Отличие равновесных систем от неравновесных

НЕРАВНОВЕСНАЯ	РАВНОВЕСНАЯ
Открытая	Закрытая
Система адаптируется к внешним условиям, изменяя свою структуру	Для перехода из одной структуры к другой требуются изменения граничных условий
Множественность стационарных состояний	Одно стационарное состояние
Чувствительность к флуктуациям (небольшие влияния приводят к большим последствиям, внутренние флуктуации становятся большими)	Нечувствительность к флуктуациям
Хаотичность, неравновесность – источник порядка. Все части могут действовать согласованно	Молекулы ведут себя независимо друг от друга
Фундаментальная неопределенность поведения системы. Зная состояние системы в данный момент нельзя предсказать, что с ней будет в следующий момент	Определенность поведения системы. При отсутствии доступа энергии извне система стремиться к состоянию равновесия

Примечание: Большинство систем неравновесные, равновесные структуры – кристаллы

Самоорганизация – источник и основа эволюции

1. В существующих теориях эволюции особое внимание обращалось на воздействие окружающей среды на систему. «Что же, черт возьми, определяет каждое отдельное изменение, если не изменившиеся условия развития» - Ч. Дарвин. Именно в изменении или же возникновении новых факторов среды видели в прошлом главную движущую силу эволюции - Ламарк. В дарвинской теории происхождения новых видов растений и животных путем естественного отбора главный акцент делался на среду, которая выступала в качестве определяющего фактора адаптации живых систем к изменяющимся условиям их существования.

2. Синергетика в настоящее время, выдвинула принцип коэволюции – совместного развития. Не подлежит сомнению, что внешние условия, среда обитания оказывают огромное влияние на эволюцию. Но это влияние в не меньшей степени зависит также от самой системы, ее состояния и внутренней предрасположенности. Таким образом главным условием развития систем является взаимодействие системы и окружающей среды. Только в результате такого взаимодействия происходит обмен веществом, энергией и информацией между системой и ее окружением и возникает новая система.

3. В диссипативных структурах спонтанный порядок возникает благодаря усилению флуктуаций, а последние зависят от интенсивности взаимодействия системы с окружающей средой.

4. Эволюция системы соответствующим образом влияет на развитие среды, поэтому нужно говорить не об эволюции, а о коэволюции.

Самоорганизация – это источник эволюции систем. т.к. она служит началом процесса возникновения качественно новых и более сложных структур в развитии системы.

Как же происходит эволюция?

1. На микроуровне происходит процесс расширения и усиления флутуаций вследствие увеличения неравномерности системы под воздействием факторов среды, притока энергии;

2. Этот процесс остается незаметным на макроуровне, пока изменения не достигнут некоторой критической точки. В критической точке открывается два возможных пути эволюции системы, математики выражают это термином «бифуркация» - раздвоение. Развитие осуществляется через случайный выбор одной из нескольких разрешенных возможностей дальнейшей эволюции в точке бифуркации. Случайность – не досадное недоразумение, она встроена в механизм эволюции. Выход из критического состояния происходит одномоментно, скачкообразно, происходит переход в новое устойчивое состояние с большей степенью сложности и упорядоченности. Таким образом, линейный характер эволюции сложных систем, к которым привыкла классическая наука, не правило, а, скорее исключение. Развитие большинства таких систем носит нелинейный характер и для сложных систем всегда существует несколько возможных путей эволюции. Принцип альтернативы. В математическом смысле – нелинейность – уравнения, содержащие искомые величины в степенях больше единицы, которые могут иметь несколько различных решений. В более общем плане понятие нелинейности используется для указания на многовариантность, альтернативность и необратимость возможных путей эволюции сложных самоорганизующих систем. Развитие таких систем носит непредсказуемый характер, какой именно будет выбран – однозначно спрогнозировать нельзя, но процесс этот необратим. Таким образом для самоорганизации характерен пороговый или внезапный характер, в результате самоорганизации энтропия понижается;

3. Возникает новая система или структура, более сложная и высокоупорядоченная.

Синергетика сформулировала принцип самодвижения в неживой природе, создание более сложных систем из более простых. С синергетикой в физику проник эволюционный подход. Она пытается ответить на вопрос. Как возникли те макроструктуры в которых мы живем. Энергия – это творец. Везде, где создаются новые структуры, необходим приток энергии и обмен с окружающей средой. Энергия творит более высокие уровни организации.

Большинство систем открыты. Главенствующую роль в окружающем мире играет не порядок, стабильность и равновесие, а неустойчивость и неравновесность. Хаос не только разрушителен, но и созидателен, конструктивен. Диссипативные структуры – новые структуры, для поддержания которых требуется больше энергии, чем для поддержания более простых структур, на смену которым они приходят. Синергетика – одна из важнейших составляющих современной картины мира. Она подводит базу под совершающийся в естествознании глобальный эволюционизм. Он включает: эволюцию Вселенной, учение о дрейфе континентов в геологии, концепцию предбиологической эволюции в химии, синтетическую теорию эволюции, эволюционную генетику, неравновесную термодинамику.