НЕРАВНОВЕСНАЯ ТЕРМОДИНАМИКА И. ПРИГОЖИНА. СИНЕРГЕТИКА Г. ХАКЕНА. КОНЦЕПЦИЯ САМООРГАНИЗАЦИИ М. ЭЙГЕНА

В 1960-1970-е гг. бельгийский ученый русского происхождения Илья Романович Пригожин разработал теорию диссипативных структур в рамках неравновесной термодинамики. В классической термодинамике рассматриваются системы, находящиеся в состоянии, близком к термодинамическому равновесию. И. Р. Пригожин вместе с группой своих сотрудников изучал колебательные химические реакции, связанные с периодическими изменениями концентрации участвующих в них веществ. Возникающие при этом структуры, далекие от равновесных, были названы Пригожиным диссипативными структурами. Диссипативные структуры возникают в условиях постоянного притока энергии, которую они используют для поддержания и роста своей внутренней организации, причем происходит также рассеивание (диссипация) отработанной энергии в окружающую среду. Если в диссипативную структуру из среды поступает достаточное количество энергии, то микроскопические флуктуации, вместо того чтобы затухать, усиливаются, превращаются в макроскопические, и диссипативная структура эволюционирует в направлении спонтанной самоорганизации.

В конце 1960-х гг. профессор Штутгартского университета Герман Хакен, занимающийся физикой лазеров, предложил свою концепцию самоорганизации, в которой ключевым является понятие кооперативного поведения. При постоянном поступлении энергии извне разнонаправленные и несогласованные случайные действия, характерные для состояния хаоса, при некоторых критических значениях параметров системы приобретают коллективный, согласованный характер. Примеры коллективного поведения: самоорганизация атомов в узлах кристаллической решетки; когерентное излучение атомов в рабочем веществе лазерной установки при «накачке» энергии; образование циклонов в атмосфере; образование вихрей в текущей жидкости, порождающих турбулентность. Согласованное поведение, проявляющееся в масштабе всей системы, является центральным моментом самоорганизации.

В 1970-е гг. немецкий ученый Манфред Эйген, работающий в области молекулярной биологии, исследовал химические механизмы самоорганизации. Эйгеном были обнаружены так называемые циклические типы организации химических реакций, которые являются более совершенными по своим термодинамическим и кинетическим характеристикам, чем цепочечные. Основным понятием здесь является понятие «гиперцикла» — упорядоченного определенным образом набора циклов. Эйген показал, что при благоприятных условиях среды сложные органические молекулы оказываются способными к самовоспроизведению и усложнению организации на предбиологическом уровне, при этом начинает действовать дарвиновский принцип естественного отбора.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >