|
59 используя следующий образ: «В равновесном состоянии молекулы ведут себя независимо: каждая из них игнорирует остальные. Такие независимые частицы можно было бы назвать гипнонами («сомнамбулами»). Каждая изы них может быть сколь угодно сложной, но при этом «не замечать» присутствия остальных молекул. Переход в неравновесное состояние пробуждает гипноны и устанавливает когерентность, совершенно чуждую их поведению в неравновесных условиях» . Таким образом, мы выяснили два необходимых признака возникающего порядка, который порождается обоюдодействующей работой хаоса в неравновесных состояниях: с одной стороны, хаос «поставляет» флуктуации в открытую систему, с другой через диссипацию (рассеивающее термодинамическое начало) отсекает все лишнее и нежизненное. Первый признак возникновение макроскопической упорядоченности при сохранении микроскопической молекулярной разупорядоченности. Порядок на макроуровне вполне мирно уживается с хаосом на микроуровне. Второй признак, непосредственно связанный с первым, появление согласованности, когерентности, «коллективного поведения» молекулярных частиц в диссипативных структурах, когда происходит синхронизация пространственно разделенных процессов. Перейдем к характеристике следующих признаков возникающего порядка, описанных в синергетике бифуркации и нарушению симметрии. Если, как мы уже отмечали, в равновесном и слабо неравновесном состоянии существует только одно устойчивое состояние, то ситуация резко меняется, если мы будем уводить систему все дальше от равновесия. При некотором критическом значении пути термодинамической эволюции 1Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой. М., 1986. С. 240. |
155 ет новый синергетический смысл, характеризуя возникновение различных форм самоорганизации системы. В литературе описаны различные экспериментально проработанные формы самоорганизации— ячейки Бенара, химические часы (модель “брюсселятора”), образование колоний у коллективных амеб, переход от ламинарности к турбулентности и др. Все эти случаи характеризуются некоей общей глобальной ситуацией — диссипативная структура отвечает определенной форме супермолекулярной организации. В частности, параметры, описывающие ячейки Бенара, являются макроскопическими, соответствующими не расстоянию между молекулами, а нескольким сантиметрам. Временные масштабы также другие: они соответствуют не молекулярным масштабам (периоды колебания отдельных молекул), а макроскопическим, т. е. секундам, минутам или часам. Аналогичная переструктуризация масштабов при возникновении упорядоченности происходит при переходе от ламинарного течения к турбулентному. Как показывают работы Ю. Л. Климентовича, интенсивность флуктуаций, а также время и длина корреляций в этом случае возрастают. Микроскопический (молекулярный) механизм переноса импульса сменяется макроскопическим [См. об этом: 153]. [альнодействующие корреляции, возникающие в неравновесности, организуют систему и служат источником порядка. Изменяется сам тип молекулярного поведения. И. Пригожин характеризует эти изменения, используя следующий образ: “В равновесном состоянии молекулы ведут себя независимо: каждая из них игнорирует остальные. Такие независимые частицы можно было бы назвать гипнонами («сомнамбулами»). Каждая из них может быть сколь угодно сложной, но при этом «не замечать» присутствия остальных молекул. Переход в неравновесное состояние пробуждает гипноны и устанавливает когерентность, совершенно чуждую их поведению в неравновесных условиях” [267. С. 240]. (Вспомним коллективное движение больших групп молекул в конвективных ячейках Бенара, изменяющих свое поведение “дружно”, как по команде.) Таким образом, мы выяснили два необходимых признака возникающего порядка, который порождается обоюдодействующей работой хаоса в неравновесных состояниях: с одной стороны, хаос “поставляет” флуктуации в открытую систему, 156 с другой — через диссипацию (рассеивающее термодинамическое начало) отсекает все лишнее и нежизненное. Первый признак — возникновение макроскопической упорядоченности при сохранении микроскопической молекулярной разупорядоченности. Порядок на макроуровне вполне мирно уживается с хаосом на микроуровне. !/ Второй признак, непосредственно связанный с первым, — появление согласованности, когерентности, “коллективного поведения” молекулярных частиц в диссипативных структурах, когда происходит синхронизация пространственно разделенных процессов. Перейдем к характеристике следующих признаков возникающего порядка, описанных в синергетике — бифуркации и нарушению симметрии. Если, как мы уже отмечали, в равновесном и слабо неравновесном состоянии существует только одно устойчивое состояние, то ситуация резко меняется, если мы будем уводить систему все дальше от равновесия. При некотором критическом значении пути термодинамической эволюции начинают ветвиться, одновременно становится возможным дальнейшее развитие системы в сторону одного из трех стационарных состоянии, два из которых устойчивы, третье неустойчиво. Такое критическое состояние системы накануне выбора “собственной судьбы5? V называется точкой бифуркации или “термодинамической ветвью”. Крайние устойО чивые состояния термодинамической ветви соответствуют уровням сильной и слабой “негэнтропийной подпитки” системы и могут эволюционировать в зависимости от этого в сторону, либо удаляясь от равновесия вплоть до макрохаотического состояния, когда каждый элемент системы будет действовать сам по себе, либо приближаясь к равновесию вплоть до гомеостатического, застывшего состояния, в котором флуктуации подавлены и установилась однородность. Эти пути эволюции считаются устойчивыми, т. к. без дополнительных изменений “со стороны” они будут двигаться неуклонно по указанному пути. В случае же новых воздействий эти ветви возможных путей эволюции будут дробиться далее, порождая “каскады бифуркаций”. Серединное неустойчивое состояние является таковым потому, что здесь судьба эволюции не определена и открыта к изменениям. |