Гаркунов Д.Н. Триботехника. Износ и безызносность. Страница 370

В соответствии с термодинамикой неравновесных процессов новые структуры могут возникать в природе в тех случаях, когда выполняются следующие четыре необходимых условия [79, 84]:

1) система является термодинамически открытой, т.е. может обмениваться веществом т (или) энергией E со средой;

2) динамические уравнения системы нелинейные;

3) отклонения от равновесия превышают критическое значение;

4) микроскопические процессы происходят кооперативно (согласованно).

Второй закон термодинамики связан с первым условием: в системах, способных формированию структур, он не нарушается, а лишь проявляется в более общем виде. Второе и третье условия указывают, что нужно отойти от привычных линейных физических представлений и вступить в нелинейную область, где при определенных условиях упорядочение может наступить самопроизвольно. Четвертое условие отражает причинность образования процессов, идущих на микроскопическом уровне, при наличии особых связей, которые ведут к спонтанному возникновению структур [84].

Во многих явлениях неживой природы явно отсутствуют какие-либо признаки самоорганизации, наблюдается распад системы и увеличение энтропии. Так, кусок обычного сахара, выставленный на воздух, через некоторое время испаряется, исчезает. Обратного явления не происходит, сахар "из ничего" не образуется. След самолета в небе из конденсированных паров воды также вскоре рассеивается, пропадает [79]. Подобных примеров множество.

Но вот другие примеры. При определенных условиях из паров воды, находящихся в воздухе, образуются (выпадают) снежинки. Они имеют правильную форму и по структуре более высокую организацию, чем обычный пар. Здесь налицо явная самоорганизация. Из расплавов металлов или растворов солей образуются кристаллы. Это примеры самоорганизации неживой природы.