În ultimele decenii, este în curs de dezvoltare o idee care contează este tendința imanentă nu numai la distrugerea ordinii și o revenire la haosul inițial, dar, de asemenea, la formarea unor sisteme mai complexe și ordonată de diferite niveluri. Noțiunea de tendințele distructive ale materiei formate ca urmare a celor două ramuri ale fizicii clasice - mecanica si termodinamica statistică - care descriu comportamentul sistemelor izolate (închise), adică sistemele nu schimbă nici energie, nici materie cu mediul ... În acest rol special aparține a doua lege a termodinamicii, determinarea ireversibilitatea proceselor de conversie a energiei într-un sistem închis. Astfel de procese vor duce mai devreme sau mai târziu, sistemul la starea cea mai simpla sa - termodinamică de echilibru, ceea ce este echivalent cu haos, atunci când nu există nici o ordine și toate formele de energie este transformată în căldură, media uniform distribuită între toate elementele sistemului. În trecut, posibilitatea aplicării celei de a doua lege a termodinamicii universului, care se baza sistem închis. De aici a urmat concluzia despre degradarea universului - moartea sa termică.
Știm că toate sistemele reale, de la cel mai mic la cel mai mare, sunt deschise, adică. E. Acestea fac schimb de energie și materie cu mediul înconjurător și nu într-o stare de echilibru termodinamic. În astfel de sisteme, este posibilă formarea unei ordini în creștere. Pe această bază a apărut noțiunea de autoorganizare a sistemelor reale. Autoorganizarea se numește procese discontinue naturale care transforma sistemul de neechilibru deschis, care ajunge la o stare critică în dezvoltarea lui într-o nouă stare stabilă, cu un nivel ridicat de complexitate și de ordine în comparație cu originalul. Starea critică se caracterizează prin instabilitate extremă, care încetează dezvoltarea evolutivă neuniformă a unui sistem deschis de neechilibru.
În ultimele decenii, studii de procese de auto-organizare au fost realizate în trei direcții: sinergie, termodinamică a proceselor de neechilibru și teoria matematică a catastrofelor.
Sinergia studiază legăturile dintre elementele (subsistemele), structuri care sunt formate în sistemele deschise (biologice, fizice și chimice și altele.) Datorită schimbului intensiv de materie și energie din mediu în condiții de neechilibru. În astfel de sisteme, există un subsisteme un comportament consecvent, crescând astfel gradul de ordine, de ex., E. entropia scade. Baza sinergetice - termodinamica proceselor ireversibile, teoria proceselor stocastice, iar teoria undelor de oscilație neliniare. Obiectul de studiu al sinergiei, indiferent de natura sa, trebuie să îndeplinească trei condiții: transparență, un dezechilibru substanțial și de ieșire bruscă din starea critică.
Deschiderea înseamnă că sistemul nu este închis, pentru care energia și materia pot fi schimbate cu mediul. Un dezechilibru semnificativ duce la o stare critică însoțită de o pierdere de stabilitate. Ca urmare a unei scăpări abrupte de la starea critică, se formează o stare calitativ nouă cu un nivel mai înalt de ordonare. Un exemplu de sistem de auto-organizare poate fi un generator optic cuantic, un laser. Când funcționează, se observă următoarele trei condiții: deschiderea sistemului alimentat din exterior cu energie, dezechilibrul său inegal, realizarea unui nivel de pompare critic la care se produce radiația monocromatică ordonată.
"Oriunde, oriunde te uiți, există o evoluție, o varietate de forme și instabilitate. Este interesant de observat că acest model este observat la toate nivelurile - în domeniul particulelor elementare în biologie, astrofizică, „- așa spune unul dintre fondatorii termodinamica proceselor de neechilibru, câștigător al Premiului Nobel din 1977 în fizicianul belgian și chimist fizic IL Prigogine (născut în 1917).
Un sistem complex de non-echilibru se poate transforma dintr-un sistem instabil într-unul din mai multe stări discrete stabile. În ce dintre acestea va avea loc tranziția este o chestiune de șansă. Într-un sistem care se află într-o stare critică, se dezvoltă fluctuații puternice, la unul dintre acestea fiind inițiat un salt la o stare stabilă specifică. Procesul de salt este monoton și ireversibil. Valoarea critică a parametrilor sistemului, în care este posibilă o tranziție la o nouă stare, se numește un punct de bifurcare.
Autoorganizarea include aleatorii și regulate în dezvoltarea unor sisteme în care două faze pot fi distinse: o evoluție lină, care se mișcă destul de logică și determinată, iar saltul la punctul de bifurcare care curge în mod accidental și, astfel, determinarea aleatoriu pas evolutiv ulterioare naturale până la următorul salt la punctul de bifurcare . Direct legate de conceptul de sine este o teorie matematică catastrofă, care descrie diferitele tranziții bruște, schimbări de calitate spontane, etc. Teoria catastrofelor aplicate destul de aparate matematice complexe - .. Teoria topologică a sistemelor dinamice.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: