І. Жансүгіров атындағы жетісу
жүктеу/скачать 480,4 Kb.
|
Физика және синергетикаЭнтропия ұғымын енгізу қазіргі кездегі физиканың концептуалды жаңаруына әкелді. Аталмыш ұғымды ғылыми айналысқа 1965 ж. неміс физигі Р.Клаузиус енгізді (ол 1950 ж. ағылшын физигі У.Томпсонмен бірге термодинамиканың екінші бастамасына бірінші анықтама берген). Энтропия (грек. еntropia- бетбұрыс, айналыс) термодинамикалық жүйе жағдайының қызметі болып табылады, тең үрдісте оның өзгерісі жүйеге келген жылу мөлшерінің оның температурасы қатынасына тең. Термодинамиканың екінші бастамасына негізделе отырып Клаузиус және Томпсон еркін үрдістердегі энтропияның өсуінің қайтарылмайтындығы туралы қорытындыға келген. Осы негіздемеде олар дүниенің жылулық өлімінің гипотезасы мәселесін қозғады, ол гипотезаға сәйкес дүние тірі организм тәрізді дамып, өзінің соңына жақындайды. Осындай қорытынды термодинамика шекарасының дүниетанымдық артуы негізінде жасалды. Австриялық физик Л.Больцман және американдық физик-теоретик Д.Гиббс статистикалық физика құрылысын аяқтаған, және энтропия ұғымы жүйенің ретсіздігінің өлшемі деген мазмұнына ие болды, ал оған дейін ол қуаттылық өлшемі ретінде болған. Термодинамика пәнін үш салаға бөлуге болады, оларды зерттеу оның дамуының үш сатысына сәйкес келеді: термодинамикалық тепе-теңдік саласы, онда күш нөлге тең: ол классикалық термодинамиканың зерттеу нысаны (Клаузиус, Больцман, Гиббс); нашар теңсіз сала, онда термодинамикалық күштер «әлсіз» және қайтарылмайтын үрдістердің жылдамдығы сызықтық түрде күшке байланысты болады; оны сызықтық термодинамика зерттеген. Ол норвегия-американдық физик және химик Л.Онсагердің 1931 ж. теңсіз үрдістердің термодинамикасы бойынша басылымынан басталған; күшті тең емес сала, онда қуаттылықтың ағымдары- сызықтық емес. 1970 ж. синергетика қалыптасты, оның негізін салушылар бельгиялық физик және физикохимик И.Пригожин және неміс физигі Г.Хакен. Пригожин алдағы ғылым әлі жауап бермеген екі фундаменталды сұрақты арнайы қарастырды. Бірінші сұрақ хаос пен реттілік қатынасына байланысты. Қалайша хаостан құрылым пайда болады? Осы сұраққа жауап беруде, Пригожин жақсы нәтижелер туралы жазған. «Теңсіздік – зат немесе қуаттылықтың ағымы-реттіліктің қайнар көзі болуы мүмкін». Екінші сұрақ одан гөрі фундаменталды. «Классикалық немесе кванттық физика дүниені келтірілетін, статикалық ретінде суреттейді. Олардың суреттемесінде реттілікке де, хаосқа да эволюция тән емес. Динамикадан алынатын ақпарат уақытта тұрақты болады. Динамиканың статикалық суреті мен термодинамиканың эволюциялық парадигмасы арасында айқын қарама-қарсылық көрінуде. Қайтарылмайтындық деген не? Энтропия деген не? Тек қазір ғана осы сұрақтарға жауап беруге мүмкіндік беретін түсіну дәрежесі мен білім деңгейіне жете бастадық». Пригожин көзқарасына сәйкес хаос пен реттілік материяға жаңаша қарауға мүмкіндік береді. «Материя «белсенді» бола бастады, ол қайтарылмайтын үрдістерді тудырады, ал қайтарылмайтын үрдістер материяны ұйымдастырады». Осылайша физика уақытты қайта ашқан болатын. Ньютон механикасы уақытқа енжар болған және қайтарылатын үрдістерді сағат циферблатындағы стрелканың айналымы ретінде суреттеген. Нақты уақыт термодинамиканың екінші бастамасында пайда болған, ол өзін-өзі ұйымдастыратын күрделі жүйелердегі энтропияның қайтарылмайтын өсімін көрсетті. Күрделі өзін-өзі дамытатын жүйелердің ұйымдасуы мен өзін-өзі ұйымдасуы ұғымдары қазіргі кездегі ғылым әдістемесінде орта болып табылады. Ұйымдасуымен өзін-өзі ұйымдасуын зерттеу осы құбылыстардың физикалық негіздерін бөлу мен байланысты, кейін ол «синергетика» деп аталған. «Синергетика» (грек. Synerqos-біріге әрекет ететін) терминін Г.