unde S este entropia și P este probabilitatea ca sistemul să ajungă la starea de echilibru termodinamic. Dacă Clausius a privit entropia ca măsură a devalorizării energiei, Boltzmann a început să o interpreteze ca o măsură a dezorganizării sistemului. Deoarece ambele aceste abordări, entropia este interpretată ca o caracteristică negativă a sistemului, celebrul fizician francez L. Brill-Luen o jumătate de secol în urmă a propus introducerea conceptului de negentropia entropie inversă: N = -S, care caracterizează gradul de ordine sau sistem de organizare.
Cu privire la schimbarea stării sistemelor, termodinamica clasică ar putea fi judecată, prin urmare, prin creșterea entropiei lor. Prin urmare, acționează și ca un fel de săgeată de timp, care arată direcția în care are loc procesul. Acest termen a fost introdus pentru prima data in stiinta de catre astrofizicianul englez A. Eddington pentru o reprezentare figurativa a fluxului de timp. În sistemele mecanice, nu este nevoie să vorbim despre direcția timpului. Nimic de acest fel nu se găsește în procesele termodinamice, cu atât mai puțin în procesele naturale reale care sunt ireversibile.
Prin urmare, realizarea termodinamicii clasice este că acesta este mai întâi introdus în fizică conceptul de timp, chiar dacă într-o formă aparte, și anume sub forma unui proces ireversibil de creșterea entropiei în sistem. Cu cât entropia sistemului este mai mare, cu atât este mai mare intervalul de timp pe care la trecut în evoluția sa. Dar și în termodinamică conceptul de timp diferă semnificativ de modul în care este privit în viața reală și în științele care studiază procesele care au loc în timp și au propria lor istorie. În ele, conceptul de timp este asociat nu numai cu creșterea entropiei și a tulburărilor, ci și cu creșterea ordinii, organizării și îmbunătățirii sistemelor.
Această contradicție a rămas nerezolvată de aproape un secol, până în anii 1960. XX secol. până la un nou termodinamicii, non-echilibru, care nu se bazează numai pe conceptul de procese ireversibile, dar, de asemenea, cu privire la posibilitatea de ordine în detrimentul energie și materie de mediu. Pe scurt, aceasta va fi luată în considerare mai jos, și mai detaliat - în Ch. 17, dedicat sinergiei.
Termorenamia clasică sa dovedit a fi incapabilă să rezolve și problema cosmologică a caracterului proceselor care au loc în Univers. Prima încercare de a extinde legile termodinamicii în univers a fost întreprinsă de unul dintre fondatorii acestei teorii - R. Clausius, care a avansat două postulate:
energia universului este întotdeauna constantă;
Entropia universului crește mereu.
9.3. Sisteme deschise și termodinamică nouă
De asemenea, este important să subliniem că conceptele timpului și evoluției au fost interpretate diferit în termodinamica clasică, pe de o parte, și în biologie, sociologie și istorie, pe de altă parte. În
OIM fapt, săgeata așa-numita de timp, a fost asociată cu o creștere a entropiei termodinamice a sistemului, cu consolidarea dezordine și dezorganizarea, în timp ce în biologie și sociologie, se caracterizează, dimpotrivă, stabilirea și îmbunătățirea sistemului, o creștere în ordine și organizarea acesteia.
În el a arătat în mod clar că legile fizicii subliniază formarea structurilor biologice și au subliniat că caracteristica caracteristică a sistemelor biologice este schimbul de energie și materie cu mediul. Interactiunea cu mediul înconjurător, un sistem deschis (de exemplu, un organism viu) nu poate fi închis, deoarece este forțat să împrumute din exterior sau a unei substanțe noi, sau o energie proaspătă și în același timp de ieșire pentru mediul de a utiliza substanțe și energie a deșeurilor. În cursul evoluției sale, sistemul schimbă în mod constant energia și materia cu mediul și, prin urmare, produce entropia. Dar, spre deosebire de sistemele închise, entropia nu se acumulează în ea, ci este scoasă din mediul înconjurător. Aceasta înseamnă că energia utilizată, folosită, este dispersată în mediul înconjurător, iar în loc de aceasta se extrage o energie nouă, proaspătă din mediul înconjurător, capabilă să producă muncă utilă. Astfel de structuri materiale, capabile să disipeze sau să disipeze energia, au fost ulterior chemate
disipativ. Prin urmare, devine clar că un sistem deschis în dezvoltarea sa nu poate rămâne în echilibru, deoarece funcționarea lui necesită furnizarea continuă de energie sau o substanță bogată în energie din mediul extern. Ca urmare a acestei interacțiuni, sistemul, așa cum subliniază Schrodinger, extrage ordinea din mediul înconjurător și, prin urmare, introduce tulburare în acest mediu. Evident, odată cu apariția unei noi energii sau a unei materii, dezechilibrul în sistem crește. Fosta interconexiune dintre elementele sistemului, care determină structura sa, este în cele din urmă distrusă. Între elementele sistemului apar noi conexiuni care conduc la comportamentul colectiv al elementelor sistemului. Astfel, procesele de auto-organizare în sistemele deschise pot fi descrise schematic. Considerăm că procesele de auto-organizare din cap. 17.
Concepte și întrebări de bază
Trimiteți-le prietenilor: