ארגון עצמי

ארגון עצמי (באנגלית: Self-organization) או התארגנות עצמית או סדר ספונטני הוא תהליך של יצירת סדר כולל או קואורדינציה מתוך האינטראקציות בין רכיבים של מערכת שבתחילה נמצאת במצב בלתי- מסודר. תהליך זה הוא ספונטני: הוא לא מכוון או נשלט על ידי סוכן כלשהו או תת-מערכת בתוך או מחוץ למערכת (עם זאת, החוקים שעל-פיהם מתנהל התהליך, ותנאי ההתחלה שלו עשויים להיבחר או להיגרם על ידי סוכן תבוני). זהו מושג חשוב להבנה ולניתוח של מערכות מורכבות ומושג מקשר בין תחומים שונים כמו אקולוגיה, פיזיקה, כלכלה ועוד.

חתך של תא ברנרד. חימום הצד התחתון של התא גורם ליצירת מערבולות זרימה היוצרות מבנים בעלי סדר בצורה ספונטנית. זו דוגמה פשוט להיווצרות סדר ספונטני. לפי החוקרים שניידר וקיי הדבר גורם להולכת חום טובה יותר, שמקטינה את הפרש הטמפרטורות בין שני צידי התא בצורה מהירה יותר. על פי דעה זו הופעת מבנים במערכות תרמודינמיות רחוקות משיווי משקל אינה דבר מקרי. (ראו החוק השני של התרמודינמיקה בביולוגיה לפירוט).

הארגון העצמי נגרם לעיתים קרובות על ידי תנודות רנדומליות שמוגברות על ידי היזון חוזר מחזק. הסדר שנובע מתהליך הארגון העצמי הוא מבוזר ומפוזר על פני כל הרכיבים של המערכת. בגלל תכונה זו הוא בדרך כלל מאוד חסין ומסוגל לשרוד הפרעה מהותית או נזק מהותי לסדר ולבצע תיקון-עצמי שיגיע לסדר חדש דומה או לאותו סדר עצמו.

ארגון עצמי מתרחש במערכות שונות הנחקרות בתחומי ידע שונים - פיזיקה, כימיה, ביולוגיה, מדעי החברה וכן מערכות קוגניטיביות שונות. דוגמאות נפוצות הן ציביליזציות, הגחה של דפוסי הולכת חום בנוזלים שמחוממים מלמטה (תא ברנרד), היד הנעלמה של השוק, התקהלות בקבוצות של בעלי חיים והדרכים בהן רשתות טבעיות לומדות לזהות דפוסים מורכבים. הדוגמה המפורסמת ביותר לארגון עצמי היא היווצרות החיים עצמם - יצירת מולקולות ומבנים המסוגלים לשכפל את עצמם ולווסת תהליכים הנוגעים להם עצמם, מתוך מולקולות א-ביוטיות שאין להם מאפיינים של ייצור חי.

סקירה

לפי הגדרה בספר "ארגון עצמי במערכות ביולוגיות" מאת Scott Camazine ואחרים: "ארגון עצמי הוא תהליך שבו דפוס ברמה הגלובלית של המערכת מגיח אך ורק כתוצאה מאינטראקציות רבות ברכיבים ברמה הנמוכה של המערכת. מעבר לכך החוקים שמתארים את האינטראקציות בין רכיבי המערכת מבוצעים רק בסיוע מידע מקומי, ללא התייחסות לדפוס הגלובלי."

הדוגמאות הרובסטיות והמקובלות ביותר של מערכות בעלות ארגון עצמי הן בתחום של תהליכים פיזיקליים שנמצאים רחוק משיווי-משקל. התארגנות עצמית רלוונטית גם בכימיה שם היא מכונה גם בנייה עצמית של מולקולות (self-assembly) - כאשר הן נקשרות זו לזו ומייצרות מבנים גדולים באופן ספונטני. המושג של ארגון עצמי הוא מרכזי לתיאור של מערכות ביולוגיות מהרמה התוך-תאית ועד לרמת המערכות האקולוגיות. גם תהליך היווצרות החיים מקורו בתהליך של ארגון עצמי. יש גם דוגמאות להתנהגות של "ארגון עצמי" שניתן למצוא בתחומים אחרים כמו כלכלה או אנתרופולוגיה. התארגנות עצמית קיימת גם במערכות מתמטיות ומערכות מחשבים כמו אוטומט תאי.

