Консепсияи худташкилёбӣ дар илм

Объектҳои омӯзиши табиатшиносии классикӣ (масалан, термодинамикаи асри 19 ва нимаи аввали асри 20) системаҳои содда, пӯшида ва нисбат ба вақт баргардандаанд. Вале аксари кули системаҳои воқеӣ чунин намебошанд ва кушодаву мураккабанд. Система кушода номида мешавад, агар вай бо муҳити атрофи хеш дар додугирифти энергия, модда ва информатсия бошад. Аз системаҳои кушода ва мураккаб онҳое ҷолиби диққатанд, ки ба хусусиятҳои худташкилёбӣ ва худмураккабшавӣ соҳиб мебошанд. Системаҳои табиати зинда ва мансуб ба ҷамъияти инсонӣ аз қабили ин гуна системаҳоянд. Тадқиқотҳои нимаи дуюми асри 20 нишон доданд, ки системаҳои худташкилёбанда дар табиати ғайризинда низ кам нестанд. Натиҷаи тадқиқотҳо дар соҳаи моделсозии математики системаҳои кушода ба пайдоиши самти нави илмии интегративӣ – синергетика овард.

Синергетика (аз юнонӣ синергия – ҳамкорӣ, амали аҳлона) таълимот оид ба таҳқиқи принсипҳои сохт, пайдоиш, инкишоф ва худмураккабшавии системаҳои кушода, ғайрихаттӣ ва ғайримувозинатӣ мебошад.

Олами системаҳои худташкилёбанда нисбат ба олами системаҳои пӯшида мураккабтар ва рангинтар аст. Аз ин рӯ омӯзиши он, коркарди модели чунин системаҳо низ мушкилтар мебошад. Одатан муодилаҳое, ки ин гуна системаҳои мураккабро тасвир мекунанд, ғайрихаттианд ва, бинобарон, ҳалли онҳо истифодаи усулҳои аналитики муосир ва мошинҳои ҳисоббарори электрониро талаб мекунад.

Масъалаи асосие ки бояд синергетика ҳал намояд муқаррар намудани қонуниятҳои илмиест, ки бояд пайдоиши сохтор ва амали системаҳои худташккилёбандаро идора намоянд. Барои ба ин масъала равшанӣ андохтан характеристикаҳои муҳимтарини чунин системаҳоро дида мебароем.

Тавре қайд намуда будем, яке аз хусусиятҳои системаҳои худташкилёбанда кушода будани он аст. Ба хотир меорем, ки объектҳои муоинашавандаи термодинамикаи классикӣ системаҳои пӯшидаанд, яъне системаҳоянд, ки бо муҳити атрофи хеш дар додугирифти энергия, модда ва информатсия намебошанд. Мафҳуми асосии термодинамика энтропия мебошад. Энтропия S функсияи ҳолати система буда, тағйирёбии он барои системаҳои пӯшидаи ҳарораташ Т ва дар ҳолати мувозинатии ҳароратӣ мавҷуд буда бо формулаи ΔS = Δq/T муайян карда мешавад. Ин ҷо Δq – миқдори гармии ба система додашуда ва ё гирифташуда аст.

Қонунҳо, ё худ асосҳои термодинамика, ки просесҳои ҳароратиро идора менамоянд, маҳз барои системаҳои пӯшида ҷой доранд. Мувофиқи асоси якӯми термодинамика дар системаҳои пӯшида энергия нигоҳ дошта мешавад. Вай нест намешавад, ё аз ҳеҷ пайдо намегардад ва танҳо аз як намуд ба намуди дигар табдил меёбад. Ба дигар маънӣ ин – қонуни бақо ва табдили энергия аст. Асоси дуюми термодинамика муқаррар менамояд, ки дар системаҳои пӯшида энтропия кам намешавад, балки то ба қимати максималӣ меафзояд. Максимуми энтропия ба ҳолати мувозинатии ҳароратии система мувофиқ меояд. Аз ин ҷост, ки асоси дуюми термодинамикаро қонуни зиёдшавии энтропия меноманд.

