autoorganización

En la teoría de sistemas , la autoorganización es una forma de desarrollo del sistema en la que las influencias que moldean o moldean emanan de los elementos del sistema mismo. En los procesos de autoorganización, los órdenes estructurales o la formación de patrones se logran sin que esto surja de manera demostrable de influencias controladoras externas ( organizadas externamente ) o se pueda asignar linealmente a causas específicas. La autoorganización es una propiedad de los sistemas dinámicos complejos que se examinan en la sinergética , la teoría de la interacción de los elementos. Con esta emergencia, a menudo espontánea, de patrones de orden a partir de la dinámica del sistema, se habla de emergencia o de fenómenos emergentes.

En el uso de la teoría política u organizacional , la autoorganización describe el diseño de las condiciones de vida de acuerdo con acuerdos flexibles y autodeterminados y es similar al concepto de autonomía . El uso político u organizativo de la palabra autoorganización a menudo se legitima erróneamente por razones científicas y teóricas del sistema, pero no está directamente relacionado con estos modelos explicativos.

El término se utiliza específicamente para las tarjetas autoorganizadas , una variante de las redes neuronales artificiales .

propiedades

Cuando se trata de autoorganización, se puede hacer una distinción entre autoorganización autógena (usando la propia fuerza) y autoorganización autónoma (autodeterminada):

Autoorganización autógena

1. Autorreferencia : Los sistemas autoorganizados son autorreferenciales y muestran una cohesión operativa. En otras palabras, "cada comportamiento del sistema actúa sobre sí mismo y se convierte en el punto de partida para un comportamiento posterior", por lo que tiene un efecto circular. Los sistemas operacionalmente cerrados no actúan sobre la base de influencias ambientales externas, sino más bien de acuerdo con las formas de generación y procesamiento de información que han surgido en ellos, cuasi "fuera de sí mismos". Los resultados del procesamiento interno cambian las condiciones iniciales para los procesos posteriores. La autorreferencia, y por tanto la unidad informativa, no contradice la enérgica apertura de los sistemas.
2. Dependencia de la ruta : una ruta de desarrollo que se ha tomado no se puede dejar tan fácilmente.
3. Indeterminación : el curso del desarrollo es, en última instancia, impredecible. La indeterminación depende de las coincidencias, un pequeño cambio en las condiciones iniciales puede llevar a caminos completamente diferentes.

Autoorganización autónoma

1. Autonomía : Los sistemas autoorganizados son autónomos cuando las relaciones e interacciones que definen al sistema como una unidad solo están determinadas por el propio sistema. La autonomía solo se relaciona con ciertos criterios, ya que sigue existiendo una relación de intercambio material y energético con el medio ambiente. En el caso de la autonomía vertical, la libertad de toma de decisiones de las unidades subordinadas está marcadamente separada. Con autonomía horizontal, las áreas de un nivel son independientes entre sí.
2. Centralización y descentralización: la delegación de poderes de toma de decisiones en el nivel inferior se llama descentralización, mientras que los poderes de toma de decisiones en el nivel superior se delegan por centralización.
3. Redundancia : En los sistemas autoorganizados no existe una separación fundamental entre las partes que organizan, dan forma o controlan. Todas las partes del sistema representan diseñadores potenciales, varias áreas pueden hacer lo mismo, lo que crea una especie de exceso (= redundancia). La redundancia puede aumentar la autonomía ya que no existe una estricta división del trabajo.

historia

El término autoorganización fue acuñado en la década de 1950 por Wesley A. Clark y Belmont G. Farley :

En los sistemas sociales se puede observar cómo el orden --independientemente de las acciones de un organizador-- emerge del sistema mismo. Este fenómeno se llama autoorganización. La autoorganización es un término que es popular no solo en la teoría de sistemas . Es importante tanto en sistemas sociales como naturales, físicos, biológicos, químicos o económicos. El concepto de democracia de consejos y sus enfoques sociopolíticos también asumen que el margen de maniobra necesario para la autoorganización debe combatirse contra las formas existentes de determinación externa . Según este enfoque, las personas solo pueden tomar el control de sus vidas si también controlan los medios de producción y no están sujetas a organizaciones jerárquicas.

La prehistoria o prehistoria de la autoorganización abarca el período desde la antigüedad grecorromana hasta mediados del siglo XX. Incluso en la antigua Grecia, los filósofos especulaban sobre el caos y la turbulencia como causa del orden. En la filosofía de Aristóteles, la autoorganización también podría llamarse entelequia . La filosofía natural platónica de Isaac Newton ( Philosophiae naturalis principia mathica , 1687) ya asume en la Primera Ley del Movimiento que la materia es absolutamente pasiva. Por lo tanto, no es capaz de ningún movimiento o autoorganización. Las causas activas de los cambios materiales son las "fuerzas de la naturaleza" inmateriales. En las ciencias naturales de los siglos XVIII, XIX y principios del XX, en cambio, dominaron los modos de pensamiento materialista-mecanicista , que también se reflejan en la teoría de la evolución de Darwin . La historia real del desarrollo de la autoorganización no comienza hasta la segunda mitad del siglo XX. El momento relativamente tardío tiene varias causas: inicialmente el paradigma mecanicista imperante impidió el replanteamiento necesario y se ignoraron los fenómenos relacionados con la autoorganización. En la actualidad, todavía no es posible hablar de una teoría de los sistemas sociales autoorganizados o de hipótesis probadas empíricamente .

El concepto de autoorganización debe su amplia resonancia a su aplicabilidad universal.

Autoorganización en filosofía

Immanuel Kant introdujo el concepto de autoorganización en su Crítica del juicio de 1790 para caracterizar la esfera viviente: “ Si uno llama a esto un análogo del arte , se dice muy poco sobre la naturaleza y su capacidad en productos organizados ; porque entonces uno imagina que el artista (un ser razonable) está fuera de ella. Más bien, se organiza a sí mismo, y en cada especie de sus productos organizados, de acuerdo con el mismo espécimen en su conjunto, pero también con las desviaciones apropiadas que la autoconservación requiere de acuerdo con las circunstancias ”. Esto lo llevó a darse cuenta de que la física mecanicista ha límites explicativos. El fundador de la “filosofía natural dinámica” y uno de los exponentes del idealismo alemán Friedrich Wilhelm Joseph Schelling retomó las consideraciones de Kant y amplió su concepto de autoorganización a una filosofía natural general que también abarca la esfera inorgánica. Al hacerlo, se dio cuenta de que no basta con centrarse en la autopreservación de los sistemas. Más bien, estos deben reconocerse en su "primer origen". Una teoría de la autoorganización original, que para él estaba relacionada en particular con el primer origen de la vida y con el surgimiento original de especies y géneros, no debe presuponer la circularidad de los procesos como en el caso de la mera autorreproducción. El “equilibrio dinámico” es también un mero producto de un proceso más profundo de natura naturans . La filosofía natural de Schelling, que está ligada a la cosmogonía del Timeo de Platón , es, por tanto, esencialmente una teoría de la emergencia. Heuser-Keßler mostró que el concepto de autoorganización de Kant tiene similitudes con el de autopoiesis , mientras que la enseñanza de Schelling muestra puntos de contacto con las teorías de autoorganización física de la modernidad. Además, mostró que el concepto de autoorganización de Schelling está más profundamente fundado en términos filosóficos y, por lo tanto, no solo tiene una relevancia histórica sino también en la actualidad sistemática. Por lo tanto, fue utilizado por representantes científicos de teorías de autoorganización como B. Manfred Eigen, Hermann Haken o Ilya Prigogine fueron invitados a explicar esto. Su trabajo también influyó en la investigación de Schelling en EE. UU., Canadá y Australia. Para desarrollar aún más sus tesis, investigó la historia de las matemáticas en el siglo XIX y se dio cuenta de que la teoría de Schelling del principio de autoorganización tuvo un impacto en el desarrollo de las matemáticas modernas en Alemania.

