Бифуркации, неустойчивость и самоорганизация в естественной науке и натурфилософии

Утверждая, что создаваемая им «новая наука — физика не­равновесных процессов» «связана с такими понятиями, как са­моорганизация и диссипативные структуры» [Пригожин, 1994, с, 5], Пригожин выходит из области физики в синергетику. То  есть созданная им наука имеет две проекции: физическую и синергетическую. Сам Пригожин никогда не использовал термин «синергетика», но он нам нужен, чтобы выделить «наддисциплинарную» составляющую его «физики неравновесных процес­сов». Ситуация здесь во многом аналогична ситуации становле­ния теории колебаний, рожденной в лоне классической механики. В этом плане Пригожин разрабатывает «теорию диссипативных структур», которая, по характеристике Хакена, «занималась изу­чением физических, химических или биологических систем. При этом целью исследования здесь является спонтанное фор­мирование структур за пределами термодинамического равнове­сия и в то же время при помощи процесса диссипации».

Здесь центральную роль в рассуждениях И. Пригожина игра­ют резонансы Пуанкаре. С одной стороны, они являются причи­ной того, что «большинство динамических систем неинтегрируемо, и взаимодействия (между составляющими системы. — А.Л.) не могут быть исключены» [Там же, с. 14]. Резонансы при­водят к «проблеме малых знаменателей» (т. е. к появлению бес­конечностей) и вытекающему из теории KAM (Колмогорова, Арнольда и Мозера) делению траекторий на два типа: «траекто­рии с «нормальным» поведением, знакомым нам по исследова­нию двухтельного движения планет, и траектории со случайным поведением» [Там же], а также к состояниям с положительным показателем Ляпунова, соответствующим потере устойчивости.

В результате переструктурирования вокруг новых «первич­ных идеальных объектов» — резонансов — пригожинская «физи­ка» превращается в раздел синергетики, в котором резонансы отвечают динамическим структурам Г. Хакена. Таким образом, системы в пригожинской «физике неравновесных процессов» являются открытыми и диссипативными. Новые черты, обозна­ченные Пригожиным в названии его книги — «Порядок из хао­са», — связаны с бифуркациями и непредсказуемостью.

Бифуркации — это точки, в которых ход процесса становится неоднозначным: он может пойти разными путями, причем в си­лу неустойчивости системы в этой точке выбор пути зависит от флуктуаций — случайных событий — и потому принципиально непредсказуем. В этой точке незначительные по энергии им­пульсы приводят к выбору пути, который потом очень трудно переиграть (вдали от точки бифуркации это требует больших за­трат энергии). «Когда система, эволюционируя, достигает точки бифуркации, — говорит Пригожин, — детерминистическое опи­сание становится непригодным. Флуктуация вынуждает систему выбрать ту ветвь, по которой будет происходить дальнейшая эво­люция системы. Переход через бифуркацию — такой же случайный процесс, как бросание монеты… В случае неравновесных

Страницы: 1 2 3 4 5 6

Сентябрь 15, 2010 | |

COMMENTS

 

Comments are closed.