Концепции современных естествознаний Вариант №3

І. Что такое открытая нелинейная система и как в ней происходит процесс самоорганизации.

Система может быть в целом неравновесной, но уже некоторым образом организованной, упорядоченной. Такие структуры И. Пригожий назвал диссипативными структурами (от латинского dissipatio разгонять; рассеивать свободную энергию). Диссипативные структуры это такие открытые нелинейные системы, в которых при больших отклонениях от равновесия возникают упорядоченные состояния. При этом энтропия должна возрастать; изменяются и другие термодинамические функции системы, что свидетельствует в целом о сохранении ее хаотичности. Диссипация как процесс затухания движения, рассеяние энергии, информации играет конструктивную роль в образовании структур в открытых системах. В большинстве случаев диссипация реализуется как переход избыточной энергии в тепло. Таким образом, для нелинейной системы с диссипацией практически невозможно предсказать конкретный путь развития такой системы, так как реальные начальные условия никогда не могут быть заданы точно, а бифуркации тем и характерны, что даже малые возмущения могут сильно изменить ход событий.

Хаос не отсутствие структуры, а тоже структура, но определенного типа. Это впервые было отмечено в работах Э. Лоренца, который в 1963 г. попытался математически описать на основе тепловой конвекции в атмосфере и с учетом земного тяготения глобальные метеорологические процессы на нашей планете. Было показано, что хаотический процесс может быть описан математически довольно сложными нелинейными уравнениями, с привлечением численных компьютерных расчетов, что означает наличие в нем некоего внутреннего порядка, пусть и достаточно сложного. В расчетах Лоренц применил метод математического моделирования с использованием трех дифференциальных нелинейных уравнений.