загрузка...

трусы женские
загрузка...
Реферати » Реферати з природознавства » Хаос і порядок. Порядок і безладдя в природі

Хаос і порядок. Порядок і безладдя в природі

Міністерство освіти РФ.

Курський гуманітарно-технічний інститут.

Реферат з дисципліни:

«Концепція сучасного природознавства» на тему: «Хаос і порядок. Порядок і безладдя в природі » .

Виконав: студент гр.
Буж-11 / 2,5 Алдохін А. В.

Перевірив:

Маркович Ю. Д.

Желєзногорськ 2002

Зміст.
1. Етимологія поняття «хаос» . Співвідношення порядку і безладу в природі. 3
1.1 Хаос як основа порядку 3
1.2 Природні процеси 4
1.3 Хаос і порядок 6
1.4 Поняття структури 8
2. Хаос і міфи. 12
3.Хаос і його прояви. 12
4. Причини хаосу. 18
5. Роль ентропії як міри хаосу. 20
Список використаної літератури. 21

Їх лібе життя і обожнюю хаос ...

И.Бродский, "Дві години в резервуарі"

Етимологія поняття « хаос » . Співвідношення порядку і безладу в природі.

Хаос, поняття остаточно оформилася в давньогрецької філософії - це трагічний образ космічного первоедінства, початок і кінець усього, вічна смерть всього живого і одночасно принцип і джерело всякого розвитку, він невпорядковані, всемогутній і безликий.

1.1 Хаос як основа порядку

Розглянемо кінетичну енергію сукупності частинок. Якщо раптом виявиться, що всі частинки рухаються в одному і тому ж напрямку з однаковими швидкостями, то вся система, подібно тенісному м'ячу, буде знаходиться в стані польоту. Система веде себе в цьому випадку аналогічно однієї масивної частці, і до неї застосовні звичайні закони динаміки, такий рух називається рухом центру мас.

Існує, однак, і інший вид руху. Можна уявити собі, що частинки системи рухаються не впорядковано, а хаотично: повна енергія системи може бути тією ж самою, що і в першому випадку, але тепер відсутня результуюче рух, оскільки напряму і швидкості руху атомів безладні. Якби ми могли простежити за будь-якої окремої часткою, то побачили б, що вона проходить невелику відстань вправо, потім, соударяясь з сусідньою частинкою, зміщується трохи вліво, знову соударяющихся і т. Д. Основна риса цього виду руху полягає у відсутності кореляції між рухами різних частинок; іншими словами, їх руху некогерентного (невпорядковані).

Описане випадкове, хаотичне, некоррелірованнимі, некогерентного, невпорядкований рух називається тепловим рухом. Очевидно, поняття теплового руху не застосовується до окремої частинки, оскільки безглуздо говорити про некоррелірованнимі русі однієї частинки. Іншими словами, коли ми переходимо від розгляду руху окремої частки до систем багатьох частинок і при цьому виникає питання про наявність кореляцій в їх рухах, ми по суті переходимо від звичайної динаміки в нову область фізики, яка називається термодинамікою.

Отже, існує два види руху частинок в складних системах: рух може бути когерентним (впорядкованим), коли всі частинки рухаються узгоджено ("в ногу"), або, навпаки, неупорядкованим, коли всі частинки рухаються хаотично.

1.2 Природні процеси

Природне прагнення енергії до розсіювання визначає і напрямок, в якому відбуваються фізичні процеси в природі. Під цим розуміється розсіювання енергії в просторі, розсіювання частинок, що володіють енергією, і втрата упорядкованості, властиве руху цих частинок. Перший початок термодинаміки в принципі не заперечує можливості подій, здавалося б суперечать здоровому глузду і повсякденному досвіду: наприклад, м'яч міг би почати підскакувати за рахунок свого охолодження, пружина могла б мимовільно стиснутися, а шматок заліза міг би мимоволі стати більш гарячим, ніж навколишній простір . Всі ці явища не порушили б закону збереження енергії. Проте насправді жодне з них не відбувається, оскільки потрібна для цього енергія, хоча і є в наявності, але недоступна. Якщо не приймати всерйоз існуючий в принципі, але надзвичайно невеликий шанс, можна сміливо стверджувати, що енергія ніколи не може сама по собі локалізуватися, зібравшись в надлишку в якій-небудь невеликої частини Всесвіту. Однак, якщо б навіть сталося, ще менш імовірно, що подібна локалізація була б впорядкованою.

Природні процеси - це завжди процеси, що супроводжують розсіювання, дисипацію енергії. Звідси стає зрозумілим, чому гарячий об'єкт охолоджується до температури навколишнього середовища, чому впорядкований рух поступається місце невпорядкованому і, зокрема, чому механічний рух внаслідок тертя повністю переходить в теплове.
Настільки ж просто усвідомити, що будь-які прояви асиметрії, так чи інакше зводяться до розсіювання енергії. Прояв будь-яких диспропорцій в організаційній структурі об'єкта призводить до утворення асиметрії як по відношенню до навколишнього середовища, так і для самої структури зокрема, це може привести до збільшення потенційної енергії або, при великому скупченні цієї енергії, до розпаду системи, як суперечить законам природи ( суспільства).

Організація створюється з хаосу (суспільства) одним або декількома збудженими атомами (підприємцями) і в хаос провалюється при ліквідації. Природні, мимовільно відбуваються процеси - це перехід від порядку до хаосу.

Поставимо тепер наступне питання: скількома способами можна справити перебудову всередині системи, так щоб зовнішній спостерігач не помітив її. Відзначимо, що в формулюванні питання враховано те суттєве, що характеризує перехід від світу атомів до макроскопічної системі, а саме
"сліпота" зовнішнього спостерігача по відношенню до "індивідуальностям" атомів, що утворюють систему. Термодинаміка має справу тільки з усередненим поведінкою величезних сукупностей атомів, причому поведінка кожного окремого атома не грає ролі. Якщо зовнішній спостерігач, який вивчає термодинаміку, не помітив, що в системі відбулася зміна, то стан системи вважається незмінним. лише "педантичний" спостерігач, ретельно стежить за поведінкою кожного атома, буде знати, що зміна все-таки відбулося.

Зробимо тепер останній крок на шляху до повного визначенню хаосу.
Припустимо, що частинки всесвіту не закріплені і можуть, подібно стану збудження і енергії, вільно переміщатися з місця на місце; наприклад, таке могло б статися, якби Всесвіт був газом. Припустимо також, що ми створили початковий стан всесвіту, пустивши струмінь газу в правий нижній кут судини. Інтуїтивно ми розуміємо, що станеться: хмара частинок почне мимовільно поширюватися і через деякий час заповнить весь посудину.

Така поведінка всесвіту можна трактувати як встановлення хаосу.
Газ - це хмара випадково рухаються часток (сама назва "газ" походить від того ж кореня, що й "хаос"). Частинки мчать у всіх напрямках, стикаючись і відштовхуючись один від одного після кожного зіткнення.
Руху і зіткнення призводять до швидкого розсіюванню хмари, так що незабаром воно рівномірно розподіляється по всьому доступному простору.
Тепер існує лише мізерно малий шанс, що всі частинки газу коли-небудь спонтанно і одночасно знову зберуться в кут судини, створивши первісну конфігурацію. Зрозуміло, їх можна зібрати в кут за допомогою поршня, але це означає вчинення роботи, отже, процес повернення частинок у вихідне стан не буде мимовільним.

Ясно, що спостережувані зміни пояснюються схильністю енергії до розсіювання. Дійсно, тепер стан збудження атомів виявилося фізично розсіяним у просторі внаслідок спонтанного розсіювання атомів за обсягом посудини. Кожен атом має кінетичної енергією, і тому поширення атомів по судині призводить і до поширення енергії.

1.3 Хаос і порядок

В хімії, як і у фізиці, всі природні зміни викликані безцільної "діяльністю" хаосу. Ми познайомилися з двома найважливішими досягненнями Больцмана: він встановив, яким чином хаос визначає напрям змін і як він встановлює швидкість цих змін. Ми переконалися також у тому, що саме ненавмисна й безцільна діяльність хаосу переводить світ в стани, що характеризуються все більшою ймовірністю. На цій основі можна пояснити не тільки прості фізичні зміни (скажімо, охолодження шматка металу), а й складні зміни, що відбуваються при перетвореннях речовини. Але разом з тим ми виявили, що хаос може приводити до порядку. Якщо справа стосується фізичних змін, то під цим розуміється вчинення роботи, в результаті якої в свою чергу можуть виникати складні структури, іноді величезного масштабу. При хімічних змінах порядок також народжується з хаосу; в цьому випадку, однак, під порядком розуміється таке розташування атомів, яке здійснюється на мікроскопічному рівні. Але при будь-якому масштабі порядок може виникати за рахунок хаосу; точніше кажучи, він створюється локально за рахунок виникнення невпорядкованості десь в іншому місці. Такі причини і рушійні сили відбуваються в природі змін.

1.4 Поняття структури

Кожен з нас у загальних рисах знає, що таке структура; як правило, це певне розташування, конфігурація частинок - атомів, молекул або іонів. Так, цілком певну структуру представляє собою кристал. Він відрізняється від газу, від рідини і від шматка масла, так як у всіх цих речовинах взаємне розташування частинок не є строго визначеним, фіксованим. Але маючи справу з кристалом, ми можемо бути впевнені, що виявимо частки на строго певній відстані один від одного. В безструктурні станах речовини - в газах, рідинах і аморфних твердих тілах - відносні розташування частинок абсолютно невизначені.

Узагальнюючи ці попередні спостереження (надалі ми будемо мати справу з більш складними прикладами), неважко помітити, що частки в кристалічних твердих тілах розташовані впорядковано (або, як іноді кажуть, володіють просторовою когерентністю); іншими словами, розташування частинок взаємно корельовано. На противагу цьому в газах (і в меншій мірі в рідинах) подібна просторова впорядкованість практично відсутній: розташування часток не володіють взаємної кореляцією. Таким чином, можна сказати, що поняття структури рівнозначно поняттю впорядкованості, когерентності, коли частки організовані в строго

Сторінки: 1 2 3 4
загрузка...
ur.co.ua

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар