Az evolúció az önszerveződő rendszerek - studopediya
Önszerveződés - visszafordíthatatlan folyamat magától rendelési fordul elő, hogy a nyitott, nem-lineáris rendszer, amelynek következtében a kooperatív kölcsönhatás elemek (podststem) szerez rendszer maga fenntartja és javítja a szerkezetét. Önszerveződés - egy elemi folyamat szerves részét képezi a folyamat az evolúció. A tanulmány az önszerveződés foglalkozik a tudomány Synergetics (a görög synergetike -. Együttműködés, a közös fellépés). Az alapítók a tudományterület - Hakent és IR Prigogine. Synergetics állított számos feltételnek, és kifejtette a legfontosabb törvényszerűségeit önszerveződés folyamatokat.
Először is, a bonyolultsága a szerkezetét, és csökkentse a lehető zavart nyitott rendszerben, amely képes feldolgozni a bejövő anyag, és folyik, és az energia eltávolítjuk az entrópia.
Másodszor, nyitott rendszer legyen elég messze egyensúlyt. Körülmények között erősen felborult, vdaliot termodinamikai egyensúly, egyes paraméterek értéke magasabb, mint a küszöbérték, akkor a kritikus értéket. Leküzdésére küszöb disequilibrium nyílt rendszer megkezdi az önszerveződés. A kritérium a rendszer azon képességét, hogy az új rendezett szerkezetek csökkentése az entrópia a rendszer miatt az export, hogy a környezetet.
Harmadszor, az arc erős nemlinearitás neravnovesnostiproyavlyaetsya rendszer, direkt és fordított irányú (pozitív és negatív) kapcsolat. nyújtó képes a rendszer, hogy a szerkezeti változások az irányt szövődmények és stabilizáló változásokat. Ebben az esetben a pozitív visszacsatolás (velejárója erősíti az ok) hozzájárulnak a növekvő változásokat. és negatív (következésképpen okozhat gyengülését) - stabilizáció. Versenyjogi nyújt az önálló szervezet. A dinamika ilyen rendszer van leírva, amelyet a nemlineáris differenciálegyenletek.
Negyedszer, önszerveződés csak akkor kezdődhet tartalmazó rendszerekben ahhoz, (a fenti kritikus) számú kölcsönható elemek. Ebben az esetben az átmenet egy elrendelte, hogy a rendezetlen állapot történik megosztás, együttműködő, egyidejű hatása számos alrendszer (komponensek). Segítőkészség (konzisztencia, koherencia) - a közös jellemzője az önszerveződés folyamatokat. Az alábbiakban fogjuk vizsgálni egyéb feltételeket a megjelenése önszerveződés rendszerek különböző jellegű. Jobb csinálni a konkrét példákat.
Tipikus fizikai önszerveződő rendszerek a lézer és a strukturált folyékony.
Lézer, mint egy önszerveződő rendszer. A lézer (fénykibocsátás indukált emisszióval - fénykibocsátás indukált emisszióval) - optikai kvantum generátor. A csillagközi térben találtak természetes lasing. Tekintsük a munka egy rubinlézer. Kis teljesítmény pumpáló lézer működik, mint egy hagyományos fényforrás. Mivel egy bizonyos küszöbérték szivattyú teljesítménye az összes atomok összehangoltan fényt bocsátanak ki ugyanabban a fázisban, azaz Ez akkor fordul elő együttműködő magatartását atomok és a sugárzás. A rendszer önszerveződés került sor (ábra. 5.5). A nem-koherens (random) pumpáló fény megváltozott tulajdonságait, átalakult szervezett lézerfény. Ő lett a koherens, erősíteni a kibocsátási irányban keskenyebb a térbeli és spektrális arányok.
A fő tulajdonságai a lézer működik, mint egy önszerveződő rendszer: inverz (fordított) populációját atomok a hatóanyag magas energia szintje - a nem-egyensúlyi rendszer, amely támogatja a szivattyú fény (a normál állapotban atomok hajlamosak elfoglalni alacsony szinten, a „felfújt” - gerjesztett atomok); A kooperatív viselkedés gerjesztett atomok és által emittált fotonok őket; küszöb jellegét önszerveződésének folyamatát.
Ábra. 5.6. A megjelenése a sejtszerkezet során # 916; T ≥ # 916; Ta. készítette
Q. meleg spirális csavar a sejtekben: R - jobb, L - bal.
IR Prigogine hívják ezeket a rendezett szerkezetek disszipatív struktúrák. Ennek oka az kanyargó a folyadékot a sejtben körülmények között erősen felborult egyensúlyt nem-lineáris hatásokat a (folyékony hidrodinamika leírt nemlineáris differenciálegyenletek). Ellentétes irányú forgatás a szomszédos sejtek megtörni a szimmetria a rendszer vált aszimmetrikus. A második meglepő vonása a rendszer szabályos, következetes, koherens viselkedése hatalmas mennyiségű részecskék - molekulákat. Egy cella tartalmaz vizet Benard október 21-molekulák. És egy ilyen nagy számú molekulát mutat bonyolult viselkedését. A harmadik jellemző - kétváltozós, azaz jelenlétében két különböző (de szimmetrikus) számára ez a viselkedés a részecskék egy adott cellában: a megfelelő spirál (R), és egy bal spirál (L) mozgását, ahol a kiválasztási véletlen variánsok. A negyedik jellemzője a rendszer - a stabilitást a váltakozása sejtek eredő, például az R - L. állandó nem-egyensúlyi viszonyok között korlátlanul tárolható. És az ötödik jellemzője a dinamikus struktúra tökéletes reprodukálhatósága kísérlet: a többszörös rendszer megy keresztül egy kritikus gáton cellás szerkezet jelenik meg. Különösen az utolsó három törvényt még részletesen.
A dualizmus: véletlenszerű és bizonyosság. A folyadék strukturáló jelenség során ismételt két áthidaló rendszer nézve bizonyos tekintetben ellentétes tulajdonságokat, azaz van tulajdon dualizmus. Először - reprodukálhatóság előfordulása cellás szerkezete alapján megismételjük a kísérletet, azaz szigorú determinizmus (bizonyosság). Ábra. 4.7 Ezt determinizmus van ábrázolva, egy vonal.
5.7 ábra Determinizmus és a véletlenszerűség a kialakulása a cellás szerkezet
címen. Előfordulási helye ingadozások határozza meg a megoldást:
A második funkció, hogy minden egyes alkalommal, amikor leküzdeni az akadályt rendszer () a forgásirány a sejtekben a kiszámíthatatlan és ellenőrizhetetlen. Véletlen zavar, fluktuáció eldönti, hogy mi lesz forgatva a cellában: R vagy L Mivel előfordulási helye ingadozások a végtelenségig, a választott rendszer megoldások (. Vagy B1 vagy B2) is véletlen. Tehát itt van egy csodálatos par bizonyosság (a megjelenése sejtek) és a véletlen (a forgásirányt a sejtben), azaz ingatlan dualizmus tapasztaltunk korábban Biology (mutáció - természetes szelekció) és a fizika (hullám - részecske).