Естественно-научная, наддисципаинарная и натурфилософская стороны синергетики

Третьим важным открытием стало явление перехода активной среды из бесструктурного состояния в состояние, обладающее структурой. Это связано с возможностью возникновения еще одного типа особенностей. Если вся среда находится в изотропном состоянии, то при некоторых изменениях параметров это состояние может перестать быть устойчивым. Тогда единст­венным устойчивым состоянием для такой среды становится со­стояние типа стоячей волны, когда в разных точках пространства имеются разные концентрации. Возникновение неоднородности из однородности — вещь принципиальная для науки. Это явление получило название самоорганизации.

Ярким примером этого рода является эффект Бенара, кото­рый состоит в следующем. Пусть вязкая жидкость находится ме­жду двумя горизонтальными плоскостями, поддерживаемыми при разных температурах так, что температура снизу Т\ больше, чем температура сверху Т2 (наличие поля тяжести существенно для эффекта). Эта разность температур, играющая здесь роль управляющего воздействия, порождает вертикальный поток теп­ла. Если градиент температуры мал, то перенос тепла происхо­дит на микроскопическом уровне, и никакого макроскопическо­го движения жидкости не наблюдается. Возрастая, градиент тем­пературы достигает критического (порогового) значения, и тогда возникает установившееся макроскопическое движение, обра­зующее четко выраженные структуры: на одних участках жид – кость поднимается, охлаждается у верхней поверхности, на дру­гих — опускается. В результате устанавливается упорядоченное макроскопическое конвекционное движение, дающее в проек­ции сверху структуру типа пчелиных сот. То есть в исходном со­стоянии есть неструктурированное воздействие (однородные температуры) и неструктурированная среда, и в ней возникает структура, причем динамическая, т. е. образованная некоторым движением, и эта динамическая структура определяется свойст­вами системы (вязкостью, полем тяжести, геометрией). Это один из классических примеров самоорганизации в физике [Хакен, 1985, с. 21—23; 2003, с. 48-61].

Таким образом, с точки зрения нелинейной динамики вторая половина XX в. была связана с появлением: 1) хаотических сис­тем; 2) активных сред и автоволн (и автоколебаний) в химиче­ских системах; 3) пространственной самоорганизации.

Страницы: 1 2 3

Август 29, 2010 | |

COMMENTS

 

Comments are closed.