Диссипативные структуры — страница 7

масштаб до макроскопических значений. Возникает неустойчивость и система переходит в упорядоченное состояние. Неравновесные фазовые переходы различной природы имеют общие характеристики. Прежде всего, упорядочение связано с понижением симметрии, что обусловлено появлением ограничений из-за дополнительных связей (корреляций) между элементами системы. Л. Д. Ландау в 1937 г. предложил общую трактовку фазовых переходов 2-го рода

как изменение симметрии. В точке перехода симметрия меняется скачком. Также общим свойством кинетических фазовых переходов является наличие фундаментальной макроскопической переменной, позволяющей дать единое описание процесса упорядочения - параметра порядка. По своему физическому смыслу параметр порядка - это корреляционная функция, определяющая степень дальнего порядка в системе. Синергетика выявила общность

закономерностей развития объектов разного уровня организации. Разительное сходство уравнений, описывающих процессы в самых различных областях знаний позволяет говорить о структурном изоморфизме процессов самоорганизации любых систем. Для конкретных случаев меняются лишь параметры и значение входящих переменных. В химии, например, переменными являются концентрации реагирующих веществ. В биологии - численность организмов

или биомасса, мембранный потенциал и т.д. Примером временной структуры в биологии является процесс «хищник- жертва». Периодические колебания численности популяции зайцев и питающихся ими рысей, прослеженные компанией по заготовке пушнины «Хадсон-Бей» в течение 90 лет описываются уравнением Лотки-Вольтерра. Это же уравнение описывает незатухающие концентрационные колебания в химических системах. С точки зрения неравновесной

термодинамики, процесс Лотки - Вольтерра интересен тем, что описывает систему как бы бесконечно удаленную от состояния равновесия, но еще не перешедшую в неустойчивое состояние. Деятельность организмов немыслима без автоволновых процессов, являющихся пространственно- временными структурами. Хорошо известно «чувство времени» у многих биологических объектов, начиная от простейших и кончая высокорганизованными. Разгадка

«биологических часов» лежит в периодических автоволновых процессах. Говорят, что природа не терпит пустоты, но любит ритм и цикличность. Ярким примером последовательности бифуркаций и кинетических фазовых переходов является морфогенез «порядок есть нарушение симметрии». Хаос в высшей степени симметричен: любая его точка подобна любой другой и все направления равноправны. Появление структуры сразу снижает симметрию.