19. Динамические и статистические закономерности в природе. Понятия состояния:

Динамическими называют законы, отражающие объективную закономерность в форме однозначной связи физических величин. Динамическая теория — это теория, представляющая совокупность физических законов.

Статистические законы — это такие законы, когда любое состояние представляет собой вероятностную характеристику системы. Здесь действуют статистические распределения величин. Это означает, что в статистических теориях состояние определяется не значениями физических величин, а их распределениями. Нахождение средних значений физических величин — главная задача статистических теорий. Вероятностные характеристики состояния совершенно отличны от характеристик состояния в динамических теориях. Статистические законы и теории являются более совершенной формой описания физических закономерностей, так как любой известный сегодня процесс в природе более точно описывается статистическими законами, чем динамическими. Различие между ними в одном — в способе описания состояния системы.

Итак, динамические законы представляют собой первый, опирающийся на классическую стратегию естественнонаучного мышления, этап в процессе познания окружающего нас мира; статистические законы более совершенно отображают объективные связи в природе: они являются следующим, опирающимся на неклассическую стратегию естественнонаучного мышления, более высоким этапом познания.

В классической физике понятие “состояние” отражает доминирующий в определенном отношении способ существования физических объектов (систем), характеризующийся мгновенным значением всех (взаимосвязанных и равноценных) динамических переменных, проявляющихся в данном отношении. Фундаментальный статус понятия “состояние” в физике определяется тем, что физическая теория описывает процессы в виде связи состояний. Математический формализм, различные уравнения и зависимости, содержащиеся во всех физических теориях, есть не что иное, как уравнение состояний определенных процессов изменения. Состояние – категория научного познания, характеризующая способность движущейся материи к проявлению в различных формах с присущими им существенными свойствами и отношениями.

20. Фундаментальные законы природы для объяснения сложных многоатомных систем, включая биологические объекты. Понятие о точках бифуркации:

К фундаментальным законам природы относятся, прежде всего, законы сохранения (например, энергии, импульса, момента импульса и проч.). По сути своей, законы конкретных естественных наук (физики, химии, биологии и т.п.) являются проявлением законов сохранения. Они могут проявляться в механике, в тепловых явлениях, в электродинамике, при фотоэффекте, ядерных реакциях. Согласно законам КСЕ наиболее устойчивыми системами являются такие, вариабельность которых наиболее высока. Но, именно системы, состоящие из большого числа частиц (элементов) имеют большое число вариантов развития. Прежде всего, как это следует из выводов термодинамики открытых систем, это касается образований, чья энтропия низка, а значит, сами они находятся вдали от состояния равновесия. Конечно, такими системами являются живые организмы, а также геобиоценозы, и … человечество, как единое образование. За счет весьма сложного устройства эти системы с одной стороны обладают очень высокой устойчивостью. Однако, это не простая, общепринятая устойчивость, подразумевающая неизменность как самих элементов системы, так и их совокупности. За счет постоянных флуктуаций система непрерывно меняется, но, изменения эти, благодаря огромному числу элементов, происходят гладко, практически незаметно, так что остальные элементы “подстраиваются” друг под друга. Биологические объекты и их совокупности являются наиболее приспособляемыми к окружающим их условиям за счет того, что для них пространство и время проявляются иначе, чем для объектов неживой природы. Законы сохранения, безусловно выполняясь и для них, имеют определенные особенности, позволяющие получить некоторые выгоды в плане более быстрой эволюции.

Сложившиеся традиционные представления о развитии систем существенно отличаются от современных. В самом деле, в критической точке открываются по крайней мере два возможных пути эволюции системы, что математики выражают термином «бифуркация», означающим раздвоение или разветвление. Какой путь при этом «выберет» система, в значительной степени зависит от случайных факторов, так что ее поведение нельзя предсказать с достоверной определенностью. Но когда такой путь выбран, то дальнейшее движение системы подчиняется уже детерминистским законам. Таким образом, динамику развития системы или ее эволюцию вообще следует рассматривать как единство двух взаимно дополняющих сторон единого процесса развития, а именно случайности и необходимости. Процесс расширения флуктуаций как случайных факторов эволюции не следует рассматривать в форме их простого накопления, как это нередко представлялось в отечественной литературе. На самом деле случайные процессы взаимодействуют друг с другом, причем результат такого взаимодействия не может быть предсказан заранее. Только когда возникает новая структура или динамический режим, эволюция системы на макроуровне приобретает детерминистский характер.