Autoorganización en la teoría de sistemas

La autoorganización es la aparición espontánea de estructuras y comportamientos nuevos, estables y aparentemente eficientes ( formación de patrones ) en sistemas abiertos . Son sistemas que están lejos del equilibrio termodinámico, es decir, intercambian energía, sustancias o información con el mundo exterior. Sin embargo, la autoorganización es omnipresente incluso en procesos exotérmicos y procesos en equilibrio térmico , en el mundo de partículas elementales , física y química, en el espacio durante la formación de estrellas y planetas , en evolución , biología hasta los sociales antes mencionados . Sistemas . Los sistemas emergentes surgen naturalmente de sus elementos a través de las interacciones entre ellos. En física y química, estas son directamente las fuerzas de las leyes de la naturaleza. Además de sus estructuras complejas, los sistemas también tienen nuevas propiedades y capacidades que los elementos no tienen. Un sistema autoorganizado cambia su estructura básica dependiendo de su proceso de desarrollo y su entorno . Los participantes que interactúan (elementos, componentes del sistema, agentes) actúan de acuerdo con reglas simples y crean orden a partir del caos sin tener que tener una visión de todo el desarrollo.

Un caso simple de autoorganización ( física ) es, por ejemplo, B. la aparición de células de convección cuando se calientan líquidos ( experimento de Bénard ).

El concepto de autoorganización se puede encontrar en varios campos de la ciencia, como B. Química , biología ( plegamiento dirigido y asociación de proteínas , formación de hélice de ADN , ...), sociología , etc.

Criterios

Para poder hablar de autoorganización se deben cumplir los siguientes criterios (interdependientes):

1. La evolución de un sistema hacia una estructura organizada espacial / temporalmente sin intervención externa
2. El movimiento autónomo en regiones cada vez más pequeñas del espacio de fase (los llamados atractores )
3. El desarrollo de correlaciones o patrones espacio-temporales entre variables previamente independientes, cuyo desarrollo solo está influenciado por reglas locales.

Autoorganización en ciencia y tecnología

El comportamiento emergente de un sistema autoorganizado a menudo muestra muy buenas propiedades en términos de escalabilidad y robustez frente a influencias disruptivas o cambios de parámetros, por lo que los sistemas autoorganizados son muy adecuados como paradigma para futuros sistemas técnicos complejos. Sin embargo, no existe un algoritmo simple para generar las reglas locales necesarias para un comportamiento global deseado. Por ejemplo, los enfoques anteriores se basan en ensayo y error manual y esperan una comprensión fundamental del sistema por parte del ingeniero. Como otra alternativa, los sistemas existentes en la naturaleza a menudo se copian, pero esto presupone la existencia de un ejemplo adecuado. Un ejemplo inspirado en la naturaleza es el uso de un efecto que se produce en la naturaleza con las llamadas marcas onduladas en las dunas . Este efecto se utiliza en el crecimiento de capas . Los puntos cuánticos crecen así.

La investigación actual tiene como objetivo aplicar algoritmos evolutivos para diseñar un sistema autoorganizado.

Autoorganización en la administración de empresas

La autoorganización en la actividad empresarial traslada parte de las funciones jerárquicas a sistemas de trabajo de unidades organizativas funcionalmente subordinadas. Este enfoque requiere un cambio de paradigma que desafíe a todos los involucrados.

Autoorganización en escuelas y lecciones.

En el curso de la orientación al estudiante, se han desarrollado conceptos de enseñanza desde la década de 1970 que fomentan la autoorganización en el grupo de estudiantes. Aquí conviene mencionar el concepto de aprendizaje cooperativo . Además, en el método de aprendizaje a través de la enseñanza , la clase se trata como una “ red neuronal ”. En analogía con los conjuntos neuronales, el objetivo es crear conexiones estables entre los alumnos a través de interacciones intensivas y de largo plazo, para que el grupo aprenda. Además, se supone que estas "redes neuronales" construyen conocimiento colectivamente .

