 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
228
15.2.2. Нелинейность
Но если большинство систем Вселенной носит открытый характер, то это значит, что во Вселенной
доминируют не стабильность и равновесие, а неустойчивость и неравновесность. Неравновесность, в
свою очередь, порождает избирательность системы, ее необычные реакции на внешние воздействия
среды. Неравновесные системы имеют способность воспринимать различия во внешней среде и
«учитывать» их в своем функционировании. Так, некоторые более слабые воздействия могут
оказывать большее влияние на эволюцию системы, чем воздействия, хотя и более сильные, но не
адекватные собственным тенденциям системы. Иначе говоря, на нелинейные системы не
распространяется принцип суперпозиции: здесь возможны ситуации, когда совместные действия
причин А и В вызывают эффекты, которые не имеют ничего общего с результатами воздействия А и В
по отдельности.
Процессы, происходящие в нелинейных системах, часто носят пороговый характер — при плавном
изменении внешних условий поведение системы изменяется скачком. Другими словами, в состояниях,
далеких от равновесия, очень слабые возмущения могут усиливаться до гигантских волн,
разрушающих сложившуюся структуру и способствующих ее радикальному качественному
изменению.
Нелинейные системы, являясь неравновесными и открытыми, сами создают и поддерживают
неоднородности в среде. В таких условиях между системой и средой могут иногда создаваться
отношения обратной положительной связи, т.е. система влияет на свою среду таким образом, что в
среде вырабатываются некоторые условия, которые в свою очередь обусловливают изменения в самой
этой системе (например, в ходе химической реакции или какого-то другого процесса вырабатывается
фермент, присутствие которого стимулирует производство его самого). Последствия такого рода
взаимодействия открытой системы и ее среды могут быть самыми неожиданными и необычными.
15.2.3. Диссипативность
Открытые неравновесные системы, активно взаимодействующие с внешней средой, могут
приобретать особое динамическое состояние — диссипативность, которую можно определить как
качественно своеобразное макроскопическое проявление процессов, протекающих на микроуровне.
Неравновесное протекание множества микропроцессов приобретает некоторую интегративную
результирующую на макроуровне, которая качественно отличается оттого, что происходит с каждым
отдельным ее микроэлементом. Благодаря диссипативности в неравновесных системах могут
спонтанно возникать новые типы структур, совершаться переходы от хаоса и беспорядка к порядку и
организации, возникать новые динамические состояния материи.
Диссипативность проявляется в различных формах: в способности «забывать» детали некоторых
внешних воздействий, в «естественном отборе» среди множества микропроцессов, разрушающем то,
что не отвечает общей тенденции развития; в когерентности (согласованности) микропроцессов,
устанавливающей их некий общий темп развития, и др.
Понятие диссипативности тесно связано с понятием параметров порядка. Самоорганизующиеся
системы — это обычно очень сложные открытые системы, которые характеризуются огромным
числом степеней свободы. Однако далеко не все степени свободы системы одинаково важны для ее
функционирования. С течением времени в системе выделяется небольшое количество ведущих,
определяющих степеней свободы, к которым «подстраиваются» остальные. Такие основные степени
свободы системы получили название параметров порядка.
В процессе самоорганизации возникает множество новых свойств и состояний. Очень важно, что
обычно соотношения, связывающие параметры порядка, намного проще, чем математические модели,
детально описывающие всю новую систему. Это связано с тем, что параметры порядка отражают
содержание оснований неравновесной системы. Поэтому задача определения параметров порядка —
одна из важнейших при конкретном моделировании самоорганизующихся систем.
15.3. Закономерности самоорганизации
Главная идея синергетики — это идея о принципиальной возможности спонтанного возникновения
порядка и организации из беспорядка и хаоса в результате процесса самоорганизации. Решающим