خود سازمان دهی: معجزه طبیعت

یکی از مفاهیم بسیار پایه ای و اساسی در علوم پیچیدگی، خود سازمان دهی است. خود سازمان دهی در واقع مفهومی است که مسیر توجه و مطالعات دانشمندان حوزه آشوب را از دانشمندان حوزه پیچیدگی جدا می کند. به طور کلی تغییر فاز و دگرگونی هر سیستم غیر خطی از حالت ساده به سمت پیچیده (یعنی از نظم به سمت آشوب)، تمرکز اصلی مطالعات دانشمندان حوزه نظریه آشوب را تشکیل می دهد و بر عکس، دگرگونی هر سیستم غیر خطی از حالت پیچیده به سمت ساده (از آشوب به نظم) که به طور عمده از طریق فرایند خودسازماندهی رخ می دهد، موضوع اصلی مطالعات دانشمندان علوم پیچیدگی است. تعاریف متعددی برای خودسازمان دهی ارایه شده است. توانایی خلق ساختار، الگو یا عملکرد بدون وجود دخالت بیرونی، برای یک سیستم را خودسازماندهی گویند. در حقیقت، درهمکنش اجزای تشکیل دهنده یک سیستم در سطح پایین که منتهی به ظهور ساختار، خواص و الگو در سطوح بالاتر به صورت نوآیند می شود را خودسازماندهی گویند. به طور کلی باید گفت که از سطح زیر-سلولی تا سطح اکوسیستم های بزرگ در طبیعت، فرایند خودسازماندهی برقرار است.

خودسازماندهی در بسیاری از پدیده های طبیعت و حیات اجتماعی موجودات قابل مشاهده است. به عنوان مثال، چنانچه جمعیت بزرگی از افراد در یک میدان ورزشی و یا کنسرت موسیقی در فضای باز جمع شده باشند، ابتدای ورود با یک جمع آشوبناک مواجه می شویم، ولی پس از اندکی، جمعیت به صورت خودسازمانده به سمت الگوهای رفتاری خاصی حرکت می کنند و نوعی حالت نظم از آشوب اولیه بوجود می آید.

مهم اینجاست که حرکت جمعی افراد در این مثال، توسط یک راهبر یا مدیر، طرح ریزی و به اجرا گذاشته نمی شود، بلکه نظم بوجود آمده حاصل درهمکنش افراد است. حرکت ماهی ها در عمق اقیانوس، حرکت جمعی پرندگان، حرکت جمعی نوازندگان در یک گروه ارکستر و هزاران مثال دیگر را می توان گفت که حاصل فرایند خودسازماندهی است.

چنانچه شما یک ظرف آب را بر روی شعله گاز قراردهید، بعد از مدتی، سلول های شش ضلعی (هگزاگونال) در سطح آب تشکیل می شود و سپس آب به جوش می آید. جوشیدن آب حاصل بازخوردهای مثبت و منفی است که لایه های گرم شده در کف ظرف و لایه های سرد بالایی بر همدیگر وارد می کنند. به عبارت دیگر، برای شروع فرایند خودسازماندهی، نیاز به وجود بازخوردهای مثبت و منفی بین اعضای تشکیل دهنده آن سیستم است.