לעיתים מבלבלים בין הרעיון של התארגנות עצמית לבין המושג של הגחה בגלל שההופעה של סדר מתוך כאוס שנגרם על ידי מודלים בעלי התארגנות עצמית מקבל לעיתים קרובות פרשנות של הגחה (שכן בעוד לפרטים אין תכונה של סדר ברור למערכת שהם יוצרים יש קשר). עם זאת, אם מגדירים את הדברים בצורה מסודרת, ייתכנו מקרים של הגחה ללא ארגון עצמי וארגון עצמי ללא הגחה. לדוגמה מוזיקה נובעת מהקשרים בין צלילים ולא מתכונות של הצלילים עצמם, ולכן מוזיקה היא דוגמה להגחה - דפוס שנובע מהקשרים בין רכיבי המערכת ולאו דווקא מהתכונות של הרכיבים עצמם, אבל מוזיקה היא בדרך כלל יצירה של אדם ולכן היא אינה דוגמה להתארגנות עצמית. הקשר בין שני המושגים היא שאלה שנתונה למחקר.

ארגון עצמי מבוסס בדרך כלל על 3 תנאים:

1. אי לינאריות דינמית חזקה, שבדרך כלל כוללת לולאות משוב מחזקות ומחלישות.
2. איזון של exploitation ושל exploration
3. קשרי גומלין (אינטראקציות) רבים

הספר "עקרונות של המערכת הדינמית שמארגנת את עצמה" "Principle of the self-organizing dynamic system" נכתב על ידי הפסיכיאטר, המהנדס וחוקר הקיברנטיקה ויליאם רוס אשבי, (William Ross Ashby) בשנת 1947. אשבי קבע כי כל מערכת דינמית דטרמיניסטית תתפתח באופן אוטומטי לכיוון של מצב שיווי-משקל, או במונחים מודרניים יותר, מושך (פיזיקה). באופן כזה היא תשאיר מאחוריה את כל המצבים שאינם מושכים (אגן ההיקוות של המושך), וכך תבחר את המושך מבין כל שאר המושכים. לאחר שהגיע לשם, המשך ההתפתחות של המערכת מוגבל להיות במושך. מגבלה זו על המערכת ככללה רומזת על צורה של תלות הדדית או קואורדינציה בין תת-מערכות או רכיבים. במונחים של אשבי, כל תת-מערכת כזו תסתגל לסביבה שתיווצר על ידי כל שאר תתי המערכות.

העיקרון של "סדר מתוך רעש" נוסח על ידי חוקר הקיברנטיקה היינז ואן פורסטר (Heinz von Foerster) בשנת 1960. הוא מציין כי התארגנות עצמית מבוססת על הפרעות מקריות ("רעש") שמאפשר למערכת לחקור מגוון של מצבים במרחב המצבים שלה. דבר זה מגדיל את הסיכוי לכך שהמערכת תגיע לאגן היקוות של מושך "חזק" או "עמוק", ומשם היא תגיע במהירות אל המושך עצמו. פורסטר ואחרים השתמשו במונח ונורברט וינר כלל אותו במהדורה השניה של "קיברנטיקה: או בקרה ותקשורת בבעלי חיים ומכונות" שיצא לאור בשנת 1961.

עקרון דומה נוסח על ידי הכימאי איליה פריגוז'ין כ"סדר מתוך תנודות" או "סדר מתוך כאוס". ארגון עצמי כמושג שימש את העוסקים בתאוריה של מערכות כלכליות בשנות ה-60 של המאה ה-20, אבל הוא לא הפך למושג נפוץ בספרות המדעית עד לאימוץ שלו על ידי פיזיקאים וחוקרים בתחום של מערכות מורכבות בשנות ה-70 וה-80 של המאה ה-20. לאחר שפריגוז'ין זכה בפרס נובל בשנת 1977, המושג התרמודינמי של ארגון עצמי זכה לתשומת-לב מסויימת על ידי הציבור והחוקרים החלו לנדוד מנקודת המבט של הקיברנטיקה אל נקודת המבט של התרמודינמיקה.

