Эволюция упорядоченности живой и неживой материи.

Содержание

Введение
1 Материя, ее системность и структурность
2 Движение как атрибутивное свойство материи
3 Самоорганизация в живой и неживой природе
4 Общие свойства систем способных к самоорганизации
Заключение
Список литературы

Эволюция упорядоченности живой и неживой материи.

В отличие от процессов, связанных с разрушением структур и переходом к беспорядку, которые объясняются тем, что хаотическое состояние является более вероятным, процессы образования структур долгое время оставались непонятными. Как уже упоминалось, существовало мнение, что эти процессы не подчиняются и противоречат известным физическим законам. Чтобы понять причины, приводящие к самоорганизации, рассмотрим процесс возникновения электрических автоколебаний. Простейший эксперимент можно осуществить, имея усилитель (например, магнитофон) и поднося микрофон, подключенный ко входу усилителя, к громкоговорителю, подключенному к выходу усилителя. При малом усилении или большом расстоянии между микрофоном и громкоговорителем мы услышим лишь бесструктурные шумы. Эти шумы обусловлены тем, что электрический ток, проходящий через громкоговоритель, не является строго постоянным, а хаотически изменяется в малых пределах, что, в свою очередь, вызвано флуктуациями плотности электронов. Если увеличивать усиление или подносить микрофон ближе к громкоговорителю, начиная с некоторого момента спонтанно может возникнуть гудение или свист, обусловленный автогенерацией электрического сигнала. Объясняется это тем, что в силу обратной связи, осуществляемой подачей выходного сигнала на вход, уравнения, описывающие процессы в усилителе являются нелинейными.
При малом усилении (слабой обратной связи) отклонения от линейного приближения малы и флуктуации не приводят к существенному изменению тока. При увеличении усиления (усилении обратной связи), начиная с некоторого порога, изменения тока, обусловленные флуктуациями, начинают разрастаться, система выходит из первоначального состояния и возникает генерация.
Аналогично можно рассмотреть опыт с ячейками Бенара. При малой мощности нагревателя отклонение системы от состояния статистического равновесия мало, и, соответственно, малы отклонения от линейного приближения. Процесс передачи тепла от более нагретого нижнего слоя жидкости к менее нагретому верхнему слою обеспечивается теплопроводностью, т.е. макроскопические потоки вещества жидкости отсутствуют. Тем не менее, в силу существования флуктуаций, в жидкости всегда имеются микропотоки. При увеличении мощности нагревателя отклонение системы от положения статистического равновесия возрастает, а с ней возрастают нелинейные эффекты, и, начиная с некоторого момента, флуктуационные потоки начинают разрастаться, и возникают уже макроскопические конвекционные потоки жидкости. Система переходит в состояние с новой фазой, возникают упорядоченные структуры.
Еще более наглядным (хотя, наверное, более искусственным) примером является возникновение автоколебаний в часах-ходиках (по крайней мере, для тех, кто в наше время бурного технического прогресса еще знаком с этим устаревшим механизмом). Как известно, чтобы запустить механизм часов, необходимо отклонить маятник от положения равновесия или толкнуть его. При малом отклонении (или слабом толчке) механизм храповика не вступает в действие, и колебания маятника постепенно затухают. Движение маятника в этом случае описываются хорошо известными линейными уравнениями, а нелинейности возникают лишь при начале действия храпового механизма. Флуктуационные потоки воздуха внутри помещения, которые, безусловно, имеют место, слишком слабы, для того чтобы раскачать маятник до необходимой амплитуды.