|
Когда систему «выводят» за определенные пределы, или пороги (например, нагревают или повышают давление), она переходит от одного семейства аттракторов к другому, и поведение ее изменяется. На языке теории динамических систем это называется «переходом системы в новый динамический режим». Именно в точке такого перехода и происходит бифуркация. Система перестает следовать по траектории, определяемой начальным семейством аттракторов, и начинает реагировать на новые аттракторы, определяющие более сложную траекторию. Термин «бифуркация» в его наиболее существенном значении относится к переходу системы от динамического режима одного семейства аттракторов, как правило более устойчивых и простых, к динамическому режиму семейства более сложных и «хаотических» [14] аттракторов. Математики используют компьютерное моделирование, численное и аналоговое, для изучения различных типов бифуркации, иногда классифицируя их и по динамическим режимам, к которым они приводят. Бифуркации называются «мягкими», если переход осуществляется плавно и непрерывно; «катастрофическими», если переход осуществляется резко и под воздействием определяющего режим аттрактора; и «взрывными», если переход осуществляется под действием внезапного изменения дискретных факторов, вынуждающего систему перейти из одного режима в другой. После перехода в новый режим система может повести себя по-разному. Она может реагировать на новые аттракторы, устанавливающие в системе новый порядок, вынуждая ее находиться в состоянии флуктуации между определенными дискретными значениями, присущими новому режиму (бифуркация Тьюринга). В другом варианте система может совершать нерегулярные флуктуации среди многочисленных значений, не отдавая предпочтения ни единичному значению, ни какой-нибудь группе значений (бифуркация Хопфа). Наконец, бифуркация может быть просто переходной стадией на пути системы в новую область устойчивости. В этом случае бифуркация представляет для системы своего рода «окно» в устойчивый динамический режим. Рассматривая описание системы в терминах фазового пространства, нельзя не отметить удачность термина «бифуркация». Система пребывает в устойчивом состоянии, эволюционируя по вполне определенным траекториям, до тех пор, покуда какой-то параметр не превосходит порогового значения. В этой точке траектория разветвляется на две, и система попадает в область фазового пространства, где она ведет себя иначе и принимает новые значения, отличные от прежних. Она движется по другой траектории, танцуя под музыку новых аттракторов. Важно отметить, однако, что в ходе своей эволюции сложные неравновесные системы описывают в пространстве состояний траекторию, отмеченную определенной регулярностью. И то обстоятельство, что в точке, где происходит бифуркация, мы не можем предсказать точную траекторию, отнюдь не мешает нам предвидеть и предсказывать основные закономерности, которые со временем обнаружатся в поведении эволюционирующей системы. — 11 —
|