Порядок и беспорядок в природе. Синергетика

В термодинамике закон сохранения энергии это первый закон (см.6.21). Сообщение системе количества теплоты Qприводит ее к неравновесному состоянию. Система стремится к равновесию (тепло от нагретого тела передается к менее нагретым телам – температура тел выравнивается). Самопроизвольный переход системы из неравновесного состояния к равновесному является необратимым. При этом энтропия замкнутой системы возрастает (второй закон термодинамики ΔS≥0). Так как все реальные процессы необратимы, то они в замкнутой системе ведут к увеличению энтропии –принцип возрастания энтропии. Это означает возрастание числа микросостояний, что справедливо для систем, состоящих из большого числа частиц. При малом числе частиц возможно нарушение этого положения. Так если в одной из камер находится газ, то при соединении ее с другой пустой камерой число частиц в камерах выравнивается. Если же в первой камере находилось, к примеру, всего две молекулы, то есть большая вероятность, что обе они перейдут в другую камеру (неравновесное состояние). Таким образом, процессы в замкнутой системе идут в направлении увеличения числа микросостояний, от менее вероятных состояний к более вероятным пока вероятность состояния не станет максимальной.

Во второй половине XXстолетия появилась наука –синергетика– теория самоорганизации сложных систем из простых. Система, находящаяся в состоянии хаоса, динамична. Поэтому вполне логично, что при динамическом поведении частиц системы локально рождаются упорядоченные структуры. Синергетика, как правило, имеет дело с открытыми системами в неравновесных состояниях. В равновесных системах самоорганизация прекращается.

В неравновесных системах вследствие их динамической изменчивости возможно образование относительно устойчивых новых упорядоченных структур. Это происходит под воздействием бифуркационных колебательных процессов. Эти процессы могут привести к образованию структур (их называют аттракторами - притягивающими), которые становятся доминирующими.

Синергетика, объясняет эволюцию в природе, переход от хаоса к порядку. Это возможно в открытых системах за счет поглощения энергии извне. Зарождается новое, непредвиденное.