Читать онлайн «Самоорганизация и хаос»

НОВОЕ В ЖИЗНИ, НАУКЕ, ТЕХНИКЕ ПОДПИСНАЯ НАУЧНО-ПОПУЛЯРНАЯ СЕРИЯ ФИЗИКА 7/1986 Издается ежемесячно с 1967 г. А. И. Осипов САМООРГАНИЗАЦИЯ И ХАОС , (ОЧЕРК НЕРАВНОВЕСНОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ) Из τ-ельство «Знание» Москва 1986 ББК22. 317 074 ОСИПОВ Алексей Иосифович — доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник физического φ а куль·· тета МГУ им. М. В. Ломоносова, Рецензент: Кузьмин Р. Н. — доктор физико-математических наук, СОДЕРЖАНИЕ I. Введение , , , 3 II. Чем отличается термодинамика необратимых процессов от обычной термодинамики? , 3 III. Функции состояния — язык термодинамики ■ 6 IV, С чего начинается термодинамика? *_ · . . 12 V, Линейная неравновесная термодинамика . . 22 VI. Стационарные неравновесные состояния. , , 31 VII. Самоорганизация в неравновесных системах , 42 VIII. Диссипативные структуры, Нобелевская премия И. Пригожина 1977 г 58 IX. Заключение · 63 Литература · · . · 64 Осипов А. И. 074 Самоорганизация и хаос. (Очерк неравновесной термодинамики). — М. : Знание, 1986. — 64 с. — (Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Физика*; №7). 11 к, В брошюро в популярной форме рассказывается о новом направлении феноменологической термодинамики — термодинамике необратимых процессов. После краткого введения в равновесную термодинамику подробно обсуждаются основные постулаты линейной неравновесной термодинамики. Особое внимание уделяется рассмотрению Бф(] ектов нелинейной термодинамики — самоорганизации в неравновесных системах, которые иллюстрируются примерами из гидродинамики, лазерной Физики и химической кинетики. Брошюра рассчитана на широкий круг читателей, интересующихся проблемами и достижениями современной физики. 1704020000 ББК22. 317 © Издательство «Знание», 1986 г. I. ВВЕДЕНИЕ Среди великих'научных достижений XIX в. дйа удив*, ляют нас своей противоположной направленностью. Этд эволюционная теория Ч. Дарвина и феноменологич©^ екая термодинамика. Первая обосновала развитее тки* вой материи от низших форм, к высшим, т. е. усложне-( ние организации в процессе эволюции. Вторая предска-( зывает дезорганизацию или разрушение изначально заданной структуры в изолированной системе при эволю-, ции к равновесию. Таким образом, эволюционная идея в XIX в. возникла в двух прямо противоположных формах — в виде теории «создания структуры» Ч. Дарвина и теории «разрушения структур», которой, в сущности, является классическая термодинамика. Обе эти теории подтверждены огромным числом экспериментальных фактов, однако прямой связи между ними нет, ■Вместе с тем они отражают единую физическую реальность, но только соответствуют различным ее проявлениям. Возникает проблема, как дополнить классическую термодинамику отсутствующей в ней теорией «создания структуры». Эта проблема принадлежит к числу фунда* ментальных проблем естественных наук, а изучение возникновения структур является одной из-зажнейших целей научного познания. В течение последних 20 лет физики, химики и биологи сумели приблизиться к пониманию процессов формирования структур в открытых системах, т.