ארגון עצמי במדעי הטבע

ארגון עצמי בפיזיקה

יש כמה מחלקות רחבות של תהליכים פיזיקליים שניתן לתאר אותם כבעלי התארגנות עצמית. אלה כוללים:

• מיון לפי גודל אחת הדוגמאות הפשוטות ביותר לסדר ספונטני היא מיון לפי גודל של גרגרי חול, אבנים וכו'. דוגמה זו מובאת בספרים של ריצ'ארד דוקינס כמו השען העיוור ויש אלוהים? כדי להדגים אפשרות של יצירת סדר ספונטני. אם ניקח מסננת או נפה עם חורים בגודל קבוע וננער בה חול, או דגנים, החלקיקים הקטנים יעברו את הנפה ויפלו ואילו הקטנים יותר ישארו בה. דבר זה משמש לדוגמה במהלך חפירות ארכיאולוגיות כדי למצוא ממצאים. דבר דומה מתקיים גם בחוף הים. הגלים מזיזים גרגרים בגדלים שונים, ולעיתים שברי צדפים יכולים להיאסף בקווים מסויימים לאורך החוף. דוגמה נוספת לתהליך זה היא מיון של שני סוגי גרגרים או אגוזים בעלי גודל שונה בקופסא. אם מטלטלים את הקופסא בעדינות שוב ושוב הגרגרים הקטנים יפלו ברווחים בין הגרגרים הקטנים יותר ויאספו בתחתית. באופן זה ניתן להפריד בין סוגי הגרגרים ובכך להגיע לרמה גבוהה יותר של סדר. הגדרה זו של סדר קשורה גם לכך ששני מאגרים נפרדים של חומרים הומוגניים הם בעלי רמה גבוהה יותר של סדר לעומת חומר מעורבב - ראו בהקשר זה הסבר של מכניקה סטטיסטית של החוק השני של התרמודינמיקה.
• מעברי פאזה מבניים ושבירה ספונטנית של סימטריה כמו מגנטיזציה ספונטנית, היווצרות גבישים, וגבישים נוזליים.
• היווצרות של מבנים במערכות תרמודינמיות רחוקות משיווי משקל. התאוריה של מבנה דיאספטי שפותחה על ידי איליה פריגוז'ין ועל ידי Hermann Haken מאפשרת לאחד את התובנות של תופעות אלה, כולל לייזרים, מערבולות ואי-יציבות בהולכת-חום בדינמיקה של נוזלים (לדוגמה תא ברנרד).

• תא ברנארד Bénard cell. ניקח רצועה דקה של נוזל הכלואה בין מאגר חם וקר. כל עוד הפרש הטמפרטורה קטן יש הסעת חום על ידי הולכת חום בתוך הנוזל. כאשר הפרש הטמפרטורה (הגרדיאנט) עובר סף מסויים מתחילות מערבולות של זרימת נוזל כדי להסיע את החום מהצד החם לקר, מערבולות אלה מייצרים "תאי זרימה" או תאי ברנארד שהם דוגמה לארגון עצמי. לפי החוקרים קיי ושניידר, תאים אלה מגדילים את הקצב הבזבוז או הפיזור של האנרגיה וכן את קצב ההרס של האקסרגיה. כמו כן, התאים עצמם הם אזורים איזותרמיים כלומר בתוכם יש טמפרטורה אחידה, מפל הטמפרטורות מתקיים רק בשכבות הגבול שהופכות יותר ויותר דקות. אם רוצים להגדיל את הפרשי הטמפרטורה בין המאגר החם והקר יש צורך להשקיע יותר ויותר עבודה כדי לבצע דבר זה (היות ומערכת הופכת יעילה יותר בהשוואת הטמפרטורות ביניהם). קיי ושניידר מראים כי קצב הבזבוז של החום, קצב ייצור האנטרופיה במערכת, וקצב ההרס של האקסרגיה גדלים כולם ככל שעוצמת הגרדיאנט עולה, והם עולים בקצב הולך ומתחזק ככל שהגרדיאנט גדל. הופעת המבנה המסודר החל מגרדיאנט מסויים, מגדילה את קצב הבזבוז של חום והאקסרגיה בכל גרדיאנט נתון, וזאת בהשוואה לקצב הפיזור ללא נוכחות של תאי ברנארד.[1]

• היווצרות מבנים באסטרופיזיקה ובקוסמולוגיה - Structure formation - היקום החל ממצב חם וצפוף מאוד במבנה כמעט אחיד לפני 13.8 מיליארדי שנים. המבנה האחיד והפשוט של הייקום לפני שנים רבות בא לידי ביטוי בסקירות של לוויני קרינת מיקרוגל שיכולים להסתכל על הייקום כמה מאות אלפי שנים לאחר המפץ הגדול. התמונה המתקבלת היא מעין מרק אחיד עם הפרשי טמפרטורות זעירים בין חלק אחד לשני. עם זאת אנו רואים כיום מבנים בכל הסקאלות האפשרויות - החל מכוכבים, עבור בגלקסיות ובסקאלות גדולות יותר צבירי גלקסיות. התחום של יצירת מבנים עוסק בשאלה כיצד כל אלה נבנו מתוך יקום כמעט אחיד לגמרי. [2]

אגרגט של נחושת שגודל על ידי זרם חשמלי בתוך תמיסת נחושת-סולפט ויצר מבנה פרקטלי. דוגמה לתהליך של אגרגציה מוגבלת על ידי דיפוזיה - DLA.

