PDF 2
Кратко описание
1 2.1.2 Дисипативни системи и самоорганизация - ентропия През 1865 г. Клавзий въвежда термина ентропия, wa.
Описание
2.1.2 Дисипативни системи и самоорганизация - ентропия През 1865 г. Клавзий въвежда термина ентропия, което означава „промяна в развитието“ на гръцки ./1/ Формулирането на двата основни принципа на термодинамиката от Клавзий е: 1. Енергията на света е постоянна . 2. Ентропията на света се стреми към максимум.
Ентропията е физически и математически термин от централно значение./2/ Генерирането на ентропия изразява необратимите промени в системата. Според Едингтън това олицетворява своеобразна стрелка за време за системата.
Промяна в ентропията dS = deS + diS
С термодинамичната концепция за ентропия могат да се определят количествено само безкрайно бавни, обратими процеси ./11/ За описание на безкрайно бързите процеси на телематичната икономика, които са необратими (детерминистично хаотични) и
от друга страна може да бъде обратим (симулации), следователно терминът ентропия не е подходящ. Подходът на Пригожин, опитът за активна ентропия да обясни дисипативните структури, няма да бъде продължаван по-нататък в контекста на тази книга. Руският биофизик Тринчър също подчертава, че терминът ентропия не може да бъде приложен към живите организми/12 /, поради което пренасянето му в социалните системи е под въпрос. С изобретяването на ендофизиката вече има интерфейс между физика и биология, който позволява обяснение на макроскопичната необратимост чрез микроскопични процеси. По принцип физиката може да бъде проследена до трите области на термодинамиката/13 /, класическата или нютоновата динамика и дисипативните структури: Термодинамика:
Класическа или нютонова динамика:
- Популации от частици - Генериране на ентропия и необратимост на темпоралните процеси - Изолирани равновесни системи
- Има траектории или пространствено-времеви линии - времето няма конкретна посока - няма самоорганизация - ентропията на системата може да намалее - редът възниква далеч от равновесието - има спонтанна самоорганизация
- Дисипативни системи Името дисипативна структура, подобно на термина детерминиран хаос, обсъден по-късно, изразява парадокс. Детерминизмът и структурата предполагат ред, докато хаосът и разсейването са свързани с разстройството. За разбирането на дисипативните структури е важно това да са системи далеч от равновесие, където се появяват нови поведения. Дисипативните системи могат да създадат както самоорганизация, така и хаос. Докато динамичният хаос е микроскопичен, дисипативният хаос е макроскопичен./14/ Пригожин подчертава, че дисипативните структури представляват форма на супрамолекулна организация./15/По този начин турбулентното движение изглежда хаотично на макроскопично ниво, но е на микроскопично ниво Нивото е силно организирано чрез кохерентното поведение на молекулите и следователно представлява феномен на самоорганизация. Необратимостта на самоорганизацията,
Образуване на структури от по-висок ред, основното разнообразие на структури от по-нисък ред.
Фиг. 2.5: Реакция на Белоусов-Жаботински/37 /
- Хиперцикли Теорията на Айген за хиперцикъла е важно обяснение за произхода на живота. Хиперцикълът е мрежа от макромолекули, които си сътрудничат по диференциран начин, основан на разделението на труда, която преследва целта на поддръжката на системата и репликацията на системата. Хиперциклите са принцип на естествената самоорганизация, които позволяват интегрираща и последователна еволюция на самовъзпроизвеждащи се единици./38/Хиперцикълът Eigen представлява коеволюцията на нуклеинови киселини и протеини в чиста форма./39/ Хиперцикълът, основен процес на генетична комуникация ( ДНК молекули като носители на данни), се характеризира с взаимната зависимост на реакциите. Тук ДНК молекулата съдържа кодирането за производството на протеини, т.е.за структурата и постоянното регенериране на клетката. По този начин хиперцикълът представлява един вид алгоритъм за живите системи, при което принципът на химичната автокатализа се заменя с принципа на
Самовъзпроизвеждането на цели циклично организирани системи от процеси се заменя. В хиперцикъла се осъществява затворен цикъл на конверсия или каталитични процеси./40/ Цикълът на реакциите на конверсия действа изцяло като катализатор, докато цикълът от каталитични реакции действа като катализатор на автомобила. Хиперцикълът е така наречения метацикъл, тъй като е съставен от каталитичен цикъл от автокатализатори./41/Докато простата катализа (саморегенерация) води до линеен растеж, автокатализата (самовъзпроизвеждане) е чрез експоненциален растеж, а хиперцикълът (самоизбор) чрез хиперболичен растеж/42/детерминиран:/43/динамика на системата самоизбор самоумножение саморегенерация стремеж към състояние на равновесие
Крайни продукти, хиперболични експоненциално линейно независими
Обща цялостна реакция Хиперцикъл Автокатализа Катализа преобразуване
- Поради положителната обратна връзка, която се извършва там, дисипативните системи могат да бъдат причинени само от антидисипативни системи, т.е. изравнителна сила на положителните обратни връзки, които да бъдат контролирани. - Синергетичното поведение все повече изгражда мощност, тъй като съответният параметър на реда поробва други форми на движение. - Разстоянието от равновесието е необходимо условие за поведение, оформено от свободата. - Свободата изисква да можете да нарушите преобладаващите симетрии. Фиг. 2.6: Последици за властта и свободата
Ефекти върху управлението:
- Дисипативните системи успяват да реагират на колебанията в околната среда с по-нататъшно развитие.