شکل گیری خاص و الگوهای حاکم بر ابرهای آسمان نیز بر اساس فرایند خودسازماندهی است. ازمثال های بالا می توان به این نتیجه رسید که خود سازماندهی در شرایط بسیار دور از تعادل (مانند گرم شدن آب) بوجود می آید. زمانی كه یك سیستم غیرخطی در وضعیت بسیار دور از تعادل قرار می‌گیرد، می‌تواند دستخوش فرآیند خودسازمان‌دهی یا دگرگونی خود انگیخته قرار گرفته و به سمت نظم یا الگویی از رفتارهای پیچیده كشیده شود. چنین رشته‌ها و توالی‌های منشعب شدن وقتی رخ می‌دهد كه پارامترهای كنترل یك سیستم، تحت كنترل خود سیستم باشد. این هم تعریف دیگری برای  خودسازمان‌دهی است. در این حالت است كه یك سیستم آشوبناك، شكل و حالت خود را، از رهنمون‌های داخلی و نه تحمیل‌های وارد شده از دنیای خارج تولید می‌كند. توانایی خود سازمان‌دهی در سیستم‌های غیر خطی و آشوبناك یك توانایی ذاتی است و نیازی به دخالت‌های خارجی ندارد. بنابراین می‌توان چنین گفت كه آشوب از منطق درونی منظم پیروی می‌كند. ولی این نظم به‌طور كامل با نظمی كه در بازنمایی مكانیكی جهان از آن یاد می‌شود، تفاوت دارد. نظم در دنیای مكانیكی، توسط قوانین تغییر‌ناپذیر كه می‌توان با تحقیقات عینی آن‌ها را درك و فهم كرد، ایجاد می‌شود، در حالیكه در دنیای آشوبناك، نظم، تركیب ناپایداری از شانس و طرح (ساختار) بوده كه با نقطه‌های تغییرفاز و انشعاب به جهت‌های گوناگون در حال دگرگونی است. بی نهایت مثال می توان برای خودسازماندهی ارایه کرد. امروزه مشخص شده است که نحوه تحریک شدن سلول های عصبی مغز بر مبنای الگوهای خاص، بر اساس فرایند خودسازماندهی است.

چنانچه نظریه بیگ بنگ (مهبانگ) را در نظر بگیریم، هستی و وجود به وسیله یک فرایند خودسازمانده از آشوب ناشی از انفجار مهبانگ بوجود آمده است. فرایند تکلم انسان و به زبان آوردن کلمات، ناشی از الگوهای فعال شده در مغز و خودسازماندهی این الگوها با زبان و عضلات هنجره و سایر عضوهای دخیل است. نکته مهم دیگر این که هر نوع فرایند خودسازماندهی در فضا و حالتی از سیستم رخ می دهد که نوعی “ناپایداری محدود” بر آن حاکم است. یعنی ناپایداری به صورت نامحدود و هرج و مرج وجود ندارد، بلکه نوعی از محدودیت بر سیستم حکمفرماست. حالتی که نوعی ناپایداری محدود بر سیستم حاکم است را در ادبیات علوم پیچیدگی، لبه آشوب گویند. مثلا، نمی توان تصور کرد که اعضای یک گروه ارکستر، هر نتی را که دلشان خواست بزنند، بلکه باید یک الگو یا آهنگ خاص به صورت کلی بر کل فعالیت های اعضا حکمفرما باشد و اعضای گروه در مسیر آن آهنگ خاص، خودسازمانده شوند. امروزه حتی دانشمندان به دنبال پیدا کردن قوانین خودسازماندهی حاکم بر زمان و علّیت هستند و معتقدند که قوانین حاکم بر علّیت با نحوه جریان یافتن زمان، خودسازمانده می شوند.

برای یک آینده پژوه، درک فرایندهایی که باعث می شوند یک سیستم از حالت منظم به آشوب و از حالت آشوب به حالت منظم (از طریق فرایند خودسازماندهی) برسند، بسیار حیاتی است. از مطالب فوق می توان به این نتیجه رسید که سیستم های پیچیده، در یک طیف رفتاری خاص قرار دارند. در یک طرف این طیف، سیستم می تواند در حالت آشوبناک باشد و در سر دیگر طیف، می تواند به خودسازماندهی برسد و حالت های مابین این دو گستره را نیز داشته باشد. خودسازماندهی در نقطه انشعاب یک سیستم رخ می دهد و رفتار سیستم از حالتی آشوبناک به حالتی با نظم تر تغییر می کند. این نقاط انشعاب در واقع، نقاطی در مسیر تکامل یک سیستم است که آینده های جدید و بدیل آن سیستم بوجود می آیند. بنابراین درک فرایندهای خودسازماندهی منتهی به درک نحوه و زمان شروع فرایند منشعب شدن می شود که آن هم منتهی به درک آینده های بدیل آن سیستم می شود. آینده پژوهی تلاشی برای درک عمیق تر و به موقعِ شروع فرایند خودسازماندهی و انشعاب در سیستم مورد نظر است.