Хаос и порядок. Физический хаос

Материалы » Эволюционно-синергетическая парадигма » Хаос и порядок. Физический хаос

Широкое распространение концепций синергетики как общенаучной парадигмы конца ХХ века поставило вопрос не просто о расширении категориального аппарата социально-гуманитарных дисциплин, а и об использовании достаточно универсальных математических моделей, разработанных в рамках теории нелинейных динамических систем и математической теории хаоса, тесно связанных с концепциями синергетики. Синергетика исходит из того, что линейный характер развития процессов и равновесные состояния отнюдь не являются доминирующими в реальности; большего внимания исследователей заслуживает непредсказуемость поведения изучаемых систем в периоды их неустойчивого развития, в точках бифуркации, в которых малые случайные флуктуации могут оказать сильные воздействия на траекторию процесса (в то время как в условиях "равновесия", обычно рассматриваемых традиционной наукой, большие флуктуации мало влияют на ход процесса). Возникающий вблизи точки бифуркации "хаос" не означает, что порядок исчезает; он означает, что динамика процесса становится внутренне (а не в силу внешних причин) непредсказуемой. Центральный вопрос, который обсуждается историками в этой связи - влияние случайностей, которые принципиально невозможно предугадать и прогнозировать, на общий характер развития изучаемого процесса. С этим вопросом связаны и новые подходы к изучению альтернатив общественного развития, возникающих в точках бифуркации.

Хаос и порядок - понятия, которые играют существенную роль в Физике открытых систем. Понятие - хаос - играло существенную роль в мировоззрении философов древности, в частности представителей школы Платона. Отметим два сформулированных ими положения, которые сохраняют свое значение и в настоящее время. По представлениям философов Древности - Хаос - состояние системы при удалении всех возможностей проявления ее свойств. С другой стороны, из хаоса возникает все, что составляет содержание мироздания, т.е. из хаоса может рождаться порядок. В физике понятие хаос, хаотическое движение, порядок - являются фундаментальными, но тем не менее определенными недостаточно четко. Действительно, начиная с классических работ Максвелла, Больцмана и Гиббса. Хаотическим называют движение атомов в состоянии теплового равновесия. Хаотическим, однако, называют и движение, далекое от равновесного, например, в генераторах шума предназначенных для подавления сигналов, в турбулентных потоках и т.д. , С точки зрения многих специалистов хаотическими, по сравнению с ламинарными, являются и различного рода турбулентные движения в газах и в жидкостях. Примером служит турбулентное движение в трубах. Оно возникает из ламинарного движения при достаточно большом перепаде давления на концах трубы. Представление о турбулентном движении как более хаотичном, чем ламинарное, кажется, как бы, само собой разумеющимся. Такой вывод основан, однако, на смещении понятий сложности и хаотичности. При наблюдении турбулентного движения проявляется именно сложность движения.

Широкое распространение получил термин - динамический хаос. Он характеризует сложное движение в маломерных гамильтоновых и диссипативных динамических системах. Известным примером служит движение жидкости при развитой тепловой конвекции, которое описывается уравнениями Лоренца (Лоренц, 1963).

Физический хаос.

Обозначим через а совокупность параметров, выбранных в качестве управляющих. Рассмотрим два стационарных состояния рассматриваемой системы, которые отвечают двум разным значениям управляющих параметров: a0, a0 + a. Предположим, что значению a0 + a отвечает более упорядоченное состояние. Менее упорядоченное состояние а0 назовем состоянием - физического хаоса . При сравнении относительной степени упорядоченности двух выбранных состояний, состояние - физического хаоса - можно принять за начало отсчета изменения относительной степени хаотичности. Заметим следующее. Состояние физического хаоса может существенно отличаться от равновесного. Приведенное определение будет им пользоваться при сравнении как далеких. так и близких неравновесных состояний. При сравнении близких состояний будут использованы локальные формулировки критериев относительной степени упорядоченности. Тогда локальным будет и само определение физического хаоса. Итак, термином хаос характеризуют самые различные виды сложных движений. Поскольку во многих случаях хаос трудно отличить от упорядоченного, но очень сложного движения, то возникает необходимость в критериях относительной степени упорядоченности или, напротив, хаотичности движений.


Это интересно:

Устойчивость растений к факторам окружающей среды.
Основные способы приспособления растений к факторам окружающей среды. Факторы окружающей среды, действующие на растения, делятся на абиотические и биотические. По отношению к этим двум группам факторов у растений выработались в процессе ...

Гигантский муравьед
Муравьеды питаются только муравьями и термитами. Самый крупный представитель – гигантский муравьед. У него большой пушистый хвост и вытянутая морда. У муравьедов помельче морды гораздо короче, а хвост помогает лазать по деревьям. Поэтому ...

Переваримость пищи у Сазана
Показатель переваримости характеризует то количество питательных веществ корма, которое поступает в организм рыб после осуществления пищеварительных процессов. Из основных питательных веществ наиболее быстро и полно расщепляются и всасыва ...