Online gozba
21.11.2006., utorak
Samoorganizacija ili kako je nastao život
|
Samoorganizacija Samoorganizacija ili autopoeza kao pojam u međunarodnoj literaturi postoji od 1974. Skovali su ga čileanski znanstvenici Varela, Maturana i Uribe opisujući u jednom članku živa bića kao sustave koji se neprestano stvaraju. Poiesis je grčka riječ koja znači stvaranje. Autopoeza je samostvaranje. Iako je pojam relativno novijeg datuma koncept samoorganizacije datira još od početaka kibernetike kada se matematičkim modelima pokušalo prikazati logiku živčanih mreža. Neurolog Warren McCulloch i matematičar Walter Pitts su 1943. godine pokazali da se logika bilo kojeg fiziološkog procesa, ili bilo kojeg ponašanja, može prevesti u pravila za konstruiranje mreže. Foerster je kasnih 50-ih da bi riješio pitanje postoji li mjera za red kojom se može definirati porast reda povezan s organizacijom, razvio kvalitativni model samoorganizacije živih sustava. Koristeći frazu “red iz buke” pokazao je kako samoorganizirajući sustavi ne uvoze red iz okoline, već materiju i energiju koje koriste za povećavanje unutarnjeg reda. Taj su model kasnije razvijali drugi znanstvenici u različitim sustavima. Bitne razlike novonastalih modela od početnog uključuju: stvaranje novih struktura i novih načina ponašanja u samoorganizirajućim procesima: razvoj, učenje i evoluciju. Nadalje svi novonastali modeli bave se sustavima koji djeluju daleko od ravnoteže. Za uspostavu samoorganizacije potreban je stalan protok materije i energije kroz sustav. Pojava novih struktura i oblika događa se jedino kod sustava daleko od ravnoteže. Nelinearna povezanost svih komponenti je karakteristika koja povezuje sve modele. Nelinearni se obrasci rezultiraju u povratnim lukovima, a matematički se opisuju pojmovima nelinearnih jednadžbi. Disipativne strukture Prvi i najvažniji opis samoorganiziranih sustava je teorija disipativnih struktura Ilyje Prigogina. Proučavajući sustave daleko o ravnoteže tražio je točne uvjete potrebne da bi stanje neravnoteže postalo stabilno. Povezujući sustave daleko od ravnoteže i nelinearnost utro je put teoriji samoorganizacije. Dok je u klasičnoj termodinamiki disipacija uvijek povezan s gubicima u otvorenim sustavima je disipacija izvor reda. Prema njegovoj teoriji disipativne strukture osim što se održavaju u stabilnom stanju daleko od ravnoteže još i evoluiraju. Novo povećanje prolaska energije ili materije mogu dovesti do novih nestabilnosti i tako ih transformirati u nove i složenije strukture. Nekontrolirani povratni luk koji se u kibernetici smatrao destruktivnim u teoriji disipativnih struktura postaje izvor novog reda. Hiperciklusi Temeljem istih koncepata Manfred Eigen tražio je početke života. Eigen je pretpostavio da je porijeklo života rezultat organizacije kemijskih sustava daleko od ravnoteže, uključujući hipercikluse višestrukih povratnih lukova. Pred biološko se stanje tako moglo stvoriti na molekularnoj razini unutar procesa molekularne samoorganizacije. Posebni sustavi reakcija kojim se bavio Eigen nazivaju se i Katalizatorski ciklusi. Proučavajući katalizatorske reakcije koje uključuju enzime, Eigen sa suradnicima je otkrio da se biokemijski sustavi daleko od ravnoteže kombiniraju u različite katalizatorske reakcije i stvaraju složene mreže sa zatvorenim petljama. Upravo su te pojave bit samoorganizirajućih kemijskih sustava i metaboličkih funkcija živih organizama. Karakterizira ih izrazita stabilnost i sposobnost opstanka u raznolikom uvjetima. Uz dostatno vrijeme ciklusi streme međusobnom povezivanju i stvaranju zatvorenih lukova u kojima enzimi nastali u jednom ciklusu postaju katalizatori u sljedećem. Za lukove u kojima je svaka veza katalizatorski ciklus Eigen je uveo pojam “hiperciklus”. Hiperciklusi su vrlo stabilni ali i sposobni za samoispravljanje grešaka samoponavljanjem, iz čega proizlazi da mogu čuvati i slati kompleksne informacije. Takva se kemijska pojava, karakteristična za žive organizme, mogla pojaviti i prije samog života. Iako su ti hperciklusi još daleko od života, mogli bismo ih smatrati njihovom pretečom. Teorija hiperciklusa dijeli važne koncepte samoorganizacije s teorijom disipativnih struktura i laserskom teorijom: stanje u kom se sustav nalazi daleko od ravnoteže, proces pojačavanja putem povratnih lukova te pojava nestabilnosti koja vodi do stvaranja novih organizacijskih oblika. Dodatnu težinu teoriji daje spoj sa Darwinovim pristupom evolucije ali na molekularnoj razini. Autopoeza – organizacija življenja Maturanino istraživanje na polju percepcije dovelo ga je do otkrića da živčani sustav funkcionira kao zatvorena mreža međudjelovanja u kojoj svaka promjena međudjelovanja između komponenti uzrokuje promjenu međudjelovanja istih ili drugih komponenti. Iz tog otkrića postavio je dvije hipoteze: da je cirkulaciona organizacija živčanog sustava osnovna organizacija svih živih sustava. Kako se sve promjene u sustavu odvijaju čuvajući osnovno kružno uređenje, Maturana zaključuje kako takva organizacija mora sama stvarati i održavati svoje karakteristične komponente. Mrežni obrazac, u kojem svaka komponenta stvara ostale komponente istodobno zadržavajući kružno uređenje mreže, osnova “organizacije življenja” Drugi zaključak tvrdi da živčani sustav nije samo samoorganizirajući već i samoreferirajući. On tako percepciju ne smatra kao reprezentaciju vanjskog svijeta nego kao i stvaranje odnosa unutar mreže. Tako “aktivnosti nerv nih stanica ne odražavaju okoliš neovisno o živom organizmu pa stoga i ne dopuštaju rađanje apsolutno postojećeg izvanjskog svijeta”. Kako spoznaja ne predstavlja izvanjsku realnost nego je određuju procesi cirkulacione organizacije živčanog sustava Maturana izvodi sljedeću pretpostavku koja bi važila za sve organizme, sa i bez nervnog sustava:” Živi sustavi su sustavi spoznavanja, a život kao proces je proces spoznavanja.”Maturana, Varela i Uribe razvili su matematički model za najjednostavniji autopoietički sustav, živu stanicu. Žiža zanimanja tog modela nisu bile osobne komponenti, nego komponenti procesi i odnosi između njih. Važna distinkcija koju oni vide je između “organizacije” i “strukture”. Organizacija živih sustava je skup odnosa između njihovih komponenti koji određuju kojoj vrsti pripada sustav (pas, krastavac ili ljudski mozak). Taj je opis apstraktan opis odnosa i ne određuje komponente. Oni smatraju da je autopoeza opći obrazac organizacije, zajednički svim živim sustavima, neovisno o vrsti njihovih komponenti. Struktura se živih sustava, pak, sastoji od stvarnih odnosa između fizičkih komponenti tj. ona je fizičko utjelovljenje njegove organizacije. Organizacija sustava je neovisna o osobinama njegovih komponenti, te data organizacija može biti utjelovljena na mnogo različitih načina, od mnogih različitih vrsta komponenata. U toj mreži procesa stvaranja funkcija svake komponente je sudjelovanje u stvaranju ili transformaciji drugih komponenti. Takva mreža stalno stvara sebe. Produkt djelovanja živih sustava je njihova organizacija. Možemo reći da autopoietički sustav istovremeno mijenja druge i samog sebe. Važna značajka živih sustava je da njihova autopoietička organizacija stvara granice koje određuje područje djelovanja mreže i definiraju sustav kao cjelinu. Prema Maturani i Vareli koncept samoorganizacije je dostatan za opis organizacije živih sustava. Kako taj koncept ne uključuje nikakvu informaciju o fizičkoj građi komponenti, moramo dodati fizikalni i kemijski opis kako bismo