Динамический хаос. Созидающая роль хаоса. Порядок. Закон сохранения энтропии-информации
Так как начальное состояние физической системы не может быть задано абсолютно точно (например, из-за ограничений измерительных инструментов), то всегда необходимо рассматривать некоторую (пусть и очень маленькую) область начальных условий. При движении в ограниченной области пространства экспоненциальная расходимость с течением времени близких орбит приводит к перемешиванию начальных точек по всей области. После такого перемешивания бессмысленно говорить о координате частицы, но можно найти вероятность ее нахождения в некоторой точке. Смотрите описание дезинфицирующие средства для медицинских у нас.
Примерами хаотических динамических систем могут являться подкова Смейла и преобразование пекаря.
Обратным, в некотором смысле, к динамическому хаосу является динамическое равновесие и явления гомеостаза.
2. СОЗИДАЮЩАЯ РОЛЬ ХАОСА
Созидающий Аспект Хаоса, вытекает из необходимости эволюции Иерархий Божественных Сущностей, что метафизически именно через Хаос являются Сынами Парабрамана. Из пахтанья его Вод появляются Новые Вселенные, для которых он готовит Формы и Законы. Это единственный Аспект Хаоса, в котором он выступает латентным питающим Принципом и скорее Судьёй Парабрамана …его десницей. Потому как дальше и ближе к формам Парабраман отстраняется от соприкосновения с духом. Давая возможность вселенным развиваться по их путям…
3. ПОРЯДОК ИЗ ХАОСА
«Порядок из хаоса» так называется известная книга нобелевского лауреата И.Р. Пригожина, написанная им в соавторстве с историком науки И. Стенгерс. Это название буквально в двух словах характеризует суть исследований, начатых этим замечательным ученым в пятидесятые годы нашего столетия и завершившихся созданием особой, неравновесной термодинамики.
Классическая термодинамика, которую Больцман пытался обосновать 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 яркими примерами подобных процессов могут служить явления самозарождения жизни и биологической эволюции.
Означает ли это, что в некоторых случаях второе начало термодинамики может нарушаться? Острая дискуссия на эту тему длилась многие годы и, в конце концов, завершилась победой сторонников строгого соблюдения фундаментальных законов природы. Но при этом был сделан ряд существенных уточнений, касающихся не самих законов, а границ их применимости к реальным системам. Так сказать, 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 по гладкой трубе с небольшой скоростью течет жидкость, то в ней случайно возникают малые завихрения, но эти завихрения сами собой гасятся, и в целом поток остается упорядоченным, ламинарным.
Но если система сильно неравновесна, то есть обладает значительным избытком свободной энергии, то в ней может возникать хаос особого рода, называемый динамическим; 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.
Однако, динамический хаос замечателен тем, что за внешне совершенно непредсказуемым поведением системы кроется строгий детерминизм – все происходящие в ней процессы можно математически рассчитать с любой требуемой точностью. Еще одна особенность такого хаоса заключается в том, что он может служить источником самозарождения строго упорядоченных структур. Например, в турбулентном потоке могут возникать устойчивые вихри – подобные вихри (так называемую «дорожку Кармана») можно наблюдать за быстро плывущей лодкой.
4. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНТРОПИИ-ИНФОРМАЦИИ
Исследуем некоторые закономерности поведения энергии организованной материи объекта (Еом). Одна из основных закономерностей вытекает из второго начала термодинамики. Второе начало утверждает, что энтропия изолированной термодинамической системы не уменьшается или, иными словами, порядок в данной системе не растет. Изменение функции, определяющей энергию организованной материи объекта, обратно пропорционально изменению ее аргумента - энтропии (в философско-математической формуле этот аргумент расположен в знаменателе), поэтому данная функция для таких систем не будет являться возрастающей. Эта закономерность отображена графически на рис. 1.
Рис. 1
Следует отметить, что абсолютно изолированных систем в природе не существует и данный закон является законом поведения систем, взаимодействие которых с другими системами настолько мало, что им можно пренебречь на фоне других, более сильных взаимодействий. Изолированная система - это модель, в которой кажущиеся слабыми взаимодействия с другими системами исключены из рассмотрения. Второе начало термодинамики является серьезным препятствием на пути проводимых рассуждений. Дело в том, что действие, заключающееся в присвоении объекту всех свойств энергии, должно включать в себя, также, и ее основное свойство - закон сохранения. В данном же случае из второго начала термодинамики следует - и это отображено на рис 1, - что данная энергия бесследно исчезает, поскольку функция является убывающей. И все-таки попробуем утверждать, что что-то здесь не так. Заминка, проблема есть, но, возможно, что также существует либо ее решение, либо путь для поиска такого решения. Действительно, если внимательно присмотреться к рис. 1, то причина проблемы будет видна невооруженным глазом. В данном случае достаточно вспомнить, каким образом вводилась энергия организованной материи. Процесс ее введения заключался в том, что сначала было установлено, что состояние объекта определяют все, в том числе и так называемые временные свойства. Только после такого действия стало возможным приравнять объект к энергии. Следовательно, раз состояние объекта определяют временные свойства, то и состояние энергии (или просто энергию) также определяют временные свойства. Поэтому некорректность поведения функции, изображенной на рис. 1, ее кажущаяся несовместимость с законом сохранения энергии заключается в том, что энергия организованной материи изолированной системы рассматривается изменяющейся во времени, т.е. по внутреннему свойству. Ожидать здесь, что данная функция не будет являться возрастающей или убывающей, бессмысленно. Изображенная на данном рисунке закономерность показывает лишь зависимость Eом от изменения времени, но не доказывает нарушения закона сохранения энергии. Сказанное может пояснить простой пример. Известно, что вес объекта определяется следующим соотношением: P = mg, где P - вес, m - масса, g - ускорение свободного падения. Изобразим на графике (рис. 2) зависимость изменения значений веса P от изменения значений одного из ее аргументов - m. Рис. 2 отображает тот факт, что с увеличением значений аргумента m и при неизменном ускорении свободного падения возрастают значения функции P(m,g), т.е. данная функция является возрастающей.