Связанные понятия
Начала термодинамики — совокупность лежащих в основе термодинамики независимых друг от друга постулатов, имеющих эмпирическое происхождение и до сих пор не опровергнутых практикой и научными экспериментами. Начала термодинамики развивают взятые из опытных фактов понятия с целью создания формального аппарата теории, однако с логической точки зрения приводимый ниже традиционный перечень законов термодинамики не представляет собой полноценной системы аксиом. Кроме того, термодинамика использует также...
Открытая система в квантовой механике — квантовая система, которая может обмениваться энергией и веществом с внешней средой. В определенном смысле всякая квантовая система может рассматриваться как открытая система, поскольку измерение любой динамической величины (наблюдаемой) связано с конечным необратимым изменением квантового состояния системы. Поэтому в отличие от классической механики, в которой измерения не играют существенной роли, теория открытых квантовых систем должна включать в себя теорию...
Нулева́я эне́ргия — минимальный уровень энергии, который может иметь данная квантовомеханическая система.
Силово́е по́ле в физике — это векторное поле в пространстве, в каждой точке которого на пробную частицу действует определённая по величине и направлению сила (вектор силы).
Топологический дефект (топологический солитон) — решение системы дифференциальных уравнений в частных производных или уравнений квантовой теории поля, гомотопически отличное от вакуумного решения.
Упоминания в литературе
1) По идентификации элементов системы классификация делит системы на замкнутые и незамкнутые (открытые). Замкнутая система – это предельное понятие, так как в реальном мире встречаются лишь различные приближения к ней. Вполне может быть замкнутой абстрактная модель, что дает возможность исследовать свойства таких систем. Типичной открытой
системой является система, подобная реке, огню, организму, экосистеме или человеческому обществу. Открытая система не только находится в постоянном взаимодействии со средой, но само существование ее не может продолжаться без всякого взаимодействия.
Другим методологическим ориентиром нашего исследования является синергетический подход, который имеет универсальный, общеметодологический характер и применим для постижения закономерностей, происходящих в сложных социальных системах. Появление этого подхода связано с работами по термодинамике неравновесных систем И.Р. Пригожина и Г. Хакена, давшего изученным им эффектам самоорганизации в лазерном излучении название «синергетика» (с греческого – совместное, согласованное действие). Синергетический подход основан на таких понятиях, как нелинейность, неустойчивость, непредсказуемость, альтернативность развития. В рамках этого подхода окружающий мир предстает как открытая система, в которой постоянно происходят циркуляция и обмен энергией, веществом, информацией. Картина этого мира описывается в терминах постоянной изменчивости, глубинной взаимосвязи случайности и необходимости, хаоса и порядка. При подобном состоянии открытых систем возникает необходимость выбора направления движения или вектора развития. Одним из важных принципов синергетики выступает принцип нелинейности, предполагающий множественность путей развития или эволюции. С принципом нелинейности
сложных открытых систем связана их возможность саморазвития и самоорганизации. Считается, что сложная открытая система может сама себя строить, структурировать, вносить коррективы и изменения. Однако при этом подтверждается важность правильного инициирования тенденций саморазвития системы. Есть определенная область параметров или стадий, где нелинейная сложная открытая система особенно чувствительна к воздействиям, согласованным с ее внутренними свойствами, что обозначается как «резонансное воздействие». Теория резонансного воздействия свидетельствует о том, что важна не сила воздействия, а его правильная пространственная организация, или симметрия, тогда даже слабое воздействие эффективно.
Региональные социально-экономические системы по своим сущностным характеристикам относятся к открытым системам, то есть на входе – поступление ресурсов (материальных, финансовых, трудовых, капитала), внутри региональной системы – процесс (региональное социально – экономическое развитие), а на выходе – взаимодействие в другими региональными системами и вышестоящей
системой. Основной характеристикой открытой региональной системы является е неустойчивость, то есть она в значительной степени подвержена влиянию внешнего воздействия. В результате согласованного взаимодействия происходят процессы упорядочения, возникновения из хаоса определенных структур, их преобразования и усложнения. Чем больше отклонение от равновесия, тем больший охват корреляциями и взаимосвязями, тем выше согласованность процессов, а сами процессы характеризует нелинейность, наличие обратных связей и связанные с этим возможности управляющего воздействия на систему [79].
Кроме структурности теоретики выделяют
и другие важные свойства системы – ее вид, иерархическое строение, наличие подсистем, их равновесность. По виду выделяются системы открытые и закрытые, первые являются более прогрессивными, так как они активно взаимодействуют с окружающей средой, обмениваясь с ней ресурсами: веществом, энергией, информацией. В. А. Игнатова подчеркивает: любая социоприродная система является открытой – «между системой и окружающей средой всегда есть какая-то "полупрозрачная" граница, которая одновременно и обособляет систему, отгораживает ее, отделяет от окружающей среды, и в то же время обеспечивает возможность взаимодействия системы с окружением»{Игнатова В. А. Естествознание. Учебное пособие для студентов гуманитарных факультетов вузов. – М., 2002. – С. 135.}.
Таким образом, в концепции
развития объектов базовым теоретическим элементом полагается отдельный развивающийся объект, его связи и взаимодействия, его целостность, внутренняя самодетерминация развития (саморазвитие) при необходимом условии открытости внешнему миру и осуществления функционирования и развития как открытой системы, потребляющей из внешнего мира вещество, энергию, информацию и отдающей их во внешний мир в качестве продуктов жизнедеятельности с понижением качества и ростом энтропии (что установлено в синергетике).
Связанные понятия (продолжение)
Ма́тричная меха́ника — математический формализм квантовой механики, разработанный Вернером Гейзенбергом, Максом Борном и Паскуалем Иорданом в 1925 году.
Теория определяющих соотношений — научный курс, предметом которого является анализ общих свойств и структуры определяющих соотношений, подходов к построению физических уравнений.
По́лная систе́ма коммути́рующих наблюда́емых (ПСКН) — множество перестановочных (коммутирующих) самосопряжённых операторов, описывающих квантовые наблюдаемые и определяющих обобщённый базис пространства чистых состояний квантовой системы. Это понятие впервые было предложено Дираком и является одним из основных в квантовой механике. Обобщенные собственные значения операторов ПСКН называются квантовыми числами.
Квантовый хаос (англ. quantum chaos, нем. Quantenchaos) — в физике: динамика квантовых систем, являющихся хаотическими в классическом пределе.
Спи́новые во́лны — волны намагниченности в ферро-, антиферро- и ферримагнитных материалах с большими волновыми числами. Впервые были предсказаны Феликсом Блохом для ферромагнетиков в 1930 году. В отличие от магнитостатических волн, при изучении распространения спиновых волн является важным учёт не только магнитостатического, но и обменного взаимодействия. Согласно принципу корпускулярно-волнового дуализма им соответствуют квазичастицы магноны.
Вычисли́тельная фи́зика — это наука, изучающая численные алгоритмы решения задач физики, для которых количественная теория уже разработана. Обычно рассматривается как раздел теоретической физики, но некоторые считают её промежуточной ветвью между теоретической и экспериментальной физикой.
Феноменологическая теория — формулировка закономерностей, определяющих взаимосвязь между различными наблюдениями явлений (феноменов) в соответствии с фундаментальной теорией, но непосредственно из этой теории не следующих.
Спиновая температура — имеющая размерность температуры парциальная характеристика подсистемы спинов. Широко используется для описании свойств электронных и ядерных парамагнетиков во внешнем магнитном поле.
Калибро́вка ве́кторного потенциа́ла — наложение дополнительных условий, позволяющих однозначно вычислить векторный потенциал электромагнитного поля для решения тех или иных физических задач.
Одноро́дность времени — означает, что все моменты времени равноправны, то есть что если в два любые момента времени все тела замкнутой системы поставить в совершенно одинаковые условия, то начиная с этих моментов все явления в ней будут проходить совершенно одинаково. Однородность — одно из ключевых свойств времени в классической механике. Является фундаментальным обобщением опытных фактов.Все известные законы природы, в том числе для живой материи, подтверждают равномерность хода времени. Например...
Физи́ческое модели́рование — метод экспериментального изучения различных физических объектов или явлений, основанный на использовании модели, имеющей ту же физическую природу, что и изучаемый объект.
Решёточная модель — физическая или даже математическая модель, определённая на дискретной решётке, в противоположность непрерывному континууму пространства или пространства-времени. Решёточные модели изначально появились в контексте физики конденсированного состояния, когда атомы кристалла самостоятельно формируют кристаллическую решётку.
Диссипативная система (или диссипативная структура, от лат. dissipatio — «рассеиваю, разрушаю») — это открытая система, которая оперирует вдали от термодинамического равновесия. Иными словами, это устойчивое состояние, возникающее в неравновесной среде при условии диссипации (рассеивания) энергии, которая поступает извне. Диссипативная система иногда называется ещё стационарной открытой системой или неравновесной открытой системой.
