Схема самоорганизации энергетических процессов включает частичную компенсацию самопроизвольного, т.е. протекающего со снижением термодинамической свободной энергии, процесса каким либо другим, возбуждаемым первым, т.е. принудительным, процессом, идущим в направлении, противоположном первому. В отличие от равновесия, при котором не происходит никаких изменений ни в системе, ни в окружающей её среде, при самоорганизации энергетических процессов в системе происходит самопроизвольная, непрерывная и ритмичная переработка ресурсов среды с выбросом в неё отходов и т.о. — выработка энергии. Эта энергия может затем расходоваться на обеспечение разнообразных функций системы.
С позиций кибернетики принципиальная схема выработки энергии в самоорганизованной системе выглядит довольно просто. В ней саморегулирующиеся по принципу отрицательной обратной связи процессы противоположного направления связаны друг с другом тоже нелинейными, но прямыми положительными связями в замкнутый контур. Очевидно, что устойчивость работы такого контура зависит от соотношений мощностей факторов, управляющих скоростями энергодающих процессов. Несмотря на простоту, принципиальная схема самоорганизации энергетики способна с единых позиций объяснить разнообразные фундаментальные функции природных систем. В этом она выгодно отличается от различных, подчас очень сложных, кибернетических схем, предлагающихся для объяснения ряда функций и для создания устройств, обладающих ими.
Предлагаемая модель самоорганизации с единых позиций объясняет и самопроизвольное функционирование природных систем, и самопроизвольные, однонаправленные во времени и в пространстве ритмичные изменения их параметров, и адаптацию и гомеостаз, осуществляемые через ритмы, и малую мощность управляющих воздействий по сравнению с управляемыми процессами и многое другое. В модели содержится принципиальная возможность самопроизвольного образования из множества одинаковых и/или различных систем над- и подсистем, действующих на одинаковом принципе. Могут возникать самосборкой иерархические, разветвлённые и разные другие структуры с фрактальными параметрами функционирования. Очевидно, что именно самоорганизация энергетики лежит в основе целостности и специфики любой системы, её отличий от всех других систем, в том числе — и от своих собственных частей. А именно специфика является главным критерием и характеристикой системы согласно теории систем [1]. Кстати, дискретность и целостность систем может быть следствием дискретности энергетических процессов. Эта дискретность обнаруживается кластерным анализом, как показано в [1].
Из модели самоорганизации следует, что частота ритмов может служить интегральным показателем устойчивости системы, что воздействовать на систему и управлять ею следует через факторы, влияющие на скорости энергодающих процессов, что самопроизвольно эволюционировать система может лишь до определённого предела, пока не превысистся её адаптационная ёмкость. В последнем случае система разрушится, скачком превращаясь в какую-либо другую систему, более устойчивую в новых условиях.
Схема самоорганизации энергетических процессов в принципе может действовать при любых процессах, независимо от их природы и мощности. Важно лишь, чтобы эти процессы могли саморегулироваться и объединяться в замкнутый контур согласно предложенной схемы.
Модель самоорганизации энергетики у природных систем, на наш взгляд, может оказаться полезной при изучении геологических явлений. Так, например, по изменению ритмов геологических процессов можно судить об изменении устойчивости функционирования Земли и прогнозировать возможность приближения катастрофических ситуаций. Охватывая единым подходом эволюционные и катастрофические явления, модель примиряет теории эволюции Земли с теорией катастроф. Она показывает, что необходимо учитывать однонаправленность и повторяемость циклов. В таком случае можно ожидать, что глубины Каспия и Арала, например, самопроизвольно через некоторое время вернуться к исходным. Практически важно учитывать законы, управляющие энергетикой Земли и не пытаться, например, повернуть вспять опасные естественные процессы, т.к. это может лишь ускорить приближение катастрофы. Воздействуя на управляющие факторы, можно лишь ускорить или замедлить естественное течение процессов. Это положение, важное для управления экосистемами, к сожалению, не всегда учитывается экологами.
Не должен удивлять тот факт, что схема самоорганизации энергетики впервые была получена на основании изучения живых систем. Он скорее даже должен служить подтверждением правильности этой схемы. Дело в том, что в биологических науках не только накоплен большой фактический материал наблюдений, но имеется ещё и большой объём экспериментов, которого в геологии явно недостаточно. Чтобы вывести модель самоорганизации у биологических систем, необходимо было отобрать действительно фундаментальные характеристики и найти объединяющие его взаимосвязи. Общим энергетическим основанием для живой материи оказались электромеханические процессы, организуемые протонными (в общем случае — ионными) электромеханическими полевыми эффектами, проявляющиеся у органических полупроводников в водном растворе. Жизнь возникла, по-видимому, закономерно, из неживой косной материи в результате её эволюции, когда в процессе геологической эволюции появились подходящие для этого условия. Этапы зарождения жизни могут быть следующими: вначале эволюция химических катализаторов привела к образованию цепочек органических электронно- и протонно проводящих полупроводников [12,13], затем между электронными и протонными цепями возникло взаимодействие. Как только эти цепи замкнулись друг на друга, возникла живая материя и эволюция неживой природы дополнилась биологической эволюцией со своими особенностями. Таким образом, приходим к выводу, что образование живой материи из косной не только возможно, но, по-видимому, является необходимой, закономерной ступенью эволюции геологических процессов. Более того, очевидно, что геологические процессы после возникновения жизни на Земле должны протекать обязательно с участием живой материи. Это подтверждается образованием нефти, наличием спор в глубоких скважинах и в литосфере Земли. Очевидно поэтому, что биологические процессы должны учитываться в геологии.
1 Системой мы называем единство взаимообусловленных материалов, структурно-функциональных их связей и выполняемых таким «устройством» функции [1]. Главным, необходимым условием работы этого устройства является его энергообеспечение, закономерности которого определяют собою законы функционирования системы. Термин «природная» означает, что система функционирует и существует самопроизвольно [2]