- Управлението изисква реагиране на колебанията в интерфейс с изобретения и иновации, които позволяват структурни корекции и/или модификации на процеса.
- Едва когато се развие нов атрактор, комуникацията отново се ускорява и системата започва да се стабилизира далеч от равновесието.
- Стабилизирането на интерфейсите може да бъде постигнато само чрез нови атрактори и интензивна комуникация.
- Самоорганизацията е процес, при който структурите не са посочени отвън, а по-скоро се генерират от самата система и целенасочено създават ред.
- Самоорганизацията е много важна за мениджмънта, за да може сам да създава нови структури.
- В случай на хиперцикли, единиците са интегрирани, за да образуват по-високи квазивидове, при които предимствата на една единица могат да бъдат използвани от всички останали.
- Управлението изисква използването на синергиите на участниците в системата чрез формиране на метаструктури.
- При автокатализата има ускоряващо се самовъзпроизвеждане.
- Успешните виртуални организации растат експоненциално.
Фиг. 2.7: Последствия за ендо мениджмънта
12 Вж. Фон Берталанфи (Теория на системата), 152. 13 Термодинамиката прави разлика между изолирани системи (без материя или енергиен обмен), затворени системи (без материя обмен, но енергия) и отворени системи (материя и енергиен обмен). 14 Дисипативните структури могат да бъдат изследвани на строго детерминирана основа с помощта на вселена на билярдна топка, т.е. необратимите макроскопични процеси се получават с помощта на обратими микроскопични процеси. 15 Виж Prigogine (Natur), 153. 16 Виж Prigogine (Paradox), 229. 17 Виж Mainzer (Сложност), 91. 18 Виж Rössler (Endophysik), 74. 19 Виж Prigogine (Paradox), 287. 20 Вж. Пригожин (Парадокс), 224. Докато обратимите явления могат да бъдат описани чрез траектории, необратимите процеси могат да бъдат описани от ансамбли. 21 Срв. Jantsch (самоорганизация), 63. 22 Cf. Jantsch (самоорганизация), 82, 85. 23 Срв. Jantsch (самоорганизация), 298. 24 Вж. Jantsch (самоорганизация), 75. 25 Срв. Jantsch (самоорганизация), 101. 26 Тъй като няма комуникация на невронно ниво, по-добре е да говорим за обмен на сигнали, вместо за комуникация. 27 Срв. Пригожин (Natur), 177. 28 Срв. Фон Фоерстер (прозрение), 125. 29 Срв. Голдщайн (Самоорганизация), 6. 30 Срв. Голдщайн (Самоорганизация), 4.
31 Вж. Ebeling (Хаос), 51. 32 Вж. Ebeling (Хаос), 38f. 33 Тук могат да се направят следните разграничения: Самоорганизация: физико-химични системи Самосъхранение: живи системи Самореферентност: човешки мозък Синреференциалност: социални системи 34 Вж. Дейвис (Хаос), 103. 35 Вж. Дейвис (Хаос), 123е. 36 Вж. Дейвис (Хаос), 124е. 37 Снимка от Winfree. 38 Вж. Eigen (Hypercylce), V.
39 Срв. Jantsch (самоорганизация), 152. 40 Срв. Jantsch (самоорганизация), 64 . 41 Вж. Jantsch (самоорганизация), 256. 42 Докато времето на удвояване остава постоянно в случай на експоненциален растеж, хиберболичният растеж протича по-бързо от експоненциалния растеж, тъй като се променя времето за удвояване се намалява наполовина с всяко удвояване.
43 Jantsch (самоорганизация), 257. 44 Срв. Jantsch (самоорганизация), 258. 45 Вж. Cramer (Zeitbaum), 225. 46 Кръговите процеси, както в хиперцикъла на Eigen или химическия часовник, също се случват в цикъла на трансформация на Bethe-Weizsäcker от водород до хелий в звезди.
47 Хиперцикълът формира нов клас нелинейни реакционни мрежи, които могат да постигнат по-високи нива на сложност чрез стабилизиране на мутирали разпределения на гени чрез дублиране и специализация. Виж Eigen (Hypercycylce), V.
48 квазивида са организирана комбинация от видове с определено разпределение на вероятността, което се появява чрез селекция. Вижте Eigen (Hypercycylce), 10.
49 Вж. Eigen (Hypercylce), VII. 50 Вж. Jantsch (Самоорганизация), 259. По-късно Ловелок се дистанцира от изказванията си, че Гея е организъм. По-скоро той го разглежда като жива система.
51 Вж. Крамер (Zeitbaum), 57. 52 Вж. Lutz (Wende), 172. 53 Вж. Lewin (Теория на сложността), 237. 54 Вж. Jantsch (Самоорганизация), 173. 55 Вж. Jantsch (Системи), 181. 56 Срв. Jantsch (самоорганизация), 156. 57 Срв. Sandler (Synergie), 8. 58 Срв. Haken (Management), 41. 59 Синергетиката представлява важен етап за нелинейното разбиране на управлението.