Бифуркации. 
Химия

В самом общем понимании бифуркация — это раздвоение чеголибо. В географии, например, бифуркация — это разделение реки на две ветви, в биологии — раздвоение трахеи на бронхи. В педагогике бифуркация — построение учебных планов школы по специализациям (естественные, гуманитарные науки и др.).

Флуктуация вызывает бифуркацию. Бифуркация возникает, когда система отклоняется от равновесного или стационарного состояния, и малейшая флуктуация приводит к потере устойчивости системы, резкому изменению ее поведения и случайному выбору одного из двух возможных путей дальнейшего развития событий. Флуктуация и бифуркация — вероятностные и непредсказуемые явления, и неизвестно, по какой ветви будет развиваться система.

Пусть система удаляется от состояния равновесия, например при увеличении концентрации компонентов или при изменении температуры, по пути 1 (рис. 2.19). При достижении в момент времени ?, некоторого критического неравновесного состояния в точке J5, система теряет устойчивость, и достаточно малейшего воздействия на систему, как траектория движения системы разделяется на две ветви. Это могут быть прогрессивная 2 и тупиковая ветвь 3. В точ;

Рис. 2.19. Возникновение бифуркаций и возможные пути развития системы ке бифуркации система «колеблется», выбирая путь эволюции, и предсказать будущую историю невозможно. Если развитие пойдет, но прогрессивной ветви 2, через некоторое время неравновесность системы приводит к новому критическому состоянию в точке В₂, и далее система снова «решает», как ей развиваться.

Бифуркация соответствует двум возможным результатам, каждый из которых имеет вероятность ½. Но один из путей может давать системе другой больший или меньший темп развития. Если это прогрессивная ветвь, то ее эволюция может иметь и быстрый темп развития (2), и сравнительно медленный (7), или система может остановиться в развитии на неопределенный интервал времени.

В последовательности бифуркаций может случиться, что после ряда прогрессивных путей система переходит на тупиковые ветви (б, 10). Но не исключена возможность из тупиковой ветви перейти на прогрессивные ветви (8). В то же время система может развиваться долгое время без потрясений по традиционной, привычной траектории (7, 9). (В-2−18. Попытайтесь, воспользовавшись этими идеями, объяснить, почему черепаха живет очень долго, а мышь — короткий срок.).

Бифуркации всегда имеют двоичный характер, т. е. разделяют путь на две ветви, но если бифуркации следуют одна за другой через короткий промежуток времени, может оказаться, что путь имеет три или даже большее число разветвлений.

После бифуркации неравновесность образовавшейся системы повышается, и наступают новые флуктуации и бифуркации. Если они следуют очень быстро друг за другом, возникает впечатление равномерности прохождения процесса.

В состоянии равновесия система инертна, тогда как в неравновесных условиях она восприимчива даже к слабым изменениям внешних воздействий (например, к изменениям концентрации или температуры, влиянию гравитационных и электрических полей, информационному воздействию на общество и т. п.).

Переход через бифуркацию в ту или иную сторону столь же случаен, как результат бросания монеты. Даже небольшая флуктуация может послужить началом эволюции в совершенно новом направлении, которое непредсказуемо изменит поведение системы. По той же схеме человек принимает решения. Часто его знания и интуиция помогают ему уйти от тупиковой ветви развития, но случаются и худшие результаты.

При нестабильности системы, далекой от равновесия, даже небольшие флуктуации способны привести к бифуркации и последовательности бифуркаций. В разных местах открытой системы могут одновременно проходить различные по характеру бифуркации.

Катастрофа — эта бифуркация, но «большая». Таковы землетрясение, тайфун или взрыв, даже взрыв в колбе с реактивами. Катастрофа начинается с усиления неравновссности в природе и обществе, затем происходит быстрое изменение характеристик (свойств) окружающей среды и общества, которое после флуктуации приводит к резкому ухудшению условий существования системы и даже гибели растительности, животных и людей.

После катастрофы неравновесность начинает повышаться, и через короткий или длинный промежуток времени возникают флуктуации и бифуркации, позволяющие системе выбирать пути своего развития, которое приведет ее в новое состояние.

Землетрясение, тайфун, наводнение или взрыв реактора на некоторое время отбрасывают систему вниз с достигнутого уровня развития, но затем вследствие флуктуаций и бифуркаций начинается новый путь развития системы. Катастрофы в обществе проявляются войнами, в том числе гражданскими, и революциями.

Революция — мощнейшая и страшнейшая флуктуация в жизни общества, за короткий промежуток времени отбрасывающая систему вниз с достигнутого даже высокого уровня развития на непредсказуемо низкий. Объяснения причин революций нет. Возможно, они связаны с психическим заболеванием почти всего населения, которое может быть вызвано генетическими факторами, одновременным накоплением в органах людей сложнейших биохимических соединений или другими причинами. (В-2−19. Приведите примеры революционных преобразований в истории государств.).

Революционная катастрофа чаще всего пускает систему не в ожидавшийся прогрессивный путь, а в тупиковый, из которого система может выбраться в последующих флуктуациях и бифуркациях.

Бифуркации и самоорганизация не всегда приводят к положительным результатам, а часто к отрицательным сдвигам. После революции ее создатели уничтожаются, и система сохраняется некоторое время, иногда десятилетия, разрушенной или крайне медленно продвигается вверх или даже вниз.

Впоследствии растущая неравновесность системы приводит к флуктуации, и бифуркация направляет развитие общества по двум путям. Чаще всего начинается прогрессивное развитие общества, но возможно дальнейшее понижение уровня жизни. Если не происходит флуктуации с прогрессивным результатом, общество может погибнуть, что выражается в диссипации людей и созданных ими материальных и духовных достижений.