Появата на самоорганизация в nonequilibrium системи

Начало | За нас | обратна връзка

Общото намаление на ентропията в отворени системи, при определени условия, в резултат на обмен с потока на външната среда може да надвишава вътрешното си производство. Нестабилността се показва преди разстроен хомогенно състояние може да възникне и да растат до мащабни колебания макроскопично ниво. с произволно от

SA може да има структури, които започват да се движат в една все по нареди. Тези структури се формират от вътрешното преструктуриране на системата, така че това явление се нарича самоорганизация. В тази ентропия, той се позовава на една и съща стойност на енергийните намалява. Пригожин, наречена нареди формация срещащи се в дисипативни системи в nonequilibrium необратими процеси, дисипативни структури (от латински dissipatio -. Разпръсне, разсейват). Смята се, че тези структури са променливи и се появяват, когато свободната енергия разсейване в отворени системи нестабилна.

Състояние на текущия баланс в системата трябва да се поддържа извън масата и енергията, компенсирането на загубите на разсейване. Такива системи се наричат ​​отворени. За да се опише процесите на самоорганизация вече не може да се използва линеен представителство на термодинамиката на необратимите процеси, тъй като структурите се формират далеч от равновесие. Под влиянието на големи колебания се появяват заедно образуват движение, наречено режима, между които има конкуренция, има избор от най-стабилните от тях, което води до появата на спонтанна макроскопски структури. Тези системи не могат да налагат по пътя на развитие, те обикновено имат няколко възможности за развитие. В точката на бифуркация и избира начина, по който, както е изграждането началото на хаос се появява тук. В "спусъка" може да бъде минута смущение колебание на, докато изборът на пътя определя макроскопски резултати. процес на самоорганизация, описан от нелинейни уравнения за макроскопски функции. Брюксел Училище доведе Prigozhev Ним, изследва способността за самоорганизация на отворени системи и липса на равновесие, идентифицирани като основен източник на ред.

Ролята на колективното поведение на подсистемите, които съставят системата, подчерта немски физик G.Haken и затова въвежда за самоорганизацията обработва Synergetics име (от гръцки synergetike -. Сътрудничество, съвместни действия).

Самостоятелно организация - спонтанно образуване на силно подредени структури на ембрионите, или дори от хаоса, спонтанен преход от неподредено състояние да нареден чрез съвместни предприятия, кооперативни (едновременни) действия на много подсистеми. Хаотично състояние съдържа несигурност - вероятността и случайността, които са описани, като се използват термините "информация" и "ентропията". След разглеждане на инцидента Хакен смята за необходимо и получава детерминирани уравнения на движение. В този случай, на основните събития са изборът на равновесие и да разследва тяхната стабилност. Случайно събитие причинява нестабилност,

и това - тласък за появата на нови конфигурации (МО). Кълнове от самоорганизация е "вероятността"; поръчка става чрез съпротивление колебание чрез нестабилност. В предговора към книгата си "Synergetics" Ха Кен пише: "Обадих се на новата дисциплина" синергия ", не само защото е разследван комбинирания ефект на много елементи на системите, но и защото, за да намерите най-общите принципи на самоорганизацията, е необходимо сътрудничество много различни дисциплини. "

Синергизмът формулирани принципите на самостоятелно движение в неодушевен характер и създаване на сложни системи от проста. Така че физиката проникнала еволюционен подход, инцидент дойде на микроскопско ниво. Synergetics доведе до ново разбиране на еволюцията.

В отворени системи, можете да промените на потока на енергията и материята, т.е. регулира образуването на разсейване структури. Когато nonequilibrium процеси, като се започва от определена критична стойност за тази система външен поток от разстройства и състояния могат да възникнат подредени хаотични състояния се дължи на загуба на тяхната стабилност. Подредбата може да бъде във времето, пространствено и пространство-времето. За да не се отиде в общата теория на такива системи, ние се обръщаме към примери от различни области на науката.

лица - паднаха. С разпространението на повърхността на течността от центъра към периферията, и долен слой - центъра. Това стабилна структура, наречена Benard клетки.

Температурният градиент в този случай се нарича обратна, тъй като долната повърхност на течност поради топлинно разширение има по-ниска плътност от близо до върха. Благодарение на силата на гравитацията и плаваемостта плаваемост сила система е нестабилна, слоевете на "искат да" сменят местата. При по-ниска температурна разлика между повърхностите поради vyazkoe-

ти течност движение не се случи, топлина се разпределя само чрез проводимост, но се изхожда от определен обмен стойност ускорено от произхожда конвективния поток. Колебанията в резултат на първото вискозно триене погасява, в суперкритичната региона рязко нараства до микроскопичен мащаб. За стабилността необходимо за регулиране на нагряване на флуида, и това се случи самостоятелно последователно. Има устройство, гарантиращо максимална скорост на топлинния поток, както и нейната вътрешна структура (или самоорганизация) се поддържа поради усвояването на отрицателна ентропия или отрицателна ентропия.

Най-важното сред сложни системи система за обратна връзка. Системата реагира по определен начин с външната дейност: тя може да се подобри - положителната обратна връзка може да се сведе до нула - Хомеопатичното обратна връзка, както и да го отслаби - отрицателна обратна връзка. Отрицателна обратна връзка помага да се възстанови баланса в системата, когато е нарушено от външно влияние, положително - е още по-отклонение от тази, която би била в отсъствието на обратна връзка.

Самият механизъм за обратна връзка се променя системата. Ако това повишава степента на организация на системата, се говори за самоорганизация. Поведението на системата може да бъде на случаен принцип или подходящо. Последните имат система с отрицателна обратна връзка. За да се отнасят за автомобили с вътрешна подходяща реакция на външни стимули основател на кибернетиката Норберт Винер въвежда термина "sevromehanizmy".

Обратната връзка е едно от основните понятия на кибернетиката - науката за управление на сложни системи за обратна връзка. раждането й е свързано с появата през 1948 г. на книгата на Н. Винер "Кибернетика или контрол и комуникация с животното и машината", въпреки че някои идеи бяха преди. Тя се основава на идеята за използване на възможността за общ подход към прегледа на контролните процеси в различните системи. Системи изследвани реакциите на външни стимули, така кибернетика въведени нов функционален подход ( "сигнал - отговор") и нов основното понятие на "информация".

Статистика - мярка за разнообразие системи, нараства с увеличаване на разнообразието в системата. Той е свързан с един от основните закони на кибернетиката - Закона за реквизит Сорт: ефективно управление на системата е възможно само тогава, когато най-различни системи за контрол на по-голямо разнообразие управляеми. Това означава, че колкото повече информация може да намерите на системата, толкова по-ефективен процес на управлението му. Тази концепция се характеризира мярката на организация на ентропията на системата като противотежест на мерките за организация. използвани кибернетика

трябва връзката между характеристиките на системата и информация означава информация растеж намаляване на ентропията. Контролната система решава проблема от различни видове: стабилизирането на програмите, мониторинг и оптимизиране. В кибернетиката съответства на целите и методите за управление, системи, в сътрудничество помежду си в движението и развитието. В тази наука отклонена от специфичните характеристики на системите по проучване, като набляга на моделите, които са общи за клас системи. Компоненти на тази абстрактна кибернетична система, описана по отношение на абстрактно компоненти.

Въпроси за самоанализ и повторение

1. Каква част от термодинамична система се нарича фаза на веществото? Обяснява понятието "фаза равновесие", "прегрята течност." Дай молекулно снимката на процесите на изпаряване и кондензация, сублимация и десублимация. Това, което е наситена пара, и какви са неговите качества? Опишете ролята на тези процеси в земната атмосфера.

2. обясни феномена на катализа и неговото използване. Каква е ролята на радиация химия в генетиката?

3. Дайте на концепцията за свободните радикали и верижна реакция. Дайте примери.

4. Как да се развива учението на химичните процеси? Как мога да се ускори или забави реакцията и какво търговската стойност на това? Дайте представа за химична кинетика.

5. Име методите за контрол на химически процес. Как мога да се измести на химическата равновесието и посоката на реакцията? процеси се срещат като прехвърляне на вещества?

6. Какви са характеристиките на явленията при много ниски температури? Описва явлението свръхфлуидност и свръхпроводимост.

7. обясни процеси в стопилки и разтвори. Защо, когато се разтвори обикновено температурата се понижава? Какви са характеристиките на разтваряне във вода? Какво е най-хидрофилни и хидрофобни роля процеси в живите организми?

8. Как да се държим macrosystem далеч от равновесие? Обяснете принципа на местно равновесие.

Какво е феноменът на самоорганизация?

10. Опишете условията за появата на дисипативни структури на открито
системи. Дайте примери.

CONCEPT СТРУКТУРА, EVOLUTION

Процеси и структури ЗА ПРОИЗХОД