Молекуля́рные колеба́ния — один из трёх типов молекулярного движения, к которым относятся также трансляционное движение (когда все атомы молекулы смещаются в одном направлении) и вращательное движение (когда молекула поворачивается на определённый угол). В отличие от последних двух случаев, когда геометрия молекулы не меняется, при колебаниях происходит изменение положения атомов относительно друг друга.
Нейтральный ток — один из механизмов слабого взаимодействия, опосредованный обменом виртуальными Z-бозонами между кварками и лептонами, без изменения электрического заряда начальных и конечных частиц. Z-бозоны взаимодействуют со всеми частицами Стандартной модели, кроме глюонов и фотонов.
Ду́хи Фадде́ева — Попо́ва — фиктивные поля и соответствующие им частицы, вводимые в теории калибровочных полей для того, чтобы сокращались вклады от нефизических времениподобных и продольных состояний калибровочных бозонов. Квантовые возбуждения духовых полей не являются физическими частицами и имеют неправильную связь спина со статистикой (они являются скалярами по отношению к преобразованиям Лоренца, как бозоны, и в то же время антикоммутируют, как фермионы). Введены Л. Д. Фаддеевым и В. Н. Поповым...
Парто́н (от англ. part — часть) — точечноподобная составляющая адронов, проявляющаяся в экспериментах по глубоко неупругому рассеянию адронов на лептонах и других адронах. Партонная модель была предложена Ричардом Фейнманом в 1969 году. После экспериментального обнаружения скейлинга Бьёркена, подтверждения кварковой модели и асимптотической свободы в квантовой хромодинамике, партоны были отождествлены с кварками, антикварками и глюонами, составляющими адроны. Партонная модель является хорошим приближением...
Фермионный конденсат — шестое состояние вещества (после таких состояний как твёрдое тело, жидкость, газ, плазма и конденсат Бозе-Эйнштейна).
В физике тахио́нная конденса́ция — процесс, в котором тахионное поле — обычно скалярное поле — мнимой массы порождает конденсат и достигает минимума потенциальной энергии. Хотя поле является тахионным (и нестабильным) возле начальной точки — максимума потенциала, оно приобретает неотрицательную массу (и становится стабильным) возле минимума.
Энтропия Вселенной — величина, характеризующая степень неупорядоченности и тепловое состояние Вселенной.
Функция Вигнера (функция квазивероятностного распределения Вигнера, распределение Вигнера, распределение Вейля) была введена Вигнером в 1932 году для изучения квантовых поправок к классической статистической механике. Целью было заменить волновую функцию, которая появляется в уравнении Шрёдингера на функцию распределения вероятности в фазовом пространстве. Она была независимо выведена Вейлем в 1931 году как символ матрицы плотности теории представлений в математике. Функция Вигнера применяется в...
Несжимаемая жидкость — математическая модель сплошной среды, плотность которой сохраняется при изменении давления.
Ультрафиоле́товая расходи́мость в квантовой теории поля — один из вариантов бесконечных выражений, возникающий в квантовой теории поля до применения процедуры перенормировки. Технически, ультрафиолетовая расходимость получается из петлевых фейнмановских диаграмм, при вычислении которых возникает интеграл по четырёх-импульсу в замкнутой петле. Этот интеграл часто расходится на верхнем пределе (то есть в пределе очень больших энергий), отсюда и слово «ультрафиолетовая».
Обратимый процесс — равновесный термодинамический процесс, который может проходить как в прямом, так и в обратном направлении, проходя через одинаковые промежуточные состояния, причем система возвращается в исходное состояние без затрат энергии, и в окружающей среде не остается макроскопических изменений. Количественным критерием обратимости/необратимости процесса служит возникновение энтропии — эта величина равна нулю при отсутствии необратимых процессов в термодинамической системе и положительна...
Перено́с электро́на — это процесс переноса электрона от атома или молекулы к другому атому или молекуле. Механизм переноса электрона описывается термодинамикой, в котором формальный окислительный статус обоих реагентов изменяется.
Пробле́ма космологи́ческой постоя́нной — закрепившееся в современной астрофизике выражение, означающее грубую ошибку, которую дают предсказания значения космологической постоянной посредством применения двух фундаментальных физических теорий: общей теории относительности (ОТО) и квантовой физики. Предсказанная величина получается больше экспериментально измеренной на 120 порядков — «наихудшее предсказание, когда-либо сделанное научной теорией», по словам Ли Смолина.
