Самоорганизация и неравновесные
процессы в физике, химии и биологии
 Мысли | Доклады | Самоорганизация 
  на первую страницу НОВОСТИ | ССЫЛКИ   

Б.Б. Кадомцев. Самоорганизация
от 27.06.06
  
Самоорганизация


На Земле самым мощным источником как энергии, так и негэнтропии является солнечная энергия. Именно она и приводит в действие механизмы самоорганизации в атмосфере, океане и биосфере Земли.

Скажите, что нас так мятет?
Что зыблет ясный ночью луч?
Что тонкий пламень в твердь разит?
Как молния без грозных туч
Стремится от земли в зенит?
Как может быть, чтоб мёрзлый пар
Среди зимы рождал пожар?

Михаило Ломоносов
Пазори - северное сияние. Слова - северное сияние - народ не знает. Это слово деланное, искусственное, придуманное в кабинете, едва ли не Ломоносовым, а ему, как холмогорцу, не могло быть чуждым настоящее русское слово - пазори. Северное сияние - буквальный перевод немецкого Nordlicht. У нас каждый переход столь обычного на Руси небесного явления означается особым метким словом. Так, начало пазорей, когда на северной стороне неба начинает как бы разливаться бледный белый свет, подобный Млечному Пути, зовется отбелью или белью. Следующий затем переход, когда отбель, сначала принимая розовый оттенок, потом постепенно начинают обыкновенно раскидываться по небу млечные полосы. Это называют лучами. Если явление продолжается, лучи багровеют и постепенно превращаются в яркие, красные и других цветов радуги, столбы. Эти столбы краснеют более и более, что называется багрецы наливаются. Столбы сходятся и расходятся - об это говорится: столбы играют. Когда сильно играющие столбы сопровождаются перекатным треском и как бы громом - это называется сполохами. Если во время северного сияния зори или столбы мерцают, то есть делаются то светлей, то бледней, тогда говорится: Зори или столбы дышат -. Наши лесники, равно как и поморы, обращающиеся с компасом, давным-давно знают, что - на пазорях матка дурит -, то есть магнитная стрелка делает уклонения. Случается, что небо заволочено тучами, стоит непогодь, либо метель метет, и вдруг - матка задурит -. Лесники тогда знают, что на небе пазори заиграли, но за тучами их не видать. Замечательно, что как у
поморов, так и у лесников нет поверья, будто северное сияние предвещает войну либо мор. Свойство магнитной стрелки и влияние на нее северного сияния они называют - тайной божьей силой.
Мельников-Печерский. В лесах
http://az.lib.ru/m/melxnikowpecherskij_p
Летом у нас круглы сутки светло, мы и не спим. День работам, а ночь гулям да с оленями в перегонки бегам. А с осени к зимы готовимся. Северно сияние сушим. Сперьвоначалу-то оно не сколь высоко светит. Бабы да девки с бани дергают, а робята с заборов. Надергают эки охапки! Оно что - дернешь, вниз головой опрокинешь - потухнет, мы пучками свяжем, на подволоку повесим и висит на подволоке, не сохнет, не дохнет. Только летом свет терят. Да летом и не под нужду. А к темному времени опять отживается.
А зимой другой раз в избы жарко, душно - не продохнуть, носом не проворотить, а дверь открыть нельзя, мороз градусов триста. А возьмешь северно сияние, теплой водичкой смочишь и зажгешь. И светло так горит, и воздух очишшат, и пахнет хорошо, как бы сосной, похоже на ландыш.
Девки у нас модницы, маловодны, северно сияние в косы носят - как месяц светит. Да ишшо из сияния звезд наплетут, на лоб налепят. Страсть сколь красиво! Просто андели!
Про наших девок в песнях пели:
У зари у зореньки много ясных звезд,
А в деревне Уйме им и счету нет!
Девки по деревне пойдут - вся деревня вызвездит.
Степан Писахов. Северно Сияние
http://www.towns.ru/articles/tales_siyanie.html
М. Ломоносов. Северное сияние
http://sinsam.kirsoft.com.ru/KSNews_314.htm
