Учебная работа по дисциплине Естествознание

Реферат Хаос и порядок. Порядок и беспорядок в природе



Текст реферата Хаос и порядок. Порядок и беспорядок в природе

Страница: 2 из 12

следящий за поведением каждого атома, будет знать, что изменение
всетаки пр о изошло.
Сделаем теперь последний шаг на пути к полному определению хаоса.
Предположим, что частицы вселенной не закреплены и могут, подобно
состо я нию возбуждения и энергии, свободно перемещаться с места на
место; напр и мер, т а кое могло бы случиться, если бы Вселенная была
газом. Предположим также, что мы создали начальное состояние
вселенной, пустив струю газа в правый нижний угол сосуда. Интуитивно
мы понимаем, что произойдет: облако частиц начнет с а мопроизвольно
распространяться и через некоторое время заполнит весь сосуд.
Такое поведение вселенной можно трактовать как установление хаоса.
Газ — это облако случайно движущихся частиц (само название
“газ” происх о дит от т о го же корня, что и
“хаос”). Частицы мчатся во всех направлениях, ста л киваясь
и отталкиваясь друг от друга после каждого столкновения. Движения и
столкновения приводят к быстрому рассеиванию облака, так что вскоре
оно равномерно распр е деляется по всему доступному пространству.
Теперь сущ е ствует лишь ничтожно малый шанс, что все частицы газа
когданибудь спо н танно и одновременно вновь соберутся в угол сосуда,
создав первоначальную конфигурацию. Разумеется, их можно собрать в
угол с помощью поршня, но это означает совершение работы,
следовательно, процесс возврата частиц в и с ходное состояние не будет
самопр о извольным.
Ясно, что наблюдаемые изменения объясняются склонностью энергии к
рассеянию. Действительно, теперь состояние возбуждения атомов
оказалось ф и зически рассеянным в пространстве вследствие спонтанного
рассеяния атомов по объему сосуда. Каждый атом обладает кинетической
энергией, и п о тому распр о странение атомов по сосуду приводит и к
распространению эне р гии.
1.3 Хаос и порядок
В химии, как и в физике, все естественные изменения вызваны бесцел ь
ной “деятельностью” хаоса. Мы познакомились с двумя
важнейшими достиж е ниями Больцмана: он установил, каким образом хаос
определяет направление измен е ний и как он устанавливает скорость
этих изменений. Мы убедились также в том, что именно непреднамеренная
и бесцельная деятельность хаоса переводит мир в состояния,
характеризующиеся все большей вероятностью. На этой основе можно
объяснить не только простые физические изменения (скажем, охлаждение
куска металла), но и сложные изменения, происходящие при превращениях
вещества. Но вместе с тем мы обнаружили, что хаос может приводить к
порядку. Если дело касается физических изменений, то под этим
понимается совершение работы, в результате которой в свою очередь
могут возникать сложные структуры, иногда огромного масштаба. При
химических изменениях порядок также рождается из хаоса; в этом случае,
однако, под порядком понимается такое расположение ат о мов, которое
осуществляется на микроскопическом уровне. Но при любом ма с штабе
порядок может возникать за счет хаоса; точнее говоря, он создается л о
кально за счет возникновения н е
Страницы: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12