Apariția de auto-organizare în sistemele de neechilibru

Acasă | Despre noi | feedback-ul

Scăderea totală a entropiei în sisteme deschise, în anumite condiții, ca urmare a face schimb cu fluxul mediului extern poate depăși producția internă. Instabilitate apare starea omogenă dezordonate înainte poate să apară și să crească la fluctuațiile de nivel macroscopic la scară largă. cu aleator din

SA pot avea structuri care încep să se miște într-o din ce în ce ordonat. Aceste structuri sunt formate prin restructurarea internă a sistemului, astfel încât acest fenomen se numește auto-organizare. În această entropie, se referea la aceeași valoare a energiei scade. Prigogine numit ordonat formarea care apar în sistemele disipative în procesele ireversibile neechilibru, structurile disipative (din dissipatio Latină -. Disperseze, disipa). Se crede că aceste structuri sunt volatile și apar când împrăștierea energiei libere în sisteme deschise instabile.

Statutul soldul curent în sistem trebuie să fie menținut în afara masei și a energiei, compensarea pierderilor de disipare. Astfel de sisteme sunt numite deschise. Pentru a descrie procesele de auto-organizare nu mai poate utiliza o reprezentare liniară a termodinamicii proceselor ireversibile, deoarece structurile sunt formate departe de echilibru. Sub efectul fluctuațiilor mari apar formează împreună mișcare, numite moduri, între care există o concurență, există o selecție dintre cele mai stabile dintre ele, ceea ce duce la apariția spontană a structurilor macroscopice. Astfel de sisteme nu pot impune calea de dezvoltare, acestea au de obicei mai multe oportunități de dezvoltare. La punctul de bifurcare și selectează modul în care, așa cum este construirea începutul haosului apare aici. De „declanșare“ poate fi o fluctuație perturbare minut, în timp ce alegerea căii determină rezultatele macroscopice. proces de auto-organizare descrisă de ecuații neliniare pentru caracteristicile macroscopice. Bruxelles Școala a condus Prigozhev NYM, a investigat capacitatea de auto-organizare a sistemelor deschise și identificate ca dezechilibrul sursă principală de ordine.

Rolul comportamentului colectiv al subsistemelor care alcătuiesc sistemul, a subliniat fizicianul german G.Haken, și, prin urmare, a introdus pentru autoorganizarea procesează numele Synergetics (din synergetike greacă -. Cooperare, acțiune comună).

Autoorganizarea - formarea spontană a structurilor extrem de ordonate ale embrionilor, sau chiar din haos, o tranziție spontană de la o stare dezordonată unei ordonate prin acțiuni comune, de cooperare (simultane) de mai multe subsisteme. stare haotica conține incertitudine - probabilitate și întâmplării, care sunt descrise folosind termenii „informare“ și „entropie“. După examinarea accidentului Haken considerată necesară și a obținut ecuațiile deterministe ale mișcării. În acest caz, principalele evenimente sunt alegerea de echilibru și de a investiga stabilitatea lor. eveniment accidentală provoacă instabilitate,

iar acest lucru - un impuls pentru apariția unor noi configurații (mod). Germeni de auto-organizare este „probabilitatea“; ordonare se produce prin rezistență de fluctuație prin instabilitate. În prefața la cartea sa „Synergetics“ Ha Ken a scris: „Am numit noua disciplina“ sinergie“, nu numai pentru că a investigat efectul combinat al multor elemente ale sistemelor, dar și pentru că pentru a găsi principiile generale care reglementează autoorganizare, este cooperarea necesară mai multe discipline diferite. "

Sinergia a formulat principiile de auto-mișcare în natură și fără viață crearea unor sisteme complexe de la simplu. Astfel fizica penetrat abordare evolutivă, un accident a venit la nivel macroscopic. Sinergetică a condus la o nouă înțelegere a evoluției.

În sistemele deschise, puteți schimba fluxul de energie și materie, și anume, reglementa formarea structurilor disipative. Atunci când procesele de neechilibru, pornind de la o anumită valoare critică pentru acest flux extern sistem de stări dezordonate și ordonate pot apărea stări haotice din cauza pierderii stabilității lor. Ordinea poate fi temporală, spațială și spațiu-timp. Pentru a nu intra în teoria generală a unor astfel de sisteme, ne întoarcem la exemple din diferite domenii ale științei.

fețe - a căzut. Prin răspândirea suprafața lichidului dinspre centru spre margini, și un strat inferior - centru. Aceste structuri stabile numite celule Benard.

Gradientul de temperatură, în acest caz se numește invers, deoarece suprafața inferioară a fluidului datorită expansiunii termice are o densitate mai mică decât în ​​partea de sus. Datorită forței de gravitație și forța sistemului de flotabilitate flotabilitate este instabilă, straturile de „doresc să“ schimbe locurile. La o diferență de temperatură mai scăzută între suprafețele vyazkoe- datorate

ti mișcarea fluidului nu se produce, căldura se răspândește numai prin conducție, dar pornind de la o anumită valoare de schimb accelerat, deoarece originea flux convectiv. Fluctuații datorită primei frecare vâscoasă amortizată, în regiunea supercritică a crescut brusc, ajungând la o scară macroscopică. Pentru stabilitatea necesară pentru reglarea căldurii de curgere a fluidului, și apare o auto-consistente. Există o structură care să asigure debitul maxim de căldură, iar structura sa internă (sau auto-organizare) este menținută datorită absorbției de entropie negativă sau entropie negativă.

Cel mai important dintre sisteme complexe de sistemul de feedback. Sistemul răspunde într-un anumit mod de a acțiunii externe: se poate îmbunătăți - feedback-ul pozitiv poate reduce la zero - feedback-ul homeopatic, și poate slăbi - feedback-ul negativ. Feedback-ul negativ ajută la restabilirea echilibrului în sistem, atunci când acesta este încălcat de influență externă, pozitivă - este tot mai mult abaterea decât cea care ar fi în absența feedback-ului.

Mecanismul de feedback se schimbă sistemul. În cazul în care crește gradul de organizare a sistemului, vorbesc despre auto-organizare. Comportamentul sistemului poate fi aleatoare sau adecvată. Acestea din urmă au un sistem cu feedback negativ. A se referi la mașinile cu o reacție adecvată internă la un stimul extern fondator ciberneticii Norbert Wiener a inventat termenul „sevromehanizmy“.

Feedback-ul este unul dintre conceptele de bază ale ciberneticii - știința de gestionare a sistemelor de feedback complexe. nașterea ei este asociată cu apariția în 1948 a cărții lui N. Wiener, „Cibernetica, sau de control și de comunicare în animal și mașina“, deși unele idei au fost înainte. Ea se bazează pe ideea de a folosi posibilitatea unei abordări comune pentru revizuirea proceselor de control în diferite sisteme. Sistemele de studiat reacțiile la stimuli externi, astfel încât cibernetica a introdus o nouă abordare funcțională ( „semnal - răspuns“) și un nou concept fundamental al „informațiilor“.

Statistici - o măsură a sistemelor de diversitate, crește odată cu creșterea diversității în sistem. Acesta este asociat cu una din legile de bază ale ciberneticii - Legea Requisite Varietate: gestionarea eficientă a sistemului este posibilă numai atunci când o varietate de sisteme de control mai mare varietate de gestionat. Acest lucru înseamnă că mai multe informații sunt disponibile pe sistem, mai eficient procesul de gestionare a acestuia. Acest concept caracterizat prin măsura de organizare a entropiei sistemului ca o contragreutate la măsurile de organizare. Cibernetică folosit

în cazul în care relația dintre caracteristicile sistemului și informația se referă la informațiile de creștere scădere a entropiei. Sistemul de control rezolvă problema de diferite tipuri: stabilizarea programului, monitorizarea și optimizarea. În Cibernetică abordează obiectivele și metodele de management, sisteme, în cooperare unele cu altele în mișcarea și dezvoltarea. În această știință deviat de caracteristicile specifice ale sistemelor luate în studiu, subliniind modelele care sunt comune la o clasă de sisteme. Componentele acestui sistem cibernetic abstract descris în termeni de componente abstracte.

Întrebări pentru auto-examinare și repetarea

1. Ce parte a sistemului termodinamic se numește faza a substanței? Explicați conceptul de „echilibru de fază“, „lichid supraîncălzit.“ Dă imaginea moleculara a proceselor de evaporare și condensare, sublimare și sublimare. Ce este saturat cu abur, și care sunt proprietățile sale? Descrieți rolul acestor procese în atmosfera terestră.

2. Explicați fenomenul de cataliză și utilizarea acestuia. Care este rolul chimiei radiații în genetica?

3. Dă conceptul de radicali liberi și reacții în lanț. Dă exemple.

4. Cum de a dezvolta doctrina proceselor chimice? Cum pot accelera sau încetini reacția și ce valoarea comercială a acestei? Da o idee a cineticii chimice.

5. Denumiți metodele de control al proceselor chimice. Cum pot schimba echilibrul chimic și direcția reacției? procese apar ca transfer de substanțe?

6. Care sunt caracteristicile fenomenelor la temperaturi foarte scăzute? Descrie fenomenul de supraconductibilitate și belșug.

7. explica procesele din topituri și soluții. De ce, cand se dizolva de obicei, temperatura este scăzută? Care sunt caracteristicile de dizolvare în apă? Care este hidrofil și rolul proceselor hidrofobe în organismele vii?

8. Cum să se comporte macrosystem departe de echilibru? Explicați principiul echilibrului local.

Care este fenomenul de auto-organizare?

10. Descrieți condițiile pentru apariția structurilor disipative în aer liber
sisteme. Dă exemple.

CONCEPT STRUCTURA, EVOLUȚIA

PROCESE SI STRUCTURI DE ORIGINE