|
В неравновесной термодинамике (естественной науке, занимающейся изучением динамики и эволюции систем в окружающем нас мире) термин «бифуркация» относится к поведению сложных систем в сильно неравновесных состояниях и условиях. Бифуркация происходит в том случае, когда такие системы теряют устойчивость в окружающей их среде, будучи выведенными из состояний, в которых они могли бы с комфортом пребывать практически до скончания века. Поскольку в реальном мире сложные системы почти всегда далеки от состояния «равновесия» (означающего в данном случае не сбалансированность и покой, а динамическое состояние, в котором внутренние силы не дают системе перейти в стохастический режим), часто могут происходить изменения, нарушающие баланс между внутренними силами, которыми обусловлена структура систем, и внешними силами, формирующими окружающую систему среду. Когда такое происходит, возникают неожиданные и [13] нелинейные «хаотические» процессы, которые либо приводят к изменению структуры системы и вынуждают систему развиваться во времени по все более и более сложной траектории, что в конечном счете приводит к эволюции жизни, а возможно также разума и сознания, либо роковым образом возмущают систему и становятся причиной ее гибели. В неравновесной термодинамике эволюция сложных систем всегда необратима, поскольку доступные системе альтернативы сводятся к возрастающей сложности или полному распаду. Таким образом, системы, описываемые в неравновесной термодинамике, обнаруживают определенное направление временного развития, или «стрелу времени», в отличие от систем, описываемых в классической термодинамике. Более абстрактное, но не менее существенное значение термин «бифуркация» имеет в теории динамических систем — науке, породившей новую концепцию хаоса как сложной и непредсказуемой формы порядка. В теории динамических систем систему принято описывать графом в «фазовом пространстве» — совокупности всех возможных состояний, в которых может находиться система. Система может реагировать на некоторые «аттракторы», или силы, вынуждающие систему развиваться вдоль определенных «траекторий» (называемых также «временными последовательностями») в фазовом пространстве. Поскольку такие аттракторы действуют на систему как на единое целое и вынуждают ее изменять динамические свойства помимо (но не только) положения в пространстве, они не являются силами в классическом смысле. (То же самое можно сформулировать иначе: классические силы, при которых поле, такое как гравитационное поле, или упругое столкновение задают орбиту или местоположение массы, являются наиболее примитивным и простейшим примером «аттрактора, определяющего траекторию системы в фазовом пространстве».) — 10 —
|