Autoorganización en el trabajo infantil y juvenil

Los procesos de autoorganización juvenil, como pueden verse, por ejemplo, en las casas y salas de juventud autogestionadas, representan una forma central de trabajo infantil y juvenil abierto en el que los especialistas en educación no juegan ningún papel o solo actúan como acompañantes. asesores o moderadores (por ejemplo, en conflictos entre los jóvenes y su entorno, como los vecinos de la sala de jóvenes autoorganizada).

En los últimos años, el término autoorganización también se ha utilizado cada vez más para las tecnologías para la producción y modificación de MEMS y NEMS , más conocidos como procesos de abajo hacia arriba . Aquí la autoorganización tiene lugar a nivel molecular o nanocristalino y puede tener lugar biológica, química o físicamente.

literatura

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• Andreas Dietrich: Autoorganización: Gestión desde una perspectiva holística . Univ. Alemana - Verl., Gabler, Wiesbaden 2001, ISBN 3-8244-7406-9 .
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• Rainer Paslack : La prehistoria de la autoorganización: sobre la arqueología de un paradigma científico . Vieweg, Braunschweig 1991.
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enlaces web

• Herbert Hörz: “ Autoorganización de los sistemas sociales. Un modelo de comportamiento para ganar libertad ” : Modelo de comportamiento del capítulo
• Autoorganización en Scholarpedia, escrito por Hermann Haken (físico) , el fundador de la sinergética.
• Autoorganización de grandes moléculas orgánicas mostradas en tiempo real con un microscopio de efecto túnel

Evidencia individual

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3. ↑ Immanuel Kant, Crítica del juicio, Riga 1790, B 293.
4. ^ Friedrich Wilhelm Joseph Schelling, primer borrador de un sistema de filosofía natural (1799), en: Werke, vol. 7, Stuttgart 2001, 63-271, aquí 78.
5. ^ Marie-Luise Heuser: La productividad de la naturaleza. La filosofía natural de Schelling y el nuevo paradigma de autoorganización en las ciencias naturales. Duncker & Humblot, Berlín 1986, ISBN 3-428-06079-2 ; junto con los físicos de la autoorganización: Marie-Luise Heuser: Concepto de autoorganización de Schelling. En: R. Friedrich / A. Wunderlin (ed.): Evolución de estructuras dinámicas en sistemas complejos. Springer Proceedings in Physics, Springer, Berlín / Heidelberg / Nueva York 1992, págs. 395-415; junto con el presidente de la International Schelling Society: Marie-Luise Heuser-Keßler / Wilhelm G. Jacobs: Schelling y autoorganización. Nuevas perspectivas de investigación. Duncker & Humblot, Berlín 1994, ISBN 3-428-08066-1 ; recientemente entre otros: Marie-Luise Heuser: Conceptos de autoorganización - autopoiesis y sinergética. En: Tatjana Petzer / Stephan Steiner (eds.): Sinergia. Historia de la cultura y conocimiento de una figura de pensamiento. Wilhelm Fink, Paderborn 2015.
6. ↑ Véase, por ejemplo, Marie-Luise Heuser: El significado de "Naturphilosophie" para Justus y Hermann Graßmann. En: Hans-Joachim Petsche (Ed.): Del pasado al futuro: el trabajo de Graßmann en contexto. Birkhäuser, Basilea / Boston / Berlín 2011, págs. 49–60.
7. ↑ Günter Dedié: El poder de las leyes naturales. Surgimiento y habilidades colectivas de partículas elementales a la sociedad humana. tredition 2014, ISBN 978-3-8495-7685-1 .
8. ↑ Robert B. Laughlin: Adiós a la fórmula universal. Piper 2009, ISBN 978-3-492-25327-7 , págs. 215-231.
9. ↑ DEMESOS - Métodos de diseño de sistemas autoorganizados. Proyecto de investigación: DEMESOS - Design Methods for Self-Organizing Systems (archivo web del 8 de febrero de 2014) , consultado el 7 de octubre de 2020