Статьи

Интересно проанализировать, исходя из принципа Ле-Шателье, процесс перехода к новой структуре. Понятно, что качественный скачок является значительным и, строго говоря, бесконечным, изменением состояния. Следовательно, он должен вызывать сравнимое по величине противодействие. Поскольку качественные изменения всё-таки происходят, приходится заключить, что по мере приближения качественного скачка устойчивость системы уменьшается. Это явление можно интерпретировать, как возрастание времени жизни флуктуации – отклонений от состояния равновесия. Постепенно оно оказывается сравнимым со временем нахождения системы в основном состоянии: в системе возникают точки "как бы равновесия". В какой-то момент асимметрия системы, вызванная существованием выделенного основного состояния, пропадает, и, соответственно, исчезают силы Ле-Шателье. Именно тогда и происходит смена структуры, после чего создается новое состояние равновесия. Как и всякий процесс изменения симметрии, описанный переход носит скачкообразный характер.

Согласно закону Ле-Шателье-Брауна, решающую роль в изменении структуры системы играют флуктуации. Этот вывод находится в полном соответствии с результатами, полученными И. Пригожиным:

"За пределами линейной области устойчивость уже не является следствием общих законов физики. Необходимо специально изучать, каким образом стационарные состояния реагируют на различные типы флуктуаций, создаваемых системой или окружающей средой. В некоторых случаях анализ приводит к выводу, что состояние неустойчиво. В таких системах определенные флуктуации вместо того, чтобы затухать, усиливаются и завладевают всей системой, вынуждая её эволюционировать к новому режиму, который может быть качественно отличным от стационарных состояний…"

Процессы Ле-Шателье носят в устойчивых системах самодовлеющий характер. Это означает, что система сама ограничивает свое развитие. Применительно к "мировой системе" это надо понимать как отсутствие демографической расходимости и вообще любых разрывов первого рода (сингулярностей). Разрывы второго рода (бифуркации) возможны, но лишь в области растущих флуктуаций, то есть вблизи фазового перехода.

При всей важности гомеостатических процессов такие процессы не исчерпывают эволюции сложных систем. Диалектический характер развития подразумевает, что стремление к равновесию не является абсолютным: наряду с устойчивостью существует также изменчивость, наряду с отрицательными – положительные обратные связи. Как указывает Н. Н. Моисеев:

"… понимание того, что развитие, эволюция организационных структур любой физической природы определяется противоречивыми тенденциями, прежде всего двумя основными типами обратной связи (…) является, безусловно, одной из важнейших характеристик мирового процесса самоорганизации".

Мы будем говорить, что система S1 имеет большую структурность, нежели система S2, если они рассматриваются на одном уровне исследования и выполняется хотя бы одно из следующего набора требований:

– структура системы S2 гомоморфна, но не изоморфна структуре системы S1;

– удельная энергия связи системы S1 много больше удельной энергии связи системы S2;

– все структурные факторы S1 суть внешние по отношению к соответствующим структурным факторам S2[2].

Разумеется, в процессе развития уровень структурности системы может меняться. Так, вблизи точки фазового перехода резко падает удельная энергия связи.

Общая формулировка закона, обеспечивающего возникновение положительных обратных связей в процессе взаимодействия систем, имеет следующий вид:

– Более структурная система индуцирует свою структуру в системы, с которыми она взаимодействует.

Назовем данное утверждение, образующее диалектическое единство с принципом Ле-Шателье – Брауна, законом индукции структур. Примеры индукционных явлений широко известны в науке. Так, именно индукцией обусловлены корреляции между солнечными ритмами и процессами в биосфере, а также существование в природе недавно обнаруженного глобального 90 минутного цикла[3].

В физике четко выраженным примером индукции служат фазовые переходы. Они возможны лишь при наличии зародышей новой фазы, которые, будучи при данных условиях энергетически более выгодными, начинают развиваться за счет старой, индуцируя в неё свою структуру. Аналогичным образом происходит рост кристаллов, перемагничивание ферромагнетиков, переориентация сегнетоэлектриков. Индуктивными являются также процессы распространения волн.

В термохимии примером действия интересующего нас закона служат автокаталитические реакции вида А 2Х ® 3Х. В таких реакциях, как указывает И. Пригожин, "…нам необходимо иметь X, чтобы произвести ещё X".