- •3. Две физические реальности......
- •4. Структурные уровни организации материи
- •5) Фундаментальные понятия в механической картине мира
- •Первый закон Кеплера (закон эллипсов)
- •Второй закон Кеплера (закон площадей)
- •Третий закон Кеплера (гармонический закон)
- •8) Механический детерминизм. Причинность
- •10) Статистические и динамические закономерности
- •13) Вероятностная трактовка энтропии
- •14) Принципы дальнодействия и близкодействия с электромагнетизме
- •15) Назовите основные постулаты сто
- •Принцип постоянства скорости света:
- •16. Основные следствия сто.
- •1 7. Назовите основные постулаты ото.
- •18. Что такое "Парадокс близнецов"
- •19. Эмпирические доказательства ото
- •20. Волна как распространяющееся возмущение поля.
- •21. Что такое интерференция, дифракция, поляризация.
- •22.Корпускулярные свойства света
- •1. Фотоэффект
- •2. Эффект Комптона
- •23.Назовите важнейшие законы и открытия в области электричества и магнетизма, положенные в основу эмкм.
- •24. В чем состоит суть открытия Эрстеда?...
- •25. Охарактеризуйте вклад м.Фарадея в создание эмкм.
- •26. В чем заключается суть электронной теории Лоренца?
- •27. Опишите модель атома, предложенную Резерфордом.
- •29. Принцип неопределенности Гейзенбе́рга
- •31. Уравнение Шрёдингера
- •32) Фундаментальные физические воздействия
- •33) Понятие физического вакуума
- •35. Эволюция вселенной и реликтовое излучение
- •37) Что такое "Галактика"
- •40) От чего зависит эволюционный путь звезды?
- •41.В чем заключается концепции развития геосферных оболочек?
- •42.Сопоставьте и проанализируйте понятии биосферы и ноосферы?
- •43.Основные гипотезы происхождения жизни на Земле?
- •44.В чем особенности термодинамики энергетики живых систем?
- •45.Какие общие особенности планет Солнечной системы свидетельствуют о едином происхождении планет?
- •48. Что такое геохронология? На какие части (по степени изученности) подразделяется история Земли?
- •49.Какие элементы называются органогенами и почему? Какие элементы образуют химический состав живых систем?
- •50. Что такое самоорганизация
- •51. Что такое эволюционная химия? Что можно сказать о естественном отборе хим. Элементов и их соединений в ходе хим. Эволюции?
- •52. Что означает саморазвитие каталитических систем? теория Руденко.
- •53. Основные теории возникновения жизни
- •54. Чем отличается теория биохим. Эвол. От теории самопроизвол. Зарождения жизни? Какие условия считаются необходимыми для возникновения жизни в рез-те биохим. Эвол?
- •55.Теория биохим эволюции. Абиогенный синтез
- •56. Теория Опарина-Холдейна
- •57. Гиперцикл. Зарождение жизни
- •58. Идеи эволюционной биологии на молекулярно-генетическом уровне.
- •3 Закон.
- •65. Наследственная изменчивость
- •Поток генов
- •78. Основные понятия и принципы синергетики. Открытость, нелинейность, диссипативность
- •79 Порядок и хаос. Бифуркации и параметры порядка.
- •80. Примеры самоорганизации в неживой природе. Самоорганизация в социальных системах
- •Самоорганизация в социальных системах
78. Основные понятия и принципы синергетики. Открытость, нелинейность, диссипативность
Возникновение синергетики связано, в основном, с именами И. Пригожина - бельгийского физика и химика И.Пригожина, лауреата Нобелевской премии 1977 г., немецкого физика Г.Хакена, другого немецкого ученого М. Эйгена (вспомним его гиперциклы), а также наших отечественных ученых Б. Белоусова и Жаботинского.
И.Пригожин, разрабатывая современную термодинамику необратимых процессов (неравновесную термодинамику) открыл явление образования упорядоченных структур из хаотического, неупорядоченного состояния системы, т.е. самоорганизацию и сформулировал теорему о минимуме производства энтропии в стационарном неравновесном состоянии. К своим идеям он пришел, анализируя специфические химические реакции, которые впервые экспериментально были изучены Б. Белоусовым и А. Жаботинским. И. Пригожин со своими сотрудниками И.Стенгерс, Г.Николисом построили математическую модель таких реакций, а также показали, что в сильно неравновесных условиях может совершаться переход от беспорядка, теплового хаоса к порядку, организованности.
Г. Хакен, изучая процессы самоорганизации, происходящие в лазере, назвал новое направление исследований синергетикой, что в переводе с греческого означает совместное действие, или взаимодействие, и хорошо передает смысл и цель нового подхода к изучению явлений.
Открытость систем. Такие понятия как изолированная (закрытая) система, необратимые процессы являются идеализацией. При изучении обратимых процессов (например, качание маятника в вакууме при отсутствии трения) нет смысла говорить о направлении течения времени, т.к. прошлое, настоящее и будущее в этом случае не отличаются. Поэтому в уравнениях обратимых процессов время выступает всего лишь как параметр, который можно изменять. Но в реальности в случае с маятником всегда присутствует трение, колебания маятника будут затухающими, и прошлое, настоящее и будущее будут уже отличаться. Ранее уже говорилось о том, что необратимых процессов в живой природе эволюционным принципом стало II начало термодинамики, утверждающее, что энтропия изолированной системы возрастает. Именно рост энтропии устанавливает направление протекания процесса, т.е. «стрелу времени».
Нелинейность. Сложные системы являются нелинейными. Для их описания используются нелинейные математические уравнения, т.е. уравнения, в которых искомые величины входят в степенях больше единицы, в составе математических функций (тригонометрических, логарифмических и т.п.) или коэффициенты зависят от свойств среды и особенностей протекания процесса. Нелинейные уравнения могут иметь несколько качественно различных решений. Физически это означает возможность различных путей эволюции системы.
Диссипативность. Великий русский математик А.М.Ляпунов разработал общую теорию устойчивости состояний систем. Очень кратко ее идею можно выразить следующим образом. Устойчивые состояния систем не теряют своей устойчивости при флуктуациях физических параметров, поскольку система за счет внутренних взаимодействий способна погасить возникающие флуктуации. Неустойчивые системы, наоборот, при возникновении флуктуаций способны усиливать их, и, в результате такого нарастания амплитуд возмущений система уходит из стационарного состояния. Критерием эволюции при этом является величина (dS/dt) < 0, которая указывает направление развития физической системы к устойчивому стационарному состоянию. Эти процессы происходят достаточно медленно, поэтому на каждом этапе как бы достигается равновесие. Величина прироста энтропии за единицу времени в единице объема называется функцией диссипации, а системы, в которых функция диссипации отлична от нуля, называются диссипативными. В таких системах энергия упорядоченного движения переходит в энергию неупорядоченного движения и, в конечном счете, в тепло. Практически все системы являются таковыми, поскольку трение и прочие силы сопротивления приводят к диссипации энергии (диссипация < лат. dissipatio – разгонять, рассеивать).