На головну

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ 7 сторінка

  1. 1 сторінка
  2. 1 сторінка
  3. 1 сторінка
  4. 1 сторінка
  5. 1 сторінка
  6. 1 сторінка
  7. 1 сторінка

В УФ і видимій зоні спектра досліджувана речовина зазвичай перекладається в розчин, рідше воно вивчається у вигляді плівок, пофарбованих стекол. В ІК зоні досліджуються спектри газів, рідин, плівок і порошків (у вигляді брикетів). Для реєстрації спектрів використовуються спектрографи або спектрофотометри.

6. Застосування рентгенівського випромінювання

Рентгенівське випромінювання має довжину хвилі 0.4-0.005 нм і займає в спектрі електромагнітних коливань місце поруч з ультрафіолетовим.

Джерелом такого випромінювання є рентгенівська трубка, що містить вакуумований скляний балон з двома електродами. До електродів (катода і анода) підводиться висока напруга порядку 4-200 кВ. Електроди з розпеченого катода під дією прискорювальної напруги рухаються до анода і бомбардують його. Анод зазвичай виготовляється з вольфраму. При ударі об нього електрони гальмуються, причому більша частина їх енергії перетворюється на енергію електромагнітного випромінювання. Чим менше кінетичної енергії електронів буде витрачено на взаємодію з матеріалом катода (тобто перейде в тепло), тим коротше довжина хвилі виникає рентгенівського випромінювання. Властивості рентгенівських променів:

§ Прямолінійність поширення. На відміну від більш довгих хвиль ці промені не можна сфокусувати, наприклад, за допомогою лінзи або дзеркала.

§ Висока проникаюча здатність. Промені легко проходять через об'єкти, непрозорі для видимого світла. Чим коротша за довжину хвилі, тим вище проникаюча здатність рентгенівських променів. Довжина хвилі рентгенівського випромінювання залежить від напруги на трубці: чим вище напруга, тим коротше довжини хвилі. При напрузі 4-25 кВ виникають так звані м'які промені, що застосовуються для просвічування паперу, тканин, шкіри і т.д. При напрузі 60-100 кВ виникають жорсткі промені, якими можна користуватися для просвічування зброї, замків і т.д. Для просвічування ще більш щільних об'єктів (наприклад, сталевих виробів товщиною більше 10 мм) користуються променями, які отримуються при напружених 100-200 кВ.

§ Рентгенівські промені впливають на світлочутливий шар фотоматеріалів подібно видимого світла.

§ Рентгенівські промені збуджують флуоресценцию деяких речовин. На цьому їх властивості заснована рентгеноскопія - спостереження за допомогою флуоресціюючих екранів.

§ Шкідливий вплив рентгенівського випромінювання на біологічні об'єкти. При роботі з цим видом випромінювання потрібно застосовувати спеціальні заходи захисту, головним чином, у вигляді екранів з свинцю або барію.

Виділимо три способи дослідження в рентгенівських променях.

Просвічування. Досліджуваний об'єкт розташовується між рентгенівською трубкою і реєструючим пристроєм, тобто плівкою або флуоресцирующим екраном. Падаючі на екран промені викликають його світіння. Якщо об'єкт частково поглинає рентгенівське випромінювання, то світіння екрана у відповідних місцях проекції об'єкта зменшується. На рентгенограмі (плівці) темні місця будуть відповідати частинам об'єкта, прозорим для рентгенівських променів.

Основним методом при просвічуванні речових доказів є рентгенографія, що дозволяє більш детально дослідити особливості будови об'єкта. Рентгеноскопія зазвичай використовується для попереднього огляду об'єктів перед рентгенографією.

Окремим випадком просвічування є контрастна рентгенографія, заснована на застосуванні речовин, сильно поглинаючих рентгенівські промені. Наприклад, в тих випадках, коли необхідно встановити форму та розміри клинка, яким завдано поранення, в рановий канал трупа вводять масу, яка містить окис свинцю, і роблю рентгенівський знімок. На знімку буде чітко видно рановий канал, тому що він заповнений масою, сильно поглинає рентгенівські промені.

Іноді для вивчення внутрішньої будови об'єктів роблять стереоскопічні рентгенограми. Якщо використовується дрібнозернистий плівка, можливе подальше збільшення знімка в сотні разів, що буває корисно при вивченні тонкої структури мікрооб'єктів.

Рентгеноспектральний аналіз. Метод заснований на використанні залежності частот випромінювання ліній спектра елементів від їх атомного номера. Досліджувана речовина розміщується на аноді рентгенівської трубки і бомбардируется електронами, в результаті чого виникає рентгенівське випромінювання досліджуваного речовини. Перевагою методу є те, що він зберігає речовину для подальших досліджень, тому що є неруйнівним. Метод відрізняється високою відтворюваністю і досить низькою межею виявлення (його чутливість дещо гірше, ніж у емісійного спектрального аналізу). Він придатний для якісного і кількісного визначення всіх елементів, що мають порядкові номери від 5 до 90, в матеріалах складного складу і сплавах.

Останнім часом інтенсивно розвивається мікрорентгеноспектрального аналіз. Метод заснований на порушенні характеристичного рентгенівського випромінювання в мікрооб'єктах за допомогою остросфокусірованного електронного пучка. Спеціальні прилади - рентгенівські мікроаналізатори - мають систему сканування електронного пучка з досліджуваної поверхні і отримання на телевізійному екрані розподілу визначається хімічного елемента.

Інший прилад, який реалізує розглянутий метод - скануючий електронний мікроскоп.

Рентгеноструктурний аналіз. Цей метод дозволяє визначити атомну структуру різних речовин. Він заснований на вивченні інтерференційної картини, що виникає при відображенні і ламанні рентгенівських променів атомними площинами досліджуваного речовини.

Зазвичай зразок у вигляді полікристала або порошку поміщають в центр реєструючого пристрою (рентгенівської камери, дифрактометра). Минулі через зразок рентгенівські промені утворюють на поверхні цього пристрою (наприклад, на емульсії навколишнього зразок фотоплівки) дифракційну картину, яка утворена лініями перетину виходять конусів променів з поверхнею плівки. При відомому радіусі вигину плівки по відстані між лініями, симетричними щодо центру входить променя, можна судити про період кристалічної решітки полікристала, зміщенні атомів решітки щодо рівноважного стану.

Дослідження фазового складу зазвичай проводиться методом порошків. В цьому випадку дифракційна картина є сумою рентгенограм всіх фаз, присутніх в зразку. Для розшифровки такої комплексної рентгенограми використовуються зйомки еталонних зразків або спеціальні картотеки.

При дослідженні виробів з металу (дріб, кулі, зброю, монети) отримані дані дозволяють встановити склад сплаву і зробити припущення про можливий спосіб виготовлення конкретного виробу.

висновки

§ Всі досягнення природничих наук рано чи пізно знаходять своє застосування в діяльності правоохоронних органів.

§ Широке застосування в криміналістиці знаходять електрофізичні методи: гальванопластика, електрохімічне травлення, електрофорез та інші.

§ Ефективним методом розділення сумішей (парфумерії, ПММ, наркотичних засобів і т.д.) є хроматографія, заснована на ефекті фізичної сорбції.

§ Гармонійний аналіз, раніше розглянутий в рамках теми з теорії хвиль, є основою криміналістичної фоноскопії.

§ Квантові властивості електромагнітного випромінювання використовують техніка спостереження в невидимих ??променях спектра - інфрачервоних, ультрафіолетових, рентгенівських. Ці ж властивості дозволяють проводити експертні дослідження складу речовин (спектральний аналіз) і їх структури (структурний аналіз).

Тема 8. Елементи теорії інформації та самоорганізації

Вступ

Навряд чи треба доводити, наскільки необхідно юристу, потенційному "управлінцю", мати уявлення про закони управління. Наука про загальні закони управління і передачі інформації в складних динамічних системах називається кібернетикою. Це слово є однокореневі зі словом "губернатор", тобто керуючий, "керманич". Засновником цієї науки є американський математик Н. Вінер (1894-1964), що випустив в 1948 році книгу "Кібернетика, або управління і зв'язок в тварині і машині". Розвиток кібернетики в нашій країні пов'язано з діяльністю академіків А. І. Берга, В. М. Глушкова, В. А. Котельникова, С. А. Лебедєва, А. А. Харкевича та інших вчених.

1. Основні поняття кібернетики

Кібернетика виникла на стику математики, теорії інформації, техніки та нейрофізіології, її цікавить широкий клас як живих, так і неживих систем - технічних, біологічних і соціальних. Зі складними системами управління людина мала справу задовго до кібернетики (управління людьми, машинами; регуляційні процеси у живих організмів і т.д.). Кібернетика вивчає саме загальне в управлінні системами, а не їх специфіку. Конкретні фізичні особливості цих систем знаходяться поза полем її зору, вона не вникає в особливості процесів, що відбуваються всередині окремих елементів системи - все одно, якої природи ця система. Для неї важливо, які функції виконують ці елементи. Кібернетика має справу тільки з процесами управління, з інформацією як особливу властивість організованої матерії.

Основна мета кібернетики як науки про управління - домагатися побудови (на основі вивчення структур і механізмів управління) таких систем, такої взаємодії елементів всередині систем і з зовнішнім середовищем, які приводили б до заданої мети найбільш швидко при найменших витратах ресурсів. Основна мета кібернетики - оптимізація систем управління. Одним з основних методів кібернетики є метод математичного моделювання систем і процесів управління.

Розрізняють технічну, біологічну і соціальну кібернетику.

Технічна кібернетика- Наука про управління технічними системами. Технічна кібернетика включає теорію автоматичного регулювання та керування [16], а також проблеми розробки технічних засобів збору, передачі і перетворення інформації, проблеми розпізнавання образів.

біологічна кібернетика вивчає загальні закони зберігання, передачі і перетворення інформації в біологічних системах. [17] Розрізняють медичну кібернетику (моделювання захворювань з метою діагностики, прогнозування і лікування), фізіологічну кібернетику (моделюються функції клітин), нейрокібернетики (моделювання процесів переробки інформації в нервовій системі), психологічну кібернетику (на основі вивчення поведінки людини моделюється його психіка).

біоніка - Проміжна ланка між технічної та біологічної кібернетикою. Вона використовує моделі біологічних процесів або об'єктів для вдосконалення або розробки нових технічних пристроїв.

Соціальна кібернетика використовує методи кібернетики для дослідження і організації процесів управління в соціальних системах. Питання соціальної кібернетики детально розглянуті засновником кібернетики Н. Вінером в книзі "Кібернетика і суспільство» (1954 г.). Найбільших результатів соціальна кібернетика досягає в галузі управління економікою і виробничою діяльністю.

В загальну кібернетику зазвичай включають технічну кібернетику, теорію інформації, теорію алгоритмів, теорію ігор і теорію автоматів.

Розглянемо деякі найбільш важливі поняття цієї науки.

управління - Це вплив на об'єкт з метою підтримки його параметрів в необхідних межах, або з метою оптимізації цих параметрів. Таким чином, управління - це завжди цілеспрямований вплив, завжди пов'язана з вибором кращого зміни параметрів системи з деякого безлічі можливих змін.

Будь-яка система управління розглядається як єдність керуючої системи (суб'єкта управління) і керованої системи - об'єкта управління. Управління системою чи об'єктом завжди відбувається в якійсь зовнішньому середовищі. Поведінка будь-якої керованої системи завжди вивчається з урахуванням її зв'язків з навколишнім середовищем. Оскільки всі об'єкти, явища і процеси взаємопов'язані і впливають один на одного, то, виділяючи будь-якої об'єкт, необхідно враховувати вплив середовища на цей об'єкт і навпаки. Щоб управління могло функціонувати, тобто цілеспрямовано змінювати об'єкт, воно повинно містити чотири необхідних елементи:

§ Мета управління.

§ Канали збору інформації про стан середовища та об'єкта.

§ Канал впливу на об'єкт.

§ Спосіб (алгоритм, правило) управління, який вказує, яким чином можна досягти поставленої мети, володіючи інформацією про стан середовища та об'єкта.

