Self-organization (Википедия)
Вид: энциклопедическая статья (Википедия)
Коротко
Вопрос: Что такое самоорганизация, на чём она держится и где её находят?
Ответ: Самоорганизация — процесс, в котором общий порядок возникает из локальных взаимодействий частей изначально неупорядоченной системы и может идти спонтанно, без внешнего управляющего, если доступно достаточно энергии.
Тезисы
Против кого пишет:
- Кауфман и другие структуралисты — самоорганизация может играть роль наряду с естественным отбором (по изложению Википедии, со ссылкой на Фокса 1993 и Гудвина 2009, этот тезис не учитывает роль энергии; при этом самоорганизация не альтернатива отбору, но ограничивает эволюцию)
- Практика, где «научить учиться» понимают как наставление в том, как подчиняться обучению
Т1. Самоорганизация — общий порядок из локальных взаимодействий частей изначально неупорядоченной системы; при достаточной энергии процесс может идти спонтанно, без внешнего управляющего
- Аргумент: 1) Общий порядок возникает из локальных взаимодействий частей изначально неупорядоченной системы. 2) Процесс может быть спонтанным, если энергии достаточно. 3) Часто его запускают на вид случайные флуктуации, усиленные положительной обратной связью; полученная организация полностью децентрализована, распределена по всем компонентам системы.
- Цитата: «arises from local interactions between parts of an initially disordered … The process can be spontaneous when sufficient energy is available, not needing control by any external agent.» (раздел «Self-organization», вступление)
- Цитата: «It is often triggered by seemingly random … amplified by … The resulting organization is wholly … over all the components of the system.» (раздел «Self-organization», вступление)
- Понятия: Самоорганизация
Т2. Самоорганизация опирается на четыре основных элемента
- Аргумент: 1) Сильная динамическая нелинейность, часто, но не обязательно с положительной и отрицательной обратной связью. 2) Баланс использования и исследования. 3) Множественные взаимодействия компонентов. 4) Доступность энергии, чтобы преодолеть естественную тенденцию к энтропии.
- Цитата: «strong dynamical non-linearity, often (though not necessarily) involving positive and negative feedback 2. balance of exploitation and exploration 3. multiple interactions among components 4. availability of energy (to overcome the natural tendency toward entropy, or loss of free energy)»
- Понятия: Самоорганизация
Т3. Принцип Эшби: детерминированная динамическая система эволюционирует к равновесию, описываемому аттрактором
- Аргумент: 1) В изложении Википедии принцип сформулирован кибернетиком Эшби в 1947 году. 2) Система автоматически эволюционирует к состоянию равновесия, которое можно описать аттрактором. 3) Дальше её эволюция ограничена аттрактором, что подразумевает взаимную зависимость компонентов.
- Цитата: «The cybernetician … formulated the original principle of self-organization in 1947.» (раздел «Principles»)
- Цитата: «It states that any deterministic … automatically evolves towards a state of equilibrium that can be described in terms of an … Once there, the further evolution of the system is constrained to remain in the attractor.» (раздел «Principles»)
- Цитата: «This constraint implies a form of mutual dependency or coordination between its constituent components or subsystems.» (раздел «Principles»)
- Понятия: Принцип Эшби
Т4. Принцип Фёрстера «порядок из шума»: случайные возмущения облегчают самоорганизацию
- Аргумент: 1) Случайные возмущения («шум») позволяют системе исследовать разные состояния. 2) Это повышает шанс попасть в бассейн «сильного» аттрактора. 3) Википедия говорит, что Пригожин сформулировал сходный принцип как «order through fluctuations» или «order out of chaos».
- Цитата: «It notes that self-organization is facilitated by random perturbations (“noise”) that let the system explore a variety of states in its state space.» (раздел «Principles»)
- Цитата: «This increases the chance that the system will arrive into the basin of a “strong” or “deep” attractor, from which it then quickly enters the attractor itself.» (раздел «Principles»)
- Цитата: «The physicist and chemist … formulated a similar principle as “order through fluctuations” … or “order out of chaos”.» (раздел «Principles»)
- Понятия: Порядок из шума
Т5. Системы реакций в любой клетке самокатализирующиеся, но не просто самоорганизующиеся: это термодинамически открытые системы на непрерывном притоке энергии; отдельно: самоорганизация не альтернатива отбору, но ограничивает эволюцию
- Против: Кауфман и другие структуралисты
- Аргумент: 1) Структуралисты предполагают, что самоорганизация может играть роль наряду с естественным отбором. 2) По изложению Википедии (со ссылкой на Фокса 1993 и Гудвина 2009), этот тезис не учитывает роль энергии. 3) Реакции в клетке зависят от непрерывного притока энергии. 4) Отдельно Википедия пишет, что самоорганизация не альтернатива естественному отбору: она ограничивает, что может делать эволюция.
