<<
>>

Куда идут процессы?

Классической наукой — наукой Ньютона и Лапласа — была построена жестко детерминистическая картина мира. Развитие понималось как линейное, монотонное, без альтернатив. А если и допускались альтернативы, то они рассматривались как всецело подчиненные магистральному течению событий.

Предполагалось, что по причинно-следственным цепям ход развития может быть просчитан неограниченно и в прошлое, и в будущее. Развитие ретросказуемо и предсказуемо. Настоящее определяется прошлым, а будущее — настоящим и прошлым.

Представления о направленности развития, его необратимости, стреле времени возникли еще в классической (равновесной) термодинамике (Р. Клаузиус, Л. Больцман). В соответствии с картиной мира, построенной на базе равновесной термодинамики, все процессы в закрытых системах (т. е. существующих без обмена веществом и энергией с окружающей средой) идут со временем к наиболее вероятному состоянию. Таковым, согласно второму началу термодинамики, является состояние с наибольшей энтропией. А поскольку энтропия есть мера беспорядка в системе, то процессы в закрытых системах идут к наиболее хаотическому, дезорганизованному состоянию.

Но в строгом смысле слова изолированные, закрытые системы существуют только в моделях науки. Закрытость и линейность есть исключение из правила, чрезмерное, часто неправомерное, упрощение действительного положения дел. Важно понять, что все реальные системы, как правило, а) открыты, т. е. существуют за счет обмена веществом, энергией и/или информацией с окружающей средой, б) нелинейны, т. е. описываются нелинейными уравнениями, моделями, имеют несколько возможных путей эволюции. Нелинейный мир — это мир с иными, отличающимися от привычных для классической науки закономерностями. Это — закономерности вырастания сложных структур из малых флуктуаций (хаоса), сборки сложного эволюционного целого из частей и его устойчивого, самоподдерживающегося развития, коэволюции разного типа систем, необратимости и частичной обратимости течения эволюционных процессов в открытых нелинейных системах.

Лотман Ю. М. Семиосфера. Культура и взрыв. Внутри мыслящих миров. Статьи. Исследования. Заметки (1968-1992). СПб.: Искусство-СПб., 2001.

Итак, возникает фундаментальный вопрос: куда идут процессы в неравновесных открытых и нелинейных системах? Согласно новой, неравновесной термодинамике, аналогами второго начала для систем такого типа являются аттракторы.

Обсуждая вопрос о происхождении стрелы времени, И. Пригожин и И.Стенгерс говорят о существовании двух типов становления:

Идеальной обратимости классической динамики противопоставляются два типа становления, которые позволяют ввести необратимость, требуемую нашим восприятием. Один такой тип связан с прошлым, все принадлежащее ему стремится — с большой долей вероятности — к равновесию. Другой — с будущим; и именно в этой диссипативной структуре может образоваться некое, зависящее от случая особенное[104].

Первый выделенный Пригожиным и Стенгерс тип становления — термодинамическая ветвь, то направление эволюции к состоянию теплового хаоса, которое определяется вторым началом термодинамики для закрытых систем. Открытые системы имеют несколько альтернативных путей эволюции, причем путь, описываемый вторым началом, — термодинамическая ветвь — как правило, остается как один из возможных путей эволюции. Дальнейшее наше обсуждение в данной главе строится вокруг второго типа становления, связанного с преддетерминацией хода эволюционных процессов. Это направленность течения процессов к структурам-аттракторам эволюции. Мы опираемся при этом на результаты вычислительного эксперимента и ряд строгих математических выводов аналитического характера, которые получены в течение последних 20-30 лет в Институте прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН совместно с учеными из Института математического моделирования РАН и факультета ВМК МГУ[105].

В исследуемых относительно простых моделях (при изучении уравнения теплопроводности с источником) возникает идея, фундаментальная по своему характеру: сплошная нелинейная диссипативная среда потенциально содержит в себе разные виды локализации процессов (разные виды структур).

Среда представляет собой некое единое начало, выступающее в качестве носителя различных форм будущей организации, в качестве поля, на котором ветвятся различные пути эволюции.

Еще раз подчеркнем, что структура (организация) понимается здесь как процесс или, иначе, блуждающее в среде пятно процесса. Это синергетическое представление соответствует пониманию мира как потока, движения, становления, развиваемого Гераклитом, Анри Бергсоном, Альфредом Уайтхедом. Открытая нелинейная среда пятнает себя организацией. Главный парадокс в том, как тепло (горение) может самоподдерживаться в виде определенной структуры — кристалла тепла (кристалла горения).

Этот эффект назван феноменом инерции тепла[106]). За теоретическое исследование одной из самоподдерживающихся структур — теплового Т-слоя в намагниченной плазме — группа сотрудников И МП им. М. В. Келдыша РАН и ИТПМ СОРАН в 1969 г. получила свидетельство об открытии № 55.

Внутренний механизм возникновения структур и эволюции (достраивания, трансформации, объединения и распада) сложных структур составляет игра (соревнование) двух противоположных начал в среде. Одно из начал — рассеивающий, рассасывающий неоднородности фактор самой различной природы (диффузия, дисперсия, гидродинамика и т. д.). Если имеет место, скажем, диффузия, то это может быть диффузия (рассеяние) нейтронов, диффузия (распространение) знаний или же болезней. А другое начало — работа нелинейного источника разного рода — создает неоднородности в сплошной среде. В качестве такового может выступать активная среда в атомном реакторе, создающая лавинообразный поток нейтронов, источник знаний или же очаг болезни.

Важнейшим в синергетике, в том виде, как мы ее понимаем, является представление о структурах-аттракторах эволюции как реальных формах организации среды, на которые выходят процессы эволюции в ней. Если система (среда) попадает в поле притяжения определенного аттрактора, то она неизбежно эволюционирует к этому относительно устойчивому состоянию (этой структуре). С определенного класса начальных возмущений системы (среды) имеет место выход на эту структуру. Это представление фактически было предугадано Людвигом фон Берталанфи, который выдвинул идею о том, что открытые биологические системы обладают свойством эквыфиналъности (лат. aequus — равный), т. е. они способны достигать определенного конечного состояния независимо от вариаций в некоторых пределах начальных условий. Кроме того, Берталанфи отмечал, что устойчивое состояние открытых систем — это так называемое состояние подвижного равновесия (Flieflgleichgewicht); сегодня мы говорим о том, что структуры-аттракторы — это метастабильно устойчивые структуры. Парадоксально, что это метастабильно устойчивое будущее состояние системы как бы притягивает, организует, формирует, изменяет наличное ее состояние. 

<< | >>
Источник: Князева Елена Николаевна, Курдюмов Сергей Павлович. Синергетика: Нелинейность времени и ландшафты коэволюции. 2011

Еще по теме Куда идут процессы?:

  1. Куда уехал царь ?
  2. Куда дальше?
  3. Куда исчезли ольмеки?
  4. Глава Х. КУДА ИДЕТ СМЕРТНАЯ КАЗНЬ?
  5. У ЗВЕРЯ ПРОБЛЕМЫ С ПИЩЕВАРЕНИЕМ, И ОН ЗНАЕТ, КУДА ОБРАТИТЬСЯ ЗА ПОМОЩЬЮ
  6. Глава девятая Куда делись пушки, или какие пушки могли быть в Германии и сколько их было «в натуре»
  7. 10.1. СУЩНОСТЬ КОММУНИКАЦИОННОГО ПРОЦЕССА. ЭЛЕМЕНТЫ ПРОЦЕССА КОММУНИКАЦИИ
  8. МАГМАТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ (процессы ассимиляции и дифференциации магмы)
  9. § 72. Функции процесса. Гражданский процесс
  10. 4.1.Легисакционный судебный процесс (иски по закону, законный процесс).
  11. Вопрос 18. Участие прокурора в гражданском процессе. Формы участия прокурора в гражданском процессе
  12. § 27. Политический процесс
  13. 3.6. Бюджетный процесс
  14. 5.8.Бюджетный процесс.
  15. Обратимые и необратимые процессы
  16. Раздел VI АРБИТРАЖНЫЙ ПРОЦЕСС
  17. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ процессы в восточном СРЕДИЗЕМНОМОРЬЕ
  18. 8.2. Процесс коммуникации
  19. Процесс
  20. 5.2. Проектирование трудовых процессов