Чорний ящик.У кібернетиці кожна система характеризується своїми вхідними x (s) і вихідними y (s) параметрами, які як раз і є джерелами інформації про систему і каналами впливу на неї в процесі управління. Ставлення параметрів на виході системи до параметрів на її вході називається системної функцією H (s) = y (s) / x (s). Системні функції в кібернетиці повністю описують систему, її внутрішня структура може бути невідома. Таким чином, система розглядається як "чорний ящик" c невідомим вмістом і відомим співвідношенням сигналів на її вході і виході. Така система, в свою чергу, може бути елементом системи більш високого рівня складності, системні функції якої залежать від її структури і параметрів її підсистем. Концепція чорного ящика дозволяє абстрагуватися від несуттєвих деталей організації системи, що вивчається і здійснювати її ефективне моделювання. У науці, наприклад, будь-який новий об'єкт, явище розглядаються спочатку як "чорний ящик", що характеризується лише своїми зовнішніми проявами. Внутрішню структуру об'єкта вдається виявити далеко не завжди, проте згаданих проявів часто виявляється досить для прогнозування його властивостей.

Зворотній зв'язок-етопроцесспередачі інформації з виходу системи на її вхід. Іншими словами, це вплив реакції "чорного ящика" на зовнішній вплив на саме цей вплив. Якщо поведінка системи посилює вхідний вплив, то ми маємо справу з позитивним зворотним зв'язком, А якщо зменшує, - то з негативною. Позитивний зворотний зв'язок підвищує чутливість системи до зовнішніх впливів, а негативна збільшує її стійкість.

Щоб краще зрозуміти механізм дії негативного зворотного зв'язку, Розглянемо етапи процесу управління, що вивчаються в класичному курсі менеджменту. Цей процес являє собою послідовність з постановки завдання (вибір мети), прийняття рішення (вибір варіанту впливу), організації виконання, власне процесу виконання і, нарешті, контролю результату виконання. Контроль являє собою порівняння результату з первинною метою:

Мета вважається досягнутою, коли результат, тобто величина контрольованого параметра, дорівнює його цільового значення. В цьому випадку "різниця між бажаним і дійсним" дорівнює нулю, і система приймає рішення про припинення дії, що управляє. На наведеній схемі функцію порівняння мети і результату здійснює спеціальний блок порівняння - віднімаючий пристрій. Якщо ж значення контрольованого параметра відрізняється від цільового, то блок порівняння видає сигнал помилки, тобто керуючий вплив, величина і знак (напрямок) якого залежить від величини і знака відхилення результату від його цільового значення. Таким чином, процес контролю замикає управлінський цикл.

Наведена схема являє собою кільце негативного зворотного зв'язку. Структури такого роду використовуються в системах самої різної природи. Наприклад, так здійснюється регулювання рівня води в робочій ємності за допомогою поплавкового реле: якщо контрольований рівень нижче заданого, реле включає потік води, яка наповнює ємність. Якщо ж рівень достатній, реле вимикає воду [18] (згадайте пристрій камери поплавця в карбюраторному двигуні або пристрій зливного бачка). Іншими прикладами такої системи управління є робота реле-регулятора напруги бортової мережі автомобіля і теплового реле в холодильнику, системи самонаведення снарядів переносних зенітно-ракетних комплексів і системи автоматичної настройки радіоприймачів і телевізорів.

У біології подібним чином здійснюється, наприклад, регулювання чисельності тварин певного виду в екосистемі: при обмежених ресурсах харчування з ростом чисельності виду зменшується кормова база, що призводить до автоматичного зниження чисельності. При наявності декількох взаємозалежних біологічних видів (наприклад: трава, зайці і вовки) в силу інерційності змін виникають періодичні коливання чисельності особин (популяційні хвилі). У психології використання негативного зворотного зв'язку веде до залагодження конфліктів, знаходженню компромісних рішень (наприклад, мати, ласкаво заспокоюючи дитину, що плаче, теж використовує негативний зворотний зв'язок). У політиці такий вид зв'язку забезпечується вимогою відповідальності політичного діяча за наслідки своїх рішень: чим гірше їх результат, тим вище особиста відповідальність. У всіх випадках введення негативного зворотного зв'язку підвищує стабільність системи, що і є метою управління.

