, серию исправлений, несколько свежих примеров или помочь подтолкнуть любопытного лидера к действию, оно того стоит.

10 примеров самоорганизации — упрощенные

Самоорганизация — это процесс, посредством которого глобальный порядок возникает из взаимодействия между локальными частями. Ниже приведены общие примеры. Физика Самоорганизация — обычный процесс во Вселенной. Например, рост снежинок, которые демонстрируют сложные глобальные структуры без какой-либо центральной организации. Это результат, казалось бы, хаотического процесса столкновения и замерзания капель переохлажденной воды, падающих с неба. Самосборка молекул Химический процесс, при котором молекулы самоорганизуются в предсказуемую структуру без внешнего контроля. Есть интерес к использованию этого процесса для производства нанотехнологий и наноматериалов. Биология Биологические системы обычно самоорганизуются. Виды также часто демонстрируют социальное поведение, при котором особи координируют свои действия на местном уровне для достижения общей цели. Это видно по стае птиц, косяку рыб и умению муравьев организовывать работу.Самоорганизация — это распространенный метод внедрения программного обеспечения. Например, самоорганизующиеся локальные сети, такие как мобильная игровая система, которая может автоматически подключаться к соседним игровым системам для реализации многопользовательской игры. против централизованного управления. Лидерство — это человеческий процесс самоорганизации, при котором изолированная группа людей обычно вырабатывает лидеров, которые будут координировать усилия и побуждать людей следовать единому пути. Социальные Люди обычно самоорганизуются без лидера. Например, во многих культурах люди естественным образом выстраиваются в очередь, чтобы внедрить систему справедливости, ожидая чего-то. Открытая командная работа в образовании. Например, проект групповой научной ярмарки, где тема определяется командой. Организационная структура часто делит работу на небольшие ячейки или команды, которым задается набор целей, но в большинстве случаев им разрешено самоорганизовываться. Централизованный контроль над такими командами может снизить креативность, продуктивность и вовлеченность. Проекты Самоорганизация — это основа для гибких проектов, когда команды не структурированы по строго разделенным и контролируемым ролям. Навыки лидерства Это полный список статей о лидерских качествах, которые мы написали. Если вам понравилась эта страница, добавьте в закладки Simplicable. © 2010-2020 Простое. Все права защищены. Воспроизведение материалов, размещенных на этом сайте, в любой форме без явного разрешения запрещено. Просмотр сведений об авторах и авторских правах или цитировании для этой страницы.

Границы | Понимание и самоорганизация

Что значит что-то понимать?

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно различать два возможных подхода. Один из способов — это термин «успех», предполагающий, что может быть правильное и неправильное понимание. Таким образом, мы можем сказать о ком-то, что он думает, что понимает термин «вода», если он рассматривает воду как любую прозрачную жидкость, утоляющую жажду, но что он на самом деле не понимает этого, не зная о молекулярном составе воды.Другой способ восприятия концепции понимания — это чисто ментальное состояние субъекта, в котором он находит для себя способ интерпретации чего-либо (слова, предложения, объекта или события), что позволяет ему использовать свою интерпретацию для размышлений. или действовать в соответствии с ее интерпретацией так, чтобы ее удовлетворить. Мы можем назвать это «пониманием» чего-либо. Понимание в этом смысле не означает успеха или неудачи, пока сам субъект удовлетворен.

В этой статье нас интересует второй смысл понимания.Первое чувство является предметом философии языка, в то время как второе чувство касается только того, что происходит в голове субъекта, то есть ее нервной системы. Достижение состояния понимания не зависит от «правильных» определений или от знания правильного значения на данном языке и касается исключительно опыта субъекта. Хотя интерпретация не обязательно отображается в объективном мире, она позволяет субъекту использовать свою интерпретацию для включения ее в существующие схемы и создания новых моделей, согласующихся с ней.Если то, что она понимает таким образом, несовместимо с объективным миром, она рано или поздно обнаружит это, и ей придется пересмотреть свое понимание или отказаться от него в пользу более совместимого в объективном отношении. У нее все еще есть понимание объекта или ситуации, которое, опять же, не обязательно точно, но которое позволяет ей действовать в соответствии с этой пересмотренной интерпретацией.

Например, предположим, что Сьюзен грубо обращается со своим другом Томом, который в результате обижается и интерпретирует поведение Сьюзен как доказательство того, что он ей больше не нравится.Его понимание ее поведения удовлетворяет его интеллектуально, хотя, конечно, он обеспокоен, и его интерпретация позволяет ему решить пренебречь ею при их следующей встрече. Но когда он это делает, она заливается слезами, в то время как его друзья говорят ему, что она испытывает сильное напряжение и находится в серьезной депрессии. Тогда Том больше не будет интерпретировать ее грубость как вздох отказа от него лично. И снова его новая интерпретация может быть объективно неточной, но она дает понимание , которое позволяет ему взаимодействовать со Сьюзен интеллектуально комфортным способом.

Наконец, мы можем быть еще более точными, если рассмотрим явный недостаток понимания в хорошо известном примере Китайской комнаты (Searle, 1984, более подробно обсуждается ниже). Сирл представляет, как он выполняет все движения компьютера с функцией перевода, который принимает вопросы на китайском языке и дает ответы, по-прежнему на китайском. Кто-то со стороны вполне может поверить, что компьютер понимает китайский язык. Но Сирл, как компьютер в комнате, знает, что он не понимает, и мы, конечно, можем поверить ему на слово.

Что мы понимаем?

Чаще всего мы думаем о понимании языка . Но на самом деле мы должны понимать каждый аспект нашей жизни — каждый объект, с которым мы сталкиваемся, каждое событие, в которое мы вовлечены или свидетелями, все, что является частью нашей окружающей среды. Без этого понимания мы не понимаем, что делать дальше. Может показаться странным говорить о понимании объекта . Но в случае любого объекта нам нужно знать, для чего он нужен, как мы можем его использовать или избегать, какие действия дает .Даже бессмысленный камень, лежащий в поле, можно поднять, бросить, забрать домой в качестве украшения и т. Д. Мы можем ошибаться в нашем конкретном понимании объекта, если думаем, что камень — это гриб, и пытаемся укусить его; в такой ситуации мы ищем иное, можно сказать, более успешное понимание. Оставить некоторые аспекты нашей окружающей среды непонятыми — это беспокойство; мы должны понять это, чтобы знать, что с этим делать или чего ожидать от этого. Мы стремимся понять события, например, как два человека перешептываются на собрании преподавателей.О чем они могут шептаться? Затем мы можем интерпретировать их шепот как попытку найти меморандум, на который ссылается выступающий, и затем можем перейти к следующему вопросу в нашей общей попытке понять собрание в целом. Невысказанная предпосылка здесь заключается в том, что жизнь для нас — это процесс, в котором мы всегда действуем по отношению к окружающей среде, хотя и минимально (Ellis and Newton, 2010). Недостаток понимания препятствует процессу действия и, следовательно, воспринимается как проблема.

Есть ли сознательный опыт понимания?

Должен быть осознанный опыт, по крайней мере, при первых встречах с предметом, потому что понимание успокаивает нас, позволяя почувствовать, что мы можем использовать то, что понимается, или включить это в наш глобальный опыт. Другими словами, приведенное выше — , что значит — иметь понимание. Отсутствие понимания приводит к недоумению и чувству неуверенности или дискомфорта: что мы должны делать в этой ситуации? Если мы находимся в апатичном состоянии из-за депрессии или если мы достаточно отвлечены чем-то другим, мы можем не пытаться понять (Этот опыт также может быть обычным, когда нам все равно, понимаем мы или нет, как во время мрачного фильма, когда мы сдались и остаемся только из вежливости).Но если нас просят СДЕЛАТЬ что-то с этим предметом или выполнить какие-то действия в свете этого, мы должны попытаться прийти к пониманию, включить это в остальную часть нашей текущей ситуации.

