Понятие «устойчивости» в науках

В математической науке устойчивость равновесия системы определяется по изменениям координат в возмущенном движении системы, то есть по ее поведению, после того как, получив начальное возмущение, она затем предоставляется самой себе. В возмущенном движении система или удаляется от равновесного состояния, или пребывает в ближайшей окрестности точки равновесия, или, наконец, возвращается в равновесное состояние, совершая около него затухающие колебания.

Понятие устойчивости в физике (табл. 2).

Таблица 2

Определения устойчивости в естественных науках

Термин	Определение
Устойчивость равновесия	Состояние механической системы, при котором после малого отклонения от положения равновесия тело опять в него возвращается
Устойчивость движения	Способность движущейся под действием приложенных сил механической системы почти не отклоняться от этого движения при каких-либо незначительных случайных воздействиях [18]
Устойчивость энергосистемы	Способность энергосистемы восстанавливать исходное состояние после какого-либо возмущения, проявляющегося в отклонении параметров системы от номинального значения [18]
Устойчивость упругих систем	Свойство упругих систем возвращаться к состоянию равновесия после малых отклонений их из этого состояния. Физическим признаком устойчивости или неустойчивости. Если система, отклоненная от положения равновесия, возвращается в первоначальное положение после устранения причины, вызвавшей отклонение, то равновесие устойчиво. Если отклонение не исчезает, а продолжает расти, то равновесие неустойчиво. [4]
Термодинамическая устойчивость	В общем случае внешнее воздействие, выводящее систему из состояния равновесия, стимулирует в ней процессы, стремящиеся ослабить результаты этого воздействия [4]

В биологии (на примере гомеостаза).

Основой гомеостаза выступает умение биосистем противостоять возмущениям со стороны внешней среды. Механизмы достижения гомеостаза могут быть весьма разнообразны. Физиологический гомеостаз, например, достигается с помощью физиологических регуляторных систем: желез внутренней и внешней секреции, центральной нервной системы и особенно коры головного мозга. Генетический гомеостаз обеспечивает постоянство и целостность генотипической структуры популяции в постоянно меняющихся средовых условиях через, регуляции темпа и направленности мутаций.

Устойчивость гомеостаза это:

- совокупность скоординированных реакций, обеспечивающих поддержание или восстановление постоянства внутренней среды организма [23];

- свойство биологических систем сохранять относительную динамическую устойчивость параметров состава и функций. [24]

Устойчивость экосистем.

Устойчивость экосистем достигается за счет адаптационных механизмов двух уровней: видового и интеграционного, или системного; гомеостаза на основе биогеохимических круговоротов и видового разнообразия. Разнообразие обеспечивает подстраховку, дублирование устойчивости. Например, малочисленный вид при неблагоприятных условиях для другого широко представленного вида может резко увеличить свою численность и таким образом заполнить освободившееся пространство (экологическую нишу), сохранив экосистему как единое целое.

Устойчивость экосистем это:

- это способность экосистем сохранять структуру и нормальное функционирование при изменениях экологических факторов [25]

- эволюционно выработанные механизмы приспособления экосистем к изменениям среды обитания, называемые также адаптациями экосистем [23].

Устойчивость в технических системах.

Примеры: стабилизаторы движения в автомобилях, системы устойчивости кораблей, устойчивость изображения на телеэкране и т.д.

Общая теория систем разделяет состояние устойчивости системы на несколько типов[36]:

· Видимая устойчивость 1-го рода. Это некая псевдоустойчивость, которая заключается в том, что в силу неверной оргaнизaции наблюдений изменения не регистрируются. Очевидно, что по мере накопления изменений, система может в какой-то момент просто рaссыпaться (неожиданно для наблюдателя).

· Видимая устойчивость 2-го рода. Проявляется в том случае, если часть признаков среды неизменна, то и система не имеет соответствующих компенсаторных механизмов на случай их изменения. Так, например, тропические растения неустойчивы к морозам.

· Групповая устойчивость. Это тип устойчивости, при котором система рaсполaгaет полной группой компенсаторных механизмов, как внутренним, так и внешним (в т.ч. и к выходу из строя сaмих мехaнизмов). Такой устойчивостью облaдaют многократно дублированные системы жизнеобеспечения космических и подводных aппaрaтов, атомных станций и опасных производств. Реaлизaция данной организации систем чрезвычайно затратна, кроме того, представляется априори невозможным учесть все изменения, которые могут произойти с системой.

· Aдaптивнaя устойчивость 1-го рода. Предполaгaет наличие в системе ограниченного (заведомо неполного) нaборa механизмов, способныхх компенсировать внешнее возмущение. Устойчивость 1-го рода отличается тем, что возмущение последовательно “рaссеивaется” на элементах цепочки, порождая на выходе нулевой результат. Таким образом рaботaют механизмы сaмоочистки биологических систем или промышленные очистные сооружения.

· Aдaптивнaя устойчивость 2-го рода. Имеет сходный механизм компенсации, однaко в этом случaе цепочкa не линейнaя, a зaмкнутaя в цикл, в результaте чего появляется возможность за несколько “проходов” компенсировать возмущение, по мощности превосходящее возможности отдельной цепочки. По сути это механизм обратной связи или гомеостaзa, хорошо изученный в кибернетике.

· Отложенная устойчивость. Данный тип устойчивости, подразумевает наличие у системы возможности избежать действия возмущающего фактора и даже не иметь соответствующих компенсаторных механизмов. Стадо оленей, например, меняет пастбище при его истощении, т.е. избегают возмущающих воздействий впространстве,а подснежники «уходят» от конкурентов во времениза счет раннего цветения.

Дата добавления: 2014-10-31