1

რა არის თვითორგანიზაცია. ანტროპული პრინციპი

რატომ წარმოიშობა ქაოსისაგან რთული, მოწესრიგებული სისტემები?

მოწესრიგებული სტრუქტურების წარმოქმნას გარეშე ძალების

(ფაქტორების) ზემოქმედების გარეშე ეწოდება თვითორგანიზაცია.

თვითორგანიზაცია - ფუნდამენტური ცნებაა, რომელიც მიგვანიშნებს

ნაკლებად რთული ობიექტებიდან უფრო რთული და მოწესრიგებული

ფორმებისაკენ განვითარებისაკენ. ყოველ კონკრეტულ შემთხვევაში

თვითორგანიზაცია მჟღავნდება სხვადასხვანაიარდ, ეს დამოკიდებულია

შესასწავლი სისტემის სირთულეზე.

თვითორგანიზაციის თეორიას მეცნიერების რამდენიმე დარგი სწავლობს.

1. არაწონასწორული (ღია) სისტემების თერმოდინამიკა

2. სინერგეტიკა

3. კატასტროფების თეორია

როგორ მიმდინარეობს გარდაქმნის პროცესი? რა მიმართულებით?

რატომ გადადის სითბი ცხელი სხეულიდან ცივ სხეულზე? რატომ ინგრევა

ხეოპსის პირამიდა და რატომ არ აღდგება თავისთავად?

შექცევადი და შეუქცევადი პროცესები.

ფიზიკაში არსწბობს უწესრიგობის საზომი სიდიდე, რომელსაც ენტროპია

ეწოდება. თავისთავადი პროცესები მიმდინარეობს ენტროპიის ზრდის

მიმართულებით, ე.ი. უწესრიგობის ზრდის მიმართულებით. უფრო სწორი

იქნება თუ ვიტყვით ამა თუ იმ მიართულებით მიმდინარეობის ალბათობის

შესახებ.

2

შეიძლება რომ ჰაერის ყველა მოლეკულა თავისით მოგროვდეს ჭურჭლის

ერთ ნახევარში? რა თქმა უნდა არა, უფრო სწორად ამის ალბათობა Р= 5•10

-22).

არაწონასწორული პროცესები და ღია სისტემები

განვიხილოთ რამდენიმე მაგალითი.

1. მზის გამოსხივებით გამოწვეული ატმოსფეროს ცირკულაციური

დინებები: თვითორგანიზაცია დედამიწაზე (ამ შემთხევევაში

სისტემა არის მზე+დედამიწა) .

საჰაერო დინებების წარმოშობის მიზეზები მდგომარეობს დედამიწის

ზედაპირზე სითბოს არათანაბარ განაწილებაში. ასე, რომ მზის ენერგია

არის პირველადი მიზეზი ყოველგვარი მოძრაობისა დედამიწის

ატმოსფეროში.

2. ბენარის უჯრედი - თვითორგანიზაცია ფიზიკურ პროცესებში.

მოწესრიგებული ქარების წარმოშობა ოკეანესა და ატმოსფეროში

3

ბენარის უჯრედები წარმოიქმნება (ექვსწახნაგიანი სტრუქტურები ან

ცილინდრული ლილვები) ბლანტი სითხის ფენაში რომელსაც

ქვევიდან ათბობენ. როგორც წესი, სითხედ იყენებენ სილიკონის

ზეთს.

3. ბელოუსოვ-ჟაბოტინსკის რეაქცია - თვით ორგანიზაცია ქიმიაში- ეს

არის ქიმიური რეაქცია, რომელშიაც წარმოიშობა ქაოტური

ავტორხევითი პროცესები. ამჟამად ასეთი ტიპის მრავალი რეაქციაა

აღმოჩენილი.

1951 წელს ბელოუსოვმა აღმოაჩინა ავტორხევები ქიმიურ რეაქციაში.

კალიუმის ბრომატის КBrO3 დაჟანგვისას მალონის მჟავით HOOC-CH2-

COOH კატალიზატორის - ცეზიუმის იონების Ce+3- თანაობისას

სარეაქციო არე პერიოდულად იცვლის ფერს უფერულობიდან (Ce+3

)

ყვითელ ფერამდე. ცეზიუმის იონების ნაცვლად რკინის იონები Fе2+

რომ გამოვიყენიოთ ხსნარი საათობით იცვლის ფერებს

პერიოდულად წითელიდან ცისფერამდე. ბელოუსოვის ინფრომაცია

სკეპტიკურად მიიღეს, რადგანაც მაშინ მიიჩნევდენენ, რომ

ავტორხევები ქიმიურ სისტემაში შეუძლებელია. 1961 წ. ბელოუსოვის

რეაქციის მექანიზმი ახსნილ იქნა მისი ასპირანტის ჟაბოტინსკის

მიერ. 1969 წელს ჟაბოტინსკიმ და კოლეგებმა აღმოაჩინეს, რომ თუ

სარეაქციო არეს გავანაწილებთ თხელ ფენად, მასში აღიძვრება

კონცენტრაციის ცვლილების ტალღები, რომლებიც ჩანს

შეუიარაღებელი თვალით ინდიკატორის თანაობისას.

4

4. მტაცებლებისა და მსხვერპლის პოპულაციის დინამიკა -

თვითორგანიზაცია ბიოლოგიაში. შევეცადოთ ვივარაუდოთ

5

მგლებისა და კურდღლების რაოდენობთა შეფარდება ნაკრძალში,

სადაც შემოსაზღვრულ ტერიტორიაზე ცხოველთაგან მხოლოდ

მგლები და კურდღლები ცხოვრობენ, ხოლო მცენარეები კი საკმაო

რაოდენობითაა. რადგან მგლები მტაცებლები არიან, ამიტომ მათ ამ

ნაკრძალში მხოლოდ კურდღლების ჭამა შეუძლიათ, ხოლო

მსხვერპლი - კურდღლები კი იკვებებიან მხოლოდ ბალახით.

საბოლოო ჯამში ჩვენ გვაინტერესებს იქნება თუ არა ასეთი

ეკოლოგიური სისტემა მდგრადი და იარსებებს თუ არა ნაკრძალში.

ექსპერიმენტული მონაცემები, მიღებული მსგავსი მოდელური

სისტემებიდან გვიდასტურებს, რომ ასეთი სისტემა სიცოცხლის

უნარიანია და მასში წარმოიქმნება პოპულაციების ავტორხევები (იხ.

ნახაზი)

თვითორგანიზაცია არსებობს სპეციალურ სისტემებში, რომლებიც

აკმაყოფილებს შემდეგ პირობებს:

ა) ღია სისტემები, ანუ სისტემები რომლებიც ღიაა ენერგიისა და

ნივთიერების მიღება - გაცემისათვის

ბ) მაკროსკოპული სისტემები - ანუ სისტემები, რომლებიც აღიწერება

არაწრფივი განტოლებებით

მდგრადობა და არამდგრადობა. ფლუქტუაციები.

6

არსებობს მდგრადი და არამდგრადი მდგომარეობანი. ასეთი

მდგომარეობების შინაარსი მეტ-ნაკლებად გამოსახულია სურათებზე.

მათემატიკური თვალსაზრისით არამდგრადი მდგომარეობა

დაკავშირებულია არაწრფივობასთან.

სისტემის მიერ მდგრადობის დაკარგვას ეწოდება კატასტროფა. უფრო

ზუსტად კატასტროფა - ეს არის ნახტომისებური ცვლილება, რომელიც

წარმოიქმნება გარეშე პირობების თანაბარი ცვლილებების დროს.

მათემატიკურ თეორიას, რომელიც სწავლობს არაწრფივი დინამიური

სისტემების ქცევას მათი პარამეტრების ცვლილებისას, ეწოდება

კატასტროფების თეორია.

ახალი თვისებების წარმოქმნა სისტემაში ხდება მცირე შემთხვევითი

ცვლილებების - ფლუქტუაციების - გაძლიერების შედეგად.

კატასტროფების თეორია აქტიურად გამოიყენება კონსტრუქციების

მექანიკაში, აეროდინამიკაში, ოპტიკაში, მეტეოროლოგიასა და კვანტურ

მექანიკაში და სხვ.

ანტროპული პრინციპი

ანტროპული (antropos -ბერძნულად ნიშნავს ადამიანი) პრინციპის

თანახმად ადამიანის არსებობა და განვითარება სამყაროს კანონებით არის

განპირობებული, ანუ სამყარო - ადამიანის სახლია, ადამიანს სამყაროში

პრივილეგირებული მდგომარეობა უკავია. ანტროპული პრინციპი

ჩამოყალიბდა მე-20 საუკუნის მეორე ნახევარში. თანამედროვე

წარმოდგენებით ანტროპული პრინციპი გამომდინარეობს სამყაროს

კონსტანტების (ისეთი მუდმივების, როგორიცაა სინათლის სიჩქარე,

ელექტრონის მასა, გრავიტაციული მუდმივა, და სხვ.)

ურთიერთდამოკიდებულებიდან. ანტროპული პრინციპი ჩამოყალიბებულ

იქნა 1961 წელს და იგი ასე ჟღერს: სამყარო ისეთია როგორიც არის იმიტომ,

7

რომ სხვა შემთხვევაში არავინ იქნებოდა ისეთი, ვინც იკითხავდა რატომ

არის სამყარო ასეთი. მართლაც, სამყაროს მუდმივების გარკვეული

თანაფარდობის შედეგად ჩვენ სამყაროს გააჩნია მოცემული თვისებები. ამ

ფუნდამენტალური მუდმივების შესაძლო მნიშვნელობებნის ის

ინტერვალი, რომელთათვისაც გარემო პირობები სიცოცხლისათვის

ხელსაყრელი იქნებოდა, ძალინ მცირეა. ასე მაგალითად,

ძლიერი ურთიერთქმედების კონსტანტის შემცირება რამდენიმე რიგით

გამოიწვევდა იმას, რომ სამყაროს გაფართოების საწყის ეტაპზე

წარმოიქმნებოდა მხოლოდ მძიმე ელემენტები და სამყაროში არ იქნებოდა

ენერგიის წყაროები (წყალბადი და მისი შენაერთები).

გრავიტაციული კონსტანტის შემცირება რამდენიმე რიგით გამოიწვევდა

იმას, რომ ვარსკვლავებში არ წარმოიქმნებოდა ბირთვული

რეაქციებისათვის საჭირო პირობები.

სუსტი ურთიერთქმედების გაძლიერება გამოიწვევდა სამყაროს

წარმოშობის საწყის სტადიაზე მთელი ნივთიერების ჰელიუმად გარდაქმნას

და შესაბამისად ვარსკვლავებში არ წარიმართებოდა თერმობირთვული

რეაქციები.

ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედების გაძლიერება გამოიწვევდა

ელექტრონების „ჩამწყვდევას“ ატომის შიგნით და შედეგად არ იარსებებდა

ქიმიური რეაქციები.

დაბოლოს, სამყაროს გაფართოების საწყისი სიჩქარე 0.1%-ით ნაკლები რომ

ყოფილიყო სამყარო არსებული მოცულობის მხოლოდ სამ მემილიონედ

ნაწილამდე გაფართოვდებოდა და შემდეგ დაიწყებდა შეკუმშვას.

სამყაროს წარმოშობის ინფლაციური მოდელი არ გამორიცხავს სამყაროს

დაყოფას უამრავ მინი სამყაროებად. „მინი“ სინამდვილეში გულისხმობს

უზარმაზარ სამყაროებს თავისი სივრცე-დროის თვისებებითა და თავისი

ფიზიკური ვაკუუმით. მაშინ შეიძლება ვილაპარაკოთ ჩვენნაირი სამყაროს

არსებობის ალაბთობის შესახებ. ანუ, ჩვენ ვარსებობთ მოცემული

თვისებების მქონე სამყაროში არა იმიტომ, რომ სხვა სამყაროები არ

არსებობს, არამედ იმიტომ რომ არსებობენ სამყაროები, რომლებიც ჩვენი

სამყაროს მსგავსია. სხვა სამყაროებში კი ჩვენი ცივილიზაციის მსგავსი

სიცოცხლე არ შეიძლება არსებობდეს.

თუმცა შეიძლება არსებობდეს სხვა სამყაროები, სადაც განსხვავებული

ტიპის ცივილიზაცია არსებობს.

თუ სამყაროს წარმოშობას სინერეგეტიკული თვალსაზრისით

განვიხილავთ, მაშინ შეიძლება ვთქვათ, რომ ადამიანსა და სამყაროს შორის

არსებობს ისეთივე კორელაციური დამოკიდებულება, როგორც აინშტაინ-

პოდოლსკი-როზენის ნაწილაკებს შორის. ანუ, ჩვენი რეალობა ალბათური

8

ხასიათისაა. და მაშასადამე, არსებობს სხვა სამყაროების არსებობის

ალბათობაც.