Тема: Re: К вопросу о синергетике (часть 3)
Автор: Валентин Кононов
Дата: 27/08/2006 23:59
 
Уважаемый Александр, большое спасибо за Ваш ответ. Он 
столь подробен и обширен, что мне, если честно, даже 
неловко.

С трудом дождавшись второго фрагмента, я должен
констатировать, что в близком будущем вряд ли можно 
ждать завершения Вашего ответа. Поэтому есть, думаю, 
смысл изложить возникающие по ходу чтения мысли, не 
дожидаясь окончательного приговора синергетике.

Я не могу согласиться с Вашим пониманием открытости. У 
Вас получилось, что открытость - это почти та же 
неустойчивость. Так, Вы написали:

"Доступность системы внешним воздействиям, 
неспособность её сопротивляться им, то есть её
открытость, другим боком означает не что иное, как её 
неустойчивость."

Однако термин "открытость" пришёл в синергетику как
антитеза замкнутости ("не закрытости") систем,
изучаемых термодинамикой. В связи с этим синергетику 
называют ещё термодинамикой открытых систем. А уж 
классическая термодинамика совершенно не касается столь
скользкой темы, как неустойчивость. Для обеих областей 
знания открытость/замкнутость всегда означала 
возможность/невозможность обмена с внешней средой 
веществом, энергией, импульсом. Разумеется, чем более 
открыта система, тем сильнее она подвержена 
воздействиям извне; чем выше стены, тем выше 
защищённость. 

Но дело здесь вовсе не в защищённости и порождаемой ею 
устойчивости. Отличие открытой системы от замкнутой в 
том, что через её границу свободно проходят потоки - в 
том числе необходимые для функционирования системы. 
Накройте свечу колпаком - и она потухнет, хотя колпак 
и защитил её от внешних воздействий. Ветер уже не 
задует свечу, но недостаток кислорода и избыток 
углекислого и угарного газов заставит её всё же 
потухнуть. Для синергетики важен именно тот факт, что 
открытые системы способны сохранять и даже снижать, 
"вопреки" второму закону термодинамики, свою энтропию. 
Это происходит благодаря диссипации - выносу из 
системы энтропии, невозможному в замкнутых системах. 

Так, в процессе горения потенциальная энергия 
химически активного кислорода превращается в 
рассеянную, то есть высокоэнтропийную тепловую 
энергию. Если избыток последней не покидает с 
образовавшимися (более инертными) газами область 
горения, то в неё не может попасть кислород, и горение 
прекращается.

Что же касается предмета синергетики, то "возникновение
порядка из хаоса" я считаю, скорее, "рекламным", 
нестрогим обозначением, поскольку понятие "порядок" 
синергетики-естественники толком, насколько я понимаю, 
и не определяют. Тут, как мне кажется, точнее будет 
вести речь об изучении таких процессов, в которых 
убывает энтропия соответствующих систем. В отличие от 
порядка энтропия имеет чёткий физический смысл как мера
неравновесности системы. Чем равномернее
распределяются в системе масса, энергия и иные
характеристики, тем выше её энтропия. В замкнутых
системах нарастание энтропии, то есть равновесности,
неизбежно. А в открытых системах - нет.

Неравновесность - это, вообще-то, ещё не порядок; тем
более она не тот порядок, о котором написали Вы. Но
ассоциация между неравновесностью и порядком не
случайна. Такой, внутренний, порядок, которым атом
отличается от хаотической смеси частиц в ядрах
звёзд, а жизнь - от неживой материи, а человеческое
сознание - от мироощущения животного, - такой порядок
возникает крайне сложно, но судя по всему, путь к
нему лежит только через неустойчивость.

Для простых, линейных процессов убывание энтропии не 
характерно, но отнюдь не невозможно. То же самое
верно и в отношении неустойчивости. Поэтому,
действительно, можно утверждать, что синергетика
изучает сложные, открытые и неустойчивые системы, в
которых энтропия убывает (то есть возрастает 
неравновесность). Однако в более широком плане к
синергетике можно отнести и простые, устойчивые
процессы - лишь бы в них убывала энтропия. Любые
становление и развитие ведут к нарастанию
неравновесности, а следовательно, его всегда можно
отнести к синергетике в широком смысле данного слова.

И ещё - я должен извиниться за чрезмерно
поверхностное описание приведенного мной примера
с взрывчаткой.

Если рассматривать ситуацию на уровне взрыва в целом, 
то её действительно трудно отнести к синергетике. Я же 
подразумевал более низкий уровень - процесс 
распространения зоны нагрева и, как следствие, 
воспламенения взрывчатого вещества. Дело в том, что 
это распространение начинается, естественным образом, 
с поверхностных слоёв. А при наличии на поверхности 
взрывчатки достаточно глубоких выемок реакция на их 
дне начинается раньше, чем в окружающих, глубоко 
лежащих слоях.

Выделяющиеся в ходе реакции газы могут найти себе
только один выход из выемки, и их движение теряет
обычную при взрыве хаотичность, становясь строго
направленным. Получаемый таким образом эффект
направленного взрыва называется кумулятивным.

 C   ||||    C
| | |||D||  |
|/\|||||||\/|/
+++++||||+++++B
----+/||\+----
A---++++++--A-

(Это примерная схема образования кумулятивного эффекта:
А - глубинные, не прогревшиеся слои взрывчатки;
В - поверхностный слой, в котором начинается взрыв;
С - хаотически расходящиеся струи газов;
D - направленная кумулятивная струя.)

Система, в которой возникает кумулятивный эффект,
вполне может быть отнесена к синергетическим, поскольку
является открытой, сильно неустойчивой, достаточно 
сложной. А главное - в ходе реакции обычная хаотичность
движения газов, образующих равномерно 
распространяющуюся взрывную волну, сменяется строгой 
направленностью, то есть происходит снижение энтропии 
процесса взрыва.
 

Просмотр всех сообщений по данной теме
Полный список

Тема Автор Дата
К вопросу о синергетике (часть 1) А.Хоцей 02/05/2006 17:47
К вопросу о синергетике (часть 2) А.Хоцей 03/05/2006 20:54
К вопросу о синергетике (часть 3) А.Хоцей 22/08/2006 17:20
Re: К вопросу о синергетике (часть 3) Валентин Кононов 27/08/2006 23:59
К вопросу о синергетике (часть 4) А.Хоцей 29/08/2006 15:24
Re: К вопросу о синергетике (часть 5) А.Хоцей 29/08/2006 15:27
Re: К вопросу о синергетике (часть 6) А.Хоцей 18/09/2006 17:27
Re: К вопросу о синергетике (часть 6) Валентин Кононов 25/09/2006 23:47
Re: К вопросу о синергетике (часть 7) А.Хоцей 03/10/2006 14:56
К вопросу о синергетике (часть 8) А.Хоцей 17/10/2006 15:44