Свое  понимание феномена самоорганизации  И. Пригожин связывает с понятием диссипативной структуры — структуры  спонтанно возникающей в открытых неравновесных системах. Классическими примерами таких структур являются такие явления, как образование сотовой структуры в подогреваемой снизу жидкости (т.н. ячейки Бенара), «химические часы» (реакция Белоусова — Жаботинского), турбулентное движение и т.д.

     Диссипативные структуры являются результатом  развития собственных внутренних неустойчивостей  в системе. Процессы самоорганизации возможны при обмене энергией и массой с окружающей средой, т. е. при поддержании состояния текущего равновесия, когда потери на диссипацию компенсируются извне. Эти процессы описываются нелинейными уравнениями для макроскопических функций.⁵

     Диссипативные структуры можно разделить на: временные; пространственные; пространственно-временные.

     Примерами временных структур являются периодические, колебательные и волновые процессы. Типичными примерами пространственных структур являются: переход ламинарного течения в турбулентное, переход диффузионного механизма передачи тепла в конвективный. Характерные примеры: турбулентность, ячейки Бенара и сверхрешетка пор.

     Развитие  турбулентности начинается при достижении числом Рейнольдса критического значения. Ламинарное течение становится неустойчивым, возникают стационарные колебания скорости движения, затем более сложное движение до, все увеличивающимся числом характерных частот. Это чрезвычайно сложное квазипериодическое движение иногда называют динамическим хаосом.

     Примерами пространственно-временных структур являются режим генерации лазера и колебательные химические реакции. Возникновение когерентного излучения в лазере происходит при достижении мощности накачки (подводимой энергии) порогового значения. Атомы или молекулы рабочего тела лазера, излучавшие до этого независимо друг от друга, начинают испускать свет согласованно, в одной фазе.

     Фазовый переход в физике означает скачкообразное изменение физических свойств при непрерывном изменении внешних параметров. Неравновесный фазовый переход определяется флуктуациями. Они нарастают, увеличивают свой масштаб до макроскопических значений. Возникает неустойчивость и система переходит в упорядоченное состояние. Неравновесные фазовые переходы различной природы имеют общие характеристики. Прежде всего, упорядочение связано с понижением симметрии, что обусловлено появлением ограничений из-за дополнительных связей (корреляций) между элементами системы. Л. Д. Ландау в 1937 г. предложил общую трактовку фазовых переходов 2-го рода как изменение симметрии. В точке перехода симметрия меняется скачком. Также общим свойством кинетических фазовых переходов является наличие фундаментальной макроскопической переменной, позволяющей дать единое описание процесса упорядочения — параметра порядка. По своему физическому смыслу параметр порядка – это корреляционная функция, определяющая степень дальнего порядка в системе.

     В книге И. Пригожина и И.Стенгерса «Порядок из хаоса» процесс возникновения диссипативных структур объясняется следующим образом. Пока система находится в состоянии термодинамического равновесия, ее элементы (например, молекулы газа) ведут себя независимо друг от друга, как бы в состоянии гипнотического сна, и авторы работы условно называют их генами. В силу такой независимости к образованию упорядоченных структур такие элементы неспособны. Но если эта система под воздействием энергетических взаимодействий с окружающей средой переходит в неравновесное «возбужденное» состояние, ситуация меняется. Элементы такой системы «просыпаются от сна» и начинают действовать согласованно.⁶ Между ними возникают корреляции, когерентное взаимодействие. В результате и возникает то, что Пригожин называет диссипативной структурой. После своего возникновения такая структура не теряет резонансного возбуждения, которое ее и порождает, и одним из самых удивительных свойств такой структуры является ее повышенная «чувствительность» к внешним воздействиям. Изменения во внешней среде оказываются фактором генерации и фактором отбора различных структурных конфигураций. Материальная система такого типа включается в процесс структурогенеза или самоорганизации. Если предполагается, что именно неравновесность является естественным состоянием всех процессов действительности, то естественным оказывается и стремление к самоорганизации как имманентное свойство неравновесных процессов. Схематическое описание возникновения диссипативных структур и связанного с ними процесса структурогенеза объясняет и название дисциплины. Термин «синергетика» образован от греческого «синергиа», которое означает содействие, сотрудничество. Именно «совместное действие» или когерентное поведение элементов диссипативных структур и является тем феноменом, который характеризует процессы самоорганизации.