• אגרגציה מוגבלת על ידי דיפוזיה -DLA או Diffusion-limited aggregation - תהליך שבו חלקיקים שנעים בהילוך מקרי (random walk) עקב תנועה בראונית, מתקבצים יחד כדי ליצור אגרגטים של חלקיקים אלה. המבנים האלה נראים בדרך כלל כפרקטל. תאוריה זו שהוצעה על ידי T.A. Witten Jr. ו-L.M. Sander בשנת 1981 היא בעלת יישומים לאגרגציה בכל מערכת שבה דיפוזיה היא אמצעי התובלה העיקרי של המערכת. היא קיימת במערכות רבות כמו electrodeposition, Hele-Shaw flow, מרבצים של מינרלים ו-Dielectric breakdown.‏ [3] [4]

• סוליטונים דיאספטיים Dissipative solitons - הם מבנים יציבים מבחינה מקומית שצומחים במערכות דיאספטיות עקב מכניזמים של ארגון עצמים. הם נחשבים הרחבה של מושג הסוליטון הקלאסי. מלבד התנהגות דומה לזו של חלקיקים קלאסיים כמו יצירה של bound states יש להם התנהגות בלתי-קלאסית כמו פיזור, יצירה ועוד ללא מגבלות של שימור אנרגיה או מומנטום. [5]

ארגון עצמי בכימיה

שש מולקולות מתוך מיליוני מולקולות שסידרו את עצמן במבנה של קשרי-מימן כחלק מתהליך של בנייה עצמית.

• בנייה עצמית של מולקולות (Molecular self-assembly) זהו תהליך שבו מולקולות מאמצות סידור מוגדר ללא הנחיה או ניהול מצד גורם מבחוץ. יש שני סוגים של בנייה עצמית - תוך מולקולרית ובין-מולקולרית (המערב מולקולות רבות), בדרך כלל המונח מתייחס יותר לתהליך הבין-מולקולרי בעוד התהליך התוך-מולקולרי זוכה בדרך כלל לכיוני - קיפול עצמי (folding)[6]

• מערכות ריאקציה-דיפוזיה - Reaction–diffusion systems - מודלים המתארים את השינוי בהתפלגות הריכוזים של חומר אחד או יותר תחת השפעת שני תהליכים - ראקציה כימית מקומית שבה החומרים מגיבים זה עם זה, והדיפוזיה שגורמת לחומר להתפשט על פני משטח במרחב.

• מערכות רשתות אוטוקטליטיות autocatalytic networks
• קריסטלים נוזליים.
• self-assembled monolayers
• micelles
• microphase separation of block copolymers
• Langmuir-Blodgett films

ארגון עצמי בביולוגיה

מאות ציפורים מקובצות יחד ללהקת-ענק בעלת סדר-עצמי. כל זאת ללא שציפור בודדת מנהיגה את ההתקהלות. כיום מנסים לייצר התנהגות דומה של התקהלות ברובוטים.

להלן מספר דוגמאות לתופעות שונות בביולוגיה שיש בהן ארגון עצמי:

• היצירה של החיים עצמם מתוך מערכות כימיות שעברו ארגון עצמי, בתאוריות של Hypercycles ושל רשתות אוטו-קטליטיות (Autocatalytic networks)
• הומואסטזיס (שמירה של תנאים לקיום עצמי מרמת התא ועד רמת האורגניזם).
• קיפול ספונטני של חלבונים ומאקרו-מולקולות ביולוגיות אחרות.
• היווצרות של ממברנות lipid bilayer
• יצירת דפוסי ומורפוגנסיס, כיצד היצור החי מתפתח וגדל, בהקשר של אמברילוגיה (התפתחות העובר).
• קואורדינציה של תנועה אנושית.
• יצירת מבנים חברתיים על ידי בעלי חיים חברתיים כמו חרקים חברתיים (דבורים, נמלים, טרמיטים) ויונקים שונים.
• התקהלות של דגים ושל ציפורים.

