Еще раз о синергетике - page 4

Л.В. Мокшанцев
4
нее устойчивых состояний. В этой точке эволюционный путь системы,
можно сказать, разветвляется, и какая именно ветвь развития будет
выбрана, решает случай. Но после того как «выбор сделан» и система
перешла в качественно новое устойчивое состояние, возврат назад не-
возможен. Этот процесс необратим. А отсюда следует, что развитие
таких систем имеет принципиально непредсказуемый характер. Мож-
но просчитать варианты возможных путей эволюции системы, но ка-
кой именно путь будет выбран, однозначно сказать нельзя.
Примером образования структур нарастающей сложности [8, 9]
является хорошо изученное в гидродинамике явление, названное
ячейками Бенара. При подогреве жидкости, находящейся в сосуде
круглой или прямоугольной формы, между нижним и верхним ее
слоями возникает некоторая разность (градиент) температур. Если
градиент мал, то перенос тепла происходит на микроскопическом
уровне и никакого макроскопического движения не происходит. Од-
нако при достижении градиентом некоторого критического значения
в жидкости внезапно (скачком) возникает макроскопическое движе-
ние, образующее четко выраженные структуры в виде цилиндриче-
ских ячеек. Сверху они похожи на устойчивые ячеистые структуры
или пчелиные соты.
Это хорошо знакомое всем явление с позиций статистической
механики невероятно. Ведь оно свидетельствует, что в момент обра-
зования ячеек Бенара миллиарды молекул жидкости, как по команде,
начинают вести себя согласованно, хотя до этого пребывали в хаоти-
ческом движении. Создается впечатление, будто каждая молекула
«знает», что делают все остальные, и желает двигаться в общем
строю. Классические статистические законы здесь явно не работают,
это явление иного порядка. Ведь если бы, даже случайно, такая «пра-
вильная» и устойчиво «кооперативная» структура образовалась, что
почти невероятно, она бы сразу же и распалась. Но она не распадает-
ся при соответствующих условиях (приток энергии извне), а наобо-
рот, устойчиво сохраняется. Значит, возникновение структур нарас-
тающей сложности вовсе не случайность, а закономерность.
Еще один пример — упорядочение в ферромагнетиках (напри-
мер, в магнитной стрелке компаса). При нагревании у ферромагнети-
ка внезапно исчезает намагниченность, а при понижении температу-
ры намагниченность внезапно появляется снова. На микроскопиче-
ском, атомном уровне это можно представить так: магнит состоит из
большого количества элементарных (атомных) магнитов (называе-
мых спинами). При высоких температурах (магнитики) распределены
по направлениям хаотически. Их магнитные моменты, складываясь,
взаимно уничтожаются, и в результате макроскопическая намагни-
ченность оказывается равной нулю. При температурах ниже критиче-
ской элементарные магниты выстраиваются в определенном порядке,
1,2,3 5,6,7,8
Powered by FlippingBook