Самоорганизиращи се системи

През последните десетилетия, тя се развива идеята, че материята е иманентна тенденция не само за унищожаване на ред и връщане към първоначалния хаос, но също така и до образуването на все по-сложни и подредени системи от различни нива. Идеята на деструктивни тенденции на материя, образувана в резултат на двата клона на класическата физика - статистическата механика и термодинамиката - които описват поведението на изолирани (затворени) системи, т.е. системи не обменят нито енергия, нито въпроса с околната среда ... В тази специална роля принадлежи на втория закон на термодинамиката, определяне на необратимостта на процесите на преобразуване на енергия в затворена система. Такива процеси рано или късно ще доведе системата за най-прост състояние - термодинамично равновесие, което е еквивалентно на хаоса, когато няма ред и всички форми на енергия се превръща в топлина, средната равномерно разпределени между всички елементи на системата. В миналото, на възможността за прилагане на втория закон на термодинамиката на Вселената, които са разчитали затворена система. От това последва сключване на деградацията вселена - топлината си смърт.

Ние знаем, че всички реални системи, от най-малките до най-големите, са отворени, т.е.. Е. Те си разменят енергия и материя с околната среда, а не в състояние на термодинамично равновесие. В такива системи, формирането на нарастващото ред. Въз основа на това, имаше идея за самостоятелно организиране на реални системи. Самостоятелно организация се нарича природни непрекъснати процеси, които трансформират отворения nonequilibrium система, която достига критично състояние в развитието си в нова стабилна държава с висока степен на сложност и ред в сравнение с оригинала. Критичната състояние се характеризира с изключителна нестабилност, която завършва с гладка еволюционно развитие на отворени nonequilibrium системи.

През последните десетилетия, изучаването на самоорганизация процеси, осъществявани в три посоки: свързаност, термодинамиката на nonequilibrium процеси и математическата теория на катастрофи.

Synergy изучава връзките между елементите (подсистеми) структури, които се образуват в откритите системи (биологични, физико-химични и др.) В резултат на интензивен обмен на материя и енергия от околната среда под nonequilibrium условия. В такива системи, има последователни подсистеми поведение, което води до повишаване на степента на ред, т.е.. Е. ентропията намалява. Основа синергичен - термодинамиката на необратимите процеси, теорията на случайните процеси, както и теорията на нелинейни трептене вълни. Обект на изследване на взаимодействие, независимо от нейното естество, трябва да отговаря на три условия: прозрачност, значителен дисбаланс и рязко излизане от критичното състояние.

Това означава не Откритост затворена система, за която може да се обменя енергия и материя с околната среда. Значително неравновесие води до критично състояние, придружено от загуба на стабилност. В резултат на подскача състоянието на изхода izkriticheskogo формира качествено ново състояние с по-висока степен на ред. Пример за самоорганизираща се система може да служи като оптичен квантов генератор - лазер. С работата си отговаря на три условия, изброени: отвореност на системата, за да достави енергия отвън, тя подсилена неравновесие, постигане на критично ниво изпомпване при която методично, монохромни радиация.

"Навсякъде, където и да погледнете, разкрива еволюцията, разнообразието от форми и нестабилност. Интересно е да се отбележи, че този модел се наблюдава на всички нива - в областта на елементарни частици в биологията, астрофизика, "- така се казва един от основателите на термодинамиката на nonequilibrium процеси, носител на Нобелова награда за 1977 г. в белгийския физик и физическа химик IL Prigozhy (стр. 1917).

Комплекс nonequilibrium система може да се движи от нестабилен в една от няколко отделни стабилни държави. В кои от тях да направи преход - въпрос на случайност. Системата, която трае в критично състояние, развитие на силни колебания, когато един от тях е по инициатива на скок към определена стабилна държава. скочи монотонен процес необратим. Критичната стойност на параметрите на системата, при която преход към ново състояние, наречени точка бифуркация.

Самоорганизацията включва случаен и редовно в развитието на всички системи, в които могат да бъдат разграничени два етапа: плавно развиване, които се движат съвсем логично и се определя, както и скок в точката на бифуркация, преминаващ случайно и по този начин произволно определяне на следващ естествения еволюционен етап до следващия скок в точката на бифуркация , Пряко свързани с самостоятелно концепция е математическа теория катастрофа, който описва различните резки преходи, спонтанни промени качество и др Теорията на катастрофи прилагат доста сложни математически апарат - .. на топологична теорията на динамични системи.