Самоорганизация: Как порядок возникает из хаоса В природе часто можно наблюдать, как упорядоченные структуры возникают из хаотичных систем без какого-либо внешнего управления. Примеры самоорганизации включают кристаллизацию, образование снежинок, рой пчел, а также формирование полос и спиралей у животных. Эти явления происходят по принципу самоорганизации, когда множество элементов системы взаимодействуют локально, образуя сложные структуры и порядок. Самоорганизация происходит через простые правила взаимодействия между элементами. Например, в химических реакциях Белоусова-Жаботинского спонтанно появляются цветные кольца и волны благодаря непрерывным химическим реакциям между реагентами. Данный процесс изучается в нелинейной динамике, где элементы системы начинают реагировать согласованно, образуя новые устойчивые паттерны. Самоорганизация происходит во многих областях науки, и изучение этих процессов на стыке физики, химии и биологии приводит к открытию новых закономерностей. Например, физики и химики исследуют процессы самоорганизации в плазме и полимерах, биологи изучают, как клетки организуются в ткани, а экологи наблюдают закономерности в групповых движениях животных. Данное явление также вдохновляет разработчиков алгоритмов в программировании и искусственном интеллекте, где самоорганизация помогает моделировать сложные задачи, такие как оптимизация сетей или поведенческое моделирование. Понимание процессов самоорганизации открывает перед наукой перспективы создания искусственных материалов с заданными свойствами, разработки энергосберегающих технологий и улучшения понимания природных процессов. Принцип также лежит в основе многих алгоритмов в робототехнике, где автономные роботы могут координировать свои действия для выполнения сложных задач без центрального управления. В этой статье рассматривается концепция самоорганизации в биологических системах, с упором на два ключевых процесса: фазовый переход и реакция-диффузия, рассматриваются физические и биологические факторы, которые управляют самоорганизацией, и преимущества таких структур в живых системах. В статье также освещаются открытые вопросы и будущие проблемы, связанные с изучением самоорганизующихся систем и их потенциальных применений в медицине и синтетической биологии. Powered by SciBiz @SciArticleBot Doi:10.1098/rstb.2017.0113