הספר "ארגון עצמי במערכות ביולוגיות" מאת Scott Camazine, שיצא לאור בשנת 2003 עוסק בניתוח דוגמאות של סדר ספונטני במערכות ביולוגיות שכוללות יצורים חיים פשוטים כולל:

• הופעת דפוסים ב- Slime Molds ובחיידקים.
• Feeding Aggregations בקרב Bark Beetles
• איתות מסונכרן של גחליליות
• להקות דגים
• בחירת מקורות צוף על ידי דבורות דבש
• יצירת נתיבים על ידי נמלים
• פשיטות המוניות (Swarm Raids) של נמלי צבא
• בקרת חום (Thermoregulation) במושבות של דבורי דבש
• דפוסי מסרק במושבות של דבורי דבש
• בניית קירות על ידי נמלים
• בניית מבנים על ידי טרמיטים
• בניית אלגוריתמים על ידי צרעות
• Dominance Hierarchies בקרב צרעות נייר Paper Wasps

כיום (2019) חוקרים מתחומים של רובוטיקה משתמשים במחקרים אלה כדי ליצור תאום ושליטה על להקות של רובוטים קטנים באמצעות אוסף של חוקים פשוטים.

ארגון עצמי במדעי המחשב

יש מספר תחומים במדעי המחשב ובמתמטיקה שנותנים דוגמאות ברורות לארגון עצמי. אלו כוללים את האוטומט התאי (Cellular automata), גרפים מקריים (Random graph) ומקרים מסויימים של חיים מלאכותיים וחישוביות אבולוציונית (Evolutionary computation). בתחומים של Swarm robotics התארגנות עצמית מנוצלת כדי לייצר דפוסים של הגחה. התאוריה של Random graphs שימשה כדי להצדיק את הארגון עצמי כעקרון כללי של מערכות מורכבות. בתחום של מערכות מרובות סוכנים ([Multi-agent systems) הבנה כיצד להנדס מערכות שמסוגלות להציג התנהגות של ארגון עצמי הוא תחום מחקר פעיל מאוד.

בתחום האלגוריתמיקה, אפשר להסתכל על אלגוריתמים רבים בתחום אופטימיזציה כעל מערכת בעלת ארגון עצמי.

ארגון-עצמי הוא גם מרכיב חשוב ברשתות תקשורת. מכניזמים כאלה קרויים Self-organizing networks. לא כל הרשתות הן בעלות ארגון עצמי - מדובר על רשתות של Small-world network שצומחות מלמטה למעלה, וזאת בניגוד לרשתות היררכיות שמעוצבות מלמעלה למטה.

אוטומט תאי

"רובה הגלשנים" מדגים ארגון עצמי מקרה של אוטומט תאי מסוג משחק החיים ש"יורה" באופן מחזורי "גלשנים" ש"צועדים" בכוחות עצמם למטה וימינה. - תנאי ההתחלה נקבעים על ידי השחקן, אבל משם התנהגות האוטומט נקבעת על ידי חוקים קבועים מראש. במקרים רבים ניתן להבחין בדפוסים של סדר, אבל באופן שקשה לחזותם מראש.

אוטומט תאי הוא אוסף של יחידות קטנות על לוח, אשר התנהגותן נקבעת על ידי כללים פשוטים, ומושפעת ממצב השכנים של יחידות אלו. אחד האוטומטים התאיים המפורסמים ביותר הוא משחק החיים שהומצא בשנת 1970 על ידי המתמטיקאי הבריטי ג'ון הורטון קונוויי. השחקן במשחק צריך לקבל החלטה אחת - מה המצב ההתחלתי של המשחק. לאחר מכן המשחק ממשיך ללא תלות בהחלטות השחקן, וזאת בדרך כלל באמצעות מחשב.

השחקן צובע חלק מן המשבצות, כדי להגיע לתצורה התחלתית. על המשבצות הצבועות נאמר כי הן מייצגות יצורים חיים חברותיים. לכל יצור יכולים להיות עד 8 שכנים (למעלה, למטה, בשמאל, בימין ובארבעה אלכסונים). היצורים במשחק מתקדמים לשלב הבא, לפי הכללים הבאים:

• כל יצור שיש לו שכן אחד או שאין לו שכנים כלל, מת מבדידות.
• כל יצור שיש לו יותר משלושה שכנים מת מצפיפות.
• כל משבצת ריקה שיש לה בדיוק שלושה שכנים קמה לתחייה.
• כל יצור שיש לו שניים או שלושה שכנים לא משתנה (עד לתור הבא).

במשחק זה ניתן להגיע לכך שכל היצורים נכחדים, אבל ניתן גם להגיע לתוצאות יציבות או למבנים המכילים סדר פנימי. דוגמה מפורסמת לכך היא "רובה הגלשנים" - מבנה של תאים הפולט זרם של "גלשנים" שנעים על פני המרחב.

