Для сложных систем, как выяснилось выше, существует «стрела времени». В них, например, броуновские частицы движутся хаотично. Это движение во времени не прекращается никогда, даже в состоянии равновесия имеют место отклонения в концентрации вещества как в большую, так в меньшую сторону – это флуктуационные движения.
Флуктуация – свойство микросистем. Обычно их влияние пренебрежимо мало. Однако, если воздействовать внешней силой (например, периодической), то амплитуда колебаний в системе начинает возрастать. Качественное изменение объекта при некоторых критических значениях, определяющих этот объект параметров, называется бифуркацией.
При бифуркациях выбор направления развития процесса определяется случайными факторами (например, если точка подвеса математического маятника колеблется, то флуктуация разрастается). В случае длительной во времени флуктуации она будет долгоживущей и речь идет о самоорганизации в этом процессе и тогда из внешней среды «отсасывается» энергия. Оказалось, что всякое развитие сложной системы, выражающееся в проявлении нового качества, возможно только при наличии в системе флуктуаций, склонных к разрастанию.
Примером являются «ячейки» Бенара в нагреваемой жидкости. Это верно и для человеческого общества. В этом случае появляется порядок из хаоса и уменьшается энтропия системы. Самоорганизация возможна только в средах значительного объема (точнее с большим числом частиц). Для ее поддержания нужен постоянный приток внешней энергии. Она может идти только в реальных, а не в идеальных системах. При этом необходимо, чтобы между частицами было какое-либо взаимодействие, и оно всегда есть. Таким образом, самоорганизация возникает как результат совокупного действия большого числа какого-либо вида молекулярных сил. Иногда самоорганизация возможна и при «отсосе» энергии.
Например, охлаждение жидкости кристаллизует ее, но при этом обязателен контакт с внешней средой (открытость системы). При переходе к открытым системам нужно еще учитывать уход энтропии через границы системы. Тогда полный прирост энтропии dS может иметь оба знака.
В системе Земля-Солнце dS>0, но для Земли dS3<0. Примером самоорганизации системы является раствор, в котором идут химические реакции, когда в растворе появляются концентрические волны с периодом изменения цвета раствора («химические часы»). Это реакция Б. Белоусова и А. Жаботинского. Заканчивается она после прекращения поступления в раствор одного из веществ, участвующих в реакции.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему