Hol találok Ilya disszipatív struktúrák elméletének érthető leírását
1 válasz
Ha jól tudom, ennek az elméletnek még mindig nincs népszerű tudományos elmélete. Lehet, hogy azonnal átfogom a témát, amint a jelenlegi könyvprojektem elkészül.
Vannak olyan könyvek, amelyek nagyon technikai jellegűek és főleg a matematikát mutatják be, de amelyekből nehéz levezetni ennek az elméletnek a jelentését, például:
Ilya Prigogine, A káosz törvényei. Ez csak a matematikai eszközök listája
Ilya Prigogine, A létből a válássá: ez szintén nagyon erősen az elmélet felé irányul, közbeiktatott magyarázatokkal
A legvalószínűbb, hogy kérdésessé válik:
Stengers, Prigogine, "Az idő paradoxona". Ez a TDS (disszipatív struktúrák elmélete) tudományos-filozófiai magyarázata, amely az 1980-as évek perspektívájából nagy valószínűséggel képviseli a TDS tartalmát, jelentését és hatásait. Mindenképpen tudom ajánlani ezt a könyvet, de csak használt könyvesboltokban kapható.
Ellenkező esetben lehetne guglizni. Számos tudományos esszé/előadási szkript létezik, amelyekben a TDS főbb jellemzői és továbbfejlesztése a mai napig követhetők.
Ilyen például:
http: //www.google.de/url gggXDCAck7Oqd8jvnxrg
Köszönjük a 3 könyv hasznos besorolását.
A disszipatív struktúrákat fel lehetne érteni egyfajta Az egyensúly nincs egyensúlyban létrehozni (abban az értelemben, hogy az energia folyamatos injektálása a rendszerbe - az a harc, amelyet a rendszer egyensúlyának megbomlása ellen táplál - megakadályozza ennek a lebontásnak a befejezését?
Nagyon izgatott vagyok ettől. Valahogy eltalálta a jelet, hogy úgy mondjam. Pontosan ez az a pont, amikor a klasszikus fizika (lineáris dinamika, determinisztikus, redukcionista, közel a termodinamikai egyensúlyhoz, Newton, Einstein, Planck, szigorúan kauzális) Prigogine új fizikájából (nem-lineáris, indeterminista, redukálhatatlan, irreverzibilis, sztochasztikus, felbukkanó).
A klasszikus dinamikában Boltzmann nagyszámú törvénye érvényes. A kismértékű kicsi ingadozások elvesznek a makroszintű statisztikai átlagban. Ezáltal a termodinamika 2. törvénye megköveteli, hogy a rendellenesség csak fokozódjon, az entrópia mindig maximálisan törekszik.
A nemlineáris dinamikában a rendellenesség kifejezés már nem használható az entrópia kapcsán. Prigogine felfedezte, hogy vannak olyan struktúrák, amelyekben a Boltzmann-káosz helyben megszűnik, és állandó áramlási egyensúly alakulhat ki ezen a szűken korlátozott területen, amely messze van a termodinamikai egyensúlytól (entrópia maximum), és állandó energiacsökkenés révén (energia disszipáció = entrópia előállítása) tart fenn ott megszerezhető. Prigogine az ilyen struktúrákat disszipatív struktúráknak nevezi.
Majdnem elfelejtettem egy érdekes könyvet, sőt kétszer is megvan a polcon.
Prigogine/Stengers, párbeszéd a természettel.
Bár a könyv a TDS-re épül, csak a tartalmat mutatja be anélkül, hogy túl fizikai, kémiai vagy matematikai jellegű lenne. Az alapismereteknek már rendelkezésre kell állniuk. Itt Prigonie úgymond leírja élete munkájának filozófiai hatását a tudománytörténet tükrében, és a természettel egyeztetõ ateista világképet hoz létre. Néha a tudományba vetett hit ellen érvel, és megtagadja a fizikusoktól, hogy a világ teljes magyarázatával kapcsolatban saját maguk deklarált kompetenciájukat vallják.