позитивний зворотний зв'язок має протилежні властивості. Розглянемо в якості "чорного ящика" снігова куля, що котиться з гори. Вхідний параметр - його маса, вихідний - швидкість. Чим більше маса кома, тим менше вплив на нього робить сила тертя, тому він розганяється. Чим більше швидкість кома, тим швидше зростатиме його маса за рахунок налипання снігу зі схилу. Таким чином, виникає лавиноподібний процес зростання маси і швидкості. Лавинні процеси виникають завжди, коли вихідна реакція системи підсилює вхідний вплив, що породило цю реакцію. Так розганяється грошова інфляція: зниження купівельної спроможності грошей провокує збільшення грошової емісії, що веде до зростання цін і подальшого знецінювання грошей. Так розвивається гонка озброєнь, так відбувається ескалація міжособистісних конфліктів, якщо сторони діють за принципом "око за око". Це, так би мовити, негативні приклади дії позитивного зворотного зв'язку. Але заохочення працівника за хорошу роботу (в надії на подальше поліпшення якості цієї роботи), його преміювання відсотком від прибутку - це теж використання позитивного зворотного зв'язку.

Інформація.Управління - інформаційний процес. Інформація - "їжа", "ресурс" управління. Тому кібернетика є і наука про інформацію, про інформаційних системах і процесах. Поняття інформації в кібернетиці уточнюється в математичних теоріях інформації: статистичної, комбінаторної, топологічної, семантичної.

Вихідний зміст терміну "інформація" пов'язаний з відомостями, повідомленнями та їх передачею. У літературі пропонується багато різних визначень інформації. згідно кількісно-інформаційного підходу до інформації, розвиненому в роботах Шеннона, кількість інформації в повідомленні можна визначити за формулою

V = log2(1 / P),

де P - Ймовірність даного повідомлення. З формули випливає, що чим більше несподіваним, малоймовірним є повідомлення, тим більше в ньому інформації. І навпаки, в повідомленні про достовірне подію (наприклад, про те, що в даний момент ви читаєте цю книжку) інформації немає зовсім. Таким чином, в підході Шеннона інформацію слід розуміти як міру усунення невизначеності (ентропії), тобто мова йде про комбінаторної або статистичної інформації. Цей підхід ефективно використовується в теорії сигналів. Одиницею виміру інформації є біт, таку кількість інформації міститься в повідомленні з ймовірністю P = ?.

Для юриста вельми цікавим є семантична інформація. семантика - Це зв'язок між елементами мови і їх значеннями. Крім природних мов, якими ми повсюдно користуємося в процесі спілкування, існують і мови штучні, з яких виділяється мова математичної логіки. Ця мова має істотні переваги перед природними мовами.

На відміну від стихійно сформованих природних мов, синтаксис мови логіки повністю формалізований, т. Е. Існує набір чітко сформульованих правил, за допомогою яких можна побудувати будь-який мовний елемент. Ці правила прості, одноманітно і засновані на стилі позначень, що склалося в математиці, - конструювання складніших елементів мови з більш простих за аналогією з математичної записом операцій і функцій. Який би правильно побудований елемент мови (об'єкт або висловлювання) ми не взяли, завжди можна легко відновити шлях, яким цей елемент був побудований, його структуру. Зазначені переваги дозволяють з успіхом використовувати мову логіки для відображення семантичної (смислової) інформації і використовувати методи кібернетики для її обробки. Наприклад, фразу "Іванов вилучив у Петрової належить їй стільниковий телефон, чим завдав матеріальної шкоди в сумі 5000 рублів" можна записати у вигляді наступних висловлювань (предикатів):

агент  (Іванов, вилучення).

об'єкт  (Стільниковий телефон, вилучення).

власність (Стільниковий телефон, Петрова).

суб'єкт (Петрова, вилучення).

наслідок (Збиток, вилучення).

величина (5000, збиток).