- Цитата: «However, this does not take into account the essential role of energy in driving biochemical reactions in cells.»
- Цитата: «The systems of reactions in any cell are self-catalyzing, but not simply self-organizing, as they are thermodynamically open systems relying on a continuous input of energy.»
- Цитата: «Self-organization is not an alternative to natural selection, but it constrains what evolution can do and provides mechanisms such as the self-assembly of membranes which evolution then exploits.»
- Понятия: Самоорганизация
Т6. Самоорганизованное обучение отрицает «лучший метод» и «эксперт знает лучше»
- Против: практика, где «научить учиться» понимают как наставление в том, как подчиняться обучению
- Аргумент: 1) Википедия пишет, что «научить учиться» часто понимают как наставление в том, как подчиняться обучению. 2) Самоорганизованное обучение, напротив, отрицает идею, что «эксперт знает лучше». 3) Оно настаивает на построении личностно значимого смысла, который учащийся проверяет опытом.
- Цитата: «is often taken to mean instructing them … how to submit to being taught.» (раздел «By field. Learning»)
- Цитата: «denies that “the expert knows best” or that there is ever “the one best method”,» (раздел «By field. Learning»)
- Цитата: «insisting instead on “the construction of personally significant, relevant and viable meaning”» (раздел «By field. Learning»)
- Цитата: «to be tested experientially by the learner.» (раздел «By field. Learning»)
- Понятия: Самоорганизованное обучение
Т7. Критика: Пэйджелс (1985) утверждает, что большинство физиков согласились бы: у идеи Пригожина и Стенгерс о фундаментальной необратимости времени нет ни эмпирических доказательств, ни математической необходимости; Википедия оговаривает, что это апелляция к авторитету
- Против: Пригожин и Стенгерс (идея фундаментальной необратимости времени)
- Аргумент: 1) Википедия приводит рецензию Пэйджелса (Physics Today, 1985) на книгу «Order Out of Chaos». 2) Пэйджелс пишет, что необратимость, по Пригожину и Стенгерс, не выводится из безвременного микромира, а фундаментальна. 3) Пэйджелс утверждает, что большинство физиков согласились бы: для их взгляда нет ни эмпирического доказательства, ни математической необходимости. 4) Википедия оговаривает, что это апелляция к авторитету.
- Цитата: «In short, they … maintain that … is not derived from a time-independent microworld, but is itself fundamental.» (раздел «Criticism»)
- Цитата: «Most physicists would agree that there is neither empirical evidence to support their view, nor is there a mathematical necessity for it.» (раздел «Criticism»)
- Цитата: «Heinz Pagels … in a 1985 review of … Ilya Prigogine … Isabelle Stengers … ’s book Order Out of Chaos in … appeals to authority:» (раздел «Criticism»)
- Понятия: Критика Пригожина
Т8. Википедия приводит примеры самоорганизации: кристаллизация, тепловая конвекция, химические колебания, роение животных, нейронные цепи, чёрные рынки
- Против: нет
- Аргумент: Википедия перечисляет примеры самоорганизации (вступление статьи); они иллюстрируют определение из Т1.
- Цитата: «Examples of self-organization include crystallization, thermal convection of fluids, chemical oscillation, animal swarming, neural circuits, and black markets.»
- Понятия: Самоорганизация
Пример
К1. Примеры самоорганизации ^k1
Википедия приводит примеры самоорганизации: кристаллизация, тепловая конвекция, химические колебания, роение животных, нейронные цепи, чёрные рынки. Примеры к Т1.
Связи
- +Самоорганизация — см. также
Из карточки: Википедия: порядок из локальных взаимодействий может идти без внешнего управления при достаточной энергии (Т1, Т2, Т5) - Из карточки:
Принцип Эшби→ Википедия, со ссылкой на Эшби: система эволюционирует к аттрактору (Т3) - Из карточки:
Порядок из шума→ Википедия, со ссылкой на Фёрстера: шум облегчает самоорганизацию (Т4) - Из карточки:
Самоорганизованное обучение→ Википедия: обучение без «лучшего метода» и без монополии эксперта (Т6) - Из карточки:
Критика Пригожина→ Пэйджелс (1985) утверждает, что большинство физиков согласились бы: у фундаментальной необратимости времени Пригожина и Стенгерс нет ни эмпирических доказательств, ни математической необходимости; Википедия оговаривает, что это апелляция к авторитету (Т7)
Частные вопросы
- В1. Что такое самоорганизация и из чего она складывается? → Т1, Т2, Т3
- В2. Какую роль играет шум? → Т4
- В3. Где её границы? → Т5, Т7
- В4. Как она связана с обучением? → Т6