self-organization
Määritelmä
Itseorganisaatio (engl. self-organization) on prosessi, jossa järjestäytynyt rakenne tai käyttäytymismalli syntyy systeemin komponenttien paikallisten vuorovaikutusten tuloksena ilman keskitettyä ohjausta, ulkoista käskyä tai ennalta määrättyä suunnitelmaa. Makroskooppinen järjestys ei ole kenenkään suunnittelema — se emergoituu mikroskooppisista säännöistä.
Itseorganisaation tunnuspiirteet ovat:
- Komponentit toimivat vain paikallisen informaation varassa; kenelläkään ei ole kokonaiskuvaa.
- Vuorovaikutus on jatkuvaa ja dynaamista, ja siihen liittyy palautesilmukoita.
- Järjestys ylläpitää itseään energia- ja materiavuoista, jotka pitävät systeemiä kaukana termodynaamisesta tasapainosta.
- Lopputulos on tyypillisesti robusti ja mukautuva: yksittäisen solmun vaurio ei romahduta rakennetta.
Itseorganisaatiota esiintyy fysikaalisissa, kemiallisissa, biologisissa ja sosiaalisissa systeemeissä: Bénardin konvektiokennot, lumihiutaleet, muurahaisten ravinnonhankintapolut, aivojen neuroniverkot, ekosysteemit, kieli ja markkinatalous.
Alkuperä
Termi vakiintui 1900-luvun puolivälissä, kun fyysikko Ilya Prigogine tutki dissipatiivisia rakenteita — järjestelmiä, jotka ylläpitävät itseään energiavuoista kaukana termodynaamisesta tasapainosta. Hän sai Nobelin kemianpalkinnon vuonna 1977 työstään, joka osoitti, että järjestys voi syntyä kaaoksesta ilman ulkoista ohjausta.
Biologiassa Stuart Kauffman osoitti 1990-luvulla, miten autorekatalyyttiset kemialliset verkot voivat spontaanisti tuottaa monimutkaisuutta. Saksalainen fyysikko Hermann Haken kehitti samanaikaisesti synergetiikan, joka formalisoi itseorganisaation matemaattisesti järjestysparametrin avulla.
Sosiaalitieteissä itseorganisaatio yhdistetään usein Friedrich Hayekin hajautetun tiedon teoriaan, Elinor Ostromin yhteisvarallisuuden tutkimukseen ja kompleksisten adaptiivisten systeemien tutkimukseen, jota ovat vieneet eteenpäin John Holland, W. Brian Arthur ja Santa Fe -instituutti (perustettu 1984).
Yhteydet muihin käsitteisiin
Itseorganisaatio on systeemiajattelun ydinkäsitteitä ja kytkeytyy erityisesti seuraaviin:
- emergenssi — itseorganisaatio on yksi keskeinen mekanismi, jonka kautta emergenttejä ominaisuuksia syntyy.
- kompleksinen adaptiivinen systeemi — CAS-systeemit ovat tyypillisesti itseorganisoituvia.
- attraktori — itseorganisoituva systeemi hakeutuu attraktoreihin.
- faasisiirtymä — kriittiset faasisiirtymät ovat usein itseorganisaation ilmenemismuoto.
- palautesilmukka — positiivinen ja negatiivinen palaute ohjaavat järjestäytymistä.
- epälineaarisuus — epälineaariset vuorovaikutukset ovat edellytys itseorganisaatiolle.
- järjestysparametri — Hakenin käsite kuvaa syntyvää makroskooppista järjestystä.
- säätöparametri — ohjaa systeemiä kohti kriittistä pistettä.
Missä oppitunneissa käsitellään
Itseorganisaatio on keskeinen käsite [[../lessons/kompleksisuus-ja-kaaos|Kompleksisuus ja kaaos]] -oppijaksossa, jossa käsitellään dissipatiivisia rakenteita, CAS-teoriaa ja emergenssiä. Sitä sivutaan myös [[../lessons/systeemiajattelun-perusteet|Systeemiajattelun perusteissa]] osana dynaamisten systeemien teoriaa ja [[../lessons/palaute-ja-silmukat|Palaute ja silmukat]] -jaksossa palautemekanismien yhteydessä.
Lähteet
- Prigogine, I. & Stengers, I. (1984). Order Out of Chaos: Man's New Dialogue with Nature. Bantam Books.
- Kauffman, S. (1993). The Origins of Order: Self-Organization and Selection in Evolution. Oxford University Press.
- Haken, H. (1977). Synergetics: An Introduction. Springer.
- Camazine, S., Deneubourg, J.-L., Franks, N. R., Sneyd, J., Theraulaz, G. & Bonabeau, E. (2001). Self-Organization in Biological Systems. Princeton University Press.
- Holland, J. H. (1995). Hidden Order: How Adaptation Builds Complexity. Addison-Wesley.