什么是自然演化的自组织机制

什么是自然演化的自组织机制

自组织是自然界物质系统自发的或资助的有序化、组织化和系统化的过程。一个远离平衡态的开放系统通过与外部环境进行物质、能量和信息的交换，能够形成有序的结构或从那个低序向高序的方向演化。
开放性、远离平衡性、非线性相互作用和涨落，是自然系统演化的自组织机制。普里戈金发现，在不违反热力学第二定律的前提下，自然系统可以通过自然界组织过程从无序演化为有序。他指出一个远离平衡态的开放系统，通过与外界环境交换物质、能量和信息，就能从原来混乱无序的状态，转变为一种在时间、空间或功能上有序的结构。无序与増熵是封闭系统运行的唯一方向，这是由封闭系统所决定的，而对抗这种决定的运动路线的关键就是开放。所谓开放，就是借助外部环境输入的负熵克服、抵消系统内部的增熵。因此，开放式系统自组织得以形成的必要条件。远离平衡态也是系统实现自组织的必要条件，因为在近乎平衡态的情况下，即使系统开放，它也会返回平衡态的。只有非平衡态才能导致有序，形成稳定的有序结构。在理论上，相互作用可分为简单的线性相互作用和复杂的非线性相互作用负责的非线性相互作用在自然系统演化过程中有重要的作用。非线性相互作用是具有相干性的作用机制，系统内部的作用关系不再是各种作用的简单叠加所能说明的，而是所中作用相互制约、耦合而成的全新的整体效应。这意味着系统内要素独立性的丧失，各要素按一定方式在大范围内协调运动，从而导致系统新质的出现。自然系统处于远离平衡态的非线性区时，外部的作用被系统内的非线性机制选择、吸收，不断消除系统内混乱的产生，为系统向有序的转化提供了可能性。通常，有大量相互作用的子系统所构成的体系，总是经常不断地受到来自系统内部和外部环境的扰动。扰动就会使得系统在某个时刻、某个局部的空间范围内产生对宏观状态的微小偏离，这种微小的偏离就成为涨落。当系统处在远离平衡态，系统内部各构成要素或子系统之间存在着非线性相互作用，那么，某种微小的涨落就会使系统的状态发生微小变化这种微小变化将通过非线性的反馈机制而被放大，是系统跃迁到一个新的稳定有序状态。
自然系统演化的基本条件是与外界环境交换物质、能量、和信息。