Тема: Re: К вопросу о синергетике (часть 6)
Автор: Валентин Кононов
Дата: 25/09/2006 23:47
 
Уважаемый Александр, спасибо Вам за письмо. Думаю, что 
нам всё-таки придётся немножко покопаться в 
термодинамике. Хотя бы для того, чтобы разобраться с 
понятием энтропии. Но, прежде чем заняться 
термодинамикой, я должен попенять Вам вот за этот 
пример: 

"Представьте, что (в отсутствие гравитационного, 
электромагнитного и прочих полей) мы нагреваем некий 
объём газа (жидкости) или пополняем ("накачиваем") его 
молекулами (естественно, движущимися, обладающими 
кинетической энергией, ибо покоящихся молекул не 
бывает). Что это даст? Возникнут ли тут синергетические
эффекты? Я думаю, нет." 

Всё дело в том, уважаемый Александр, что, исключив не 
только гравитационное и электромагнитное, но и "все 
прочие" поля, мы сразу лишаемся предмета разговора. 
Это то же самое, как если бы мы пытались рассмотреть 
деятельность мозга у человека, лишённого головы. Убрав 
все поля, мы уберём также и основные силы, действующие 
на гипотетический объём (какие-то Вы хотите оставить? 
Какие?), но физическая система без действующих в ней 
сил - это просто карикатура, по которой нельзя сделать 
адекватного вывода об оригинале. Вместе с силой 
тяжести исчезнет и сила трения; газ или жидкость 
просто разлетятся во все стороны, оставив нас у 
разбитого корыта. Но если мы замкнём объём (наденем на 
него чехол) и придадим ему какое-то ускорение 
(например, раскрутим), то простейшие
самоорганизационные процессы - вихри там уже
должны возникнуть.

И ещё. Приводя этот пример, Вы опять же сосредоточили 
всё внимание на входящих в систему потоках - в то 
время как я писал Вам о диссипации, то есть о выносе 
энтропии из системы. Существуют процессы, в которых
система не получает энергии извне, но тем не менее в 
некотором смысле "упорядочивается". В частности, это 
процессы кристаллизации, которые идут, как известно, с 
выделением энергии. С выделяющайся энергией и выносится
из системы энтропия. Чаще, конечно, есть и входящие 
потоки энергии и вещества, но определяющим для 
самоорганизации является именно вынос энтропии.

Посмотрим, однако, на определения энтропии:

1) Толкователь иностранных слов Л.П.Крысина:

1. физ. Одна из характеристик теплового состояния
тела или системы тел: мера внутренней
неупорядоченности системы, возрастающая в
необратимых процессах и остающаяся постоянной в
процессах обратимых.
2. инф. Мера неопределённости ситуации (случайной
величины) с конечным или счетным числом исходов.

2) Современный экономический словарь Б.А.Райзберга, 
Л.Ш.Лозовского, Е.Б.Стародубцева 

1. в теории информации: величина, характеризующая
степень неопределённости системы;
2. в теории систем: величина, обратная уровню
организации системы. 

3) Энциклопедическое определение, кочующее по
многим источникам:
Энтропия (обычно обозначается S) - функция состояния
термодинамической системы, изменение которой dS в
равновесном процессе равно отношению количества
теплоты dQ, сообщённого системе или отведённого от
нее, к термодинамической температуре Т системы.
Неравновесные процессы в изолированной системе
сопровождаются ростом энтропии, они приближают
систему к состоянию равновесия, в котором S
максимальна...
Статистическая физика рассматривает энтропию как меру 
вероятности пребывания системы в данном состоянии 
(принцип Больцмана).

В первом и втором определениях энтропия увязывается с 
неупорядоченностью и (дез)организацией систем, что не 
очень понятно (поскольку не ясно, что имеется в виду 
под упорядоченностью и организацией), но прямо ставит 
её в оппозицию синергетическим процессам, которые 
упорядоченность и организацию (в том же, надо думать, 
смысле) увеличивают. А в третьем как раз и говорится о 
равновесности: чем система более равновесна, тем выше 
её энтропия. Это моё утверждение и вызвало Ваши 
сомнения. Во всех определениях есть и вторые части, 
увязывающие энтропию с неопределённостью (вероятность, 
о которой сообщается в принципе Больцмана, тоже можно 
свести к неопределённости). Действительно, в теории 
информации трудно вести речь о равновесности, а 
неопределённость оказывается более общим понятием: чем 
ближе к точке равновесия, тем выше неопределённость 
состояния.

Вас смутило применение мною энтропийной характеристики 
к массе: 

"Массы, например, скорее, стягиваются в "точку", то 
бишь "тяготеют" как раз к крайне неравномерному 
распределению в исходном "пространстве" системы." 

Но кто сказал, что энтропия - это то, что 
самопроизвольно растёт? Синергетика как раз и изучает 
процессы, в которых энтропия самопроизвольно убывает. 
Стягивание масс происходит лишь в отсутствие значимых 
внешних сил. Массы же, уже притянутые, например, 
Землёй, не находятся далее в постоянно неизменном 
состоянии, а подвержены старению, в ходе которого 
убывает неравновесность (камень рассыпается в песок), 
растёт неопределённость состояния вещества. Вот это и 
есть процесс роста энтропии массы.

То, что масса может самопроизвольно стягиваться,
свидетельствует не о её неподвластности общему принципу
роста энтропии-равновесности, а о неуниверсальности
этого принципа, наличии в природе процессов
самоорганизации, в которых энтропия систем убывает.

Меня несколько удивило Ваше предупреждение: 

"Хотя то, что изучает всё, как раз не изучает ничего".

Философу ли такое утверждать? Если философия изучает
всё сущее, то синергетика гораздо скромнее - в её
ведении лишь те системы, которые способны к
самоорганизации (уменьшению энтропии), и те процессы, 
в которых имеет место самоорганизация. По-видимому,
есть несколько различных сценариев самоорганизации
для разных видов систем и процессов (в том числе
и для систем, состоящих из элементов со сложным
поведением), но почему же не может быть науки,
изучающей все такие процессы?

По вопросу о "проблеме взаимопонимания" должен 
отметить, что я вполне понимаю и принимаю Ваше деление 
на вещи и колонии, но представляю, что потеря вещью 
своей целостности есть процесс термодинамический, а 
возникновение и становление вещи - синергетический. 
Мне кажется, что в таком понимании я не одинок, хотя 
конкретных ссылок сейчас дать не готов.

У Вас также возник вопрос, почему я полагаю, что
возникновение внутреннего порядка в системе (иначе
говоря, становление вещи) должно идти через
неустойчивость. Возможно, я выразился излишне
категорически и такой путь не единственен, но по
крайней мере весьма характерен, поскольку по
устойчивому пути идут обычно процессы нарастания
энтропии, и нужен скачок, выход из зоны устойчивости, 
чтобы повернуть их вспять.

И последнее - о хаосе или порядке в головах человека и 
животных. В столь сложных процессах, как мышление, 
всегда можно увидеть и хаос и порядок, но отличие даже 
пустой человеческой головы от умнейшей головы животного
заключается в наличии второй сигнальной системы - то 
есть речи и связанного с ней сознания. Их
упорядочивающее влияние не требуется, как мне
кажется, доказывать.

(Что же до ФСБ, то приведённые мной сведения о
взрывчатке достаточно безобидны и почерпнуты мной
более 30 лет назад.)
 

Просмотр всех сообщений по данной теме
Полный список

Тема Автор Дата
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