Összefoglaló a nyílt rendszerek és az önszerveződés - a bank kivonatok, esszék, beszámolók, dolgozatok és
nyílt rendszerek
Nyílt rendszer - egy olyan rendszer, amely cserék anyag és az energia a környezettel. Van egy ingatlan nyílt rendszerek, amelyek messze egyensúly: nem stabilak, és visszatér a kezdeti állapot nem kötelező. Egy bizonyos ponton, az úgynevezett elágazás (elágazás) rendszer viselkedése válik egyértelmű.
Ha van bizonytalanság változik a szerepe a külső hatásoktól. Bizonyos körülmények között, elhanyagolható hatással a nyitott rendszer miatt jelentősen nem szándékolt következményei (instabilitás közzététele).
A nyílt rendszerek egyensúlytól távoli, ott megfelelő hatás, ha a rendszer elemeinek megfeleltetni viselkedésének makroszkopikus távolságig keresztül makroszkopikus időközönként. Az ilyen kooperatív, következetes viselkedés jellemző a rendszerek a különböző típusú molekulák, sejtek, idegsejtek, stb az egyének és
Ennek eredményeként, koherens kölcsönhatás alakul folyamatok sorrendje előfordulása a káosz bizonyos struktúrák átalakítása, és a szövődmények. Minél nagyobb az eltérés az egyensúlytól, annál nagyobb a lefedettsége összefüggések és kapcsolatok, annál nagyobb az összhang a folyamatok előforduló még a távoli területeken, és látszólag nem kapcsolódik egymáshoz. Eljárások önmagukban jellemzi nemlineáris, jelenléte visszacsatolás és a kapcsolódó gyakorolt hatását képes kezelni a rendszer.
Az elmélet azt állítja, egyensúlytól távoli az eredménye szintézisét három kutatási területen:
1. Fejlesztési módszerek leírására lényegében egyensúlyi folyamatok alapján a statisztikus fizika. Ennek részeként a tendencia a kinetikai modell, meghatározta a szükséges paramétereket leírására, azonosítására összefüggések, nagyszabású ingadozás, az átmenet minták vannak beállítva az egyensúlyi állapotot.
Fejlesztése 2. A termodinamika nyílt rendszerek, a tanulmány a stacionárius állapot, stabil marad egy bizonyos tartományon belül a külső körülmények, a keresés a saját feltételei, azaz a. E. A megjelenése rendezett szerkezetek rendezetlen. Bebizonyosodott, hogy az energiaelnyelő folyamatok nélkülözhetetlenek önszerveződés, így kapott szerkezeteket nevezzük disszipatív.
G.Haken javasolta, hogy hívják ezt a kutatási területen szinergia (a görög „sinergetikos” - a közös, összehangolt akciók).
3. meghatározása minőségi változások oldatok lineáris differenciálegyenletek, amelyek meghatározzák az állam egyensúlytól távoli, attól függően, hogy a bemeneti paramétereket. Ez ága a matematika nevű katasztrófa elmélet. A rendszer segítségével a kiváló minőségű rekonstrukciója általános leírt szerkezet megoldások - katasztrófa meghatározott stabilitási határt, és megváltoztatja államok a szerkezet.
A szintézist a három terület adott egy új terület a tudás, és magával ragadó leírás kimondja egyensúlytól távoli. Ennek segítségével volt lehetséges egy közös megközelítés az egész készlet a természeti jelenségek és a társadalom. Úgy hívják másképp: szinergikus, elmélete nyílt rendszerek, a disszipatív struktúra elmélete, termodinamika irreverzibilis folyamatok. Vannak nevek társított tulajdonságok az instabilitás, nemlinearitás.
A kiindulási pont ez a kutatás volt az a klasszikus kinetikai folyamatok gázok, munka elkezdődött J. Maxwell és Boltzmann.
Ezután a bővítés a kutatási területe a gyengén egyensúlyi rendszer különböző környezetben és feltételek mellett. 1950 óta kezdett átfogó tanulmány a rendszerek, amelyek messze egyensúlyi hatása miatt az erős mezők és kemény sugárzás különböző jellegű.
A színpadon volt egy új tényező - a kvantált energia a molekulák. Korábban, sőt, úgy csak a transzlációs mozgása szerkezet nélküli részecskéket. Ha egy erős eltérést az egyensúlyi állapot gerjesztési felöleli különböző szabadsági fok a molekulák - a forgási, rezgési, elektronikus. Szükség van a részletes beszámolót a kvantum szerkezetű anyag. Ilyen körülmények között, a részecskék nem tekinthető szerkezet nélküli, és meg kell vizsgálni, hogy az evolúció a fázis tér sok szabadsági fokkal.
Tulajdonságok atomok és molekulák különböző energia állapotok különböző. Rovására nem egyensúlyi folyamatok gyors újraelosztása populációinak számos szempontból, és nem ismert, hogy ezek közül melyik lesz az adott rendszer, a leginkább reakcióképes. Ezért, a reakció a lényegében nem egyensúlyi rendszer egy külső inger lehet váratlan. Egy példa a disszociációs a többatomos molekulák (anharmonikus oszcillátorok) hűtés közben, egy gáz szivattyúzási energia. Ez a hatás előállítására használják szabad atomok alacsony hőmérsékleten, amely jelentős szerepet játszott a fejlesztés a kémiai lézerek. Egy másik példa a nem-triviális viselkedése a rendszer lényegében nem-egyensúlyi tranziens hűtése a szén-dioxid a rezonancia felszívódását CO2 sugárzás molekula.
Ebben az esetben az az elv, hogy a figyelmet a nyílt rendszerek, a külső paraméterek szerepét játssza a szabályozók, amellyel kezelheti a folyamatokat. Egy nagyon fontos pont, hogy az energiafogyasztás működtessük E szabályozók sokkal kisebb, mint ami szükséges ugyanazon hatás eléréséhez egyensúlyi körülmények között. És a hatékony fellépés mértékétől függ a nem egyensúlyi rendszerek.
Egyes esetekben, a rendszer elemei kezdenek működni a nem-egyensúlyi körülmények összehangoltan, felfedve jellemzői nem tartoznak az egyes szemcséket. Ezek közös jellemzője az úgynevezett koherens vagy szövetkezeti tulajdonságait. A megközelítés a rendszer egy egyensúlyi állapotban az első elpusztult koherens kommunikáció, akkor a kommunikáció határozza meg az energia település. Coherence korrelációk által meghatározott megjelenése (összekapcsolások és kölcsönös függőségek) a részecskék között. Matematikailag ez expresszálódik az, hogy kezelni kell nem egy egyetlen részecske eloszlásfüggvény, és számos kölcsönhatásban. NNBogoliubov kifejlesztett egységes megközelítést tekintve a teljes egészében a disztribúciós funkciók - láncok egyenletek egymást követő funkciói számának növelése kölcsönható részecskék.
Ezt a módszert nevezik BBGKI lánc nevű tudósok, akik jelentős mértékben hozzájárultak a fejlődésük: Bogolyubov, M. Born, H.Grin, I.Kirkvud J. Yvon. Mivel n változók Funkció Fn (x1, x2. Xn-1, t) figyelembe veszi a korrelációs n részecskék. Ha a korreláció csökken és skálázható Interact csak n-1-részecskék, az eljárás a fn-1 (x1, x2. Xn-1, t) függvény. Amikor simítás egyensúlytalanságot (az átmenetet egy egyensúlyi állapot) korrelációk elpusztulnak, a csökkentett jelkészlet funkciók szükséges, hogy leírja a rendszer viselkedését, és a funkciók függ kevesebb és kevesebb részecske.
A limit, már csak egy-részecske eloszlási függvény, amelyek alapján a szokásos egyenlet kinetikáját.
BBGKI lánc módszer rendkívül fontos volt az egyensúlyi statisztikus fizika. Ez lényegében egy új megközelítés a problémát nem lehet visszafordulni. A zárt dinamikája egyenletek rendszer (klasszikus vagy kvantum) reverzibilis, azaz. E. cseréje T által -t őket nem változik. At törés lánc megszakad, ha a korreláció magasabb rendű, nem visszafordíthatatlan. Ebben az esetben az oka visszafordíthatatlansága jól látható.
korreláció bomlás oka lehet külső hatásoktól. De minél több és rendezett rendszerben, annál nagyobb a skála összefüggéseket. Ez azt jelenti, hogy úgy viselkednek, a nagy részecskék száma a nagy távolságok és hosszú ideig. Ezért van szükség kisebb hatással megsértése miatt egy ilyen összetett korreláció. És mivel semmi, elszigetelt rendszerek visszafordíthatatlanságába világunk rejlik a dolgok természetéből fogva az egyetemes kapcsolatot.
Abban az esetben, izolált (zárt) rendszerek, amelyekben nincsenek cserék a külső környezettel, a visszafordíthatatlanság kifejezve a híres második főtétele, amely szerint van egy funkciója a változók a rendszer állapotváltozásokat monoton a folyamat közelítés a termodinamikai egyensúlyban. Általában entrópia függvényében választjuk az állam, és a második törvény az alábbiak szerint történik: „entrópia-származékot adott időben nem negatív.” Hagyományosan ez a kijelentés értelmezi a „tendencia, hogy növelje a betegség” vagy „entrópia termelés”.
Abban az esetben, nem izolált rendszerek, amelyek kicserélik energiát a környezettel, vagy az anyag, a változás az entrópiában okozza folyamatok egy rendszeren belül (entrópia termelés) és a cseréket a külső környezettel (entrópia fluxus). Ha az entrópia termelés összhangban a termodinamika második törvénye nem negatív, akkor a „entrópia flux” lehet pozitív és negatív. Ha entrópia áramlás negatív, akkor bizonyos szakaszában az evolúció fordulhat elő összesen entrópiacsökkenés. Nemrégiben szerint a hagyományos értelmezést, az azt jelenti, hogy „az evolúció során rendezetlenné csökkenni fog, mivel a kiáramló entrópia.”
Példák önszerveződés élettelen természet
H. Benard cellában. A klasszikus példa a bekövetkezése szerkezet Benard konvekciós sejt. Ha az edényt egy sima alsó öntsünk ásványi olajat, keverjük, hogy tisztaság, finom alumínium forgács, és kezdjük el melegíteni, akkor kap elég vizuális modell önszerveződő nyílt rendszerek. Amikor egy kis hőmérséklet-különbség a hőátadást az alsó, hogy a felső réteg az olaj csak köszönhető, hogy a hővezető, és az olajat egy tipikus nyitott kaotikus rendszer. De egy bizonyos kritikus hőmérséklet közötti különbség az alsó és a felső réteg az olaj ott rendelkező rendezett struktúra formájában hexagonális prizmák (konvekciós cella), mint az 1. ábrán látható.
A központban a cella olaj emelkedik és süllyed az élek mentén. A felső réteg a hexagonális prizmák mozog a központtól a prizma széleinél, az alsó - a szélektől a középpont felé. Fontos megjegyezni, hogy a stabilitás a folyadékáramlás beállítás szükséges fűtési, és ez fordul elő egy önkonzisztens. , Egy rácsszerkezetet maximális mértéke hőáram. Mivel a rendszer kommunikál a környezet csak a meleget és az egyensúlyi állapot (T1) átveszi a hőt, mint ami (T2 <Т1), то
azaz belső szerkezete (vagy önszerveződése) megmarad, mivel a felszívódás a negatív entrópia vagy negatív entrópia a környezet. Ezek a konvektív cella képződik a légkörben, amikor nincs horizontális nyomásesés.
lézeres műtét. A munkaközeg egy szilárd rubinlézer rúd, amelynek végei két minőségi tükör (rezonátor) vannak beállítva. Az erőteljes pumpa lámpa rubin atomok jönnek gerjesztett állapotban, és elkezdenek bocsátanak ki. Kezdetben a sugárzás véletlenszerű és egymástól független, és a lézer működik, mint egy hagyományos izzó. De egy bizonyos (kritikus) értéke a szivattyú teljesítménye fordul hirtelen átmenetet a véletlen működése a lézersugarat az önálló következetes. Collective atomok válik koherens sugárzás, azaz a rendelt.
Kémiai óra. Önszerveződés kémiai rendszerekben kapcsolódó bevitt új anyagok kívülről, amelyek biztosítják folytatása a reakció, és hulladék ártalmatlanítása a környezetre.
Meg kell jegyezni, hogy a labilis oszcilláció áll elő, ami a steady state egyensúlytól távoli feltételek. (Körülbelül stabil egyensúlyi állapotok, ilyen periodikus oszcilláció lehetetlen)
Megpróbálja megmagyarázni a mechanizmusok önszerveződés kezdődött, amikor lényegében a 18. század sem kímélte, és a társadalomtudományok. Az alapító a klasszikus közgazdaságtan, Adam Smith (1723-1790) a fő munkája a „Vizsgálat az természete és okai a Wealth of Nations” azt mutatja, hogy a spontán rend a piacon az eredménye az interakció különböző, gyakran egymásnak ellentmondó törekvések, célok és érdekek a résztvevők. Ez a kölcsönhatás létrehozásához vezet semmi ütemezett sorrendben fejeződik ki a kereslet és a kínálat egyensúlyát. Adam Smith használt metaforája a „láthatatlan kéz”, amely szabályozza a piaci árat.
A sztochasztikus modell a közvélemény formálása épült Hakent tanulmányában „Synergy”. Itt a fő nehézséget a választás a makroszkopikus változók, amelyek leírják a Társaság. Haken vett egy meglehetősen egyszerű példát. Ezt használják a sorrendben paramétereit az egyedek száma a megfelelő nézetek - a (+) és mínusz (-). Ezután a közvélemény formálása leírja a változás ezeket a számokat. Ennek hiányában a külső hatásokkal két lehetséges eredményt. Mivel a gyakori változások a szempontból fordul egyetlen helyszíni eloszlása vélemények a csoportban, és jelentős stabilitási kötvények egyének között vannak kialakítva két, egymással szemben megfelelő nézetek a polarizáció a társadalom. Ez a modell is minőségileg magyarázza a bizonytalan helyzet, ahol a jellegzetes társadalmi státusz, attól függően, hogy a kapcsolat az egyének közel a kritikus értéket (elágazási pont).
Synergetics és a gazdaság. Mint már említettük, az önszerveződő rendszerek - nyílt rendszerek, szabadon cserélhetők a külső környezet és más rendszerek energia, az anyagok és információk. Abban az esetben, a piacon - ez a tőke szabad mozgása, a munkaerő és az áruk. Céltudatos aktivitását tárgyak - szereplők feltételeinek külső hatások és a verseny miatt a rendszer aszimmetrikus és nem egyensúlyi, azaz a elvonja az egyensúlyi állapot (maximum entrópia).
Együttműködés és verseny a cégek önszerveződő folyamatok. Amikor szinergikus modellezés piac önszervező rendszer azzal a céllal, profitmaximalizálás szükséges, hogy megoldja a differenciál-egyenleteket, használja a számítógépes rendszerek az információ feldolgozás, az új információs technológiák.
A nem-egyensúlyi rendszerek, továbbá a tudás az egyenleteket, van egy probléma a formai kialakítása és elszámolási kapcsolatban rend és rendetlenség (vagy az entrópia és a negatív entrópia). Ez a probléma nem olyan egyszerű. A piac úgy tűnik itt indikátora gyorsan jelezze lassan mozgó áruk termelését, amely nem költséghatékony és növekedéséhez vezet az entrópia.
Kiváló minőségű termékek, a magas kereslet és a magas termelési volumen (összes pozitív visszacsatolás), éppen ellenkezőleg, növeli a negantrópiát, annak érdekében, hiszen felgyorsítja a termelési folyamatok és a csere, a foglalkoztatás növeléséhez, jobban megfelelnek a társadalom igényeire, a növekvő életszínvonal az emberek. Egy idő után, a bővítés kérdését van a piac telítődése, a termék, ez az a pont közötti egyensúly a kereslet és kínálat, de a konkurens cégek már elsajátította ekkorra az új termékek forgalomba hozott új termékek magasabb minőséget. Áru-pénz viszonyok újra aktívvá válnak. És amikor sok gyártó, az új javaslatok jönnek folyamatosan. Tehát támogatott egyensúlytalanság piac és a hatékonysága a gazdasági rendszer.
Szinergikus koordinátákat, hogy leírja a fejlődés. Spirális fejlesztés. Fejlesztése a jelenség lehet tekinteni, mint a harc a két ellentétes tendencia: a szervezet és szervezetlenség. Célszerű megvizsgálni azokat kapcsolatban az entrópia fogalmának a. Az entrópia fogalmának a jelenleg túl termodinamikai értelmezése (a szóródás hőenergia zárt termodinamikai rendszer