к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Самоорганизация

Самоорганизация - самопроизвольное (не требующее внеш. организующих воздействий) установление в неравновесных диссипативных средах устойчивых регулярных структур (см. Диссипативные структуры ).Первые исследования явления самоорганизации были проведены И. Р. Пригожиным и его коллегами в 1960-е гг.11]. Процесс самопроизвольного формирования регулярных структур называют также процессом формообразования, а соответствующую область науки часто называют синергетикой [3].

Наиб. известный и наглядный пример самоорганизации - возникновение конвективных решёток (сотовой структуры конвекции) с шестигранными ячейками, ячейками Б е н а р а, при подогреве горизонтального слоя жидкости снизу (см. Бифуркация ).При подогреве снизу плоского слоя жидкости развивается т. н. конвектив-ная неустойчивость, связанная с тем, что молекулярный теплоперенос не в состоянии обеспечить температурный баланс между нагретой ниж. поверхностью и охлаждённой верх. поверхностью слоя. Всплывающий в результате действия архимедовой силы нагретый (более лёгкий) элемент жидкости вытесняет холодную жидкость, заставляя её двигаться вниз. В результате в слое устанавливается стационарное вращение элементов жидкости, к-рое при визуализации выглядит как структура упорядоченно вложенных роликов или валов. Ориентация валов в достаточно большом горизонтальном слое произвольна и зависит лишь от случайных нач. условий. Характерный масштаб зависит от толщины слоя и параметров жидкости. В жидкостях, где существенна зависимость параметров от температуры, существующие на нач. этапе развития неустойчивости валы с разл. ориентацией в результате эффекта взаимной синхронизации образуют связанное состояние - решётку с шестигранными ячейками. Возбуждения с любыми др. масштабами (отличными от наблюдаемого) подавляются в результате конкуренции.

Параметры установившихся макроскопич. структур не зависят (в нек-рых пределах) от изменения нач. условий. Они определяются лишь свойствами неравновесной диссипативной среды (поля). В этом смысле такие диссипативные структуры естественно назвать автоструктурами, подобно тому как установившиеся колебания в диссипативной системе с внеш. источником энергии называют автоколебаниями.

Др. пример самоорганизации - самопроизвольное образование спиральных волн в двумерном хим. реакторе, в к-ром протекает автокаталитич. реакция типа реакции Белоусова - Жаботинского (см., напр., [2]).

Теория самоорганизации представляет собой раздел нелинейной динамики неравновесных сред и основывается на сравнительно небольшом числе базовых моделей. Простейший (монотонный) процесс формообразования, установления статич. структур описывается т. н. градиентными моделями. Основная их особенность в том, что существует функционал, называемый функционалом свободной энергии, к-рый в процессе эволюции системы может только убывать, достигая при8015-26.jpg минимума, соответствующего предельному статич. состоянию. В принципе, число таких минимумов, отвечающих структурам разл. типа, велико (мультистабильность); в неогранич. средах их может быть и бесконечное множество. В зависимости от нач. условий реализуется тот или иной статич. аттрактор системы. Так, напр., для ур-ния Свифта - Хоэнберга
8015-27.jpg

где параметр8015-28.jpg характеризует величину квадратичной нелинейности (являющейся, в частности, моделью конвекции Рэлея - Бенара в горизонтальной ячейке больших размеров при небольших надкритичностях: в этом случае8015-29.jpg определяет, напр., степень зависимости вязкости от температуры), имеется неск. аттракторов, среди к-рых большой областью притяжения обладает аттрактор, соответствующий правильной решётке с шестигранными ячейками (абс. минимум функционала свободной энергии). В процессе формирования этой решётки в зависимости от нач. условий наблюдаются «метастабильные» структуры (рис. 1).

8015-30.jpg

8015-31.jpg

Рис. 1. Многообразие путей установления регулярной шестигранной решётки в модели (1): а - разные маршруты формирования устойчивой решётки; б - конечное состояние с минимальным значением свободной энергии.

8015-32.jpg

Рис. 2. Распределение поля для центрально-симметричной локализованной структуры, возникающей из начального беспорядка (в рамках модели (2).

Помимо подобных структур (типа решёток), для процессов самоорганизации характерно также образование локализованных структур (дефекты, дислокации, частицеподобные структуры), к-рые также могут быть описаны в рамках градиентных моделей [5]. Напр., в рамках модели, описываемой ур-нием типа ур-ния (1), но с жёстким возбуждением, существуют частицеподобные локализованные состояния, такие, как на рис. 2.

8015-33.jpg

Рис. 3. Спиральные волны в двумерном химическом реакторе.

Статич. структуры - это лишь одно из проявлений самоорганизации. Во многих экспериментальных ситуациях наблюдается установление: вращающихся структур (напр., спиральные волны - рис. 3); решёток, периодически меняющих свою симметрию [4]; движущихся, сливающихся и вновь рождающихся локализованных структур (напр., дислокаций [5]). Подобным нестатич. структурам обычно отвечают аттракторы в виде предельных циклов или маломерных торов. Среди осн. моделей, описывающих эти процессы, обобщённое ур-ние:
8015-34.jpg

(здесь и - комплексная физ. переменная, зависящая от пространственных координат и времени, а параметры системы вещественны и неотрицательны;8015-35.jpg характеризует зависимость частоты осцилляции от их интенсивности,8015-36.jpg определяет величину диффузии, а8015-37.jpg - дисперсию пространственную). В рамках этого ур-ния удаётся, в частности, описывать процесс самозарождения упорядоченных структур в виде решёток, спиралей из начально неупорядоченного состояния [4]. Этот процесс представляет собой последовательное возникновение элементарных регулярных возбуждений разл. масштабов, результат взаимодействия к-рых между собой и есть суть процесса самоорганизации.

