Самоорганизация в природе и этногенез

Самоорганизация в природе и этногенез
В.Ю. Ермолаев
Обратимся теперь к работам И.Пригожина и его школы. Их целью стало
построение универсальной модели возникновения структур. Упрощенное
описание модели проиллюстрируем наглядным примером возникновения
структуры - эффектом Бенара (4, с.80). Исходным в формировании любой
структуры является равновесное состояние. Основное свойство такого
состояния заключается в том, что различные условия равновесия приводит
всегда к одним и тем же макроскопическим структурам (17, с.24). Так, в
опыте Бенара любое масло, налитое на сковороду, всегда растекается по
ней. Если к подобной системе, находящейся в равновесном состоянии,
начать подводить в хаотической форме поток энергии, то это сформирует
управляющий системой параметр. При нагреве сковороды с маслом
параметром будет разность темеператур нижнего и верхнего слоев масла.
Дальнейшее изменение управляющего параметра происходит из-за
притока энергии и определяет эволюцию поведения системы. Так, в опыте
Бенара нагрев ведет к росту температурного градиента, который достигает
критических (пороговых) значений. Для достижения критических
значений управляющего параметра общая отдача энтропии в среду
(поступление энергии в систему извне) превышала производство энтропии
в системе (потери энергии на "внутреннее" движение). Если в нашем
примере нагрев от горелки больше, чем тепловые потери системы, то
общая температура сковороды с маслом будет увеличиваться. Уменьшение
энтропии системы "уводит" ее от равновесного, устойчивого состояния:
масло, налитое на сковороду, под действием теплового потока
распределяется уже неравномерно, хотя до известного момента перенос
тепла осуществляется только через теплопроводность. Такое состояние
системы само по себе является предпосылкой формирования структуры. И
при некотором значении растущего температурного градиента состояние
системы мгновенно изменяется: образуется сеть ячеек цилиндрической
или шестиугольной формы. Слой сам обретает новую структуру.
Самоорганизация является не имманентной (внутренне присущий какомулибо предмету, явлению - А.Б.). Ведь если бы масло не нагревалось, то оно
и не перемешивалось бы под действием силы тяжести и архимедовой
силы, а значит, никаких ячеек не образовывалось бы. Появление ячеек лишь способ обеспечить прохождение возросшего теплового потока в
новом конвекционном режиме. Образование структуры - лишь следствие
самоорганизации,
наступающей
при
критических
значениях
управляющего параметра. Физическую основу самоорганизации системы
составляет кооперативное (согласованное) поведение е подсистем (для
опыта Бенара - это направленное движение масла вверх в каждой ячейке).
Такой тип поведения в системах Г.Хакен назвал "синергетика" (от греч.
sinergeia - согласное действие) (14, с.5).