Дискомфорт от отсутствия понимания — «Что происходит?» — приводит к попыткам прийти к пониманию, и когда мы добиваемся успеха, возникает хорошо известное «А-ха!» опыт. Обычно это положительный опыт — дискомфорт уменьшается, — если понимание не показывает, что объект пугающий, опасный или грустный.Даже тогда нам лучше знать, как реагировать. По мере того, как мы привыкаем к нашему привычному окружению, мы принимаем понимание как должное; если кто-то приносит мне кофе, пока я работаю, мне не нужно испытывать недоумение, если только это предложение кофе не является совсем типичным для нормального поведения этого человека. Тогда я могу задать несколько вопросов. В результате обычно, когда у нас есть понимание, нам комфортно в нашем окружении без особых размышлений, и мы неприятно осознаем, когда нам его не хватает.Так что мы можем говорить об «А-ха!» опыт и «Что происходит?» опыт, как , что значит иметь или не понимать.

Следует четко отметить, что у нас есть доступ к нашему состоянию понимания — мы можем сказать «привилегированный доступ» — мы знаем, когда мы что-то понимаем, а когда нет. Можно утверждать, что у нас нет особого доступа к нашим психическим состояниям, которые частично определяются окружающей средой. Но это возражение относится к первому чувству понимания, о котором говорилось выше, которое нас не касается в этой статье.Здесь наличие и понимания — это состояние, о котором субъект полностью осведомлен. «Точность» понимания не применяется. В некоторых ситуациях я могу притвориться, что понимаю, что происходит, хотя на самом деле нет. Никто другой не заметит, но я знаю разницу. Эта ситуация может привести к социальным сложностям и замешательству, но я сам обычно осознаю свою роль в неловкости.

«Китайская комната» Джона Сирла богата примерами. Сирл утверждает, что вычислительная теория разума — теория, согласно которой мышление манипулирует символами, которые сами по себе бессмысленны и которые, как мы узнали, соответствуют объектам и событиям в окружающей среде, — неточна.Его главный аргумент, что синтаксис не дает семантики, использует хорошо известный пример человека в закрытой комнате, манипулирующего китайскими символами в ответ на ввод, сопоставляя ввод с выводом, следуя правилам в книге. В соответствии с вычислительным подходом, говорит Серл, правильная манипуляция — синтаксис — должна быть эквивалентна знанию китайского языка. Но в этом случае, сказал Сирл, человек, работающий с символами, должен понимать китайский язык. Сирл, представляя себя человеком в комнате, ЗНАЕТ, что не понимает китайского.Итак, вычислительная теория неверна.

Он не только знает, что не понимает китайского, но и знает, как читать и соблюдать инструкции в руководстве на английском языке. Его знание становится ясным для нас и для него, потому что он без труда подчиняется инструкциям. Приведу личный анекдот: однажды я играл в словесную игру с другим человеком, который какое-то время, казалось, придерживался правил. Но она утверждала, что не понимает, что делает, просто ей повезло; когда я объяснил ей правила, она повторила, что не поняла, как ведется игра, но теперь поняла.Она ясно описала состояния непонимания и понимания; из этого следует, что эти состояния привели к сознательному опыту, о котором можно сообщить (этот пример обсуждается в Newton, 1996).

Включает ли понимание сознательные мысленные образы?

Ментальные образы традиционно считались в первую очередь визуальными — изображение чего-либо часто называют изображением, в то время как трехмерное представление структуры является моделью; раздражающее, постоянное воспоминание о мелодии — это «мелодия в голове.Но мелодии в голове по своей центральной функции не отличаются от картинок в голове: они представляют собой воображаемое воспроизведение прошлых аудиовизуальных стимулов, которые мы пережили и теперь помним. Мы можем вспомнить ароматы — образы вкуса; боли — образы боли; экстремальные температуры — изображения тепла или холода. Кажется, что нет чувственных переживаний, которые нельзя было бы воспроизвести в виде ментальных образов: они похожи на реальный опыт, но больше не присутствуют объективно (Pearson and Kosslyn, 2015).

Мы также можем иметь проприоцептивные образы, образы событий в нашем теле, таких как муки голода, или моторные образы, которые воспроизводят ощущения движущихся частей нашего тела.В последние годы моторные образы привлекают большое внимание из-за их роли в создании явных движений тела (Sacks, 1984). Согласно Jeannerod (1988), движения наших конечностей начинаются с изображения движения в моторной коре головного мозга; этот образ активируется, позволяя перейти к посылке нервных импульсов к мышцам, которые выполняют движение. Действие также можно предотвратить до его выполнения с помощью тормозных сигналов в коре головного мозга. Сторонники свободы воли утверждают, что, хотя движения рук можно предсказать до выполнения путем активации моторного образа, еще есть время, чтобы действие было заторможено в последнюю минуту; в течение этого короткого времени субъект может выбирать торможение или нет (Либет, 1985, стр.143). В этой короткой статье мы не будем обсуждать, является ли эта учетная запись успешной.

Мы видели, что понимание чего-либо означает знание того, как можно использовать или взаимодействовать с объектом или событием, которое нужно понять. Если, как мы утверждали, существует сознательное чувство понимания, то это чувство должно состоять в переживании репрезентаций или образов некоторых возможных взаимодействий. Например, предположим, что вы входите в незнакомый тренажерный зал и видите оборудование нового типа.Вы можете спросить, как его использовать, или вы можете просто посмотреть на него и попытаться выяснить, куда идут ступни, куда идут руки, какие типы движений позволяет оборудование. Вы пытаетесь понять оборудование, и эта попытка влечет за собой сенсомоторные образы взаимодействия с машиной, визуализацию ощущений при выполнении движений и т. Д. Вы можете делать все это, пассивно наблюдая за машиной.

Есть ли другой способ понять машину? Предположим, вы просите дежурного объяснить это; Разве вы не можете понять и применить его словесную информацию («вы наступаете на ножные педали и держитесь за эти перекладины»), не создавая моторных образов в своей голове? Нет; изображения сообщают вам, можете ли вы делать то, что он говорит.Разве мы не делаем такие вещи все время? Этот вопрос возвращает нас к обсуждению сознательного понимания. Утверждалось, что понимание чего-либо означает знание того, как с этим можно взаимодействовать, использовать это, каким-либо образом участвовать в этом. Часто такое знание невербально. Например, вы знаете, как удерживать равновесие на велосипеде во время езды на нем, и можете себе это представить. Но если вас попросят выразить это знание словами, вы можете растеряться. Во время езды вы напрягаете и напрягаете мышцы, а также перемещаете вес тела таким образом, который кажется автоматическим, что вы можете четко представить себе через проприоцептивные и двигательные образы.Мы могли бы сказать, что столкновение с велосипедом с пониманием означает создание образа того, как вы бы на нем ездили (и если вы не можете создать такой образ, вы почувствуете или возразите, что не знаете, как на нем ездить). Таким образом, из двух очевидно возможных способов понять, как ехать на велосипеде, только способ, предполагающий использование образов, удовлетворит вас. Услышав объяснение, не зная, как бы вы на нем ездили, это не поможет вам понять, если вы не понимаете элементы объяснения.И зная, каково вам будет кататься, вы сможете создавать образы своего тела во время езды. Таким образом, понимание чего-либо требует сознательных мысленных образов. Единственным исключением будут случаи, когда вы выполняли действие так часто, что без мысленных репетиций уверены, что знакомы с объектом или событием. Но даже в этих случаях ваше чувство уверенности может быть «изображением» в ослабленном смысле образа следов того чувства «Ага», которое вы достигли, когда изначально развили понимание.

Проведите эксперимент: предположим, вас спрашивают, можете ли вы дотянуться до вазы наверху книжного шкафа. Как ты решишь? Если вы не уверены, попробуйте самоанализ. Разве вы не представляете, как стоите перед книжным шкафом и тянетесь вверх? Возможно, у вас есть моторный образ, когда вы стоите на цыпочках и напрягаетесь, чтобы дотронуться до вазы. Если это изображение не дает вам определиться с выбором, вы можете подойти и попытаться дотянуться до вазы и получить правильный ответ.

Можно возразить, что если вы знаете количественно высоту книжного шкафа и свой собственный рост с добавлением длины руки, вы можете найти ответ без каких-либо изображений.И возражение правильное, поскольку теперь вы можете найти ответ простым добавлением. Но этот факт приводит к другому случаю сознательной или полусознательной двигательной картины: зависимости арифметики от представления основных паттернов действий. Давайте подробно рассмотрим наиболее абстрактный способ использования образов действий. Я защищал утверждение о том, что понимание в том смысле, что когда-то есть понимание чего-либо, является процессом, который отображает новые стимулы или переживания на исходную структуру, которая уже понятна.Новый материал, отображаемый таким образом, понимается так же, как и исходный материал, в том смысле, что он стал частью репертуара пригодных для использования структур или ментальных моделей субъекта.

Например, предположим, что мы называем исходную структуру «дотянуться, схватить, потянуть». Эта структура возникла, скажем, тогда, когда младенец впервые увидел желаемую игрушку и схватил ее. Структура этого действия — это сам акт; его понимают, потому что он создается младенцем в ответ на его собственное желание. Это средство удовлетворения этого желания.Теперь, когда в ее репертуаре есть этот паттерн движения, она может использовать его по своему желанию для получения других желаемых вещей. Теперь она также готова использовать этот паттерн в других обстоятельствах, чтобы интерпретировать концепции или влияние окружающей среды, выходящие за рамки немедленного удовлетворения желания объекта. Предположим, она стала старше, и ей сказали, что ее отвезут в магазин, чтобы купить новую обувь. Она может легко понять эту перспективу, если увидит в ней еще один пример «дотянуться, схватить, потянуть»; поход в магазин — это тянуться, выбирать, держать и покупать обувь — это хвататься, а носить обувь домой — это тянуть.

А как насчет новых качественных и количественных свойств, структурированных по знакомой схеме? Как их понимают? Кажется правильным сказать, что они переживаются как свойства фундаментального паттерна и рассматриваются не как отличные от этого паттерна, а как особенности опыта, которые сливаются с паттерном. Если они чисто качественные, их можно испытать, но не описать, кроме как в виде образца. При описании количественных свойств обуви к деталям покупки обуви, поездки, транзакции и т. Д. Будут применяться другие рекурсивные шаблоны.Например, автомобиль — это вещь, в которую вы садитесь, и которая перемещает вас из точки A – B. С другой стороны, красный цвет обуви нельзя описать, а можно только испытать и назвать. Сенсорные качества, такие как запах кожи, гладкость, вес обуви, не поддаются анализу, но свойства объекта зависят от того, как с ним обращаются, и не нуждаются в собственных сенсомоторных паттернах. В общем, квалиа представляются нам как связанные с объектами и событиями, которые мы понимаем через двигательные образы, и не представляют философских трудностей в обычных обстоятельствах.

Мы можем отказаться от сенсорных качеств в чисто абстрактных контекстах, таких как математика. Теперь представьте, что ребенок учится складывать трехзначные числа и должен понимать, что значит «носить» число. Паттерн «дотянуться, схватить, потянуть» может быть применен здесь в ослабленной форме: когда мы добавляем, например, 123–789, мы должны «переносить» столбец из крайнего правого столбца в средний, где он включается в столбец сумма 8 и 2. Термин «перенос» явно метафоричен и происходит от физических операций: «добавить» можно понимать с точки зрения помещения одного объекта в коллекцию других, «разделить» с точки зрения разделения n наборов предметы из более крупной коллекции и т. д.Обратите внимание, что структура «дотянуться, схватить, потянуть» — это только одна из многих метафор, основанных на телесных движениях в пространстве: в и из получены из опыта работы с контейнерами, в которые мы можем складывать вещи или оказаться внутри; и они могут структурировать метафоры в самых разных контекстах — например, «избиратели поместили его в кабинет »; или «три входят в девять трижды».

Основная идея здесь очень проста: мы понимаем наши тела, имея возможность двигать ими и использовать их для удовлетворения наших желаний и потребностей.Понимание чего-либо коренится в этой способности. Наши тела — это наши инструменты для достижения наших целей, и для понимания их нет ничего, кроме намеренного перемещения. Поскольку наша сущность как агентов выражается в сознательной, произвольной телесной активности, понимание наших собственных произвольных действий само по себе не более чем способность намеренно участвовать в телесной деятельности или визуализировать ее (знать, на что это похоже). Более того, мы понимаем себя как добровольных агентов.Осознавать себя означает осознавать свои тела не как нечто, что мы, как бестелесные субъекты, имеем , а как то, что мы есть.

Понимание чего-либо в том смысле, в каком мы это используем, предполагает размещение этого в контекстах или структурах, с которыми мы уже знакомы. По мере того, как человек растет и приобретает новый опыт, исходные сенсомоторные структуры ранней жизни растягиваются, чтобы приспособить эти переживания таким образом, чтобы он мог «осмыслить» их в свете более ранних структур опыта.Трудно представить, как можно развить какое-либо понимание новинок, кроме как связав их с предшествующим опытом. Пример из академических кругов — преподавание Платоновской теории форм. Преподаватель бессилен объяснить, что такое Форма, если она не найдет в опыте учеников что-то связанное с ней. Она может попробовать начать, например, с объяснения того, что царство форм Платона относится к миру конкретных объектов, как в христианстве Небо относится к Земле. Успех этого шага зависит от понимания учащимися христианства, а это понимание, в свою очередь, частично зависит от пространственных метафор, таких как «вверху» для Неба и «внизу» для Земли.Другими словами, попытки объяснить сложную новую концепцию в терминах, относящихся только к этой концепции, без терминов из опыта слушателя, которые могли бы обосновать объяснение, бесполезны. Слушатель может узнать, какие новые слова использовать с какими другими новыми словами, но, как Сирл в Китайской комнате, не будет иметь никакого обоснованного понимания концепции, которую он может использовать, чтобы думать об этом удовлетворительно и, возможно, творчески.

Юфик и Фристон предлагают теорию понимания (этот вопрос), которая очень совместима с теорией данной статьи, за исключением того, что их теория фокусируется на нейронных событиях, лежащих в основе понимания, в то время как эта теория больше касается ментальных действий на сознательном уровне.Можно сказать, что их теория больше «снизу вверх», а моя — «сверху вниз». Важно отметить, что обе теории иллюстрируют энактивизм — взгляд на познание как способ человеческой деятельности, и обе теории подчеркивают роль репрезентаций действия или ментальных моделей:

Обратите внимание, что двумя ключевыми темами этой формулировки являются акцент на активном умозаключении или произвольной выборке мира — такого рода, который характерен для энактивистского или ситуационного подходов к познанию. Во-вторых, прогрессирующая разработка интернализованных («как будто») связей стимул-ответ вызывает условные зависимости между сенсорным входом и внутренними моделями того, как эти предсказания были вызваны — посредством активной выборки (Yufik and Friston, 2016).

Вкратце: понимание тесно связано с потребностью живого организма действовать. Понимание предполагает знание того, как мы можем выполнять целенаправленные действия по отношению к окружающей среде. Опыт понимания — это ощущение, что возможности действия в ситуации не совсем неясны. Действие (в отличие от реакции) требует образов, в том числе двигательных, которые можно использовать в качестве руководства к действию.