ארגון עצמי בחברות אנושיות

התנהגות ארגון עצמי בקרב חיות חברתיות וארגון עצמי של מבנים מתמטיים פשוטים, מעודדים חיפוש של ארגון עצמי בחברות אנושיות. סימנים של התנהגות של התארגנות עצמית הם בדרך כלל תכונות סטטיסטיות שמשותפות עם מערכות פיסקליות עם ארגון עצמי. הדוגמאות כמו מסה קריטית, התנהגות עדר, חשיבת-יחד נמצאות בתחומים כמו סוציולוגיה, כלכלה, אנתרופולוגיה, ומימון התנהגותית.

ארגון עצמי במוסדות חברתיים

ערך מורחב – כלכלה מוסדית

שלושה הוגים סקוטים במאה ה-18 העלו על נס את החשיבות של מה שהיום נקרא סדר ספונטני ליצירת מבנים חברתיים, אלו הם אדם פרגוסון, דיוויד יום ואדם סמית.

אדם פרגוסון כתב "כל צעד ותנועה של ציבור, נעשים תוך עיוורון לעתיד. האומות כושלות וצועדות לערכים ולמוסדות, שהם תוצאה של פעילות אנושית אבל לא עקב ביצוע של תכנון אנושי כלשהו". בשנת 1960 הגדיר פרידריך האייק את קביעתו של פרגוסון כ"סדר ספונטני".[7]

למרבה האירוניה, למרות שכלכלנים עסקו רבות בהופעת סדר ספונטני עקב פעילות השוק, רוב ההגות הכלכלית, ובמיוחד כלכלה נאו-קלאסית התעלמה בהמשך מקיומם של מוסדות חברתיים ומהשפעה של סדר ספונטני על התנהגות בני האדם במסגרת היבטים אחרים מלבד השוק. זרם המחשבה שעסק בנושא - כלכלה מוסדית נדחק ברובו לשולי חקר הכלכלה. התעלמות מסדר ספונטני הנוצר על ידי מערכות חברתיות אחרות - לדוגמה יצירה של אמון ותחזוקה של הון חברתי עלולה ליצור התעלמות מתרומה של הון כזה לאיכות החיים וכן לחשיבות ההחזקה של מוצרים ציבוריים לשם קיומו התקין של המסחר והשוק.

היבט נוסף של סדר ספונטני שחיוני לכלכלה הוא יצירת סדר כזה על ידי הביוספרה באופן שמאפשר את כלל החיים, ואת השגשוג הכלכלי. כלכלנים התעלמו מהאפשרות שפעילות האדם, ובכללה פעילות כלכלית בשוק משוכלל או שוק עם מעורבות ממשלתית עלולה לפגוע בתפקוד של המערכות האקולוגיות. היבט זה נסקר בהרחבה בתחום של כלכלה אקולוגית.

השוק כדוגמה לארגון עצמי בחברה האנושית

אדם סמית הדגים כיצד השוק החופשי גורם להופעת סדר ספונטני, כיום מקובל יותר להתמקד בשוק משוכלל לשם יצירת סדר כזה. יצרנים רוצים להרוויח כמה שיותר על ידי מכירת מוצרים, צרכנים רוצים לקנות מוצרים שונים ומשונים. מסחר בשוק מאפשר לקונים ולמוכרים להיפגש, להשוות מחירים, כמויות ואיכויות ולהגיע ל"ניכוי שוק" שבו נקבע מחיר (ממוצע) של מחירי מוצרים ונקבעת גם כמות המוצרים שנמכרת. אם יצרנים מעלים את מחיר המוצרים, הצרכנים יקנו פחות, יווצר עודף היצע שיפגע ברווחיות היצרנים ויעודד אותם ליזום הורדת המחיר. אם יצרן מנסה למכור מוצר בעל איכות נמוכה מידי הוא עלול ליצור לעצמו שם רע, ואם איכות המוצר שלו מעולה אבל מחירה גבוה מידי הוא גם עלול לפשוט את הרגל, השוק לכן יוצר גם איזון בשאלה של איכות המוצרים הנמכרים. אדם סמית בספרו עושר האומות מתאר את התכונות של הופעת סדר ספונטני על ידי השוק.