Тут в дужках відображаються деякі об'єкти реальності, факти, а роль функцій виконують виділені курсивом відносини між ними. Передбачається, що всі три відносини мають місце одночасно, тобто з'єднані знаком логічної кон'юнкції. Представлений в подібній формі фактичний матеріал можна доповнити логічними правилами, наприклад

розкрадання (X, Y)агент (X, вилучення), об'єкт(Y, вилучення), not (власність (Y, X)),

Cпособ (D, вилучення), перелік ([Протиправно, корисливо, безоплатно], D), величина (V, збиток), V> 0.

тут змінні Х и У приймають відповідно символьні значення "Іванов" і "стільниковий телефон", стрілочка відображає імплікації (якщо ... то ...), а коми замінюють кон'юнкцію (логічну функцію І). Це правило при наявності даних D про спосіб вилучення дозволить кваліфікувати вилучення телефону як розкрадання, тобто отримати новий факт

розкрадання (Іванов, стільниковий телефон).

Аналогічно можна ввести правило, що визначає крадіжку як таємне викрадення, а також багато інших правові норми і дефініції, що в кінцевому підсумку дозволить побудувати кібернетичну систему, що виводить на основі правил всі можливі логічні наслідки з системи фактів.

В юридичній сфері такого роду системи можуть використовуватися:

§ для моделювання реальних ситуацій в процесі навчання,

§ з метою пошуку логічних протиріч (колізій) різних нормативних документів,

§ для автоматизованої вироблення консультацій або рішень по нескладним адміністративних справах.

Для роботи з символьними даними і відносинами між ними існують спеціальні мови програмування декларативного типу, в які інтегрована система логічного висновку. Такі засоби програмування іноді називають мовами штучного інтелекту. У наведених вище предикатах і правилах використаний синтаксис мови PROLOG.

2. Основні поняття теорії самоорганізації

Як відомо з другого закону термодинаміки, розвиток ізольованих, закритих систем йде в напрямку зростання ентропії, хаосу. Але в реальному світі велика частина об'єктів являє собою відкриті системи, які обмінюються речовиною, енергією та інформацією із середовищем. У таких системах, крім другого закону термодинаміки, діють закони, що перешкоджають його прояву. У відкритих системах теж виникає ентропія, відбуваються незворотні процеси, але за рахунок отримання матеріальних ресурсів, енергії та інформації (тобто негативною ентропії) система зберігається, а ентропію виводить у навколишнє середовище. При адаптації такої системи до зовнішнього середовища в ній виникають нерівноважні структури. В результаті ми можемо спостерігати "острова стабільності" - системи, чия складність з часом не тільки не зменшується, а й збільшується. Їх існування вкрай малоймовірно, але все розвиток світу, все найцікавіше в ньому пов'язано саме з цими сверхмаловероятнимі подіями.

Процес утворення структур становить суть ефекту самоорганізації, тобто руху від хаосу до порядку. Самоорганізуються, вивчає відносно молода наука синергетика.

Основою синергетики служить єдність явищ, методів і моделей, з якими доводиться стикатися при дослідженні виникнення порядку з хаосу в системах самої різної природи. Класичними прикладами самоорганізації в гідродинаміці служить освіту в підігрівається знизу шарі рідини шестикутних осередків Бенара і виникнення тороїдальних вихорів (вихорів Тейлора) вежду обертовими циліндрами. Структури, що самоорганізуються вивчаються і в космології (спіральні галактики), і в екології (організація спільнот), і в біології (біоеволюціі). Інтерес для розуміння законів синергетики представляють процеси предбиологической самоорганізації до біологічного рівня. Приклад вимушеної організації - синхронізація мод в лазері з допомогою зовнішніх періодичних впливів [19].

Засновниками нової науки прийнято вважати І. Р. Пригожина (Бельгія) і Г. Хакена (Німеччина). Визначаючи предмет синергетики, Хакен говорить, що "вона вивчає системи, які можуть шляхом самоорганізації утворювати просторові, тимчасові або функціональні структури", досліджує "спільна праця багатьох підсистем (переважно однакових або кількох різних видів), в результаті якого на макроскопічному рівні виникає структура і відповідне функціонування ".