Самоорганизация

С помощью этого наброска теории понимания мы попытаемся рассматривать ее как самоорганизующийся процесс.Для этого необходимо сначала рассмотреть его как рекурсивный процесс. Не все случаи рекурсии являются биологическими, как наша теория понимания. Точно так же, как многие авторы рассматривают интенциональность как свойство естественного языка, логика, математика и язык предоставляют примеры рекурсии: применение функции к ее собственным значениям для генерации бесконечной последовательности значений. « Рекурсия происходит, когда вещь определяется в терминах самой себя или своего типа» (Википедия, Рекурсия ).

Далее мы исследуем концепцию самоорганизации, в частности, в том виде, в каком она имеет место в организме — самоорганизация как биологическое свойство. Гораздо более широкий исследовательский проект возник в приложениях к теории динамических систем (Ashby, 1947), затем последовали физика, химия, информатика, а в последнее время — поведение человека. Большое влияние оказала работа И. Пригожина по самоорганизации в необратимых термодинамических системах, за которую он получил Нобелевскую премию по химии в 1977 г. (Prigogine and Nicolis, 1977).Среди других центральных мыслителей — Герман Хакен, который находит очень важные примеры самоорганизации в работе мозга (Haken, 2008; Karsenti, 2008).

Ниже мы рассмотрим два основных свойства самоорганизации в системе любого типа, включая мозг и когнитивные функции человека в целом.

Рекурсия

Язык — рекурсивный , когда тип предложения в предложении используется для создания нового предложения. Например, «Бобби пошел в магазин» может стать новым предложением «Бобби пошел в магазин и в аптеку», а «Бобби пошел в магазин, в аптеку и в кино».Предложная фраза «в магазин» — это грамматическая функция внутри предложения, и эта функция может бесконечно повторяться для создания новых предложений. Математика является рекурсивной, когда числовой ряд n расширяется на « n +1» и « n +1 +1».

Рекурсия является частью полного определения языка и математики, и эта концепция использовалась для отказа разумным животным, не относящимся к человеку, способности к языку. Рекурсия также происходит естественным образом у неживых существ, таких как кристаллы (например.g., снежинки и блоки кварца), и это часто приводит к появлению новых свойств, таких как симметрия кристаллов, формы стай летающих птиц или схемы движения, которые сохраняют свою общую форму при изменении их размеров.

Метафоры — важные инструменты понимания, как языкового, так и любого другого. Мы понимаем что-то, имея возможность видеть это с точки зрения того, что мы уже понимаем. Этот факт может помочь объяснить нашу неспособность сформулировать определение сенсорных свойств, таких как цвет; красный сам по себе не имеет компонентов, которые можно было бы сопоставить или сопоставить с чем-либо еще (Lakoff and Johnson, 1987).

Примеры рекурсии, которые мы исследовали, включают как неодушевленные, фиксированные структуры, такие как язык и математику, такие события, как президентские выборы, так и одушевленные биологические процессы. Мы утверждали, что понимание — это биологический процесс, основанный на рекурсивной итерации структур действия или образов действий. Важность рекурсии в нашей теории понимания заключается в том, что посредством рекурсивных процессов, в которых структуры расширяются до новых данных, новый материал понимается просто путем включения в более широкий контекст, уже полностью понятый.

Теперь мы готовы понять, как формирование понимания элементов в нашей среде включает новых свойств .

Новые объекты недвижимости

Эмерджентные свойства — это свойства шаблонов, возникающих в результате самоорганизующихся процессов, которые не присутствуют в отдельных организованных компонентах или не предсказуемы из них. Хорошо известный пример — схемы движения: «В случае пробки появляется объект, свойства которого не должны иметь ничего общего со свойствами составляющих его единиц (автомобилей).В частности, можно иметь канцелярские товары или даже движение назад в пробке, когда все машины движутся вперед. Эта структура более высокого уровня, уравнения движения которой нелегко вывести из уравнений движения автомобилей, возникает из взаимодействий между автомобилями »(Bonabeau et al., 1995). Поскольку свойства являются свойствами не отдельных «агентов», а только организованного целого, эти свойства являются «эмерджентными»; это означает, что они не существовали ранее в природе и не могли быть предсказаны на основе свойств «агентов».«Они больше, чем просто совокупность составляющих их агентов (Anderson, 2011).

Еще одна важная особенность эмерджентных свойств состоит в том, что они обладают причинной силой, которой не обладают отдельные сущности, составляющие их. Схемы движения, когда они вызывают заторы в транспортном потоке, вызывают не только пробки, но и крайнее раздражение у участвующих водителей. Но пробки и раздражение вызваны не отдельными автомобилями, потому что даже если одна машина едет слишком медленно для удобства других водителей, они не вынуждены оставаться позади нее, а могут свободно передвигаться по ней, как могли. не в случае пробки (Кернер, 1998).Другие свойства совокупностей индивидов, такие как электорат, который существует на более высоком уровне организации, чем части, сами по себе не являются эмерджентными свойствами, поскольку избирательные полномочия справедливы как для простой совокупности индивидов, так и для всего электората, чьи причинные свойства сводятся к совокупности причинных сил отдельных избирателей (Ellis, 2012). Можно сказать, что «возникающие» причинные силы существуют потому, что индивиды организованы в определенном порядке, и это свойство верно для индивидов как совокупности.Верно, что определенное расположение индивидов привело к «эмерджентным» свойствам. Эти свойства, однако, ранее не наблюдались в природе, и их нельзя было предсказать, исходя из информации о возможных совокупностях индивидов. Более того, они возникают спонтанно из хаотических состояний индивидов, а не создаются внешними разумными агентами. Таким образом, можно сказать, что эти паттерны с их новыми свойствами возникли из хаотических состояний из-за их собственных причинных сил.

Концепция эмерджентных свойств теперь настолько хорошо известна, что у некоторых возник соблазн применить этот термин в тех случаях, когда «агенты» не совсем понятны: например, сознание было названо эмерджентным свойством у людей, а некоторые — не-эмерджентным свойством. человеческие животные.Это был бы привлекательный способ решить трудную проблему сознания, если известны «агенты», которые самоорганизуются для его создания. Предположительно, это состояния мозга, но в отличие от отдельных автомобилей в случае схемы движения они никогда не наблюдались как создающие эмерджентное свойство сознания, в котором их можно было бы найти. Эмерджентные свойства — это свойства групп сущностей, которые можно наблюдать как часть окончательной формы, не теряя своей материальной природы. В случае сознания кажется, что никакие отдельные сущности или агенты никоим образом не наблюдаются или не обнаруживаются в сознательном опыте, который демонстрирует единство сознательного агента.

Понимание, однако, как мы использовали термин, — это эмерджентное свойство биологических процессов. Сущности, которые приводят к формированию понимания чего-либо, можно обнаружить и проанализировать на основе опыта понимания. Опыт понимания содержит, по крайней мере, двигательные образы знакомых паттернов действий, психическое состояние замешательства или напряжения, за которым следует расслабление ума в структуре и возможностях того, что понимается, и уверенность в планировании будущих действий, связанных с теперь понятые сущности или ситуации.Более того, состояние понимания в целом обладает причинными силами (в данной ситуации), которых не имеют его компоненты, репрезентации паттернов действий. Удовлетворительное чувство понимания, такое как переживание «Ага», сопровождается изображениями или репрезентациями паттернов действий, которые субъект использует метафорически для интерпретации нового положения вещей — объекта или события. Эти репрезентации могут быть не самыми важными аспектами опыта, в котором внимание будет сосредоточено на новом понимании положения дел.Но они доступны интроспективно. Сами по себе эти репрезентации действий не составляют понимание новой ситуации, но вместе с репрезентациями текущих стимулов действительно объединяются, чтобы сформировать целостный сценарий, который понимается. Без появления понимания, как оно представлено здесь, нормальная человеческая жизнь была бы невозможна; буквально никогда не узнаешь, что делать. Компоненты понимания должны объединиться, чтобы могло произойти любое функционирование в мире.