Поскольку системы существенно диссипативны, а образами установившихся движений являются простые аттракторы, то действие шумов или внутр. флуктуации неравновесной среды, как правило, качественно не влияет на процесс самоорганизации (конечно, если эти шумы и флуктуации достаточно малы).

Часто процессы самоорганизации противопоставляются процессу турбулизации неравновесной среды. В действительности между процессами развития регулярных структур и развития турбулентности (пространственно-временного беспорядка) имеется много общего. Прежде всего и для того и для др. процесса наиб. характерно вовлечение в процесс всё новых возбуждений неравновесной среды. Только в первом случае (самоорганизация) эти возбуждения синхронизованы друг с другом, а во втором - наоборот, взаимодействие этих элементарных возбуждений рождает случайность (см. Странный аттрактор ).Естественно, что в широкой области параметров неравновесной среды наблюдаются промежуточные состояния, к-рые нельзя отнести ни к полной самоорганизации, ни к развитой турбулентности. Такие состояния обычно называют пространственно-временным хаосом.

Литература по самоорганизации

  1. Пригожин И., Николис Ж., Биологический порядок, структура и неустойчивости, «УФН», 1973, т. 109, в. 3, с. 517;
  2. Жаботинский А. М., Концентрационные автоколебания, М., 1974;
  3. Xакен Г., Синергетика. Иерархии неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах, пер. с англ., М., 1985;
  4. Нелинейные волны. Динамика и эволюция. Сб. науч. трудов, под ред. А. В. Гапонова-Грехова, М. И. Рабиновича, М., 1989;
  5. Рабинович М. И., Сущик М. М., Регулярная и хаотическая динамика структур в течениях жидкости, «УФН», 1990, т. 160, с. 3.

В. С. Афраймович, М. И. Рабинович

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

(время поиска примерно 20 секунд)


Знаете ли Вы, что, как и всякая идолопоклонническая религия, релятивизм ложен в своей основе. Он противоречит фактам. Среди них такие:

1. Электромагнитная волна (в религиозной терминологии релятивизма - "свет") имеет строго постоянную скорость 300 тыс.км/с, абсурдно не отсчитываемую ни от чего. Реально ЭМ-волны имеют разную скорость в веществе (например, ~200 тыс км/с в стекле и ~3 млн. км/с в поверхностных слоях металлов, разную скорость в эфире (см. статью "Температура эфира и красные смещения"), разную скорость для разных частот (см. статью "О скорости ЭМ-волн")

2. В релятивизме "свет" есть мифическое явление само по себе, а не физическая волна, являющаяся волнением определенной физической среды. Релятивистский "свет" - это волнение ничего в ничем. У него нет среды-носителя колебаний.

3. В релятивизме возможны манипуляции со временем (замедление), поэтому там нарушаются основополагающие для любой науки принцип причинности и принцип строгой логичности. В релятивизме при скорости света время останавливается (поэтому в нем абсурдно говорить о частоте фотона). В релятивизме возможны такие насилия над разумом, как утверждение о взаимном превышении возраста близнецов, движущихся с субсветовой скоростью, и прочие издевательства над логикой, присущие любой религии.

4. В гравитационном релятивизме (ОТО) вопреки наблюдаемым фактам утверждается об угловом отклонении ЭМ-волн в пустом пространстве под действием гравитации. Однако астрономам известно, что свет от затменных двойных звезд не подвержен такому отклонению, а те "подтверждающие теорию Эйнштейна факты", которые якобы наблюдались А. Эддингтоном в 1919 году в отношении Солнца, являются фальсификацией. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Форум Рыцари теории эфира


Рыцари теории эфира
 04.08.2020 - 18:46: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
04.08.2020 - 18:45: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> Момент истины от Андрея Караулова - Карим_Хайдаров.
04.08.2020 - 18:43: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
04.08.2020 - 18:41: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от проф. В.Ю. Катасонова - Карим_Хайдаров.
04.08.2020 - 12:20: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
04.08.2020 - 09:14: ПЕРСОНАЛИИ - Personalias -> WHO IS WHO - КТО ЕСТЬ КТО - Карим_Хайдаров.
04.08.2020 - 09:13: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Константина Сёмина - Карим_Хайдаров.
04.08.2020 - 09:09: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
04.08.2020 - 08:13: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Владимира Николаевича Боглаева - Карим_Хайдаров.
04.08.2020 - 05:33: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ЗА НАМИ БЛЮДЯТ - Карим_Хайдаров.
04.08.2020 - 05:33: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> КОМПЬЮТЕРНО-СЕТЕВАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
03.08.2020 - 10:05: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Галины Царёвой - Карим_Хайдаров.

Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution