- •Шапиро с.В. Основы синергетики
- •Введение
- •Глава первая. Основные определения и постулаты
- •1.1.Три сущности окружающего мира
- •1.2.Что такое материя?
- •1.3. Что такое порядок?
- •1.4. Что такое пространство и время?
- •1.5. Что такое масса и энергия?
- •1.7.Что такое синергия? Взаимосвязь энергетических (материальных) и информационных процессов
- •Глава вторая. Почему возникает порядок?
- •2.1. Почему время необратимо?
- •2.2 Созидательная роль двух тенденций природы
- •2.3. Возникновение простейших упорядоченных состояний
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава третья. Как возникает порядок?
- •3.1. Спонтанное возникновение порядка на молекулярном уровне
- •3.2 Конденсированные системы
- •3.3. Неравновесные системы
- •3.4. Диссипативные системы
- •3.5. Основные законы накопления порядка в диссипативных системах
- •3.6. Неравновесные процессы в химии. Химическая эволюция.
- •3.7.Вселенная, как неравновесная система
- •Вопросы для самоконтроля
- •4.1. Определение и основные признаки управляемых систем
- •4.2. Принцип устройства и действия систем отрицательной обратной связи
- •4.3. Динамика систем обратной связи
- •4.4. Непрерывные (аналоговые) и дискретные (цифровые) способы передачи информации в управляемых системах
- •4.5. Примеры передачи дискретной информации в биологических системах
- •4.6 . Сложные структуры обратной связи. Системы оптимального управления
- •Глава пятая. Информационные процессы в биологических системах
- •5.1. Определение и основные признаки биологических систем
- •5.2. Термодинамика клетки. Возникновение цели.
- •5.4 Самовоспроизводство управляемых систем. Теорема фон Неймана
- •5.5. Структура информационной системы клетки
- •5.6. Информационные процессы в клетке
- •5.7. Сохранение и совершенствование генетической информации
- •5.8. Генная инженерия
- •5.9. Управление в клетке
- •5.10. Управление в многоклеточных организмах
- •5.11. Происхождение и эволюция живых организмов
- •Хордовые
- •5.12. Биосфера.
- •5.13. Формирование нервной системы высших животных
- •5.14. Кибернетика поведения высших животных. Поведенческий инстинкт
- •Глава шестая. Интеллектуальные системы
- •6.1. Определение и основные признаки интеллекта
- •6.2. Познание окружающего мира. Самопознание человеком самого себя
- •6.3. Творчество. Духовная жизнь человека
- •6.4. Мировоззрение
- •6.5. Тезаурус
- •6.6. Труд. Воля
- •6.7. Уровни мышления человека: сознание и подсознание. Связь с другими инстинктами человека
- •6.8. Происхождение и эволюция интеллекта
- •Принципиальная логическая цепочка превращения поведенческого инстинкта в интеллект
- •6.9. Хронология становления человека
- •6.10. Труд животных и человека
- •Которая привела к нервной системе управления
- •6.11.Вера и эстетическое чувство у истоков интеллекта
- •6.12. Приобретённое и врождённое в языке
- •6.13.Искуственный интеллект
- •Модель познания внешнего мира интеллектом
- •Ноосфера
- •7.1. Определение, основные признаки и свойства социальных систем.
- •7.2. Производство
- •7.3. Рынок
- •7.4. Государство
- •7.5. Потребление
- •7.6. Общественный интеллект – естественная основа формирования социальных систем.
- •7.7. Роль интеллекта в расширенном воспроизводстве
- •7.8. Происхождение и эволюция общественного интеллекта и социальных систем
- •7.9. Ноосфера
- •Содержание
- •1.1.Три сущности окружающего мира 5
2.2 Созидательная роль двух тенденций природы
Рассмотрим теперь, какие комбинации в природе возникают под воздействием двух указанных тенденций.
Представим себе, что предсказание лорда Кельвина сбылось - мир постигла тепловая смерть. Что это значит? Выше мы уже говорили, что все материальные системы превратятся в газ – хаотическое равномерно распределенное по Вселенной множество элементарных частиц. Именно элементарных частиц, ибо, если они объединятся в атомы и молекулы, создадутся простейшие системы, хаос будет нарушен. Согласно современным данным, в одном м3 пространства будет находиться одна частица. Какова будет температура газа? Экспериментальными исследованиями Пензиаса и Вильсона было установлено, что температура окружающего нас космического пространства составляет 2,70К. Даже если бы вся тепловая энергия звезд и планет добавилась к энергии космического вещества, температура не поднялась бы выше 3оК [1]. Следовательно, хаос – это не только крайне разреженный газ, но и газ, состоящий из практически неподвижных частиц.
Существует теорема Ирншоу [44](по имени ученой-физика, впервые доказавшей и сформулировавшей ее), которая утверждает, что статическая система электрических зарядов неустойчива.
Эту теорему можно распространить и на систему объектов, между которыми существует гравитационное и даже ядерное притяжение. Теория гравитационной неустойчивости независимо от электростатической была создана Дж. Х. Джинсом [44].
Итак, получается, что состояние хаоса – состояние тепловой смерти Вселенной – неустойчиво. И главная причина здесь в том, что на самом деле в природе существуют не соударения частиц, из которых состоит материя, а взаимодействия между ними, возникающие на расстоянии – электромагнитное, ядерные и гравитационное. Именно эти взаимодействия весьма причудливым образом трансформируют постоянную тенденцию к хаосу, во-первых, не давая ему наступить, а во-вторых, приводя к возникновению локальных зон гармонии, о чем будем говорить ниже.
Совместное действие второго начала термодинамики и законов взаимодействия элементарных частиц лучше всего уяснить, вновь воспользовавшись аналогией с шахматной игрой.
Тот, кто знает правила этой игры, представляет себе, что наибольший порядок на доске наблюдается в самом начале, когда белые и черные фигуры расставлены по двум противоположным горизонталям в заданной последователь-ности. В ходе игры эти фигуры поочередно двигаются, и порядок на доске нарушается. Хаос еще более возрастает, когда часть фигур съедается, и они вообще оказываются вне доски (в любой точке пространства).
Однако правила, по которым ходит каждая фигура, и, главное, цель игры – запереть главную фигуру противника – короля (поставить ему "мат"), приводят к тому, что при общем возрастании хаоса, на определенных клетках доски возникает высокая плотность гармонии, при которой фигуры расставлены в строгом соответствии не столько внешнего порядка, сколько тех правил, по которым они взаимодействуют.
Именно такая "игра" происходит в природе, только на гораздо более сложном уровне: путем все большего разрушения порядка во всей Вселенной в узких ее частях происходит накопление плотности порядка, гармонии. Впрочем, структура и динамика эволюции Вселенной такова, что выносимый в её просторы из зон гармонии хаос не сможет в конечном счете привести к “тепловой смерти”.