2. Системность и самоорганизация. Уровни структурной организации

2.1. Системность и  организованность  – основа вселенной

     Подобно движению, пространству, времени, отражению, системность представляет собой всеобщее, неотъемлемое свойство материи, ее атрибут. Будучи характерной чертой материальной действительности, системность фиксирует преобладание в мире организованности над хаотичными изменениями. Последние не отделены резко от оформленных образований, но включены в них и подчиняются в конечном счете действию электромагнитных, гравитационных, других материальных сил, действию частных и общих законов. Неоформленность изменений в одном каком-либо отношении оказывается упорядоченностью в другом. Организованность присуща материи в любых ее пространственно-временных масштабах.

     Структурность — это внутренняя расчлененность материального бытия. И сколь бы широк ни был диапазон мировидения науки, он постоянно связан с обнаружением все новых и новых структурных образований. Если раньше взгляд на Вселенную замыкался галактикой, затем расширился до системы галактик, то теперь изучается Мегагалактика как особая система со специфическими законами, внутренними и внешними взаимодействиями. Представление о структурности шагнуло до масштабов, превышающих 10 см, т.е. до 20 миллиардов световых лет. Речь идет не о спекулятивно сконструированной структурности (как в случае с гипотезой «бесструктурной Вселенной»), а о системности Вселенной, устанавливаемой средствами современной астрофизики. Да и самые общие соображения указывают на необоснованность отмеченной гипотезы: отказывая большему в структурности, невозможно принимать структурность меньшего; следствием должно быть утверждение и об отсутствии структуры части той же Вселенной, чего пытается избежать данная гипотеза. Возможна также разная степень структурированности каких-то сфер и масштабов Вселенной и принятие за «бесструктурность» слабо выраженной структурности относительно высокоразвитых структурных образований. Философские соображения и частнонаучные данные говорят в пользу положения о том, что в целом неорганическая природа есть самоорганизующаяся система, состоящая из развивающихся и взаимосвязанных систем различного уровня организации, не имеющая начала и конца.

     Материя бесконечна структурно и в масштабах  микромира. Ныне все больше подтверждений  получает кварковая модель структуры  адронов, что ведет к преодолению представления о бесструктурности элементарных частиц (протонов, нейтронов, гиперонов и др.).

     Материя во всех своих масштабах обладает формообразующей активностью. Бесструктурной материи нет.

2.2. Организация неживой материи

     Длительное  время в науке доминировало представление  об отсутствии явления самоорганизации  в неживой природе. Считалось, что  объекты неорганического мира способны изменяться только в направлении дезорганизации. Последнее означает, что в соответствии со вторым началом термодинамики, системы неживой природы могут «эволюционировать» лишь в сторону возрастания их энтропии, а значит, хаоса. Считалось, что самоорганизующиеся процессы присущи только живым системам.

     Постепенно  в науке накапливалось все  большее число фактов, свидетельствовавших о возникновении упорядоченных структур и феномена самоорганизации в неживой природе при наличии определенных условий. Даже повседневные наблюдения (образование, например, песчаных дюн, вихрей на воде и т. п.) свидетельствуют о том, что и в неживой природе, - наряду с дезорганизацией, - происходит также и самоорганизация, которая проявляется в возникновении новых материальных структур.   

     Указанные наблюдения и соответствующие обобщения  привели к возникновению синергетики – междисциплинарного научного направления, изучающего общие и универсальные механизмы самоорганизации, т. е. механизмы самопроизвольного возникновения и относительно устойчивого существования макроскопических упорядоченных структур самой различной природы. Синергетика стирает, как казалось, непреодолимые грани между физическими и химическими процессами, с одной стороны, и биологическим и социальными процессами – с другой, ибо исследует общие механизмы самоорганизации и тех, и других.

     Рассмотрим  эволюцию Вселенной – всего мира, который существует вокруг нас. Вообразим, что мы могли бы заснять историю Вселенной на видеофильм. В нём было бы показано, как галактики разлетаются всё дальше друг от друга. Но если запустить фильм в обратную сторону, мы увидим, как галактики мчатся прямо к нам. В конце концов все они должны столкнуться вместе.