Згідно з фізичним енциклопедичного словника, синергетика - це теорія самоорганізації відкритих дисипативних нелінійних систем.Таким чином, синергетика визначається за допомогою таких понять, як самоорганізується, відкрита система, диссипативная система і, нарешті, нелінійна система.

нелінійність означає безперервність вибору альтернатив розвитку системи. Інакше кажучи, нелінійна система обов'язково багатовимірна, многовариантна і не піддається класичних методів опису. Так, в математиці нелінійними називають такі рівняння, які мають кілька якісно різних рішень. Безлічі способів вирішення завдань, пов'язаних з нелінійними рівняннями, відповідає безліч шляхів еволюції, описуваних цими рівняннями. Так, наприклад, пружні системи (круглі і плоскі пружини, балки, гумові шнури, струни і т.д.) є лінійними тільки при слабких зовнішніх впливах. При великих навантаженнях діюча сила вже не пропорційна ступеню зміщення і починають проявлятися нелінійні ефекти. Поведінка систем в такому стані важко передбачити.

Диссіпація - Це знищення, розсіювання структур. У механіці дисипативні сили описують процеси деградації енергії, тобто перехід її вищих, упорядкованих форм в нижчі, хаотичні (наприклад, перехід кінетичної енергії тіла в теплову внаслідок тертя). Якщо нелінійність забезпечує наявність безлічі альтернатив, то диссипативность є фактором відбору з цих альтернатив. У процесі відбору найважливішу роль відіграє принцип мінімуму дисипації енергії: з безлічі можливих станів або рухів системи, так само відповідають законам природи, зазвичай реалізується то, при якому розсіювання енергії системою (або зростання ентропії) мінімально. Це незалежний емпіричний принцип, що не виводиться в загальному вигляді з законів збереження і інших відомих законів. Він дає переважні шанси при відборі таким системам, які здатні поглинати матерію і енергію найефективніше. Так, в процесі біологічної еволюції діє природний відбір - саморегулюючий процес, в результаті якого несприятливі генетичні комбінації усуваються, а вигідні, з точки зору адаптації організмів, зберігаються. Відбраковування особин і є прояв ДИСИПАТИВНИХ.

Дисипативні структури представляють собою неравновесниесістеми. Саме введення нестійкості сприяє самоорганізації; наприклад, при збільшенні нахилу труби ламинарное (поступальний) рух рідини в ній змінюється турбулентним, вихровим, що відповідає самоорганізації мільйонів молекул рідини на мікрорівні. У такій системі відбувається боротьба двох протилежних начал: створює структури і розсіює їх. Якщо рассеивающее початок у відкритій системі пересилює роботу створює джерела, то структури не виникають. Але і при повній відсутності дисипативних організація спонтанно виникнути не може. А оскільки дисипативні процеси є макроскопічне прояв хаосу, то виходить, що хаос на макрорівні - це початок, що породжує світ [20].

процес еволюції відкритих дисипативних нелінійних сістемімеет свої характерні особливості.

1. Системи можуть стійко розвиватися до якоїсь критичної позначки. На цьому етапі розвитку вибір траєкторії визначається механізмами адаптаційного типу, Породжують повільні, прогнозовані зміни.

2. У переломний момент при навантаженнях, що перевищують граничний рівень, включаються біфуркаційні механізми, Що призводять до різкої перебудови системи. У цей момент (в точці біфуркації) Система знаходиться в нестійкому, нерівноважному стані, де найменша флуктуація (обурення, випадкова обставина) може кардинально змінити напрямок подальшого розвитку. поняття біфуркація позначає стан системи, що знаходиться перед вибором можливих варіантів функціонування або шляхів еволюції. Стрибкоподібний, лавинний характер перебудови пояснюється включенням механізму позитивного зворотного зв'язку.



КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ 6 сторінка | КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ 8 сторінка

Тема 10 | Методичні рекомендації щодо ВИВЧЕННЯ ДИСЦИПЛІНИ | Рекомендації з вивчення теми | Рекомендації з вивчення теми | BIAGFIAFCIHDAF. | КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ 1 сторінка | КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ 2 сторінка | КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ 3 сторінка | КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ 4 сторінка | КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ 5 сторінка |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати