Хаос и порядок в космосе

На самом деле, хаос — это не отсутствие структуры, а тоже структура, но определенного типа. Впервые это было отмечено ученым Лоренсом, который в1963 г. математически описал глобальные метеорологические процессы на нашей планете. Таким образом, математически описав хаотический процесс довольно сложными нелинейными уравнениями, и это значит, что хаос содержит внутренний порядок, пусть и достаточно сложный.

Модель Лоренса: движение молекул воздуха в атмосфере возникает в результате совместного действия гравитационного поля Земли и различных t^о, создаваемые внешним источником тепла (океан, нагретый солнцем). В результате создаются потоки нагретого воздуха вверх, а холодного — вниз. Это типичный хаотический процесс, неорганизованный и случайный. Но этот процесс может существенно измениться, если градиент какой-то температуры случайно превысит некоторое критическое значение. Тогда в атмосфере могут образоваться такие зоны или области, внутри которых теплый воздух идет вверх, а по краям — вниз, и таких «столбов» будет множество. Это и приводит к саморегуляции теплового потока, и в целом возникает уже упорядоченное макроскопическое движение воздуха, т. е. хаос превращается в порядок. Но в целом эта система неравновесна, хотя упорядочена и организованна. Такие структуры упорядоченного хаоса называются диссипативными, от лат. — рассеивать свободную энергию. Диссипативные структуры — открытее системы, в которых, при больших отклонениях от равновесия, возникают упорядоченные состояния.

Опыт «ячейки Бинара». Классический пример упорядочения структуры из хаоса: на сковороде, подогретой снизу, находится масло с металлическими опилками. За счет постоянного подогрева легкие и тяжелые верхние слои стремятся поменяться местами до какого-то момента. При достижении критической разности, температур, так же, как и в модели Лоренса, возникает организованный конвекционный поток, и поверхностный слой масла подпрыгивает, разделяясь на правильные шестиугольные ячейки, напоминающие пчелиные соты, которые сразу видно. Вывод: с позиции физики произошёл фазовый переход, образовалась новая структура, неравновесная, но требующая нагревания (энергии).

Реакция Белоусова-Жаботинкого — это самопроизвольная периодическая химическая реакция открыта Белоусовым в 1951 г. Данная реакция показала нетрадиционность химии, т.к. все химические реакции считаются необратимыми, а эта оказалось обратимой. Это была реакция окисления лимонной кислоты (катализатором), в результате в определенной последовательности возникали окислительно-восстановительные реакции, а раствор самопроизвольно периодически менял цвета. Впоследствии эти реакции стали использовать для разных веществ. Сейчас они известны, как колебательные реакции. Вывод: эти реакции показали, что если вещество не находится в состоянии равновесия, то оно обретает новые свойства.