Одним из источников доказательств роли репрезентаций действия является работа McNeill (1992), который изучает роль жеста в выражении таких репрезентаций:

Например, рассмотрим говорящего, который говорит: «Я держал большую коробку» и делает жест, имитирующий удерживание большой коробки.В этом случае обе модальности выражают одну и ту же идею, поэтому степень дублирования между жестом и речью высока. Этот жест также выражает дополнительные нюансы значения, такие как информация о положении рук, когда они держат коробку, но семантическая информация, выраженная в двух модальностях, в значительной степени перекрывается. На другом конце континуума находятся случаи, в которых семантическое перекрытие между двумя модальностями мало или отсутствует. В одном часто цитируемом примере оратор, описывающий сцену из мультфильма Сильвестра и Твити, сказал: «Она снова его преследует», размахивая рукой, как если бы она держала в руках оружие.Фактически, докладчик описывал сцену, в которой бабушка преследует Сильвестра, размахивая зонтиком. В этом примере говорящий выражает аспект сцены жестом (размахивая зонтиком), который он вообще не выражает в речи. Таким образом, в этом случае степень дублирования между жестом и речью невысока (Alibalia et al., 2009).

По этой причине говорящие выражают жестами образ движения, который они используют для описания сцены. Использование жестов указывает на то, что говорящий думает о шаблонах действий, которые он использует, чтобы понять и описать сцену.Во втором примере говорящий думает о компоненте сцены, который он не выражает словами, что указывает на то, что она сама понимает сцену с точки зрения своего предыдущего опыта покачивания объекта в руке.

Подводя итог этому разделу: понимание — это состояние ума, возникающее из смешения других психических состояний, движимое в конечном итоге эмоцией желания чувствовать себя комфортно в своем окружении. Психические состояния переживания моторных образов паттернов действий и сенсорной информации из окружающей среды и их метафорического соотнесения с базовыми паттернами действий, усвоенными опытом в младенчестве, создают возникающее состояние уверенного планирования действий, которое было бы невозможно, если бы эти компоненты не были объединены между собой. эмоциональное стремление быть «как дома» в этом мире.

Самоорганизованное понимание

Какие элементы самоорганизуются в случае понимания? Основными составляющими являются сами простые движения тела. Освоив схему «тяни-хват-тяни», младенец вскоре обнаруживает, что эту модель можно расширить различными способами, например, схватив две маленькие вещи одновременно между дотягиванием и потягиванием. Мы можем сказать, что более крупный паттерн (дотянуться-схватить-схватить-потянуть) самоорганизован, если а) изменение не было задумано младенцем заранее, а было спонтанным дополнением к исходному паттерну, другими словами , повторное схватывание создает охват паттерна более высокого порядка — GRASP-pull, при этом промежуточный GRASP теперь включает в себя две меньшие итерации.; и б) процесс является рекурсивным, в том смысле, что компоненты исходного шаблона используются для построения возникающего шаблона в рамках той же структуры. Здесь мы предполагаем, что младенец не придумывает этот план заранее, а реагирует на мотивацию — получить игрушки — в некоторой степени автоматическим образом.

Давайте посмотрим на процессы понимания более высокого уровня. Возьмем, к примеру, Сирла человека в Китайской комнате. Его инструкции заключаются в том, чтобы взять ввод, состоящий из китайских иероглифов, найти их в книге и вернуть заданный другой набор символов через выходной слот.Конечно, он не понимает персонажей. Но у него есть четкое представление о том, что он должен делать. Он не только может выразить их по-английски (как он это делает в своей статье), но и понимает их с точки зрения нашей базовой модели «дотянись-хватай-тяни». Он тянется к ним, когда они входят во входной слот, хватает их, притягивает к себе и смотрит на них. Этот случай понимания, конечно, очень прост и, вероятно, минимально осознан. Понятие «дотянуться-схватить-потянуть» здесь явно применимо и может быть явно расширено для применения к любым абстрактным когнитивным задачам в режиме «схватывания».

Я описал применение предварительно изученных сенсомоторных паттернов к примерам простых задач, чтобы прояснить рекурсивные действия, участвующие в ряде случаев возникающего понимания. Еще один аспект понимания, рассматриваемый как рекурсивная деятельность, построенная на базовых паттернах, — это мотивация, которая побуждает понимающего субъекта применять паттерны с растущей сложностью к постоянно возникающим новым положениям дел, которые должны быть включены в мировоззрение субъекта. .Как мы узнаем, что нужно применять одни и те же базовые шаблоны к новым материалам? Нам нужна концепция, чтобы выразить растущую легкость, с которой мы включаем новые положения дел в наше мировоззрение. Почему мы не боремся за понимание в случае радикально новой информации, не говоря уже о постоянно меняющейся среде, с которой мы сталкиваемся момент за моментом? Мало того, что обычно нет борьбы, но и есть основа для понимания нового положения дел с до , когда мы можем ломать голову над этой сценой.Общая схема понимания нашего мира позволяет плавно перетекать от одной сцены к другой, потому что у нас есть мотивация «искать» такую ​​структуру перед событием нового сенсорного ввода.

Рекурсивная строительная деятельность, которая позволяет нам чувствовать себя как дома в знакомом, но меняющемся мире, известна как stigmergy . Как пишет Camazine et al. (2001) объясняет, имея в виду stigmergy:

[a] процесс децентрализованной координации…, когда люди реагируют на стимулы, исходящие от самой возникающей структуры, может быть богатым источником информации для человека.Другими словами, информация из местной среды и незавершенного производства может направлять [и мотивировать через положительные отзывы] дальнейшую деятельность. По мере развития такой структуры, как термитник, состояние строительного процесса постоянно дает строителям новую информацию (стр. 23).

Приведенная выше цитата применима в оригинале к термитам, но она также может применяться к когнитивному пониманию у разумного человека. По мере того как мы растем в мире, новые условия побуждают все больше использовать сенсомоторные паттерны для их понимания.Подобно растущему термитнику, наше растущее понимание мира через stigmergy дает сознательное чувство удовлетворения и предохраняет от замешательства при первом столкновении с новой ситуацией. У отдельных термитов есть врожденные инструкции, которые заставляют каждого координировать свои действия с другими, не подозревая о действиях других и сосредотачиваясь на своих собственных задачах. В случае с людьми, нам нужны более сознательные мотиваторы; наше использование шаблонов не является результатом слепых врожденных побуждений.Наши мотиваторы, как упоминалось ранее, — это сознательные чувства удовлетворения и дискомфорта. Обычно мы чувствуем себя неуютно, когда сбиты с толку, и ищем понимания. Когда мы достигли этого, мы удовлетворены; наша работа по построению нашего расширенного мира завершена. Мы стремимся быть дома в мире, не в убыток. Находясь дома, мы знаем, что делать дальше. Мы можем просто сказать, что чем больше мы понимаем, тем лучше мы себя чувствуем.

До сих пор я обсуждал использование сенсомоторных паттернов для включения новых ситуаций в данную когнитивную структуру.Иногда, реже, появляются случаи истинной новизны, разрушающих структуру событий, которые требуют почти полной переоценки с точки зрения предыдущей системы понимания субъекта. Внезапно все гаснут. За моим открытым окном кромешная тьма и внутри меня окружает. Меня к этому ничего не подготовило. Как будто я ослеп в мгновение ока. Нет никаких подсказок относительно того, что я должен или даже могу сделать. Что дальше?

Моё собственное физическое тело — единственный оставшийся якорь.Я могу оценить, где находятся мои конечности и к каким предметам я могу прикоснуться. Мне доступны две новые интерпретации: я полностью слеп или что-то случилось с источниками света вне меня. Последний вариант кажется более обнадеживающим; Я пытаюсь построить правдоподобные сценарии и, наконец, нахожу один, связанный с незаметным возрастающим опозданием (внешняя темнота) и перегоранием большого электрического предохранителя (внутренняя темнота). Это работает.

В настоящей новизне, когда у меня не было бы даже своего тела, которое могло бы закрепить меня, правдоподобного сценария не могло быть.В таком крайнем случае, при отсутствии знакомых структур, к которым можно было бы обратиться, я мог только искать в своем когнитивном репертуаре какое-то логически возможное объяснение с точки зрения того, с чем я знаком. Если этот поиск потерпит неудачу, как это было бы без какого-либо проприоцептивного вмешательства, я могу предположить, что возьмет верх только слепая паника. Это состояние невообразимо для нормально воплощенного субъекта (как этот автор). Смелую попытку вообразить это можно найти в романе «Zero K» (DeLillo, 2016, p.155ff), когда недавно развоплощенный субъект впервые осознает свою ситуацию).Я пришел к выводу, что тело является основой любого самосознательного познания, с помощью которого можно построить некоторую степень понимания. С телом я могу рассказать какую-то историю; без тела нет ничего — даже воспоминания о воплощении не смогли бы определить местонахождение меня сейчас . По-настоящему новые ситуации возможны только на фоне минимального знакомства; уберите это, и субъективная познавательная деятельность должна прекратиться. Но при наличии некоторого элемента знакомства, который должен включать некоторую степень воплощения, возможный мир мог бы быть сконструирован так, чтобы соответствовать моему опыту.Понимание требует воплощения, и поэтому любое понимание будет структурировано фактическими или возможными телесными действиями (Boden, 1990).

Возвращаясь к теме самоорганизации, можно утверждать, что предыдущее не является объяснением самоорганизации, поскольку мы, субъекты, сознательно отслеживаем построение понимания, что означает, что последовательные состояния применения двигательных паттернов к нашему Среда не является независимой от «вмешательства внешних управляющих воздействий».И это правда, что субъект понимания сознательно пытается понять, мотивированный потребностью, и поэтому он принимает или отвергает шаблоны-кандидаты, с помощью которых можно организовать новые данные. Тем не менее, она выбирает или отвергает только своими сознательными чувствами, а не независимым стандартом соответствия паттерна тому, что было раньше. Ей не нужно знать, что успешный паттерн — это метафора основных паттернов движений, которые она носила с собой с младенчества (и, как я обнаружил, вполне может отрицать это, когда ей подсказывают!).Вот личный пример: я пытался убедить коллегу, что его воспоминания о неудачном опыте на вечеринке были структурированы сенсомоторным паттерном из более раннего опыта, и что его воспоминания о вечеринке состояли из репрезентаций этого опыта, а не чисто лингвистических представлений, таких как «Мне было плохо на вечеринке». Он отрицал это, поэтому я спросил: «Когда вы думаете о вечеринке, есть ли какие-то телесные реакции, о которых вы знаете?» и он ответил: «Я вздрагиваю». Это убедило его (по крайней мере частично) в том, что такие воспоминания не являются независимыми от личных паттернов реакций на неприятности.

Дело в том, что неприятные переживания, использованные для структурирования памяти о вечеринке и мотивации вздрагивания, имели место до того, как мой коллега отреагировал на них. Чувство удовлетворения, возникающее, когда мы находим шаблон для интерпретации чего-либо нового, происходит автоматически, и затем мы можем с уверенностью использовать свое понимание, зная, что мы успешно расширили наш опытный мир. И, как мы видим на примере внезапной полной сенсорной депривации, мотивация к построению паттерна будет безосновательной и не может начаться.Быть самим собой — значит быть привязанным к окружающей среде. Если этого нет, ничего не останется.

Заключение: понимание как самоорганизующийся процесс

Представьте, что было бы, если бы все ежеминутные попытки понять нашу переживаемую среду были полностью сознательными и преднамеренными. В этом мире не было бы комфортного ощущения себя «как дома». Вместо этого будет постоянное замешательство и неуверенность, в худшем случае — глубокий страх перед ближайшим будущим как чем-то, к чему мы не можем, но должны подготовиться.В книге «Бытие и время» Хайдеггер описывает состояние человека, Dasein, как бытие-в-мире:

.

При проектировании понимания сущности раскрываются в их возможностях. В каждом случае характер возможности соответствует тому виду существа, которое понимается. Сущности в мире обычно проецируются на мир, то есть на целое значение, к отношениям референции которых забота, как бытие-в-мире, была привязана заранее.Когда сущности в мире обнаруживаются вместе с Существом Dasein, то есть когда они стали понятны, мы говорим, что они имеют , означающее [Sinn] . Но то, что понимается строго, является не смыслом, а сущностью или, альтернативно, Бытием. Смысл — это то, в чем поддерживается разборчивость чего-либо (Хайдеггер, 1927).

С точки зрения Хайдеггера, отсутствие понимания типа Бытия встречающейся сущности означает недостаток знания своих возможностей в этой новой ситуации.Но осознание своих возможностей действовать — это именно то, что делает ситуацию комфортной; мы «дома» в этом мире, когда знаем, что делать дальше. Незнание, что это было бы состоянием страха и безнадежности; наша среда была бы бессмысленной. Как следует из процитированного отрывка, значение нашего мира «установлено заранее», что означает, что по мере того, как мы движемся во времени, мы приносим с собой структуры, через которые мы можем понимать новые сущности. Таким образом, поиск структуры для интерпретации вновь встречающихся сущностей — это не постоянная тревожная необходимость, а, можно сказать, самоорганизованный процесс, который может гарантировать нам непрерывный комфорт в нашем мире.Это означает, что процесс должен быть самоорганизующимся, иначе у нас не было бы времени действовать в соответствии с возможностями, а мы были бы в постоянном дестабилизирующем страхе. Условия понимания, «значение нашего мира» необходимы для существования возможностей. Если бы он зависел от наших сознательных организаторских способностей, каждый новый настоящий момент был бы новой причиной отчуждения и беспокойства. То, что мы, как правило, не находимся постоянно в этом состоянии крайней тревоги, кажется убедительным доказательством того, что понимание — это самоорганизующийся процесс.

Многие аргументы в разделах с (a) по (c) более полно рассматриваются в Newton (1996).

Авторские взносы

NN является единственным автором и ответственным за все исследования в статье.

Заявление о конфликте интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Список литературы

Алибалия, М., Эванс, Дж., Хостеттерк, А., и Ряна, К. (2009). Интеграция жестов и речи в повествовании: дети менее избыточны, чем взрослые? Жест 9, 290–311. DOI: 10.1075 / gest.9.3.02ali

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Андерсон, П. У. (2011). Еще и разные: записки вдумчивого скряги . Хакенсак, штат Нью-Джерси: World Scientific.

Google Scholar

Боден, М. (1990). «Влияние изучения языка на человеческую природу», в Language, Mind and Brain , ред. Т.У. Саймон и Р. Дж. Скоулз (Хиллсдейл, Нью-Джерси: Лоуренс Эрлбаум), 129–143.

Bonabeau, E., Dessalles, J.-L., and Grumback, A. (1995). Характеристика возникающих явлений: критический обзор. Ред. Межд. Syst. 9, 327–346.

