Словарь-справочник

АТОМИСТИКА – общемировоззренческое представление, согласно которому фундамент объектов познания и практики составляют дискретные микроскопические элементы. Дальнейшее развитие естествознания выявило относительный характер понятия дискретного первоэлемента и привело к оформлению современной, системно-истори-ческой версии А. (См.: Система, Системный подход, Многоуровневая системность, Низшее и высшее, Структурная единица, Структурный уровень, Структурно-генетическое единство.)

ДЕСТРУКТИВНОСТЬ (лат. destructio – разрушение) – тенденция разрушения сложных и высокоорганизованных стру-ктур в природе и в обществе. Мощный фактор в объективном мире, который в теоретическом естествознании отражается вторым законом (началом) термодинамики. Антонимами понятия Д. являются понятие конструктивности, а также понятие поступательного развития от низшего к высшему. В психологии систематическое изучение глубинных подсознательных мотивов деструктивного поведения человека в обществе связано с именем Э. Фромма (1900–1980).

ДИСКРЕТНОСТЬ – составленность объектов материального мира из чётко обособленных в пространстве элементов, структурных единиц.Д. материального мира в большом и в малом – центральная идея атомистики.Понятию Д. в науке противопоставляется понятие сплошной среды (континуума), лежащее в основе классических теорий поля.

ДИССИПАЦИЯ (лат. dissipatio – рассеяние) – понятие, тесно связанное со вторым законом термодинамики. Оно отражает необратимое рассеяние в пространстве выделяемой энергии. Например, тепла от взаимного трения слоёв текущей жидкости, от протекания электрического тока в проводнике с сопротивлением. К диссипативным процессам относится теплопроводность веществ, их диффузионные движения под воздействием разности концентраций, уже упомянутое выделение джоулева тепла при протекании электрического тока через проводник и др. Согласно теории диссипативных структур, процессы Д. в открытых системах,удалённых от термодинамического равновесия,могут играть конструктивную роль в усилении флуктуаций и в поступательном развитии таких систем от низшего к высшему.

ПОТЕНЦИАЛ – физическое понятие, которое в полной об-щности сформировалось в классической термодинамике. Под П. понимается распределённый в пространстве скалярный параметр, который может иметь разную физическую приро-ду (П. поля тяготения, электрического поля, температура как П. процессов теплообмена, концентрация вещества как П. процессов диффузии и др.). Разность (градиент) П. порождает соответствующий поток (поток воды в водопаде, электрический ток, тепловой поток, диффузионный поток вещества и др.). Термодинамика связывает единообразными законами интенсивность потоков с разностью потенциалов. (Частными формами этих законов являются закон Ома, закон теплопроводности Фурье, закон Фика в теории диффузии и др.). Своим вторым законом (началом) термодинамика говорит о том, что независимо от физической природы в замкнутых системах потоки выравнивают сложную структуру движущих потенциалов или потенциальных энергий (как в случае потоков воды в поле земного тяготения), приводя замкнутые системы в термодинамическое равновесие.

ПОТОК – понятие термодинамики, непосредственно связанное с понятием потенциала в единнобразных законах типа закона теплопроводности Фурье, закона Ома, закона Фика для диффузии вещества. Разность потенциалов при этом трактуется как детерминирующий фактор, а поток – как детерминируемый. Интенсивность потоков определяется не абсолютными величинами потенциалов, которые их порожда-ют, а разностью (градиентом) потенциалов. Это очевидно на примере водопада: интенсивность конкретного водопада высотой в 10 метров будет той же независимо от того, находится ли водопад на уровне моря или высоко в горах. Потоки представляют собой векторные параметры. Они направлены перпендикулярно линиям равных потенциалов (эквипотенциальным линиям) и в сторону уменьшения потенциалов.

ПРИНЦИП ЛЕ ШАТЕЛЬЕ–БРАУНА – общий термодинамический принцип физической химии, установленный в 1884 г. А. Ле Шателье (1850–1936) и обоснованный с позиций феноменологической термодинамики в 1887 г. К. Брауном (1850–1918). Согласно этому принципу, в термодинамической системе с химическими реакциями в случае её увода от термодинамического равновесия возникают процессы обратного типа, стремящиеся вернуть её в термодинамическое равновесие. Во всяком случае, эти процессы ослабляют эффект воздействия. П. Л. Ш.–Б. является прямым термодинамическим аналогом принципа инерции в механике, фиксирующего консерватизм массивных объектов, их противодействие усилиям, направленным на изменение их состояний.Так, в термодинамической системе при её нагревании активизируются эндотермические реакции (идущие с поглощением теплоты), а при охлаждении активизируются экзотермические реакции (идущие с выделением теплоты).

СТАТИСТИКА КЛАССИЧЕСКАЯ – теоретико-вероятностная модель для расчётов статистически осреднённых характеристик поведения сложных комплексов микрообъектов, движущихся по законам классической механики и взаимодействующих друг с другом по типу упругих столкновений. Её разработка осуществлялась в русле создания кинетической теории идеальных газов в последней четверти ХIХ в. Имеет ограниченную применимость в пределах допустимости абстрагирования от копрускулярно-волновой природы микрочастиц материи. Этому условию соответствуют в первую очередь идеальные газы как простейшие термодинамические системы. После квантовых обобщений в статистике Бозе–Эйнштейна и в статистике Ферми–Дирака модель идеаль-ного газа широко применяется в неклассическойфизике.

СТАТИСТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ – принципиально иной способ теоретического описанияобъективной реальности по сравнению с динамическим описанием. Если при втором теоретическая модель однозначно отражает движение объекта в пространстве и времени, то при С. о. так или иначе отражаются статистически осреднённые характеристики этого движения. Наука ХIХ–ХХ веков выработала три основные формы С. о., руководствуясь в каждом случае своими мотивами.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ – феномен, который находится в центре систематического внимания как классической термодинамики, так и современной, в частности, теории диссипативных структур. Понятие «Т. р.» существенно обобщает механическое понимания равновесия в статике. В общем, при Т. р.в веществе выравниваются потенциалы макроскопических параметров – разности температур, давлений, электрических потенциалов, концентраций химических реагентов и т. п. При этом в веществе разрушаются (деградируют) макроскопические структуры, и дальнейшее протекание макроскопических процессов становится невозможным. В общем, при Т. р. В веществе выравниваются потенциалы макроскопических параметров – разности температур, давлений, электрических потенциалов, концентраций вещества и т.п. При этом в веществе разрушаются макроскопические структуры и дальнейшее протекание макроскопических процессов становится невозможным.

ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ – понятие, имеющее в физике два смысла. Во-первых, общеизвестный из школьной физики смысл смены агрегатного состояния вещества – кипение и конденсация, замерзание и таяние воды и других веществ. Разница лишь в температурах – от области в районе от нескольких градусов по Кельвину для гелия до сотен и даже тысяч градусов для металлов. Подобные Ф. п. физики классифицируют как Ф. п. 1-го рода. Для них характерно выделение скрытой энергии перехода, в частности, тепловой при смене агрегатных состояний вещества. В физике ХХ в. на первый план вышли Ф. п. 2-го рода, в которых не выделяются скрытые энергии, зато имеют место радикальная смена типов упорядоченности вещества на уровнях микроскопических структурных единиц. Примерами Ф. п. 2-го рода могут служить переходы парамагнетик–ферромагнетик, нормальный металл–сверхпроводник, жидкий гелий–сверхтекучий гелий.

ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ – научные теории, которые ограничивают свой предмет высшими структурными уровнями многоуровневых объектов в меру относительной автономности соответствующих комплексов явлений. Таковыми можно считать в первую очередь макроскопические теории, которые базируются на модели сплошных сред. Ф. т. систематизируют обширные и многообразные эмпирические знания, базируются на своих законах и показывают, как эти законы действуют. Но при этом они не могут объяснить, почему эти законы действуют именно так. Для этого познанию требуется перейти на более глубокий структурный уровень объекта – либо от уровня, где объект выглядит как сплошная среда, на уровень его дискретных микроскопических элементов, либо в рамках уже атомистических моделей (как система Менделеева) на более глубокий структурный уровень. В общем, Ф. т. непосредственно связаны со спецификой постулирования новых понятий, принципов и законов.

ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ – направление науки Нового времени, для которого характерны экспериментальные исследования химических явлений и процессов физическими методами, а также объяснение химических понятий и законов с позиций понятий и законов теоретической физики.

ФЛУКТУАЦИЯ – спонтанное (то есть, вызванное внутренними причинами), случайное, местное (локальное) и кратковременное отклонение какого-либо параметра объекта от статистически осреднённой величины. Понятие Ф. имеет смысл только по отношению к большим системам с количеством элементов порядка числа Авогадро. Впервые Ф. стали изучаться на уровне строгих, эффективно математизированных теоретических построений в кинетической теории газов.

ХАОС – понятие, которое в современной науке имеет два существенно разных смысла. Во-первых, смысл классической термодинамики. Во-вторых, о Х. говорят также в смысле теории нелинейных динамических систем.

ЭНЕРГИЯ – одно из центральных понятий современного естествознания. Исторически понятие Э. сформировалось путём поэтапных обобщений механического понятия работы, и поэтому измеряется в соответствующих единицах. Этапы обобщений понятия Э. были связаны с открытиями соответствующих переходов Э. из одной формы в другую в соответствии со своими эквивалентами. Из школьной физики современный человек знает прежде всего о механическом эквиваленте теплоты, однако ко второй половине ХIХ в. было выявлено такое разнообразие подобных переходов и эквивалентов, которое позволило термодинамике сформировать в полной общности понятие Э. и закон её сохранения. Под полной Э. объекта при этом понимается весь запас его способностей произвести механическую работу с учётом все-го многообразия форм Э. и её переходов из одной формы в другую. Согласно специальной теории относительности, этот полный запас определяется формулой E=mc².

ЭНТРОП́ИЯ – многозначное понятие, отражающее степень упорядоченности сложных объектов физической природы, а также некоторых математических объектов (в теории динамических систем). Первоначально понятие Э. было выработано в классической термодинамике в непосредственной связи с её вторым законом (вторым началом). Там понятием Э. феноменологически фиксировался параметр изучаемых объектов, который однозначно возрастает в любом процессе высвобождения имеющихся в веществе запасов энергии. В этой связи Э. образно и точно называют неразлучной тенью энергии. В дальнейшем этому феномену было дано объяснение в кинетической теории идеальных газов, где рост Э. объяснялся как результат увеличения комбинаций, в которых одно и то же состояние сверхсложной механической системы идеального газа может быть получено на более низком уровне её энергии. Несмотря на громоздкое математическое оформление соответствующих расчётов в абстрактном пространстве импульсов с астрономическим числом измерений, понятие Э. было выделено в форме простой и основополагающей формулы Больцмана, связывающей Э. через мировую константу, носящую его имя, с вероятностью состояния идеального газа как сверхсложной механической системы: S=k.lnW. В ходе разработки статистической теории информации статистическая версия Э. получила дальнейшее развитие. В теоретической кибернетике понятием Э. оценивается степень упорядоченности любой системы независимо от её физической природы. Сама информация при этом определяется непосредственно из формулы Больцмана как Э., взятая с обратным знаком (негэнтропи́я). Современная наука оперирует также понятием Э. динамической системы. Его происхождение связано с оценками организованной сложности геометрических структур на фазовых портретах динамических систем.

Т Е М А 5