Открытость
Открытые системы, в которых наблюдается прирост энтропии, называют диссипативными. В таких системах энергия упорядоченного движения переходит в энергию неупорядоченного хаотического движения, в тепло. Если замкнутая система (гамильтонова система), выведенная из состояния равновесия, всегда стремится вновь придти к максимуму энтропии, то в открытой системе отток энтропии может уравновесить ее рост в самой системе и есть вероятность возникновения стационарного состояния. Если же отток энтропии превысит ее внутренний рост, то возникают и разрастаются до макроскопического уровня крупномасштабные флюктуации, а при определенных условиях в системе начинают происходить самоорганизационные процессы, создание упорядоченных структур.
Чтобы система была самоорганизующейся и, следовательно, имела возможность прогрессивно развиваться, она должна удовлетворять следующим требованиям: во-первых, система должна быть открытой, т.е. обмениваться со средой веществом, энергией или информацией; во-вторых, процессы, происходящие в ней, должны быть кооперативными (корпоративными), т.е. действия ее компонентов должны быть согласованы друг с другом; в-третьих, система должна быть динамичной; в-четвертых, находиться вдали от состояния равновесия [10]. Все эти требования и характеризуют открытость системы, пребывающей в движении.
Понятие открытой системы нагляднее в сопоставлении с закрытой системой. Главным свойством последней является наличие равновесного состояния, при котором макроскопические параметры остаются неизменными и закрытая система сохраняет установившуюся структуру, функционирование, параметры входа и выхода. Состояние равновесия может быть устойчивым (стационарным) и подвижным. Длительное время в состоянии равновесия могут находиться лишь закрытые системы. Равновесные системы не способны к развитию и самоорганизации, поскольку подавляют отклонения от своего стационарного состояния, тогда как развитие и самоорганизация предполагают его качественные изменения.
В закрытых системах постепенно возрастает энтропия (хаос, беспорядок), что следует из второго начала термодинамики. Остановить наращивание энтропии может лишь процесс взаимодействия с внешней средой. Абсолютно закрытых (как и абсолютно открытых) систем не существует.
Для открытых систем характерна неравновесность и цикличность как всеобщие формы организации материи, возникающие под влиянием внешней среды. Для поддержания неравновесности система нуждается в том, чтобы из среды в нее поступал поток отрицательной энтропии по величине, равный внутреннему производству энтропии. Нет абсолютного хаоса и абсолютного порядка. Корректнее было бы говорить, что возрастает мера упорядоченности (или хаотичности) по какому-либо показателю за счет или в противоположность снижению меры упорядоченности (или хаотичности) по иному показателю. Сам хаос имеет тонкую, иногда невидимую для внешнего наблюдателя структуру, например, в турбулентном течении, а порядок может быть определен как организованный хаос.
Открытость - необходимое, но не достаточное условие для самоорганизации системы. Система должна быть еще и нелинейной.
Немного больше о технологиях >>>
Экспериментальное исследование нелинейных эффектов в динамической магнитной системе
Цель
нашей работы заключалась в экспериментальном исследовании физических эффектов,
возникающих в системе с вращающимися постоянными магнитами [1] и изучении
сопутствующих эффектов. Построенную нами экспериментальную установку будем
далее по тексту называть конвертором. Вся лаб ...
Суперкомпьютеры, доступные всем
Два
раза в год – в июне и ноябре – университеты Мангейма и штата Теннеси вместе с
Национальным научно-исследовательским вычислительным центром при Министерстве
энергетики США публикуют список пятисот самых высокопроизводительных
суперкомпьютеров – Top500, куда включают сведения ...
