Казахского государственного женского педагогического университета
жүктеу/скачать 6,41 Mb. Pdf көрінісі
|
| Ключевые слова: синергетика, информация, энтропия, принцип минимума производство энтропии
и максимума информации, стохастизация 1. Синергетическя информация и информационная энтропия Большое разнообразие и сложность необратимых процессов создают значительные трудности в их изучении. Полной теории этих явлений пока не существует, однако усилиями ученых разных стран всего мира выработан целый ряд плодотворных методов для исследования неравновесных состояий. С помощью этих методов были получены важные результаты, имеющие большое теоретическое и практическое значение. Как и для равновесных систем, здесь возможны два различных подхода: макроскопический и микроскопический. В первом из них задача состоит в установлении связей между макроскопическими параметрами на основе данных опыта, без привлечения в явном виде молекулярно-кинетических представленй. В отличие от равновесной термодинамики характеристики неравновесных систем изменяются со временем, а интенсивные параметры (давление, плотность, температура и т.д.) имеют, как правило, разные значения в различных точках системы, т.е. зависят от координат. Основную роль в теории необратимых явлений играют потоки различных физических величин: энергии, массы или числа частиц, теплоты, импульса, энтропии, электрического заряда и т.д., которые отсутствуют в равновесных состояниях. Причины возникновения потоков получили формальное название сил. Это могут быть градиенты интенсивных параметров (температуры, скорости и т.д.) или связанные с ними величины. Во многих случаях предполагается линейная связь между потоками и силами. Коэффициенты пропорциональности, входящие в эти соотношения, называются кинетическими коэффициентами [2]. Второй способ изучения неравновесных процессов представляет собой дальнейшее развитие и обобщение идей статистической физики. Часто оказывается полезным следующий метод. Вводится функция распределения вероятностей для различных состояний частиц. Как правило, распределение зависит от координат, а для нестационарных случаев - еще и от времени. А вот равновесные распределения постоянны во времени, зависимость от координат в них имеет место только при наличии внешних полей. Статистическая теория необратимых явлений называется физической кинетикой. Первоочередная проблема кинетики заключается в нахождении уравнения , определяющего функцию статистического распределения и ее измение со временем. Как и в случае равновесия, знание закона рапределения частиц по состояниям позволяет вычислить термодинамические характеристики системы, установить связь между ними, указать закономерности изменения всех величин.Но, к сожалению, реализация этой программы не удается. Трудность сосотоит в том, что невозможно ввести какие-либо простые функции распределения частиц по состояниям, которые были бы пригодны всегда и везде, как это было для равновесных состояний. Қазақ мемлекеттік қыздар педагогикалық университетінің Хабаршысы № 1 (77), 2019 71 В настоящее время для исследования сложных неравновесных систем используют новое методологическое направление науки – синергетику (теорию самоорганзации материи и ее движения). Оказалось, что нелинейность и случайность играют существенную роль в развитии и описании термодинамически неравновесных систем и процессов, характеризующихся градиентом, потоком, изменением макроскопических физических величин (температуры, плотности, давленя и т.д.). Как отметил И.Пригожин «неравновесность есть то, что порождает порядок из хаоса» [4]. В физике синергетика занимается изучением систем и процессов, далеких от теплового равновесия. Термодинамику можно рассматривать как макроскопическую феноменологическую теорию. Ее основания лежат в статистической физике. В этой области физики предпринимается, в частности, попытка вывести феноменологическоие макроскопические законы термодинамики из микроскопической теории. Центральным понятием в этих исследованиях является энтропия S. Согласно Больцману, она связана с числом W различных макроскопических состояний (термодинамическая вероятность), порождающих одно и то же макроскопическое состояние системы соотношением: жүктеу/скачать 6,41 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|