Тема VI «Эволюция и концепции самоорганизации материи».

Гомеостаз (греч. ὁμοιοστάσις от ὁμοιος — ≪одинаковый, подобный≫ и στάσις — ≪стояние,

неподвижность≫) — саморегуляция, способность открытой системы сохранять

постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций,

направленных на поддержание динамического равновесия. Стремление системы

воспроизводить себя, восстанавливать утраченное равновесие, преодолевать

сопротивление внешней среды.

Диссипация (лат. dissipatio — ≪рассеивание≫) - переход части энергии упорядоченных

процессов (кинетической энергии движущегося тела, энергии электрического тока и т. п.)

в энергию неупорядоченных процессов, в конечном итоге — в теплоту. Системы, в

которых энергия упорядоченного движения с течением времени убывает за счет

диссипации, переходя в другие виды энергии, например в теплоту или излучение,

называются диссипативными. Диссипация энергии в открытых системах, обусловленная

процессами уноса энергии из системы, например в виде излучения, может приводить к

уменьшению энтропии рассматриваемой системы при увеличении полной энергии

системы и окружающей среды.

554

Закрытая система - термодинамическая система, которая может обмениваться с

окружающей средой теплом и энергией, но не веществом, в отличие от изолированной

системы, которая не может обмениваться с окружающей средой ничем.

Изолированная система — термодинамическая замкнутая cистема, которая не

обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией.

Информация (лат. informare – букв. ≪придавать форму≫), с физической точки зрения -

мера разнообразия системы, ее упорядоченность; термин, качественно обобщающий

понятия ≪сигнал≫ и ≪сообщение≫. Информация — одно из общих понятий, связанных с

материей. Информация существует в любом материальном объекте в виде многообразия

его состояний и передается от объекта к объекту в процессе их взаимодействия.

Существование информации как объективного свойства материи логически вытекает из

известных фундаментальных свойств материи — структурности, непрерывного изменения

(движения) и взаимодействия материальных объектов. В отличие от энергии, информация

может появляться и безвозвратно утрачиваться.

Неравновесная термодинамика — раздел термодинамики, изучающий системы вне

состояния термодинамического равновесия (открытые системы) и необратимые

процессы. Большинство встречающихся в природе систем находятся вдали от

термодинамического равновесия.

Номогенез (греч. νόμος - ≪закон≫, ≪порядок≫ и γένεσις— ≪происхождение≫) -

эволюционная теория, обязанная своим названием книге Л.С. Берга ≪Номогенез, или

эволюция на основе закономерностей≫ (Петроград, 1922), одним из основных положений

которой было признание закономерного характера изменчивости организмов, лежащей в

основе эволюционного процесса.

Второе начало термодинамики — физический принцип, накладывающий ограничение

на направление процессов передачи тепла между телами. ВНТ гласит, что невозможен

самопроизвольный переход тепла от тела, менее нагретого, к телу, более нагретому. Одна

из формулировок ВНТ утверждает, что структура любой замкнутой системы (т.е.

системы закрытой для поступления энергии) неизбежно деградирует, разрушается;

энтропия изолированной системы не может уменьшаться. ВНТ имеет статистический

характер: оно справедливо для наиболее вероятного поведения системы. Существование

флуктуаций препятствует точному его выполнению, однако вероятность сколь-нибудь

значительного нарушения ничтожно мала.

Открытая система - система, которая обменивается веществом и энергией с внешним

миром, в отличие от закрытых и изолированных систем, в которых такой обмен

невозможен. Открытые системы могут находиться в стационарных состояниях, далеких от

равновесия.

Отрицательные обратные связи – связи, подавляющие флуктуации, поддерживающие

внутреннюю стабильность системы и осуществляющие ее внутреннюю саморегуляцию

(гомеостаз), что делает систему более устойчивой к случайному изменению параметров.

Первое начало термодинамики (Закон сохранения энергии) – один из трех

основополагающих законов термодинамики, гласящий, что в любой изолированной

системе общее количество энергии всегда остается постоянным.

Положительные обратные связи – связи, усиливающие флуктуации, что делает систему

неустойчивой к случайному изменению параметров.

555

Принцип актуализма — презумпция (предположение, которое считается истинным до

тех пор, пока не доказана его ложность), состоящая в том, что в прошлом действовали те

же самые законы природы, что и в настоящее время: ≪Настоящее – ключ к прошлому≫.

Принцип введен геологом Ч. Лайелем в 1830 г.

Реакция Белоусова-Жаботинского - класс химических реакций, протекающих в

колебательном режиме, при котором некоторые параметры реакции (цвет, концентрация

компонентов, температура и др.) изменяются периодически, образуя в динамике сложную

пространственно-временную структуру реакционной среды.

Синергетика (греч. συν- — приставка со значением совместности и ἔργον —

≪деятельность≫) — междисциплинарное направление научных исследований, задачей

которого является изучение природных явлений и процессов на основе принципов

самоорганизации систем. Наука, занимающаяся изучением процессов самоорганизации и

возникновения, поддержания, устойчивости и распада структур самой различной

природы.

Синергия (греч. συνεργία - ≪содействие, соработничество≫) - исторически термин

происходит из богословия, обозначает соработничество божественной и человеческой

воль в деле спасения. Позднее понятие ≪синергия≫ появляется в физиологии. Здесь оно

обозначает совместное и согласованное функционирование органов (например, мышц-

синергистов) и/или их систем. В медицине под синергизмом понимается

комбинированное действие лекарственных веществ на организм, при котором общий

эффект превышает действие, оказываемое каждым компонентом в отдельности. В общем,

в естественных и общественных науках – это суммирующий эффект взаимодействия двух

или более факторов, характеризующееся тем, что их действие существенно превосходит

эффект каждого отдельного компонента в виде их простой суммы.

Теистический эволюционизм – богословское осмысление эволюционных идей, описание

исторического процесса как естественного, и в тоже время управляемого божественным

Промыслом, разворачивающегося от начала и устремленного к цели-финалу. Данное

направление получило также наименование телеологии.

Телеология (греч. τέλειος - ≪заключительный, совершенный≫) - онтологическое учение о

целесообразности бытия, оперирующее наличием разумной творческой божественной

воли.

Термодинамика (греч. θέρμη — ≪тепло≫; δύναμις — ≪сила≫) — раздел физики,

изучающий соотношения и превращения теплоты и других форм энергии.

Тихогенез (от греч. Τύχη – ≪случай≫, имя богини Судьбы и γένεσις - ≪возникновение,

происхождение≫) –взгляд на эволюционный процесс с редукционистских позиций - как

случайное, ≪слепое≫ саморазвитие материи.

Точка бифуркации (лат. bifurcus — ≪раздвоенный≫) — критическое состояние открытой

системы, при котором она становится неустойчивой относительно флуктуаций, и

возникает неопределенность: станет ли состояние системы хаотическим или она перейдет

на новый, более дифференцированный и высокий уровень упорядоченности.

«Стрела времени» - концепция, описывающая время как математически одномерный

объект - прямую протянутую из прошлого в будущее. Из любых двух несовпадающих

точек стрелы времени одна всегда является будущим относительно другой. В

556

термодинамике выделенность направления времени (неравноценность прошлого и

будущего) имеет особое значение: во всех процессах существует направление, в котором

процессы идут сами собой от более упорядоченного состояния к менее упорядоченному.

Стохастичность (греч. στοχαστικός — ≪умеющий угадывать≫) означает случайность.

Таким образом, стохастический процесс — это процесс, поведение которого не является

детерминированным, и последующее состояние системы в будущем, как и реконструкции

прошлого, описываются вероятностными величинами.

Флуктуация (лат. fluctuatio — ≪колебание≫) — термин, характеризующий случайное

возмущение, влекущее отклонения от среднего значения физических величин, или

периодическое колебание системы.

Холон (греч. ὅλος - ≪целый, цельный≫) – сложная система, представляющая собой

целостное единство.

Эволюция (лат. evolutio – ≪развертывание≫) - объективно происходящие изменения любых

форм материи во времени, ведущие к повышению качественного уровня и степени

организации объектов, а на основе этого – к их успешной адаптации и эффективному

функционированию в рамках определенных условий.

Энтропия (греч. ἐντροπία — ≪поворот, превращение≫) в естественных науках — мера

беспорядка (хаоса) системы, состоящей из многих элементов.

Ячейки Бенара — возникновение упорядоченности в виде конвективных ячеек в форме

цилиндрических валов или правильных шестигранных структур в слое вязкой жидкости,

например, масла, с вертикальным градиентом температуры, т.е. равномерно

подогреваемой снизу. Ячейки Бенара являются одним из трех стандартных примеров

самоорганизации, наряду с лазером и реакцией Белоусова — Жаботинского.