ВУЗ:
Составители:
130
мецким физиком К. Брауном в 1887 г. Примерами проявления этого
принципа являются наличие инерции в механике и существование яв-
ления электромагнитной индукции в электромагнетизме. Он, по сути
дела, отражает устойчивость равновесного состояния изолированной
системы.
А что можно сказать об устойчивости стационарных состояний
открытой системы? Выдающийся ученый современности, бельгийский
физико-химик русского происхождения И. Пригожин (1917 — 2003) в
1947 г. доказал следующую теорему: при фиксированных внешних па-
раметрах скорость производства энтропии в стационарном состоя-
нии системы минимальна. Под производством энтропии понимается
величина, равная ее приращению в единицу времени, т.е. скорость
прироста энтропии. Стационарные состояния являются неравновес-
ными состояниями. Пребывая в них, система продолжает стремится к
равновесию, повышая свою энтропию, но от прочих, нестационарных
неравновесных состояний, они отличаются тем, что энтропия прирас-
тает с минимально возможной скоростью.
В изолированной системе отклонение от равновесия приводит к
колебаниям (в общем случае затухающим) динамических параметров
системы. Отклонение от стационарного состояния в открытой системе
также порождает колебания, но они не являются ни гармоническими
(упорядоченными), ни хаотическими. Их спецификой является фрак-
тальность — самоподобие больших и малых отклонений от стацио-
нарного состояния, или масштабная инвариантность (скейлинг).
Иначе говоря, стационарные состояния едва устойчивы: пребывая в
них, система постоянно изменяется, но, вследствие наличия в ней па-
мяти о прошлых состояниях, эти изменения самоподобны (фракталь-
ны). Если же величина возмущения достигает некоторого порогового
значения, то в системе возможен скачкообразный переход в другое
стационарное состояние.
15.2. Бифуркации и катастрофы
В отличие от единственного равновесного состояния изолиро-
ванной системы, в открытой системе может быть несколько стацио-
нарных состояний. Например, изолированный атом находится в ос-
новном (равновесном) состоянии, а при возбуждении может нахо-
диться в различных по энергии стационарных состояниях. Таким об-
разом, равновесное состояние разветвляется на несколько стационар-
ных состояний (в простейшем случае раздваивается). Для перехода
системы из одного состояния в другое порой достаточно весьма мало-
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 128
- 129
- 130
- 131
- 132
- …
- следующая ›
- последняя »