     В самом начале Вселенной всё вещество и всё излучение были сконцентрированы в крохотной области пространства, неизмеримо меньшей, чем ядро одного атома. Теория, согласно которой Вселенная расширилась почти что из ничего до своих нынешних невообразимых размеров, основана на предположении, что красные смещения галактик обусловлены их удалением от нас.

     Вселенная расширяется, значит в прошлом она  должна была быть более плотной. Насколько плотной? Одна из моделей вселенной, теория Большого взрыва, утверждает, что когда-то всё вещество и вся энергия Вселенной были заключены в ничтожной области пространства. Всё это было невероятно горячим и фантастически плотным.

     Вселенная, которую мы наблюдаем, возникла в результате Большого взрыва. После того, как это произошло, Вселенная постоянно расширяется и остывает.

     Возраст Вселенной пока не удаётся вычислить  точно, поскольку результат расчётов зависит от степени кривизны пространства, а её трудно измерить. Исходя из скорости расширения, можно предположить, что Вселенной сейчас от 10 до 20 миллиардов лет.

     Вселенная далёкого прошлого, когда она толко-только родилась из Большого взрыва, сильно отличалась от той Вселенной планет, звёзд  и галактик, которую мы видим сегодня.

     Самая ранняя Вселенная представляла собой  огненный шар излучения. Материя  не была похожа на то вещество, что мы видим сегодня. Вселенная состояла из смеси экзотических частиц, которые быстро охлаждались по мере расширения крохотного мира. Когда возраст Вселенной достиг одной миллионной доли секунды, большая часть энергии превратилась в протоны. В следующую тысячную долю секунды сформировались электроны, которые слились с протонами, образовав нейтроны. Нейтроны могут самостоятельно существовать всего тысячу секунд, поэтому следующие несколько минут были решающими. За первую четверть часа протоны успели прореагировать с быстрораспадающимися нейтронами, и появились ядра атомов гелия. В гонке на время, продолжая охлаждаться и расширяться, Вселеная смогла превратить из водорода в гелий около четвёртой части своей материи. Остальной водород пошёл на формирование звёзд.

     В конце первого часа после начала Большого взрыва Вселенная состояла из чатиц излучения – фотонов, а также из электронов, ядер водорода (протонов) и ядер гелия. Атомов ещё не было, потому что при столь высокой температуре электроны не могут удерживаться на орбитах около протонов или ядер гелия. Любой электрон, попытавшийся приблизиться к высокоэнергетическому протону, тут же отбрасывался в результате столкновения с ним. Но время работало против излучения. Продолжавшееся расширение остужало Вселенную, и протоны постепенно теряли свою энергию, поскольку им приходилось заполнять всё большее пространство. Спустя примерно миллион лет температура упала до 4000 ⁰С, что уже позволяло ядрам удерживать электроны на орбитах.

     Именно  на этой стадии развития Вселенной  образовались атомы. Электронам хватило нескольких тысяч лет, чтобы сформироваться на орбитах вокруг ядер водорода и гелия. Пока этого не произошло, свет не мог распространяться во Вселенной на большие расстояния. Если представить себя оказавшимся в ранней Вселенной, мы были бы со всех сторон окружены ярко светящимся туманом, непроницаемым для взгляда даже на сантиметр. Но как только сформировались устойчивые атомы, Вселенная стала прозрачной и свет получил возможность «путешествовать» беспрепятственно.

     Следущей  стадией развития Вселенной было образование звёзд, планет и галактик. Эти объекты на раннем этапе своего образования формировывались из возникающих случайным образом неоднородностей. Постепенно Вселенная приобрела свой современный облик.

     Вселенная в своём развитии прошла путь от простого к сложному (точнее из ничего к сложному). Вселенная совершенна, ибо она и только она создала  себя и всё в ней находящееся. Человек, являющийся по сути сложнейшим созданием природы, - лишь маленькая частичка гениального творения природы.

3. Значение теории  самоорганизации  в современной  картине мира

     Возникновение синергетики в значительной степени  стимулировало исследования в области теории происхождения жизни. Так, западный ученый М. Эйген, опираясь на исследования И. Пригожина, развил принципиально новую теорию биогенеза.

     Можно утверждать, что именно синергетика  на настоящий момент является наиболее общей теорией самоорганизации. Она формулирует общие принципы самоорганизации, действительные для всех структурных уровней материи, на языке математики описывает механизмы структурогенеза, в ее рамках способность к самоорганизации выступает как атрибутивное свойство материальных систем.