Тема: Закономерности самоорганизации. Принципы универсального эволюционизма

 

1. Под состоянием системы в естественных науках понимается …

· + совокупность данных, необходимых для предсказания эволюции системы

· физическое самочувствие, расположение духа, настроение

· положение, внешние или внутренние обстоятельства, в которых находится система

· капитал, мера материального благополучия

 

2. Синергетика изучает …

· +закономерности самоорганизации в природных и социальных системах

· пути выхода цивилизации из энергетического кризиса

· историю и законы биологической эволюции

· способы точного прогнозирования отдаленного будущего

Решение: Основная проблема синергетики – закономерности самоорганизации.

 

3. К числу закономерностей самоорганизации относится положение о том, что самоорганизация …

· происходит в результате потери системой устойчивости

· происходит благодаря повышению устойчивости системы

· требует внешнего по отношению к системе управляющего воздействия

· сопровождается понижением энтропии как системы, так и окружающей среды

4. К числу условий, необходимых для самоорганизации в системе, относится …

· сильная неравновесность системы

· изолированность системы от окружающей среды

· химическая неоднородность системы

· большие размеры системы

Решение: Самоорганизация происходит только в неравновесных нелинейных системах, когда степень неравновесности превосходит определенное критическое значение.

5. Состояние системы, приближающейся к точке бифуркации, характеризуется …

+неустойчивостью

стабильностью

полным отсутствием флуктуаций

полной определенностью пути дальнейшего развития

Решение: Согласно общим закономерностям самоорганизации, прохождение точки бифуркации – это системный кризис, характеризующийся развитием неустойчивости системы, ростом амплитуды и продолжительности существования всевозможных отклонений от нормы (флуктуаций) и, как следствие, невозможностью предсказать даже ближайшее будущее системы.

 

4. Диссипативной структурой является …+а) человек дом молекула астероид

Решение:
Диссипативная структура – это неравновесная упорядоченная структура, возникшая в результате самоорганизации. Название отражает тот факт, что диссипативная структура рассеивает (диссипирует) постоянно поступающую в нее энергию, то есть трансформирует ее в энергию более низкого качества.

5. Согласно законам синергетики и положениям универсального эволюционизма, будущее развивающейся системы …

· +принципиально невозможно точно предсказать на период, включающий хотя бы одну точку бифуркации

· легко предсказать абсолютно точно и однозначно, зная законы, управляющие поведением системы

· можно предсказать точно, но это требует очень трудоемких и сложных расчетов, а также большого объема информации о системе

· принципиально невозможно предсказать точно даже на очень короткий период

Решение:
Синергетика утверждает, что путь выхода развивающейся системы из точки бифуркации непредсказуем, поскольку определяется флуктуациями, игрой случая. С каждой следующей точкой бифуркации неопределенность только нарастает. Поэтому дальние прогнозы для эволюционирующей системы невозможны в принципе, а вот траектория ее развития между точками бифуркации (то есть в течение относительно небольшого периода времени) вполне поддается достаточно точному расчету и прогнозированию.

6 К принципам универсального эволюционизма относится положение о том, что …

· +настоящее и будущее зависят от прошлого, но не предопределяются им

· механизм биологической эволюции включает изменчивость, естественный отбор и наследственность

· преобладающей тенденцией во всех мировых процессах является тенденция к деградации и росту энтропии

· развитие Вселенной определяется некоторой универсальной внешней силой, действующей из-за пределов нашего мира

7. Рост упорядоченности при возникновении диссипативной структуры в неравновесной системе происходит за счет … + ускорения выноса энтропии из системы в окружающую среду

замедления производства энтропии в системе

охлаждения системы, сопровождающегося кристаллизацией

приближения системы к равновесному состоянию

Решение: Согласно закономерностям самоорганизации, возникновение диссипативной структуры всегда сопровождается скачкообразным ростом производства энтропии. Потому структура и называется «диссипативной», то есть «рассеивающей» энергию, переводящей энергию в менее качественные формы. Чтобы при этом обеспечить рост упорядоченности, то есть снижение энтропии системы, необходимо одновременно столь же резко ускорить вынос энтропии за пределы системы, в окружающую среду. Именно поэтому любое человеческое поселение непременно окружено кольцом свалок, постоянно и быстро растущих, пока это поселение существует и развивается.

8. Не относится к числу закономерностей самоорганизации положение о том, что …

• +самоорганизация всегда происходит плавно, постепенно, медленно
• флуктуации тем больше, чем ближе бифуркация
• при самоорганизации энтропия системы понижается, а скорость производства энтропии в ней возрастает
• самоорганизация происходит в результате потери системой устойчивости

Решение:
Общие закономерности самоорганизации:
1) диссипативная структура возникает быстро, по достижении критического уровня неравновесности;
2) диссипативная структура возникает после прохождения системой точки бифуркации (кризиса, потери устойчивости);
3) утрата устойчивости по мере приближения к точке бифуркации проявляется в росте амплитуды и времени существования флуктуаций – случайных отклонений системы от нормы;
4) после прохождения системой точки бифуркации флуктуации стабилизируются и становятся элементами возникающей упорядоченной диссипативной системы;
5) направление выхода системы из точки бифуркации определяется непредсказуемой игрой флуктуаций; поэтому точное предсказание будущего развивающейся системы на период, включающий хотя бы одну точку бифуркации, невозможно в принципе;
6) образование диссипативной структуры в результате самоорганизации понижает энтропию системы, так как упорядоченность системы возрастает; однако достигается это за счет ускоренной диссипации энергии, то есть ускорения производства энтропии в системе; чтобы сохранить собственную упорядоченность, система отводит избыточную энтропию в окружающую среду, повышая тем самым ее энтропию.

Тема: Закономерности самоорганизации. Принципы универсального эволюционизма
Результатом процесса самоорганизации является (-ются) …

 

			европейский бобер
			«Лестница гигантов» в Ирландии
			истуканы острова Пасхи
			Аральское море

 

Решение:
Самоорганизация – это процесс самопроизвольного возникновения сложных упорядоченных структур в силу объективных законов природы и общества. Структуры, возникающие в результате самоорганизации, называются диссипативными, поскольку они, возникнув в неравновесной системе, сами являются сильно неравновесными и быстрыми темпами рассеивают (диссипируют) энергию, то есть переводят ее в низкокачественные формы. В соответствии со сказанным к результатам самоорганизации нельзя относить структуры:
– равновесные (не диссипативные);
– менее сложные и упорядоченные, чем их предшественники;
– возникшие не самопроизвольно, а в результате внешнего целенаправленного воздействия (например, со стороны человека или животных).

К числу условий, необходимых для начала самоорганизации в системе, не принадлежит требование ее …

 

			неоднородности
			неравновесности
			сильной неравновесности
			нелинейности

Тема: Закономерности самоорганизации. Принципы универсального эволюционизма
Результатом процесса самоорганизации является (-ются) …

 

			волны на море
			чайная плантация (Япония)
			кристаллы поваренной соли
			дом, разрушаемый ураганом

 

Решение:
Самоорганизация, по определению, – это процесс самопроизвольного возникновения сложных упорядоченных структур в силу объективных законов природы и общества. Структуры, возникающие в результате самоорганизации, называются диссипативными, поскольку они, возникнув в неравновесной системе, сами являются сильно неравновесными и быстрыми темпами рассеивают (диссипируют) энергию, то есть переводят ее в низкокачественные формы. В соответствии со сказанным к результатам самоорганизации нельзя относить структуры:
– равновесные (не диссипативные);
– менее сложные и упорядоченные, чем их предшественники;
– возникшие не самопроизвольно, а в результате внешнего целенаправленного воздействия (например, со стороны человека или животных).

Живые организмы способны длительное время поддерживать упорядоченное (низкоэнтропийное) состояние своей внутренней среды в процессе жизнедеятельности и даже уменьшать свою энтропию – например, в ходе индивидуального развития или выздоровления после ранения или болезни. Это не противоречит второму закону термодинамики, требующему увеличения энтропии в ходе любого процесса, поскольку …

 

			в ходе обмена веществ организм эффективно выносит производимую в ходе жизнедеятельности энтропию в окружающую среду
			как считал В. И. Вернадский, живые организмы подчиняются не второму закону термодинамики (закону рассеяния энергии), а противоположному закону – концентрации энергии (понижения энтропии в живом веществе)
			защитные системы живых организмов эффективно противостоят потокам энтропии из окружающей среды, подобно тому как они сопротивляются внешним инфекциям
			второй закон термодинамики справедлив только для примитивных систем, не способных целенаправленно управлять своим состоянием

 

Решение:
Термодинамика – чрезвычайно общая научная дисциплина, ее законы справедливы для любых систем, независимо от их природы. Поэтому ссылки на специфику биологической природы живых организмов, на какую-то особую их физику, несостоятельны. Другое дело, что ни один организм, пока он живой, не является изолированной системой, а постоянно обменивается веществами и энергией с окружающей средой. Поэтому в своем буквальном смысле второй закон термодинамики, гарантирующий рост энтропии при условии изолированности системы, к живым организмам неприложим. Для них, как и для любой открытой системы, дополнительно требуется анализ потоков энтропии между системой и окружающим миром. Если поток энтропии из организма в окружающую среду достаточно мощный и с лихвой компенсирует как производство энтропии в процессах внутри организма, так и поступление энтропии в организм извне вместе с ассимилируемыми веществами, то энтропия организма вполне может уменьшаться или оставаться постоянной.