Google Scholar

Камазин, С., Денебург, Ж.-Л., Фрэнкс, Н., Снейд, Дж., Тераулаз, Г., и Бонабо, Э. (2001). Самоорганизация в биологических системах . Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета.

Google Scholar

Делилло, Д.(2016). Ноль К . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Scribner Publishers.

Google Scholar

Эллис, Р. (2012). «Сокращение против возникновения», в Энциклопедия клинической психологии , ред. Р. Каутин и С. Лилианфельд (Интернет-библиотека Wiley).

Google Scholar

Эллис Р. и Ньютон Н. (2010). Как разум использует мозг . Чикаго, Иллинойс: Open Court Press.

Google Scholar

Хайдеггер, М. (1927). Бытие и время .Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Харпер и братья. Пер. Дж. Маккуэрри и Э. Робинсон (1962).

Google Scholar

Жаннерод М. (1988). Нейронная и поведенческая организация движений, направленных на достижение цели . Оксфорд: Clarendon Press.

Кернер, Б. С. (1998). Экспериментальные особенности самоорганизации в транспортном потоке. Phys. Rev. Lett. 81, 3797–3800. DOI: 10.1103 / PhysRevLett.81.3797

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лакофф, Г.и Джонсон М. (1987). Метафоры, которыми мы живем . Чикаго, Иллинойс: Издательство Чикагского университета.

Google Scholar

Либет Б. (1985). Бессознательная церебральная инициатива и роль сознательной воли в произвольных действиях. Behav. Мозг Научные исследования . 8, 529–566. DOI: 10.1017 / S0140525X00044903

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Макнил, Д. (1992). Рука и разум: что жесты говорят о мысли . Чикаго, Иллинойс: Издательство Чикагского университета.

Google Scholar

Ньютон, Н. (1996). Основы понимания . Амстердам: Издательство Джона Бенджамина.

Google Scholar

Пирсон, Дж., И Косслин, С. (2015). Неоднородность ментальной репрезентации: окончание дискуссии об образах. Proc. Natl. Акад. Sci. США . 112, 10089–10092. DOI: 10.1073 / pnas.1504933112

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Пригожин И., Николис Г.(1977). Самоорганизация в неравновесных системах . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья.

Google Scholar

Сакс, О. (1984). Нога, на которой стоит стоять. Нью-Йорк, Нью-Йорк: HarperCollins Publishers, Inc .; Саймон и Шустер, Inc.

Google Scholar

Сирл, Дж. (1984). Умы, мозг и наука . Кембридж: Издательство Гарвардского университета.

Google Scholar

Юфик Ю. М., Фристон К. (2016). Жизнь и понимание: истоки «понимания» в самоорганизующейся нервной системе. Фронт. Syst. Neurosci. 10:98. DOI: 10.3389 / fnsys.2016.00098

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Концепция самоорганизующихся систем. Зачем беспокоиться?

Абстракция

Теория сложности и концепция самоорганизующихся систем представляют собой довольно сложную концептуальную основу для объяснения изменений земных систем. Самоорганизация, понимаемая как совокупность внутренних по отношению к экологической системе процессов, которые приводят к особой пространственной или временной организации, снижает вероятность вовлечения конкретного процесса как причинного и накладывает некоторые ограничения на идею о том, что внешние факторы вызывают систему. изменить.Концепция самоорганизующихся систем предполагает, что многие явления являются результатом сочетания различных механизмов, поэтому отдельному фактору или процессу не может быть отведена никакая причинная роль. Идея о том, что изменение системы может происходить из-за внутренних процессов самоорганизации, представляет собой серьезную проблему для исследования земной системы, особенно в контексте глобальных изменений окружающей среды. Чтобы понять значение этой концепции для наук о Земле, нам необходимо знать характеристики самоорганизующихся систем и как различать самоорганизующиеся системы.В рамках доклада мы стремимся, во-первых, охарактеризовать самоорганизующиеся системы, а во-вторых, выделить преимущества и трудности этой концепции в науках о земных системах. В презентации делается вывод о том, что: — Концепция самоорганизующихся систем оказывается особенно плодотворной для небольших систем с земной поверхностью. Береговые выступы и узорчатый грунт — это лишь два из нескольких других ярких примеров самоорганизующихся систем земной поверхности. Они демонстрируют такие характеристики самоорганизации, как (i) общесистемный порядок из локальных взаимодействий, (ii) нарушение симметрии, (iii) распределенное управление, (iv) надежность и устойчивость, (v) нелинейность и обратная связь, (vi) организационная закрытость. , (vii) адаптация и (viii) вариация и отбор.- В небольших системах сравнительно легко распознать самоорганизацию, но адаптировать эту концепцию к более крупномасштабным системам, имеющим отношение к исследованиям глобального изменения окружающей среды, труднее: самоорганизующиеся системы, кажется, образуют вложенные иерархии на разных иерархических уровнях. самоорганизующиеся подсистемы и подсистемы, управляемые извне, могут возникать одновременно. — Традиционные геоморфологические концепции, такие как чувствительность к изменениям и внутренние или внешние пороги, совместимы с концепцией самоорганизующейся системы, и эти концепции даже обогащаются своей объяснительной силой, если рассматривать их в более широком контексте самоорганизации.Таким образом, концептуальный шаг к признанию изменения самоорганизующейся системы в науках о земных системах можно рассматривать как относительно небольшой. Концепция самоорганизации предполагает изменение фокуса исследований изменений земной системы: переход от отношений ввода-вывода к внутренней организации систем, поскольку внешние средства управления скорее ограничивают степени свободы системы, а не инициируют изменения. На самом деле многие системы могут быть довольно автономными, и конкретный и наблюдаемый внешний триггер может быть менее важным, чем внутреннее состояние системы.Следовательно, ни постепенные, ни катастрофические системные изменения не обязательно нуждаются во внешнем драйвере. Концепция самоорганизации дает важные предостережения в отношении того, как обычно приписывать изменение окружающей среды внешним факторам, и поощряет откровенное признание невежества перед лицом сложности.

Зачем вам нужны самоорганизующиеся команды в гибкой среде?

В одной из своих книг по управлению проектами «7 навыков эффективных людей» , Стивен Кови говорит, «Вы не можете привлекать людей к ответственности за результаты, если вы контролируете их методы.Затем вы становитесь ответственными за результаты, и правила заменяют человеческие суждения, творчество и ответственность ».

Как менеджер, вы хотите настроить свою команду на успех, создав среду, которая дает им возможность принимать правильные решения и выбирать, как дела должны быть выполнены. Вы становитесь источником помощи, когда они этого хотят, и пока не мешаете им.

Фактически, один из принципов Agile Manifesto четко заявляет, что «Лучшие архитектуры, требования и проекты возникают из самоорганизующихся команд.”

Что такое самоорганизующаяся команда?

В отличие от традиционных команд, самоорганизующиеся команды не ждут, пока менеджеры поручают им какую-либо работу. Вместо этого они определяют всю работу, которую необходимо выполнить, определяют приоритеты требуемых задач и самостоятельно управляют сроками. Скрам-мастера также постоянно ищут наиболее продуктивные и эффективные способы работы, поскольку они обладают высоким чувством ответственности и сопричастности.

В то же время они также эффективно общаются с другими участниками, чтобы определить задачи, которые уже были выполнены другими, и те, которые остались.Каждый член самоорганизующейся команды видит в списке незавершенных задач то, что остается для всей команды, а не только для отдельного человека.

Хотя в самоорганизующихся командах нет менеджера, который все упускает из виду, обычно есть наставник, который помогает всем руководить. Самым большим преимуществом самоорганизующихся команд является то, что вместо того, чтобы продвигать задачи менеджером, члены команды сами решают, над какими задачами они хотят работать.