Хакен өзін-өзі ұйымдасу үрдістеріндегі ұжым рөлін анықтау үшін енгізген. Синергетика-жаңа ғылым емес, ғылымдарды біріктіруші жаңа бағыт. Синергетиканың мақсаты- жаратылыс-ғылыми, техникалық, әлеуметтік-гуманитарлы білім салаларындағы өзін-өзі ұйымдасу үрдістерінің жалпы әдістері мен жалпы заңдылықтарын айқындау. Басқаша айтқанда, синергетиканы білімдердің пәнаралық саласы ретінде анықтауға болады, эволюция мен күрделі жүйелердің өзін-өзі ұйымдасуының әмбебап заңдылықтарын табуға, нақты алатын болсақ тең емес, сызықты емес жүйелерді ашуға бағытталады. Классикалық термодинамикаға қарағанда дүниенің синенергетикалық суретінде көптілік мүмкінділігі шектеулі болса да анық байқалады. Синергетика хаостан тәртіп және тәртіптен хаос, бір реттіліктен басқа құрылымның реттілігі қалай пайда болатынын зерттейді. Жүйенің ашықтылығы сыртқы ортамен зат және қуатпен айырбас қабілетін зерттейді. Жүйенің өзін-өзі ұйымдасу қабілеті болуы үшін, екі бастама болуы қажет: реттемелі – кіріс қайнар көзі есебінен құрылымның бір мағыналы болуын өсірмейтін, және хаотикалық, ағым арқылы бір мағыналықты тарататын. Хаос және реттілік бастамалары өзара күрделі тең емес қатынастарға түседі, және де тең емес жүйе парадоксальды түрде белгілі бір теңдікте болып дамиды. Сызықтық емес жүйелер оның эволюциясының көптеген жолдарының болуын білдіреді. Егер жүйенің параметрлері хаос немесе реттілік жағына өзгеретін болса жүйе тең емес болады, соңында таңдау мәселесі пайда болады, атап айтқанда жүйе бифуркация нүктесіне жақындайды. Осы нүктеден өткеннен кейін жүйенің өмір сүру реті өзгереді: өлімге ұшырамау үшін жүйе жаңаша құрылады. Уақыт өте келе ол салыстырмалы теңдік пен тұрақтылыққа ие болады. Бұнда салыстырмалы теңдік туралы айтылады, себебі табиғат пен өмірдегі болып жатқан үрдістерге синергетикалық көзқарас дүние пайда болуының фундаментальды сипаттамалары ретінде тұрақсыздықты мойындаумен сипатталады. Синенергетика жүйелердің екі типін бөліп қарастырады – дискретті және қатаң. Дискретті жүйелер – ортаға жалпы қатынасымен бірігетін біргелкі және салыстырмалы бірін-бірі алмастырмайтын, жеке элементтерден қалыптасады. Биологияда, мысалы біргелкі жасушалардың жүйелері. Қатаң жүйелер – бұл иерархиялық жүйелер, мұнда бір элементтің өзгеруі жүйенің басқа бөлшектерінің өзгеруіне әкеледі. Мұндай жүйелер элементтерде жүйелер әр түрлі, бір - біріне бағынады және бір – бірімен тығыз байланысты. Биологияда бұндай мүшелер – жүрек, ми, организмнің жеке кез-келген жасушасы және жалпы бүтін организм. Әлеуметтік салада бұл иерархиялық құрылымдар. Биологиядағы қатаң жүйелерді байқау өмірді құрудың және оның ұйымдасуын жоғарылатудың басты себебі қатаң жүйелермен байланысты екенін көрсетеді. Сонымен жүйелердің екі типі де, әрқайсысы өз алдына қажет. Қатаң жүйе элементтерінің тығыз ішкі байланысы арқылы бір буынның алынуы жағдайында әлсіз болады, сондықтан олардың комбинаторика немесе жеке элементтерді жасауға қабілеті жоқ. Өзін - өзі ұйымдастыратын жүйелердің сипатты белгілері: өзін - өзі ұйымдастыратын жүйе ашық болуға тиісті, себебі ашық жүйе термодинамиканың екінші заңына сәйкес максималды ұйымдаспау жағдайынан өтуге тиісті; ашық жүйе термодинамикалық тепе–теңдік нүктесінен алшақ болуға тиісті. Егер жүйе тепе–теңдік нүктесінде болса, онда оған максималды энтропия тән болады, сондықтан ұйымдасу қабілеті орын алмайды; егер жүйе үшін реттемелі қағида энтропия немесе эволюция болса, онда өзін-өзі ұйымдастыруының фундаментальды қағидасы – флуктация арқылы реттелік пайда болады; динамикалық тепе–тең жүйелерге негізделетін кері байланыс қағидасының айырмашылығы сызықта оң-кері байланыс диаметралды кері қағидасына негізделеді. Осы қағидаға сәйкес жүйедегі пайда болған өзгерістер жойылмайды, керісінше жинақталып күшейеді. жүктеу/скачать 480,4 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|