Создание классической механики и экспериментального естествознания — страница 14

только что вскипевший чайник, – неравновесная система, поскольку между чайником и окружающим воздухом имеется градиент (мера неодно­родности распределения той или иной величины, ее перепад) температуры. Благодаря ему возникает направленный поток тепловой энергии, и чайник остывает. Однако когда температура чайника сравняется с температурой окружающего воздуха, равновесие все еще не будет достигнуто. Дело в том, что

кон­центрация воды в чайнике больше концентрации водяного пара в воздухе (химический градиент), что приводит к направленному по­току молекул воды из чайника. Через несколько дней вся вода из чайника испарится, и можно будет считать состояние равновесия до­стигнутым. Заметим, что неравновесная система может быть и замкнутой, не сообщающейся с внешним миром. Например, не исключено, что на­ша Вселенная – изолированная

система. Но масшта­бы ее таковы, что время, необходимое для ее перехода в равновесное состояние (каким бы оно ни было), астрономически велико. Однако чаще всего дли­тельное поддержание системы в неравновесном состоянии требует, чтобы она была не­замкнутой, открытой, проточной. Нелинейность Все рассмотренные системы, в которых происходит самооргани­зация, нелинейны. Линейная система отличается тем, что ее реакция на

несколько одно­временных воздействий равна сумме реакций на каждое воздействие по отдельности. Нелинейные системы способны качественно изменять свое поведение при количественном изменении воздействия. Другими словами, нели­нейные системы – это системы сложные. Но речь идет не столько о сложности законов, управ­ляющих поведением системы, сколько о сложности возникающего под их действием поведения. Процессы,

происходящие в нелинейных системах, часто носят пороговый характер. 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. Пример: в ходе химической реакции или какого-то другого процесса вырабатывается фермент, присутствие которого стимули­рует производство его самого. Последствия такого рода взаимодей­ствия