Ҳамин тавр, агар системаи пӯшида аз ҳолати мувозинатӣ бароварда шавад, вай мувофиқи қонуни зиёдшавии энтропия дер ё зуд ба ҳолати мувозинатӣ меояд, ҳама гуна просесҳо қатъ мегарданд, яъне дар система ҳолати бетартибии том (хаос) барқарор мешавад. Агар ин қонунро ба Олами яклухту ягона татбиқ намоем ба хулоса меоем, ки бо мурури замон захираи энергияи Олам ба охир мерасад, энтропия ба қимати максималӣ соҳиб мешавад ва дар Олам мувозинати ҳароратӣ ба вуҷуд меояд. Ин хулоса бо номи «марги ҳароратии Олам» машҳур аст.

Дар айни замон назарияи эволютсия Дарвин бо қатъият нишон медиҳад, ки просессҳои эволютсионӣ на ба пастшавии савияи ташаккул, балки ба мураккабшавӣ ва болоравии дараҷаи ташаккули Олам меоваранд. Ҳамин тавр, байни термодинами-каи классикӣ ва назарияи эволютсияи Дарвин зиддият ба миён меояд ва сабаби ин зиддият иборат аз он аст, ки термодинамикаи классикӣ қонуниятҳои системаҳои кушодаро маънидод карда наметавонад. Чунин имконият бо бунёди термодинамикаи ғайримувозинатӣ пайдо гардид, ки объекти омӯзиши он системаҳои кушода мебошанд.

Аз назари синергетикӣ омӯхтани ҳодисаҳои табиат нишон дод, ки системаҳои худташкилёбанда хоси табиати зинда набуда, балки дар табиати ғайризинда низ ин гуна системаҳо зиёданд. Мисоли равшани он асбоби физикии лазер номида шаванда мебошад, ки дар натиҷаи аз берун дода шудани энергия, дар резонатори лазер мавҷи электромагнитии сирф монохроматикӣ (басомади якхела дошта) ҳосил мешавад. Маҳз бо кори лазерҳо шинос шуда, солҳои 60 ӯми асри 20 физики амрикоӣ Герман Хакен ба татқиқи системаҳои худташкилёбанда шурӯъ кард ва истилоҳи «синергетика»-ро дохил намуд. Мисоли дигари системаҳои худташкилёбанда реаксияҳои химиявие мебошанд, ки дар ҷараёни онҳо ферментҳо ҳосил мешаванд, ки ҳамчун катализатор хизмат карда, аз як тараф суръати реаксияро меафзоянд ва аз тарафи дигар, барои боз ҳам зиёдтар ҳосил шудани ферментҳо мусоидат мекунанд.

Хулоса, ғояи асосии синергетика иборат аз он аст, ки дар натиҷаи просессҳои худташкилёбӣ аз бетартибию бенизомӣ ба вуҷуд омадани тартибу низом комилан имконпазир аст. Ташаккули просесҳои худташкилёбӣ аксар вақт аз характери таъсири мутақобилаи омилҳои зарурӣ ва тасодуфии система ва муҳити атрофи он вобастагии калон дорад. Просесси худташкилёбӣ одатан содда, равон ва ногузар намебошад, дар ҷараёни он ҳолатҳое мешаванд, ки лаҳзаҳои тағйироти қатъӣ номидан мумкин аст. Ин гуна ҳолатҳоро нуқтаҳои бифуркатсия меноманд. Дар наздикии ин нуқтаҳо параметрҳои система ба флутуатсияҳои калон соҳиб мешаванд ва, бинобарон, нақши омилҳои тасодуфӣ меафзояд. Дар чунин ҳолат гуфтан мумкин аст, ки система «роҳгум» мезанад ва як флуктуатсияи ночизи ягон параметри система онро ба яке аз самтҳои имконпазири эволютсия равон месозад ва ояндаи системаро муайян мекунанд. Аз ин нуқтаи назар пайдоиши ҳаёт дар рӯи Замин, яъне пайдоиши зинда аз ғайризинда ҳодисаи мӯъҷизабор набуда, балки яке аз натиҷаҳои имконпазири просессҳои эволютсионии Олам аст.