Исследование теории самоорганизации. Основной критерий рaзвития сaмооргaнизующихся систем. Неравновесные процессы и открытые системы. Самоорганизация диссипативных структур. Химическая реакция Белоусова-Жаботинского. Самоорганизация в физических явлениях.
Аннотация к работе
Самоорганизация - целенаправленный процесс, в ходе которого создается, воспроизводится или совершенствуется организация сложной динамической системы. При этом абсолютно не важна природа самой системы - будь то примитивная тепловая машина или экономика огромной страны - если система неравновесна и обменивается веществом и энергией с окружающей средой, для нее справедливы все наиболее общие закономерности развития.Небезызвестный Г.Беккер недавно получил Нобелевскую премию за теорию экономической мотивации социальных явлений, однако те же самые мотивации элементарно следуют из принципа наименьшего действия, известного в физике как минимум сотню лет. Возвращаясь ко всеобщим энерговещественным закономерностям прогрессирующего развития, отметим, что в сопряженной системе рост свободной энергии возможен как за счет внешних факторов - экстенсивный путь развития, так и за счет внутренних - интенсивный. В реальных условиях, когда мощность сопрягающего потока конечна, экстенсивное развитие всегда имеет предел, после которого для продолжения развития системе необходимо переходить на интенсивный путь, связанный с ростом эффективности использования получаемой энергии, увеличением собственого к.п.д., что будет означать концентрирование энергии в единице объема. Мы прикладываем примерно равные мышечные усилия при расчесывании волос и при бритье, однако в последнем случае та же энергия концентрируется на микронной поверхности и создает давление порядка сотен атмосфер, что сопоставимо с лучшими промышленными прессами и во много крат превышает физические возможности человека. Концентрированная энергия выполняет большую работу, нежели неконцентрированная - в этом суть интенсивного этапа развития, на котором сегодня находится человечество.В природе существуют и иные упорядоченные структуры, которые возникают в диссипативных системах. Циркуляционные потоки в атмосфере и океанах Земли - под действием солнечного излучения - самоорганизация на Земле. Под воздействием BRO3-, H в растворе происходят реакции: Ce3 -> СЕЧ - окисление, цвет раствора голубой. Таким образом, имеется автоколебательный процесс изменения концентрации четырехвалентного церия с одновременным варьированием цвета Самоорганизация не связана с особым классом веществ, но она существует лишь в специальных системах, удовлетворяющих условиям: а) открытые системы, т.е. открытые для притока энергии (вещества) извне;Это определение позволяет выделить самоорганизацию как один из возможных путей эволюции и отнести этот процесс к условиям, далеким от термодинамического равновесия. К диссипативным структурам относятся пространственные, временные или пространственно-временные структуры, которые могут возникать вдали от равновесия в нелинейной области, если параметры системы превышают критические значения. Диссипативные структуры могут перейти в состояние термодинамического равновесия только путем скачка (в результате неравновесного фазового перехода). переход в упорядоченное состояние диссипативной системы происходит в результате неустойчивости предыдущего неупорядоченного состояния при критическом значении некоторого параметра, отвечающем точке бифуркации; Таким образом, диссипативные структуры - это высокоупорядоченные самоорганизующиеся образования в системах, далеких от равновесия, обладающие определенной формой и характерными пространственно-временными размерами, они устойчивы относительно малых возмущений.Разработкой теории самоорганизации занимаются несколько научных дисциплин: 1. Образование упорядоченных структур, происходящие не за счет действия внешних сил (факторов), а в результате внутренней перестройки системы, называется самоорганизацией. Самоорганизация - фундаментальное понятие, указывающее на развитие в направлении от менее сложных объектов к более сложным и упорядоченным формам организации вещества.
План
Содержание
Введение
1. Теория самоорганизации
2. Неравновесные процессы и открытые системы
3. Самоорганизация диссипативных структур
Заключение
Список литературы
Введение
Самоорганизация - целенаправленный процесс, в ходе которого создается, воспроизводится или совершенствуется организация сложной динамической системы. Свойства самоорганизации обнаруживают объекты различной природы: клетка, организм, биологическая популяция, биогеоценоз, человеческий коллектив.
Основной критерий развития самоорганизующихся систем - увеличение запаса свободной энергии, которая может быть высвобождена для совершения полезной работы. При этом абсолютно не важна природа самой системы - будь то примитивная тепловая машина или экономика огромной страны - если система неравновесна и обменивается веществом и энергией с окружающей средой, для нее справедливы все наиболее общие закономерности развития. К примеру в привычных терминах марксистской политэкономии указанный критерий развития формулируется как закон прибавочной стоимости или добавочного продукта - дело лишь в обозначениях, a по смыслу эти понятия изоморфны. И если в дальнейшем какие-либо сугубо экономические категории, трактуемые с энерговещественной точки зрения, покажутся неоднозначными или даже спорными, стоит задуматься - a столь ли всеобщей является наука экономика, может в ней покуда не открыты ряд фундаментальных законов?
Цель работы - рассмотреть процессы самоорганизации.
Задачи работы - определить теорию самоорганизации; охарактеризовать неравновесные процессы и открытые системы; изучить самоорганизацию диссипативных структур.
Вывод
Разработкой теории самоорганизации занимаются несколько научных дисциплин: 1. Термодинамика неравновесных (открытых) систем.
2. Синергетика.
3. Теория катастроф.
Образование упорядоченных структур, происходящие не за счет действия внешних сил (факторов), а в результате внутренней перестройки системы, называется самоорганизацией. Самоорганизация - фундаментальное понятие, указывающее на развитие в направлении от менее сложных объектов к более сложным и упорядоченным формам организации вещества.
В каждом конкретном случае самоорганизация проявляется по-разному, это зависит от сложности и природы изучаемой системы.
Процессы самоорганизации происходят в среде наряду с другими процессами, в частности противоположной направленности, и могут в отдельные фазы существования системы как преобладать над последними (прогресс), так и уступать им (регресс). При этом система в целом может иметь устойчивую тенденцию или претерпевать колебания к эволюции либо деградации и распаду.
Самоорганизация может иметь в своей основе процесс преобразования или распада структуры, возникшей ранее в результате процесса организации.
Список литературы
1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. Новосибирск: ООО «Издательство ЮКЭА», 2004.