Да ладно. Почему это компьютер не является неравновесной диссипативной структурой? А река Вам чем не угодила в этом смысле?
Ни река, ни компьютер не являются диссипативными структурами.
(Почему?)
Согласно
этому определению компьютер, реки и вообще любые реальные системы - диссипативные. Диссипативные системы, но не диссипативные структуры. Диссипативные структуры - это упорядоченные самоорганизующиеся образования, возникающее в диссипативной системе, причём диссипативная система в таком случае - это открытая система, далёкая от термодинамического равновесия. "В любой диссипативной системе, находящейся первоначально в однородном стационарном состоянии, при прохождении стационарных потоков, интенсивность которых превышает критическое значение, должны возникать упорядоченные неоднородные состояния." "Упорядоченные неоднородные состояния" - это и есть диссипативные структуры. Например, это ячейки Бенара или жизнь, но не компьютер и не реки.
Зачастую, если контекст понятен, диссипативные "системы" в означенном выше "высоко неравновесном" смысле обобщают с диссипативными "структурами", так как одно прямой источник другого. Например,
вот тут "системе" и "структуре" даются правильные и отличающиеся определения, а уже на следующей странице можно видеть обобщение: "Как отмечалось выше, такие системы называют диссипативными: открытые, далекие от равновесия, структурообразующие, самоорганизующиеся системы".
Цитата:
"Основные свойства самоорганизующихся диссипативных структур следующие:
1) они образуются в открытых системах, далеких от термодинамического равновесия в результате флуктуаций до макроскопического уровня;
2) их самоорганизация происходит в результате экспорта энтропии во внешнюю среду и диссипации системой подводимой энергии;
3) возникновение пространственного или временного порядка аналогично фазовому переходу;
4) переход в упорядоченное состояние диссипативной системы происходит в результате неустойчивости предыдущего неупорядоченного состояния при критическом пороговом значении некоторого параметра, отвечающего точке бифуркации;
5) макроскопические процессы самоорганизации происходят согласовано (кооперативно, когерентно, т. е. Синергетически);
6) процессы происходят в таком режиме, что для их описания необходимы нелинейные математические модели. Нелинейная связь переменных приводит к усилению малых возмущений.
7) в точке бифуркации невозможно предсказать, в каком направлении будет развиваться система, станет ли состояние хаотическим или она перейдет на новый, более высокий уровень упорядоченности.
Таким образом, диссипативные структуры — это высокоупорядоченные самоорганизующиеся образования в системах, далеких от равновесия, обладающие определенной формой и характерными пространственно-временными размерами, они устойчивы относительно малых возмущений. Важнейшие характеристики диссипативных структур — время жизни, область локализации и фрактальная размерность. Диссипативные структуры отличаются от равновесных тем, что для своего существования они требуют постоянного притока энергии извне, так как по определению, их самоорганизация связана с обменом энергией и веществом с окружающей средой."
Введение в синергетику. От классической (равновесной) к современной (неравновесной) термодинамике и синергетике.
К тому же компьютер не открытая система, так как компьютеры не обмениваются со средой веществом. Но река - открытая (тут я ранее ошибся), так как вне обмена со средой веществом сколько-нибудь адекватно описать реку действительно будет невозможно.
В этой статье рассматривается -
Рост и развитие живых организмов с термодинамической точки зрения. В статье показано, что "в процессе прогрессивной макроэволюции происходит уменьшение удельной энтропии и, следовательно, увеличение степени сложности живых систем".
При этом "биологический организм существует как целостная система и все внутренние переменные так или иначе связаны друг с другом". Другими словами, весь организм диссипативная структура, а не какая-то его часть. Поэтому, например, можно поискать принципы направленности на уровне более простых диссипативных структур, где в силу простоты систем эти принципе заметнее. И действительно мы увидим там все общие составляющие эволюции. Вот тут -
3.4.2 Ячейки Бенара, модель самоорганизации биосферы - они описаны подробно, а ниже моими словами и в контексте темы.
Появление ячеек Бенара в сосуде с интенсивно подогреваемой водой, с одной стороны, случайный процесс - если говорить о направлении вращения ячеек. Вправо, влево - оба направления равновероятны, отбор по этому параметру не идёт. Но с другой - ячеек в виде треугольников не будет точно. Флуктуации в интенсивно подогреваемом сосуде с водой случайные, но простая конвекционная среда подогреваемой воды не даст развиться никаким из них, кроме как образующим ячейки Бенара, то есть по данному параметру отбор жёсткий. Как следствие, эволюция в сосуде с подогреваемой водой тоже всегда направленная - среда сосуда "направляет" её только к одному типу диссипативных структур.
В более сложной среде, в которой существуют биологические системы, возможны более сложные и разнообразные диссипативные структуры - каждая из них сможет найти свою нишу аналогично возможности реализации разного направления вращения у ячеек Бенара. В то же время возникшие структуры сами становятся средой и одновременно своим появлением усложняют её. В результате ниши в среде остаются тоже только в направлении большей сложности, то есть сам рост сложности среды канализируют эволюцию других диссипативных структур в сторону усложнения.
Рост сложности - это не обязательно "полезные функции". Потому что если флуктуации случайные, то будет появляться всё, что может, а останется в ходе отбора только то, что поможет организму найти новую нишу или не мешает существовать в старой. Но то, что сейчас "не мешает существовать", может в дальнейшей эволюции стать основанием того, что "поможет найти новую нишу". Поэтому в целом эволюция идёт в направлении, где есть ниши для развития, а они есть там, где меньше сопротивление среды или больше ресурсов.
Поведение ячеек Бенара суть гомеостаз, то есть оно тоже направленно, так как гомеостаз - это скоординированные реакции, направленные на поддержание постоянства внутреннего состояния, несмотря на интенсивный обмен со средой. Эволюция ячеек Бенара происходит скачкообразно - диссипативная структура ячеек в сосуде скачком усложняется. Поэтому кроме гомеостаза, у простых диссипативных структур другого поведения нет, а значит, усложнение структуры - это и такое же усложнение поведения. У биологических систем возникает размножение, но это тот же гомеостаз, только на уровне макросистем - вида, биосферы - посредством появления новых организмов и избавления от старых. Стремление воспроизводить себя, как будто противоречащее задаче самосохранения, так как требует ресурсов и создаёт конкурентов в борьбе за них, на самом деле обобщает задачи отдельного организма с задачами макросистем, вне которых он не выживет и элементом которых он является, и жизни в целом.
Конечно, организм - это диссипативная структура более сложная, чем ячейки Бенара. Тем не менее простота ячеек Бенара не меняет общих принципов развития диссипативных структур, надо только добавить принципы морфогенеза. Они объяснят, как одна отдельная мутация приводит к усложнению сразу всего многоклеточного организма, то есть как происходит его такое же, по сути, "скачкообразное усложнение", как у ячеек Бенара, или почему не может возникнуть сразу сложный организм, "опередив эволюцию". Причём на уровне морфогенеза мы найдём те же диссипативные структуры, только химические. И на уровне работы мозга то же самое - только это будут синхронизированные ансамбли нейронов.