razumjeli osobine komponenti i njihova fizička međudjelovanja. Strukturalizam Ako nekom društvenom entitetu pripišemo karakteristike živog sustava rekli bi da je on strukturalno determiniran. Struktura dotičnog sistema je način na koji se suodnose njegovi dijelovi bez promjena u njihovoj organizaciji. Npr. automobil će uvijek biti auto bez obzira modificirali li mi neke njegove dijelove. No ako ga raskopamo izgubiti ćemo njegovu organizaciju. Na isti način struktura živih sustava stalno se mijenja s vremenom budući da se stalno prilagođava promjenama u okolini. Izgubi li se organizacija bit će to smrt za organizam. Organizacija određuje i identitet sistema, gdje struktura određuje raspored dijelova. Organizacija određuje sistem i odgovara generalnom uređenju. U strukturi se vidi suodnos dijelova. Trenutak u kojem sistem gubi svoju organizaciju je onaj kada više nije sposoban na strukturalne promjene. Činjenica da je živi sustav strukturalno determiniran ne znači da je i unaprijed determiniran. On je dakle determiniran ali nije predodređen. Njegova se struktura stalno mijenja i stalno je usklađena sa svojom okolinom tako da je neprikladno govoriti o predodređenosti: ono što se događa sa sustavom ovisi o njegovoj strukturi, datom trenutku i okolini. Svijet u kojem živimo je svijet izgrađen od naših percepcija i naših struktura koje nam omogućuju takve percepcije. Tako realnost ovisi o našoj unutarnjoj strukturi kojih im a koliko i ljudi. To objašnjava zašto je nemoguće apsolutno objektivno znanje: promatrač nije odvojen od fenomena kojeg promatra. Kako su samoorganizirani sustavi determinirani svojom strukturom, okruženje može potaknuti samo one okidače na koje ta struktura može reagirati ali ne može uvjetovati reakciju. Struktura je dakle ta koja određuje koje će se vanjske podražaje sustav percipirati kao okidače za reakciju a koje ne. Strukturalno međudjelovanje i jezik Prema Maturani i Vareli, živi sustavi i okolina se mijenjaju istodobno. Cipela i noga se istodobno i stalno mijenjaju. To je jedan od primjera kako promjene u okolini potiču promjene u strukturi sistema, a sistem potiče opet promjene u okolini što stvara beskonačni međuodnos. Kada sistem utječe na drugi, pa utjecani sistem vrši povratni utjecaj stvara se međusobno kompenzirajuće ponašanje tj. djelovanje jednog je stalno izvor stimulacije za kompenzirajući odgovor onog drugog koje možemo zvati interakcija, referentno polje ili jednostavno jezik. Interakcija ne može postojati između zatvorenih sustava nego samo otvorenih koji mogu reagirati na podražaje druge strane. Jezik tako nije set instrukcija uz pomoć kojega prenosimo informacije nego obostrana orijentacija sustava prema području interakcije – sponi njihovih odvojenih unutrašnjih sustava. Učenje i instinkt Trenutna struktura sustava rezultat je strukturalnih međudjelovanja kao odgovore na vanjske perturbacije odnosno okidače. To je instinkt koji je rezultat evolucije i razvojnih procesa. Učenje je isto vrsta strukturalnog međudjelovanja i teško ga je razdvojiti od instinkta. Razlike između evolucije, razvoja (prilagodbe) i iskustva postoje jedino u vremenu. To nisu zasebne kategorije. Neovisnost se sustava očituje kao neodgovarajuće ponašanje (percipirano izvana) poznato kao “instinkt” ili “pogreška”. Koevolucija Koevolucija se odnosi na interakciju između samoorganizirajućeg sustava i okruženja. Ona ima mnogo različitih formi a ovisi i o samom sustavu. Pojaviti će se u interakcijama na nivou organizacije (vrste) i nivou strukture (same jedinke) kao i među drugim organizacijama i strukturama bilo kao lovina, lovac ili neutralna vrsta. Biologija, ekonomija i teorija igara dinamike takvih interakcija vode do obrazaca poznatih po imenima Nash ekvilibrij ili Evolucijski stabilna strategija. Važan set interakcija odnosi se na sinergijsku koevoluciju, gdje mnogo sustava ulazi u međusobne interakcije, stvarajući mrežu sudnosa iz koje svi izvlače korist (win-win situation). Ona se odvija na mnogo razina, no možemo predočiti o tri razine koje posjeduju regularnost i stabilnost koja omogućuje da se bavimo njima kao zasebnim kategorijama iako u konačnici one to nisu. Fizička razina To je razina kojom se bave fizika i kemija. Ona je ujedno i temeljna razina na kojoj živi organizmi zadovoljavaju svoje osnovne potrebe. Mnogi organizmi djeluju samo na ovoj razini. Ova razina posjeduju regularnost i stabilnost koja omogućuje da bude uzročno objašnjenja. Društvena razina Ova je razina mnogo kompleksnija budući da unutar nje djeluje mnogo različitih društvenih struktura: od pojedinaca pa do čitavih grupa sve do utjecaja fizičke razine. Ova razina ne može biti objašnjena kao djelatnost prirodnih sila jer njezin mehanizam prisile nije “prirodan”. Ona je posljedica interakcije između pojedinih struktura (jedinki) tvoreći zajedničko ponašanje. Na ovoj razini možemo promatrati mnoga pravila koja je stvorio čovjek svojim djelovanjem. Ona su poznata i pod nazivom Bootstrap pravila (religija, obitelj, novac itd). Interakcije na ovoj razini se često znaju odvijati u sferi nesvjesnog i automatskog te unutar okvira normi zajednice gdje djeluju pojedinci. Ovo je razina na kojoj djeluju mnoge životinjske vrste. Koevolucija između organizacije i društvene razine je često zapostavljena što je vidljivo iz strogog odvajanja biologije, psihologije i društvenih znanosti. Spoznajna razina. Ovo je razina gdje se pravila izvode iz činjenice da prve dvije razine pravila moraju međusobno djelovati u vremenu. Za razliku od prva dva reda pravila, evolucionarne pravilnosti nisu teleološke već rezultat pravila 1. i 2. reda te se stvaraju pravila koja je nemoguće prognozirani tj koja su nelinearna. Na ovoj se razini pojavljuje sposobnost stvaranja apstraktnih ideja, nematerijalnih koncepata kao npr: matematike, filozofije, etike, politike itd. koji utječu na ponašanje pojedinaca i grupa. Ta pravila nisu nevažna u znanosti, koje zanemaruju čisti materijalisti i redukcionisti. Dodatnu kompleksnost ove razine daje i interakcija koja nastaje djelovanjem prve i druge razine, pa je to pozornica najraznolikojih i najnestalnijih oblika. Veliki značaj na ovoj razini imaju jezik, simboli i mitovi ali. Na ovoj se razini autopoietički stvara kultura koja je samoreferirajuća i samoodržavajuća a trajnije strukture zadržava na društvenoj razini. Ova je razina najkopleksnija i najpodložnija vanjskim utjecajima. Linearnost Linearnim se razmišljanjem uzrok postavlja neposredno prije učinka ili jako blizu, i zadržava mišljenje da se takav odnos uvijek događa u istom kontekstu u prostoru u vremenu. Takav mentalni model zadovoljava mehanicističku perspektivu no nedostatan za razumijevanje nelinearnih fenomena npr. ekonomije, biologije pa čak osjećaja ili emocija. Linearni mentalni model je primjeren svakodnevnim danostima koje se ionako ne bavi nelinearnim. Posljedice pretjeranog pojednostavljanja ljudskih uvjetovanosti može biti uvjerenje da se sustavni problemi mogu riješiti linearnim razmišljanjem. Uvjerenje da isključivo npr. bijeda ili siromaštvo uzrokuju teorizam pripadaju ovoj skupini razmišljanja. Literatura Mreža života, Fritjof Capra Teorija igara u međunarodnim odnosima, Luka Brkić |
- 12:22 - Komentari (0) - Isprintaj - #
Dnevnik.hr |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Blogovorje
Mjesto rasprave dokonih radoholičara.
Molba posterima (činiocima posta)
Pročitajte svoj post barem jednom, prije nego ga pošaljete! |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||