A könyv körülbelül ugyanabban az időben (1980) íródott, mint Hawking idejének rövid története (1988). Mindkettő inkább a népszerű tudomány felé irányul. Míg Hawkingot kezdetben ünnepelték, egyre inkább eltávolítja magát, nem utolsósorban Prigogine miatt, néhány kijelentésből, sőt egész fejezetekből.
A Prigogine valódi jelentését csak jó 10 éve ismerik fel egyre jobban, és az általa bejelentett interdiszciplináris tudományos forradalom most széles körben zajlik.
Állítólag miért olyan forradalmi a disszipatív struktúrák elmélete? ?
Jó kérdés. De néhány kulcsszóra kell szorítkoznom, sok magyarázat nélkül.
A legfontosabb fizikusok a következők:
Newton: megalapította a föld fizikáját (Mesoksmos)
Einstein: megalapozta a nagyon nagy (makrokozmosz) fizikáját
Planck: megalapozta a nagyon kicsi (mikrokozmosz) fizikáját
Prigogine: megalapozta az élők fizikáját (biokozmosz)
Einstein és Planck kibővítették a fizikát anélkül, hogy megváltoztatták volna a világképet és a módszertant, és a fizikán kívüli befolyásuk is meglehetősen kicsi.
A fizika mellett Newton és Prigogine megváltoztatta a világképet és a tudományos módszertant. Mindketten óriási hatást gyakoroltak a tudomány más területeire.
Newton előtt vallási formájú, mitológiai holisztikus világnézet volt. Descartes alapján Newton tovább fejlesztette a mechanisztikus világképet, és elemzést vezetett be a fizikába. Az eredményül kapott világnézet a determinizmus volt. A nagy eredmény az volt, hogy sok jelenséget már nem isteni befolyásolással, hanem természeti törvényekkel lehet igazolni. Módszertanával a newtoni fizika létrehozta a természettudományok és a humán tudományok közötti szakadást, mivel a fizikai módszertan más területekre teljesen alkalmatlan volt. Csak a fizika, a termodinamika peremterületén alkalmaztak más módszereket ősidők óta. Az analitikai megközelítés helyett a szisztémás megközelítés érvényes.
Prigogine a mechanisztikus világképet és a determinizmust határesetként ismerte el a termodinamikai egyensúly közelében, és megállapította, hogy a körülöttünk lévő dolgok többsége messze mozog a termodinamikai egyensúlytól, és hogy a klasszikus fizika teljesen kudarcot vall. A klasszikus fizika ugyanis csak állapotokat és folyamatokat ismer, de egyszeri eseményeket nem. Az egyszeri eseményeket, amelyek új megjelenéseket hoznak létre, a Prigogine vezetett be.
A disszipatív struktúrák elméletének részeként Prigogine néhány új dolgot vezetett be a fizikába:
- egyszeri események, amelyek megjelenésekhez vezetnek. A klasszikus fizikában csak állapotok és folyamatok voltak
- bevezette az idő nyílját, és kijelentette, hogy a kozmológiai idő mint geometriai paraméter csak korlátozó eset a termodinamikai egyensúly közelében
- A termodinamika szisztematikus módszertanát átadja az egész tudománynak, és reméli, hogy legyőzi a természettudomány és a bölcsészet közötti szakadást
- ez azt mutatja, hogy a világ egésze határozatlanul működik
- kibővítette a jól ismert természeti törvényeket az idő nyilával, amelyért szigorúan kauzálisról valószínűségi leírásra kellett áttérnie
A hatások egyre nyilvánvalóbbak.
Új nemlineáris dinamikájával olyan problémák dolgozhatók fel, amelyeket a klasszikus fizika jó okkal teljesen figyelmen kívül hagyott.
Néhány eredmény:
A Prigogine megoldja a klasszikus fizika 3 nagy paradoxonját:
- Kvantumparadoxon (a hullámfüggvény összeomlása): A kvantummechanika (QM) időnyíl általi tágulása miatt nem hull össze több hullámfüggvény. Ez a determinisztikus nézet problémája volt.
- Kozmológiai paradoxon: Az, hogy az Ősrobbanás szingularitás, szintén detrminisztikus probléma, mert az energiáról az anyagra való áttérés az Ősrobbanás elején nem volt leírható a klasszikus fizikával. Prigogine nem ezt a folyamatot tekinti folyamatnak, hanem disszipatív eseménynek. Fizikájával kiszámította ezt az eseményt, hogy megállapítsa, hogy ez az átalakulás képviseli a legnagyobb disszipatív struktúrát, amelyet az univerzum valaha látott. A disszipatív szerkezetű szükséges entrópia-export a háttérsugárzás formájában valósult meg. Prigogine kiszámította azt a hőmérsékletet, amelyre a háttérsugárzásnak meg kell lennie, és méréseivel pontosan megerősítették számításait. A Prigogine-nál már nincs szingularitás.
- Az idő paradoxona: a klasszikus fizikában elméletileg lehetséges volt a múltba utazás. Ez vezetett az úgynevezett nagyapai paradoxonhoz, a párhuzamos világegyetemekhez, az időhurkokhoz és egyéb ellentmondásokhoz. A Prigogine most azt mutatja, hogy a termodinamikai egyensúlytól távol álló komplex struktúrák esetében, például az emberek számára, az idő nem csak geometriai paraméter, hanem valójában létezik az idő természetes törvénye, az úgynevezett termodinamikai idő, amely elvileg kizárja a múltba való utazást. Ez végső soron az új megfogalmazás második törvényének köszönhető.
A TDS széles körben alkalmazkodik az összes humán, biológiai, társadalmi vagy közgazdasági tudományhoz, mivel a kibővített nemlineáris fizika szisztémás-termodinamikai megközelítésével számos jelenséget fizikailag megmagyarázhatóvá és mindenekelőtt számíthatóvá tesz. Például az elme és a tudat megjelenése, az élet megjelenése, az evolúció, a gazdasági és társadalmi rendszerek működése és még sok minden más tisztán a természeti törvényekkel magyarázható. anélkül, hogy transzcendens entitást kellene keresni (többnyire Istennek hívják).
A múlt hónap elején örömömre szolgált, hogy egy utazás során részletesen megbeszéltem Prigogine-t Németország egyik vezető ökoszisztéma-kutató kutatójával együtt. Megerősítette, hogy kutatási területe Prigogine nélkül sem létezne, mivel csak az új nemlineáris dinamika teszi lehetővé az összetett rendszerek anyag- és energiaáramainak teljes kiszámítását és az ökoszisztémák viselkedésének előrejelzését, ha a határfeltételek megváltoznak, legalábbis bizonyos ideig.
Sajnos számomra nem világos, hogy pontosan mit ért a termodinamika 2. törvényének új megfogalmazásán.
Elsősorban a rendszerben létrehozott entrópia és a rendszer határain túllépő entrópia közötti elválasztást vezetik be.
A disszipatív struktúra bizonyos viselkedése levezethető a dSi és a dSe arányából.
Ezenkívül a Prigogine nem az entrópia abszolút vagy specifikus mennyiségére összpontosít, mint a klasszikus termodinamikában, hanem az entrópia termelési sebességére, azaz a dS/dt
Ez különösen fontos egy dinamikus komplex rendszer kifejlesztésének két szakaszában.
Van a maximális entrópia-termelés elve
dS/dt = max., amely mindig a rendből a káoszba való átmenet és egy magasabb rendű struktúra megjelenése esetén fordul elő (bifurkáció, felbukkanás)
A minimális entrópia előállításának elve dS/dt = min., Amely mindig akkor fordul elő, amikor az új rendelési struktúra stabilizálódik és optimalizálódik, vagy a rugalmassági folyamatok során is bekövetkezik.
És hogyan ismeri fel, hogy a 2. törvény ezen új prioritásokon alapuló új megfogalmazása kiküszöböli az időparadoxont?
Egyáltalán nem. Az időparadoxon feloldásának érvelése más. Maga a 2. HS említett kiterjesztése a disszpatív struktúrák kiszámítására szolgál. Csak Newton és Einstein törvényeinek az idő nyílra történő kiterjesztése akadályozza meg az időutazást.
A klasszikus dinamikában Isaac Newtonon túl és még Albert Einstein mellett is mindig visszafordíthatónak tekintették az időt. Hasonlóképpen nem mindegy, hogy mikor történik valami valami fizikai leírásban. Például a szabad esés, az impulzusátvitel vagy a Doppler-effektus nem kötődik meghatározott időpontokhoz, és ezek a leírható folyamatok ugyanolyan könnyen fordulhatnak meg fordítva. A természeti törvényeknek egyetemesen kell alkalmazniuk, a múlt és a jövő még a relativitáselméletben is azonos és nem különböztethető meg. Helyi idejük, mint a megfigyelő ideje, szubjektív, de megfordítható. A reverzibilis idő fogalma azonban nemcsak a mindennapi tapasztalatainknak, hanem a más természettudományokban, például a biológiában bekövetkezett evolúciónak a visszafordíthatatlan folyamatokról szóló tudásunknak is ellentmond.
A klasszikus dinamika az irreverzibilitást, amely a 2. törvényből következik, mindig csak a világegyetem durvasága miatti közelítési hibának tekintette. Boltzmann eredetileg azt állította, hogy a 2. HS természeti törvény jellegű, de a megállapított determinisztikus fizikusok emiatt eléggé zaklatták. Annak érdekében, hogy ne kerülhessen ki a tudományos közösségből, elfogadta a képlet kompromisszumot, miszerint a 2. HS csak hozzávetőleges megoldás vagy tiszta empirikus javaslat. Boltzmann egész életében szenvedett ettől, mert jobban tudta, míg puszta kétségbeeséséből el nem vette saját életét. Prigogine azonban most bebizonyította, hogy Boltzmannak igaza volt, és hogy a 2. HS természetjogi jellegű, amelyből még a klasszikus dinamika sem menekülhetett el. Az irreverzibilitás azonban kizárja az időutazást a múltba, mivel ennek csökkentenie kellene a teljes entrópiát, ami nem lehetséges. Ennek megfelelően a Prigogine kibővítette az RT-t, és a bővítés során az idő már nem csak egy geometriai paraméter, amely előre és hátra futhat, hanem az entrópia növekedéséhez kötődik.
A visszafordíthatatlanság, vagyis az entrópia előállítása miatti visszafordíthatatlanság konstruktív szerepet játszik: az élet eredete elképzelhetetlen lenne nélküle. Azokkal a kritikusokkal szemben, akik a történetiséget puszta megjelenésnek írják le, Prigogine így válaszol: "Az idő nyilának, az evolúciónak a gyermekei vagyunk, és nem a kezdeményezői".
Tehát személy szerint eddig csak keveset hallottam a disszipatív struktúrák elméletéről, de ez nagyon érdekesnek hangzik. Fizikusként el kell fogadnia minden újat, még akkor is, ha ez felborítja a régi világképet (ennek ellenére lehetséges, hogy minden használhatatlannak bizonyul).
Ez normális, mert csak most vagyunk abban a szakaszban, amikor az új ismeretek elhagyják az egyetemeket és átterjednek a lakosságra. Remélem, hogy megteszem a részem.
Az elméleti fizikában a disszipatív struktúrák vagy a nemlineáris dinamika elmélete mostantól legkésőbb a mesterkurzus standard tananyagának része.
Vannak már első alkalmazások, különösen az agykutatás területén. Például kifejlesztettek egy olyan eszközt, amely meghatározza az agy entrópiájának termelését, és ennek segítségével kiszámítja a tudatállapotot, pontosabban, mint amennyit eddig a legjobb aneszteziológus tehetett volna.
Kiegészítés: Elvileg Prigogine nem cáfolja a klasszikus fizikát, hanem kibővíti. A klasszikus fizika csak a termodinamikai egyensúly közelében működik, és így a lineáris határesetet képviseli a nemlineáris dinamikán belül.
Amint számolunk a termodinamikai egyensúly közelében, az idő nyíllal meghosszabbított természeti törvények ismét a régi formát kapják. Ennek oka, hogy Prigogin termodinamikai ideje közel áll a termodinamikai egyensúlyhoz Einstein ismert kozmológiai idejéhez.