Проблемы, с которыми сталкиваются самоорганизующиеся команды

В отличие от традиционных команд, самоорганизующиеся команды не управляются и не контролируются менеджером; Члены команды активно участвуют во всех практиках и мероприятиях методологии Scrum и обладают определенной автономией.Это может вызвать множество проблем как на начальном этапе принятия, так и при поддержании команды.

1. Инерция команды

Команды с самого начала с энтузиазмом относятся к гибкой трансформации, но когда возникают проблемы, обычно возникает тенденция вернуться к старым методам работы.

Церемонии Scrum не придают особого значения стилю управления сверху вниз, а роль менеджера проекта сводится к роли лидера-слуги. Высшее руководство может быть не столь открыто для такой большой смены команды, имеющей большую степень автономии.

2. Разные личностные качества

Каждая команда разработчиков продукта — это плавильный котел разных людей. Есть одиночки, которым нравится щелканье ключевых слов и которые обходятся без какого-либо социального взаимодействия. С другой стороны, экстраверты преуспевают в общении.

В традиционной команде разработчиков за управление этими различиями отвечает владелец продукта. Это невозможно в самоорганизованной команде. Команда должна работать вместе и руководить своей работой.Небольшое разнообразие — это хорошо, но команда разработчиков программного обеспечения, состоящая из несовместимых людей, может гарантировать провал проекта.

3. Неэффективное общение

Сама идея самоорганизующихся команд зависит от эффективной коммуникации проекта. Если нет надлежащих каналов коммуникации, вся идея рушится. Это особенно важно для географически разнесенных команд.

4. Отсутствие индивидуальной ответственности

Одним из наиболее распространенных аргументов против самоорганизующихся команд является кажущееся снижение эффективности и отсутствие индивидуальной ответственности.Поскольку все члены команды участвуют в длительных встречах, это может повлиять на индивидуальную продуктивность.

Но самоорганизующиеся команды работают как единое целое. Вся команда становится подотчетной, и поэтому вы не можете привлечь одного человека к ответственности за какие-либо задачи или ошибки. Это серьезная проблема для тех заинтересованных сторон, которые несут ответственность за успех проекта.

Ключевые характеристики самоорганизованной команды

В оригинальном документе Agile Manifesto нет четкого определения самоорганизующейся команды.Однако с годами эксперты по гибкой методологии и методологии схватки определили некоторые из важных характеристик самоорганизующейся команды:

1. Работа в команде и сотрудничество

Когда нет менеджера, который мог бы объединить команду и отдавать приказы, члены должны эффективно общаться и работать друг с другом. В результате самоорганизующиеся команды должны тесно сотрудничать и работать как единое целое.

2. Компетентность

Поскольку нет менеджера, который бы давал членам команды четкие указания и инструкции на каждом этапе процесса, участники должны быть уверены в своих собственных навыках управления проектами и навыках своих коллег для успешного выполнения задач.

3. Постоянное совершенствование и рост:

Как часть самоорганизующейся команды, ее участники должны постоянно искать возможности для роста и искать все способы, которыми они могут улучшить свои навыки для повышения общего уровня продуктивности.

4. Уважение и доверие к коллективу

Члены команды должны верить в навыки своих коллег и верить в то, что каждый может выполнить работу, даже если нет менеджера, который мог бы привлечь их к ответственности.Им также следует уважать мнения друг друга и найти способ работать вместе, даже если у них противоположные взгляды.

5. Собственность

Все члены самоорганизующейся команды должны иметь сильное чувство сопричастности и приверженности своей работе. Поскольку никто не указывает на их ошибки, членам необходимо учиться на своих ошибках и применять полученные уроки для достижения эффективных результатов.

Преимущества наличия самоорганизующейся команды

В гибкой среде самоорганизующиеся команды могут оказаться более выгодными, если они будут реализованы правильно, поскольку решения, влияющие на команду, принимаются всей командой, а не одним человеком.

Вот некоторые из преимуществ самоорганизующейся команды:

1. Лучшая маневренность и скорость доставки

Самоорганизующиеся команды быстро принимают решение о задачах, над которыми им нужно работать, и о том, как они могут уложиться в соответствующие сроки, что напрямую приводит к повышению скорости выполнения. Поскольку высокопроизводительные команды гибки, они также могут быстро реагировать на колебания рынка. Без менеджера команды могут быстро переключать передачи, не дожидаясь разрешения начальства.

2. Повышенное внимание к качеству

Вместо того, чтобы просто выполнять задачи, которые просит их выполнить менеджер, самоорганизующаяся команда должна оставаться организованной на работе и больше сосредотачиваться на ожиданиях клиентов. Серьезно относясь к отзывам клиентов, они могут создавать качественные продукты, которые точно соответствуют потребностям рынков и клиентов.

3. Меньше времени, затрачиваемого на управление командой

Самоорганизующаяся гибкая команда полностью отвечает за назначение и отслеживание своей работы и прогресса.В результате вам не нужно тратить дополнительные ресурсы на то, чтобы нанять менеджера только для того, чтобы назначать и делегировать задачи, управлять сроками, проверять статусы сотрудников и заполнять табели учета рабочего времени.

4. Повышение удовлетворенности сотрудников

Когда сотрудники могут выбирать свои собственные задачи, устанавливать собственное расписание и определять сроки проекта, они более удовлетворены на рабочем месте с высоким уровнем мотивации. Уменьшение количества микроменеджмента в самоорганизующихся командах также дает каждому сотруднику свободу работать по-своему, что, в свою очередь, повышает производительность и подотчетность

Как создать самоорганизованную команду в гибкой среде

Большинство организаций считают самоорганизующиеся команды слишком хорошими, чтобы быть правдой.Всегда найдутся ленивые люди, которым нужно сказать, что именно им нужно делать. В конце концов, могут ли члены команды действительно продуктивно работать и без проблем сотрудничать, при этом ни один менеджер не упускает из виду их задачи?

Ответ на это — да.

Первый шаг к созданию успешной самоорганизующейся команды — это

• , чтобы выбрать нужных участников, которые действительно могут работать проактивно без того, чтобы менеджер постоянно смотрел им через плечо.
• кросс-функциональная команда, члены которой обладают всеми необходимыми навыками для выполнения требуемых задач, что может даже привести к увеличению размера команды, чем изначально хотелось.

Хотя со временем, по мере того, как члены команды учатся друг у друга и развивают более широкий спектр навыков, вы можете уменьшить размер команды, переведя некоторых людей в другие команды. В то же время вы также должны попытаться сбалансировать уровни навыков внутри команды.

Перед созданием самоорганизующейся команды все участники должны пройти следующие этапы:

1. Обучение

Члены команды должны пройти обучение, чтобы правильно понимать принципы самоорганизующейся команды.Им требуется обучение жестким навыкам, чтобы обеспечить лучшее понимание необходимой структуры, и обучение навыкам межличностного общения, чтобы лучше сотрудничать и общаться с другими членами команды.

2. Коучинг

Изначально группы должны начинаться как самоорганизующаяся команда с тренером, который будет вести их на каждом этапе. Обязанность тренера — помочь членам команды работать и общаться между собой беспрепятственно. По мере того, как члены команды учатся сотрудничать друг с другом и брать на себя ответственность за свою работу, роль коуча со временем уменьшается.

3. Наставничество

По мере того, как участники начинают организовываться, им все еще требуется некоторое наставничество, чтобы развивать свои навыки и поддерживать баланс в команде. Основная цель наставничества — помочь всей команде оставаться мотивированной и расти вместе.

Самоорганизованные команды имеют решающее значение для гибких проектов

Способность команд к самоорганизации вокруг целей проекта теперь стала критически важной для всех гибких методологий. Используя коллективную мудрость всей команды, ее участники могут оптимально организовать работу так, как не может один руководитель.