Caracteristicile sistemelor disipative deschise

Sisteme de neechilibru deschise, care interacționează în mod activ cu mediul extern, poate dobândi o stare specială dinamică - - disipativ (disiparea, dissipatio Latină, -. scattering), care poate fi definită ca o manifestare macroscopică calitativ unică a proceselor la nivel micro. Neechilibru pluralitate de flux microscopic dobândește unele rezultante integratoare la nivel macro, care este calitativ diferit de ceea ce se întâmplă cu fiecare individ microelement ea. Datorită fi disipativ în sistemele de neechilibru pot genera în mod spontan noi tipuri de structuri, va face o tranziție de la haos și dezordine la ordine și organizare, noi stări dinamice ale materiei.







Dissipativity se manifestă în diferite forme: capacitatea de a „uita“ anumite detalii de influențe externe, „selecție naturală“, o multitudine de microprocesoare, pentru a distruge ceea ce nu respectă tendințele generale de dezvoltare; în coerență (consistență) de microprocesses așezându-le o rată totală de dezvoltare, și altele.

Conceptul de disipativitate este strâns legat de noțiunea de parametri de ordine. Sistemele de auto-organizare sunt de obicei sisteme complexe foarte complexe, caracterizate printr-un număr mare de grade de libertate. Cu toate acestea, nu toate gradele de libertate ale sistemului sunt la fel de importante pentru funcționarea sa. Odată cu trecerea timpului, în sistem se alocă un număr mic de grade determinante de libertate, la care se ajustează "odihna". Aceste grade de bază ale libertății sistemului sunt numite parametrii de ordine.

Auto-organizare în sisteme deschise.

După descoperirea de auto-organizare în cele mai simple sisteme anorganice, a devenit clar că toată lumea din jurul nostru și universul este o colecție de o varietate de procese de auto-organizare care servesc ca fundament al oricărei evoluție.

Știința modernă, procesul de autoorganizare a sistemelor definește după cum urmează:

Sistemul ar trebui să fie deschis, deoarece un sistem izolat închis, în conformitate cu a doua lege a termodinamicii, ar trebui să ajungă în cele din urmă într-o stare caracterizată de o tulburare maximă sau de dezorganizare.







Sistemul deschis ar trebui să fie suficient de departe din punctul de echilibru termodinamic. În cazul în care sistemul este la punctul de echilibru, are o entropie maximă și, prin urmare, nu este capabil de orice organizație: în această poziție maximă a samodezorganizatsii sale. Dacă sistemul este situat în apropierea sau în apropierea punctului de echilibru, în cele din urmă se va apropia de acesta și va ajunge într-o stare de dezorganizare completă.

În cazul în care comanda de principiu pentru sistemele izolate este evoluția spre creșterea entropiei sau spori tulburarea lor (principiul lui Boltzmann), principiul fundamental al auto-organizare este opus, creșterea și câștigul de ordine prin fluctuații. Astfel de fluctuații sau abateri aleatorii ale sistemului dintr-o poziție de mijloc, în chiar de la început sunt suprimate și eliminate de sistem. Cu toate acestea, în sisteme deschise ca urmare a dezechilibrului crescut în timp, aceste abateri crește și în cele din urmă duce la o „slăbire“ a ordinii vechi și apariția noului. Acest proces este de obicei descris ca ordinul de organizare principiu prin fluctuații. Deoarece fluctuațiile sunt aleatoare (și este cu ei începe apariția unei noi ordini și structura), devine clar că apariția noului este întotdeauna asociat cu influența factorilor accidentali din lume.

Spre deosebire de principiul feedback negativ pe care se bazează gestionarea și conservarea sistemelor de echilibru dinamic, apariția autoorganizării se bazează pe principiul diametral opus - o buclă de feedback pozitiv, prin schimbările care au loc în sistem nu sunt îndepărtate, ci se acumulează și amplificat, ceea ce conduce în cele din urmă, apariția unei noi ordini și structuri.

Procesele de autoorganizare, precum tranzițiile de la o structură la alta, sunt însoțite de o rupere a simetriei. Am văzut deja că în descrierea proceselor ireversibile a fost necesară abandonarea simetriei timpului, caracteristic proceselor reversibile în mecanică. Procesele de auto-organizare asociate schimbărilor ireversibile conduc la distrugerea structurilor vechi și la apariția unor noi structuri.

Autoorganizarea poate începe numai în sisteme care posedă un număr suficient de elemente interacționante și, prin urmare, au niște dimensiuni critice. Altfel, efectele interacțiunii sinergice vor fi insuficiente pentru apariția comportamentului (colectiv) cooperativ al elementelor sistemului și, prin urmare, a apariției autoorganizării.

Condițiile de mai sus sunt cu siguranță necesare pentru apariția autoorganizării în diferite sisteme naturale. Dar cu siguranță nu este suficient. Astfel, sistemele chimice și biologice de auto-organizare joacă un rol important în accelerarea reacțiilor chimice (procesele de cataliză).







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: