Порядок и беспорядок в природе

В работе рассмотрены естественные процессы в природе, хаос в современном представлении и хаос как основа порядка. Всё в довольно понятной и лаконичной форме ...

Введение 1
1.Естественные процессы 2
2.Хаос в современном представлении 4
3.Хаос как основа порядка 7
Заключение 11
Список использованной литературы

Древние греки характеризовали космос такими словами, как порядок, красота, гармония, и считали, что он выполняет две функции – эстетическую и упорядочивающую, т.е. он имел одухотворённость и структурную организацию.
Происхождения космоса – акт творения его из хаоса (беспорядка), рассматривался греками как процесс «лепки», которую совершал Бог, который, кстати, также был создан из хаоса, по их мнению.
Известны записи философа Анаксагора: «Все вещи были вперемешку, бесконечные по множеству и по малости, так как и малость была бесконечной. И пока все было вперемешку, ничто не было ясно различимо: все обнимал туман и эфир, оба бесконечные. Ибо изо всех тел, которые содержатся во Вселенной, эти два самые большие и по малости и по величине. Ум же есть нечто неограниченное и самовластное и не см ешан ни с одной вещью, но единственный сам по себе... И совокупным круговращением мира правит ум, так что благодаря ему круговращение вообще началось» .
Сегодня многие считают, что понятие хаос (беспорядок) и порядок не имеют отношения к реальной картине Мира, придавая им лишь эмоциональное значение. И относительность этих понятий очевидна. Если мы ночью присмотримся к небу, то увидим множество неупорядоченно блестящих во тьме точек.
Если же мы посмотрим на небо в телескоп, то поймём, что там существует порядок в виде звёздных систем, галактик и пр.
Тем не менее, рассмотрим понятия хаос и порядок в современном понимании концепций современного естествознания.

Движения и столкновения приводят к быстрому рассеиванию облака, так что вскоре оно равномерно распределяется по всему доступному пространству. Теперь существует лишь ничтожно малый шанс, что все частицы газа когда-нибудь спонтанно и одновременно вновь соберутся в угол сосуда, создав первоначальную конфигурацию. Разумеется, их можно собрать в угол с помощью поршня, но это означает совершение работы, следовательно, процесс возврата частиц в исходное состояние не будет самопроизвольным. Очевидно, что такие изменения можно объяснить склонностью энергии к рассеянию. На самом деле, состояние возбуждения атомов теперь оказалось физически рассеянным в пространстве по причине спонтанного рассеяния атомов по объему сосуда. У каждого атома есть кинетическая энергия, поэтому распространения атомов пососуду приводит и к распространению энергии. Хаос в современном представленииБолее 300 лет прошло с момента создания ньютоновской динамики. За это время классическая динамика превратилась в одну из устойчивых, незыблемых наук, лишь раз пошатнувшись в начале 20-го столетия под ударом теории относительности, но мгновенно вернулась в прежнее равновесное. Но в конце тысячелетия по ней снова был нанесён сильный удар. Было доказано, что если уравнения динамики той или иной системы нелинейны, то система, при отсутствии всяких случайных воздействий, вопреки детерминированным уравнениям, которые должны однозначно определять ее движение в любой момент времени, может вести себя неупорядоченно, непредсказуемо, хаотически.Хаос – понятие, которое окончательно сформировалось в древней греческой философии как трагический образ космического первоединства, начало и конец всего, вечная смерть всего живого и одновременно принцип и источник всякого развития, он неупорядочен, безлик и всемогущ.Хаос (греч.) – полный беспорядок, нарушение последовательности, стройности, неразбериха, неопределенное состояние вещества. В физику понятие хаоса ввели Больцман и Гиббс.На современном этапе хаос наделяется наукой неопределённостями, движениями в форме несогласованных изменений (флуктуаций) любых качественных характеристик, вводит формальные понятия связанных степеней свободы, где под степенями свободы понимается количество независимых параметров движения, параметров состояния. В хаотическом состоянии не образуется устойчивых во времени структур, отсутствуют согласованные направленные процессы. «Порядок из хаоса» - так называется известная книга нобелевского лауреата И.Р.Пригожина, написанная им в соавторстве с историком науки И.Стенгерс. Буквально в двух словах данное название характеризует суть исследований, которые начали эти учёные в 50-ые годы XX века, которое завершилось созданием неравновесной термодинамики. Классическая термодинамика, обоснованная Больцманом с помощью классической же механики, описывает только поведение строго изолированных систем, близких к состоянию термодинамического равновесия, отклоняющихся от него лишь в пределах чисто статистических флуктуаций. В таких системах могут происходить только процессы деструктивного характера, сопровождающиеся неуклонным возрастанием энтропии. Однако повсеместно в природе наблюдаются и процессы самоорганизации вещества, самопроизвольного возникновения из хаоса неравновесных, так называемых диссипативных структур. Наиболее яркий пример подобных процессов - явление самозарождения жизни и биологической эволюции. Но значит ли это, что в некоторых ситуациях второе начало термодинамики может нарушиться? Долгое время длилась дискуссия на эту тему, завершившаяся в конце концов победой сторонников соблюдения фундаментальных законов природы. Но также при этом был сделан ряд существенных уточнений, которые касаются не самих законов, а границ их применимости к реальным системам, то есть не самой структуры научного языка, а смысла используемых в нем слов. Например, ревизии пришлось подвергнуть смысл понятия "хаос". Хаос, царящий в равновесных системах, носит сугубо статистический характер, и мы говорим лишь о вероятности отклонения системы от состояния равновесия. Реакция такой системы на то или иное возмущающее воздействие линейна - она прямо пропорциональна возмущающей силе и стремится вернуть систему в прежнее состояние. Так, если жидкость течет по гладкой трубе с небольшой скоростью, то в ней случайно возникают малые завихрения, но эти завихрения сами собой гасятся, и в целом поток остается упорядоченным, ламинарным. Если в системе наблюдается сильное неравновесие, т.е. в ней существует избыток свободной энергии, то там может возникнуть особого рода динамический хаос; реакция такой системы на возмущающие воздействия нелинейна и может быть сколь угодно большой при сколь угодно малом первичном возмущении. Так, если скорость движения жидкости по трубе превышает некоторую критическую величину, то малейшая неоднородность потока немедленно приведет к катастрофическому превращению ламинарного потока в неупорядоченный, турбулентный. Хаос как основа порядкаРассмотрим кинетическую энергию совокупности частиц. Если вдруг окажется, что все частицы движутся в одном и том же направлении с одинаковыми скоростями, то вся система, подобно теннисному мячу, будет находится в состоянии полета. Система ведет себя в этом случае аналогично одной массивной частице, и к ней применимы обычные законы динамики, такое движение называется движением центра масс. Другой вид движения также имеет место быть. Представим, что частицы имеют не упорядоченное движение, а хаотическое: полная энергия системы может быть той же самой, что и в первом случае, но теперь отсутствует результирующее движение, поскольку направления и скорости движения атомов беспорядочны. «Возьмём» отдельную частицу и проследим за её движением: вот она проходит небольшое расстояние вправо, затем, при соударении с соседней частицей, смещается немного левее, затем вновь соударяется и так продолжается до бесконечности. Основной чертой такого движения будет отсутствие корреляции между движениями различных частиц, т.е. это движение неупорядоченно.Напомним, что описанное хаотическое, случайное, некоррелированное, неупорядоченное движение называется тепловым движением. Очевидно, что понятие теплового движения неприменимо к отдельной частице, т.к. говорить о некоррелированном движении одной частицы совершенно бессмысленно. Другими словами, когда мы переходим от рассмотрения движения отдельной частицы к системам многих частиц и при этом возникает вопрос о наличии корреляций в их движениях, мы по существу переходим от обычной динамики в новую область физики, которая называется термодинамикой. Но существует два вида движения частиц в сложных системах: движение может быть неупорядоченным, когда все частицы движутся хаотически или, напротив, упорядоченным, когда все частицы движутся согласованно, «в ногу». Категория, противоположная хаосу называется антихаос или порядок.Порядок – это периодическое (регулярное) расположение частиц, объектов, предметов по всему занимаемому пространству (объему); последовательный ход чего-нибудь; правила, по которым совершается что-нибудь; числовая характеристика той или иной величины.