כלכלנים רבים תארו את השוק בצורה דומה בעקבותיו. פרדריק הייק טבע את המונח Catallaxy כדי לתאר "מערכת עם ארגון עצמי בעלת שיתוף פעולה וולונטרי", בהקשר של הסדר הספונטני של כלכלת שוק. בין היתר מתארים זאת גם הרמן דיילי וג'ון ג'ונייור קוב בספרם לטובת הכלל. דיילי וקוב מתארים את התפתחות המסחר בצמר ובברגים. תחת בירוקרטיה ממשלתית או החלטות מומחים טכניים אין מקום להבחנה בין ברגים שונים או בין סוגי צמר שונים. אבל במסגרת השוק יש הבחנה של סוחרים בין סוגי צמר שונים לפי איכויות שונות ומשונות, וכך גם בשוק הברגים (השונים זה מזה בסוג המתכת ממנה הם עשויים, באורך, בצורת התבריג, בצורת הראש ועוד פרמטרים) השוק הוא מערכת מפזרת שמאפשרת ארגון של הידע לגבי האיכות והכמות של הברגים, וזאת בצורה שוועדה ממשלתית לא הייתה מסוגלת לבצע מבחינת הירידה לפרטים.

כלכלנים נאו-קלאסיים טוענים כי בהינתן שוק משוכלל, תכנון מרכזי גורם לכך שמערכות כלכליות יהפכו לפחות יעילות פארטו, עם זאת יש כיום הכרה רחבה כי שוק משוכלל הוא דבר נדיר למדי וכי בתנאים של שוק חופשי שנשאר ללא התערבות מתפתחים עם הזמן כשלי שוק (כמו מונופולים, בעיות של מוצרים ציבוריים והשפעות חיצוניות) הגורמים לשוק להפוך לבלתי משוכלל.

כלכלנים רבים תומכים לכן בכלכלה מעורבת שבה התערבות ממשלתית או רגולציה מנסה למנוע כשלי שוק ולעודד שוק תחרותי. היבטים אלה מקשים על מענה על השאלה מתי ואיך צומח כיום סדר ספונטני בכלכלה ומתי סדר כזה מכוון על ידי ממשלות גדולות או על ידי תאגידים רב לאומיים גדולים שעלולים להשפיע על טעמי הצרכנים, על הרגולציה ועל תנאי התחרות בשוק כולו. דוגמה לכך היא עבודתו של ערן טמיר – טאוויל, "עיר-הקצה הישראלית כתופעה של ארגון עצמי". טמיר – טאוויל סוקר תאוריות שונות לגבי היווצרות ערי קצה ופרבור בארצות הברית אירופה וישראל - חלק מהתאוריות ובחלק מהמקרים הנסקרים היווצרות עיר-הקצה נובעת מהצטברות רצונות של סוכנים רבים ובלתי מתואמים ובחלק מהמקרים הדבר נובע מהכוונה ממשלתי.

השפעות ארגון עצמי לא אנושי על תהליכים ארוכי טווח וקיימות

בדומה להתעלמות ממוסדות חברתיים שעשויים לפעול בצורה של ארגון עצמי - כגון נורמות חברתיות, שפה או אופנה, רוב הכלכלנים התעלמו גם קיום של סדר ספונטני שנוצר בעקבות פעילות של מערכות טכנולוגיות, באופן כזה מתעלמים מתהליכים הנובעים עקב שינוי טכנולוגי ואשר עשויים להשפיע על הכלכלה בכלל, כולל על התפתחות נורמות חברתיות ושינוי הרגלי הצרכנים. לדוגמה הקשת הארוכה ובהמשך תותחים ורובים הובילו לירידת כוחם של אבירים ושל סמוראים והחלישה את היכולת להפעיל שלטון פאודלי. דבר זה הוא דוגמה להשפעה לא צפויה של טכנולוגיה על הסדר החברתי והשפעה כזו היא סדר ספונטני - שכן ההפצה, הייצור והשכלול של כלי נשק אלו לא נעשו במטרה להחליש את השלטון הפאודלי.

כלכלנים התעלמו גם מסדר ספונטני הנוצר עקב פעילות של יצורים ביולוגים אחרים ועקב פעילות גאו-פיזית ובמיוחד מסדר הנוצר על ידי מערכות אקולוגיות ומתהליכים ארוכי טווח. בספר לטובת הכלל הרמן דיילי וג'ון ג'ונייור קוב מבקרים את הכלכלנים על כך שהם מתארים את הטבע כגורם פסיבי שאינו פעיל. פעילים בנושא של שיא תפוקת הנפט וכלכלה ביופיזית מדגישים את השפעת תהליכי הקשורים באנרגיה על התפתחות החברה האנושית.

כתוצאה מנטיה זו כלכלנים קופצים לעיתים למסקנות כמו שהחלטות של בני האדם בשוק הם הגורם החשוב ביותר (ולפעמים היחיד) שישפיע על כיוונים אליהם תגיע האנושות. אם הצרכנים ירצו אוויר נקי יותר ופחות זיהום עליהם פשוט לבחור בכמות האוויר הנקי. באופן דומה כלכלנים מתעלמים מאובדן של רווחה חברתית עקב הרס של שירותי המערכת האקולוגית שנוצרים עקב הפעילות של "הון טבעי" - הפעילות של מערכות אקולוגיות. המשך ההרס עלול לגרור בעיית קיימות והיבטים דינמיים כמו תגובת יתר עלולים לגרור בעיה של תהליך בלתי הפיך שבני האדם יתקשו לעצור אם לא יפעלו בזמן.

דוגמאות נוספות לארגון עצמי בתופעות חברתיות

הכלכלן פול קרוגמן כתב על הופעת של סדר עצמי במסגרת מחזור עסקים בספרו "The Self Organizing Economy". קרוגמן כתב גם על היווצרות של ערי-קצה (חלק ממגמת הפרבור) כדבר הנובע מארגון עצמי.

ראו גם

• מערכות מפזרות
• החוק השני של התרמודינמיקה
• הגחה
• תגובת יתר
• היד הנעלמה

קישורים חיצוניים

• ארגון עצמי בוויקיפדיה האנגלית
• Conway's Game of Life בוויקיפדיה האנגלית
• איליה פריגוז'ין, ארגון עצמי ומבנים מתפזרים
• תגית "ארגון עצמי" אתר הידען.
• Self Organization Theory: an introduction סרטון ביוטיוב, complexitylab.com
• WILLIAM E. REES The Eco-Footprint of Agriculture: A Far-from-(Thermodynamic)-Equilibrium Interpretation
• Self-Organization in Biological Systems ספר בהוצאת פרינסטון. 2003
• Self-Organizing Systems Research Group קבוצת מחקר בהרווארד School of Engineering and Applied Sciences
• Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization
• Guido Buenstorf Self-organization and sustainability: energetics of evolution and implications for ecological economics Ecological Economics, Volume 33, Issue 1, April 2000, Pages 119–134
• Evelyn Fox Keller, Ecosystems, Organisms, and Machines, BioScience (2005) 55 (12): 1069-1074.
• Simon A. Levin, Self-organization and the Emergence of Complexity in Ecological Systems , BioScience (2005) 55 (12): 1075-1079.
• פריגוז'ין וסדר כאוטי פרק ד' מתוך הספר "השקפה פוסט-מודרנית על חינוך: מבט חדש על תכנית הלימודים", וויליאם דויל, הוצאת כותר.
• ערן טמיר – טאוויל, עיר-הקצה הישראלית כתופעה של ארגון עצמי בית ספר לאדריכלות אוניברסיטת תל אביב, תכנית תואר שני : תיאוריות המורכבות והעיר : פרופ' יובל פורטוגלי, 2012
• סדר ספונטני יהודה הראל, אתר "מידה", 19.02.2014

הערות שוליים

מערכות מורכבות

מושגי יסוד: הוליזם - שיווי משקל - תהליך - אנטרופיה - אקסרגיה - החוק השני של התרמודינמיקה - מידע - ארגון עצמי - הגחה - לולאת משוב - תהליך בלתי הפיך - עמידות - חשל - גידול מעריכי - תגובת יתר

מערכות, מודלים וגישות: מערכת מורכבת - מערכת מפזרת - מודל מבוסס סוכנים - מערכת מורכבת אדפטיבית - חשיבה מערכתית - דינמיקה של מערכות - תורת המידע - כלכלה אבולוציונית - כלכלת מורכבות - שיטת המערכות הרכות

מערכות ואקולוגיה: תהליך ארוך טווח - מחזור ביוגאוכימי - חוק המינימום של ליביג - פרדוקס ג'בונס - עקרון ההספק המקסימלי - הולון - אנרגיה גלומה - שירותי המערכת האקולוגית - ייצור ראשוני - מטבוליזם

ספרים ומאמרים: ספינת החלל כדור הארץ - גבולות לצמיחה - מעבר לגבולות - חוק האנטרופיה והתהליך הכלכלי - תריסר נקודות מינוף להתערבות במערכת - דינמיקת מערכות פוגשת את העיתונות - עיצוב כלכלה הוליסטית לעולם בר קיימא

אישים, הוגים וארגונים: דונאלה מדווז - ניקולס ג'ורג'סקיו-רוגן - האווארד ת. אודום - דיוויד בוהם - איליה פריגוז'ין - מכון סנטה פה