Но блеск и звук его, не дав главы поднять,
Держал ученых смысл в смущении толиком,
Что в заблуждении теряли путь великом
И истинных причин достигнуть не могли,
Поколе действ в Стекле подобных не нашли.
Вертясь, Стекляный шар дает удары с блеском,
С громовым сходственны сверьканием и треском
М.В. Ломоносов. Письмо о пользе стекла
http://sinsam.kirsoft.com.ru/KSNews_123.htm
Плазменный шар - одно из изобретений Николы ТеслаМногие из нелинейных систем настолько красивы, что вполне подходят для украшения интерьеров современных квартир или домов. Вот, например, устройство, которое называется - плазменный шар. Его довольно часто можно увидеть в магазинах современных западных городов. Это, действительно, шар из темного стекла диаметром около полуметра, наполненный светящимися движущимися змейками. Каждая змейка - это плазменное образование типа слабо светящегося шнурового разряда. Этот разряд очень похож на светящиеся образования в обычных неоновых трубках, используемых для ночной иллюминации больших городов. Такой разряд называется тлеющим: он развивается при не очень большом электрическом токе в газе низкого давления. В плазменном шаре тлеющий шнуровой разряд развивается между металлическим шаровым электродом, расположенным в центре всего устройства и слабопроводящей металлизированной поверхности стеклянного шара. Каждая змейка разряда, а их может быть одновременно до двух десятков, в среднем вытянута в радиальном направлении. Но она, как живая, все время немного изгибается и колеблется, имея несколько периодов изгиба вдоль своей длины. На каждом из своих концов змейка имеет своеобразный трезубец, который как маленькая кошачья лапка, непрерывно шевелится, собирая заряды с соответствующего электрода. Змейки-разряды находятся в беспрерывном движении. Кроме не прекращающегося извивания, каждая из змеек медленно поднимается вверх, очевидно в результате конвекции. Собираясь в верхнем положении, змейки попарно сливаются между собой, и, таким образом, часть из них постоянно исчезает. Напротив, в нижней части устройства непрерывно рождаются новые змейки, они множатся, расщепляясь надвое, и поднимаются вверх, чтобы там исчезнуть. Вся эта картина, несмотря на свою сложность, качественно легко может быть понята с физической точки зрения. Разумеется, теоретически гораздо проще представить себе абсолютно симметричный тлеющий разряд между внутренним и внешним электродами. Однако такой разряд неустойчив: из-за разогрева газа и понижения его локальной плотности с соответствующим понижением электросопротивления электрическому току выгоднее протекать по сравнительно узким каналам-трубкам. Разряд распадается на плазменные шнуры. Будучи более легкими, эти шнуры всплывают вверх под действием силы Архимеда. А взаимодействие шнуров с потоками газа и между собой приводит к образованию сложно организованной картины змеек, напоминавшей мифологическую голову медузы Горгоны. Можно понять, почему на концах каждой змейки образуются кошачьи лапки. Если проводимость электродов невелика, то прямо напротив разряда плотность поверхностного заряда становится меньше и концу змейки с противоположным по знаку зарядом удобно расщепиться и перебегать от точки к точке, собирая поверхностный заряд. Таким образом, качественная картина абсолютна понятна и даже немного скучна, а тем не менее плазменный шар завораживает и притягивает к себе кажущейся таинственностью: он похож на живое существо, осуществляющее сознательное движение. На примере плазменного шара еще раз можно проследить за всеми основными характеристиками и составными элементами самоорганизации. Для того, чтобы в системе началась самоорганизация, она должна быть подведена к границе устойчивости. Неустойчивость в данном случае - разбиение разряда на шнуры - начинается лишь с намека (хинта) на появление будущего шнура. На каждый такой хинт достаточно лишь одного бита информации. По мере увеличения внешнего параметра неравновесности, в данном случае силы тока, происходит реальное образование шнуров. Исходная сферическая симметрия нарушается: можно сказать, что происходит самопроизвольное, или спонтанное, нарушение симметрии. Далее, по мере разогрева газа в шнурах в игру вступает конвекция, т.е. следующая бифуркация с появлением нового параметра порядка - газодинамической скорости. Появление кошачьих лапок на торцах каждой змейки - это еще одна бифуркация со своим механизмом неустойчивости. А в целом образуется сложная нелинейная физическая система с хаотическим типом движения. Для того, чтобы это движение поддерживалось длительное время, система должна быть открытой: через плазменный шар нужно непрерывно пропускать электрический ток от внешнего источника. Более того, этот источник энергии должен поставлять энергию в достаточно упорядоченном виде: по терминалогии Бриллюэна в систему должна впрыскиваться негэнтропия, т.е. энтропия с обратным знаком. Поясним, что это означает, на примере плазменного шара. Как мы видим, змейки существуют только вследствие локального разогрева внутри шнурового разряда. Другими словами, внутри шнура газ должен подогреваться, а в целом вес устройство находится при комнатной температуре, т.е. избыточное тепло передается в воздух через стеклянную оболочку. Если есть поток тепла, то это означает рождение энтропии. Плазменный шар превращает часть хорошо организованной электрической энергии в тепло. Которое рассеивается затем в окружающем пространстве. Внутри шара все время рождается энтропия, которая вытекает затем вместе с теплом в окружающее пространство. Если запереть поток энтропии, то и плазменный шар умрет. Из пламенного шара все время нужно удалять шлак из вновь рождаемой энтропии: образно говоря, в него нужно вводить энтропию с обратным знаком. Если энтропия - это мера беспорядка, то энтропия с обратным знаком - негэнтропия - это мера упорядочения. Итак, для самоорганизации необходимы два элемента питания - энергия и негэнтропия. Только их сумма и может обеспечить стационарное поддержание структуры нелинейной диссипативной системы. Такие системы принято называть сложными открытыми физическими системами...
На Земле самым мощным источником как энергии, так и негэнтропии является солнечная энергия. Именно она и приводит в действие механизмы самоорганизации в атмосфере, океане и биосфере Земли.
Б.Б. Кадомцев. Динамика и информация. Глава VII. Нелинейность и самоорганизация. 50. Самоорганизация
http://kirsoft.com.ru/freedom/KSNews_930.htm
клетка в сетчатке золотой рыбкиНад тобой носились беркута,
Порой садясь на бога грудь,
Когда миял ты, рея, омута,
На рыбьи наводя поселки жуть.
Бог, водами носимый,
Ячаньем встречен лебедей,
Не предопределил ли ты Цусимы
Роду низвергших тя людей?
Не знал ли ты, что некогда восстанем,
Как некая вселенной тень,
Когда гонимы быть устанем
И обретем в времёнах рень?
Сил синих снём,
Когда копьем мужья встречали,
Тебе не пел ли: Мы не уснем
В иных времен начале? -
С тобой надежды верных плыли,
Тебя провожавших зовом Боже,
И как добычу тебя поделили были,
Когда взошел ты на песчаной рени ложе.
Как зверь влачит супруге снеди,
Текущий кровью жаркий кус,
Владимир не подарил ли так Рогнеде
Твой золоченый длинный ус?
И станем верны, о, Перуне,
Ты знаешь: путь изменит пря,
Когда желтой и белой силы пря
Перед тобой вновь объединит нас в уне.
Навьем возложенный на сани,
Как некогда ты проплыл Днепр -
Так ты окончил Перунепр,
Узнав вновь сладость всю касаний.
В. Хлебников. Перуну. (1913)


  


СТАТИСТИКА