Неравновесная термодинамика

Классическая термодинамика (закрытые системы) утверждает, что рост энтропии означает необратимость термодинамического процесса. Поэтому, если считать Вселенную закрытой системой, то с точки зре­ния второго закона термодинамики в ней постепенно произойдет вы­равнивание температур и установится полное равновесие, что соответствует «тепловой смерти» Вселенной. Энтропия будет расти и вместе с ней станет возрастать степень хаоса.

Эти утверждения не согласуются с гипотезой возникновения Все­ленной и со всем дальнейшим ходом глобального эволюционного процесса. Вывод о росте беспорядка в мире противоречит как химическому, так и биологическому развитию систем, да и всему процессу само­организации систем во Вселенной. Однако рост энтропии, согласно второму закону термодинамики, выделяет направление термодинамических процессов, что означает одномерность времени, или так называемую «стрелу времени».

Неклассическая термодинамика изучает реальный мир открытых систем, проявляющийся в неживой и живой природе, с позиций си­нергетики. Это потребовало новых идей, понятий образов, а также пе­ресмотра старых.В большей степени это относится к представлениям о порядке и хаосе. В синергетике хаос — это то, что отличается от по­рядка некоей структуры. Это не полное отсутствие структуры, а то­же структура, по определенного типа (как бы нарушенная структура). Под структурой понимается совокупность устойчивых связей объекта (с другими объектами), обеспечивающая его целостность. Иначе гово­ря, структура — это взаиморасположение и связь составных частей че­го-либо, то есть определенная организация объекта. Она характери­зуется устойчивостью, четкостью внутренних связей, способностью к сопротивлению внешним факторам и изменениям. Структура — клю­чевое понятие в синергетике (самоорганизации). Открытые системы, как уже указывалось, постоянно обмениваются со средой энергией и веществом, находясь в относительно стабильном термодинамиче­ском неравновесии. Биологической системе (живому организму) для устойчивого динамического состояния характерно минимальное про­изводство энтропии, а для неустойчивого стационарного — максималь­ное неживое состояние. Вероятнее всего, что развитие живого осуще­ствляется через неустойчивости, хотя в целом оно стремится к устой­чивому состоянию на микроскопическом уровне за счет запасенной свободной энергии. При стремлении к устойчивому состоянию орга­низм «сбрасывает» в окружающую среду ненужный избыток энтро­пии, тем самым постоянно поддерживая неравновесное термодинами­ческое состояние.

Дата добавления: 2014-01-06