18. Самоорганизация и энтропия. Принцип Пригожина – Гленсдорфа.
Самоорганизация — процесс упорядочения элементов одного уровня в системе за счёт внутренних факторов, без внешнего специфического воздействия (изменение внешних условий может также быть стимулирующим воздействием). Результат — появление единицы следующего качественного уровня.
Образование упорядоченных структур, происходящие не за счет действия внешних сил (факторов), а в результате внутренней перестройки системы, называется самоорганизацией. Самоорганизация - фундаментальное понятие, указывающее на развитие в направлении от менее сложных объектов к более сложным и упорядоченным формам организации вещества. В каждом конкретном случае самоорганизация проявляется по-разному, это зависит от сложности и природы изучаемой системы.
Энтропия— в естественных науках мера беспорядка системы, состоящей из многих элементов. В частности, в статистической физике — мера вероятности осуществления какого-либо макроскопического состояния; в теории информации — мера неопределённости какого-либо опыта (испытания), который может иметь разные исходы, а значит, и количество информации; в исторической науке, для экспликации феномена альтернативности истории (инвариантности и вариативности исторического процесса).
Энтропия системы связана с числом способов реализации макросостояния системы (вероятностью реализации состояния).
Принцип производства минимума энтропии Пригожина - Гленсдорфа: в точках бифуркации система идет по пути, отвечающему меньшему значению производства энтропии.
19. Характерные признаки самоорганизации. Эволюционно – синергетическая парадигма.
Характерные признаки самоорганизации:
1. Система является сложной, т.е. состоит из большого числа элементов.
2. Система является открытой.
3. Неустойчивость и нелинейность свойств системы при увеличении внешнего воздействия.
4. Быстрая перестройка системы при согласованном поведении ее элементов.
5. Конкуренция состояний системы.
6. Уменьшение энтропии системы в результате обмена с внешней средой.
Эволюционно-синергетическая парадигма
Герман Хакен, немецкий физик, (род. 1927 г) – основатель синергетики – науки, изучающей самоорганизацию в сложных, сильнонеравновесных системах любой природы.
Эволюционно-синергетическая парадигма: социальные, физико-химические и биологические объекты подчиняются в своем развитии одним и тем же фундаментальным законам.
Любой объект проходит три стадии:
1. Рождение (самоорганизация).
2. Развитие (смена упорядоченных форм).
3. Распад (переход к неупорядоченному равновесному состоянию).
20. Классическая наука о Вселенной. Возраст и размеры Вселенной. Закон Хаббла. Современная космологическая модель Вселенной.
Возраст Вселенной составляет ~ 13,7 млрд. лет.
Размеры видимого горизонта Вселенной ~ 1027 м.
Эдвин Хаббл, американский астроном (1889-1953 г.) - «красное смещение» спектральных линий в излучениях галактик.
Закон Хаббла: удаляющиеся друг от друга галактики движутся со скоростями, пропорциональными расстоянию между ними:
Стандартная космологическая модель: Вселенная безгранична и расширяется.
Эволюция вселенной включает в себя:
«Инфляционную» модель (от 10–43 до 10–35 секунд от начала возникновения Вселенной);
модель «Большого взрыва» (начиная с 10–35 секунды). Создатель этой модели: Георгий Гамов, американский физик (1946-1948 г.)
Этапы развития Вселенной.
До 10–43 с - «ложный» вакуум», взаимодействие - суперсила. Из флуктуаций зародились Вселенные.
2. 10–43 – 10–35 с - гигантское вздутие, материя в виде излучения и плазмы. Число частиц ~ на 10–7% больше, античастиц, античастицы исчезли полностью. Т ~ 1032 К.
3. 10–35 – 10–4 с - эра адронов. Возникают нуклоны. Т~ 1028 К.
4. 10–4 - 10 с - эра лептонов. Аннигиляции электронов и позитронов с избытком электронов. Т ~ 1010 К.
5. 10-300 с - эра фотонов. Энергия - излучение. Т ~ 109 К.
6. 300 с до 106 лет - эра атомов. Образование атомов, разделение материи на излучение и вещество. Т ~ 4000 К.
7. Через 106 лет - эра звезд. Случайные неоднородности превращаются в огромные газовые сгущения.