Теория Томаса — Ферми (модель Томаса — Ферми) является квантовомеханической теорией электронной структуры системы многих тел, разработана с использованием квазиклассического приближения вскоре после открытия уравнения Шредингера Энрико Ферми и Люэлином Томасом. Она основывается не на волновой функции, а формулируется в терминах электронной плотности и рассматривается как предшественник современной теории функционала плотности. Модель Томаса — Ферми правильна только в пределе бесконечного ядерного...
Магнитоакти́вная пла́зма — плазма, помещённая во внешнее магнитное поле. Поскольку плазма представляет собой ионизированный газ, состоящий из заряженных частиц, наличие магнитного поля оказывает значительное влияние на все процессы, происходящие в плазме.
Физическая система — объект физических исследований, такое множество взаимосвязанных элементов, отделённых от окружающей среды, что взаимодействует с ней, как целое. При этом под элементами следует понимать физические тела или другие физические системы. Взаимодействие физической системы с окружением, а также связь между отдельными составляющими физической системы реализуется с помощью фундаментальных физических взаимодействий (гравитация, электромагнитное взаимодействие, сильное взаимодействие, слабое...
Стационарное состояние в теории динамических систем — это такое состояние системы или процесса, в котором динамика переменных, описывающих поведение системы или процесса и называемых переменными состояния, не меняется во времени (в отличие от переходного процесса). Синонимы: стационарное решение, стационарный режим, стационарное движение, установившиеся движения.
Уда́рная адиабата , или адиаба́та Гюгонио́, адиабата Рáнкина — Гюгонио́ — математическое соотношение, связывающее термодинамические величины до ударной волны и после.
Эквипотенциальные поверхности — понятие, применимое к любому потенциальному векторному полю, например, к статическому электрическому полю или к ньютоновскому гравитационному полю. Эквипотенциальная поверхность — это поверхность, на которой скалярный потенциал данного потенциального поля принимает постоянное значение (поверхность уровня потенциала). Другое, эквивалентное, определение — поверхность, в любой своей точке ортогональная силовым линиям поля.
Подробнее: Эквипотенциальная поверхность
Мультиплет — группа рядом расположенных спектральных линий (совокупность частиц схожих по своим свойствам), обусловленных расщеплением энергетического уровня атома на несколько уровней с различной энергией. Существование мультиплетов обусловлено симметрией сильного взаимодействия.
Равнове́сный тепловой процесс — тепловой процесс, в котором система проходит непрерывный ряд бесконечно близких равновесных термодинамических состояний.
Изопроце́ссы — термодинамические процессы, во время которых количество вещества и один из параметров состояния: давление, объём, температура или энтропия — остаётся неизменным.
Орбиталь — в многоэлектронной системе — не зависящая от спина математическая функция, описывающая движение электрона и используемая в построении полной электронной волновой функции атома или молекулы.
Пространство состояний — в теории управления один из основных методов описания поведения динамической системы. Движение системы в пространстве состояний отражает изменение её состояний.
В квантовой механике,
ток вероятности (или поток вероятности) описывает изменение функции плотности вероятности.
Коэффициент поглощения — доля поглощения объектом взаимодействующего с ним другого объекта. Взаимодействующим объектом может быть электромагнитное излучение, энергия звуковых волн, ионизирующее или проникающее излучение, вещество (например, газообразный водород).
Циклотронная эффективная масса — эффективная масса электрона или дырки, возникающая при движении носителей в магнитном поле. В общем случае эта масса не совпадает с эффективной массой носителей, поскольку поверхность Ферми может быть анизотропной и эффективная масса принимает вид тензора. Циклотронную эффективную массу измеряют с помощью метода циклотронного резонанса или магнитотранспортных методах (эффект Шубникова — де Гааза). Знание циклотронной массы позволяет восстановить форму поверхности...
Уде́льный объём – объём, занимаемый единицей массы вещества; физическая величина, обратная плотности: если...
Собы́тие (мирова́я то́чка) в теории относительности — моментальное локальное явление, происходящее в уникальном времени и месте, то есть точка в пространстве-времени. События являются элементами плоского пространства Минковского СТО и искривленного псевдориманова пространства-времени ОТО.
Ква́нтовый эффе́кт Хо́лла в графене или необы́чный ква́нтовый эффе́кт Хо́лла — эффект квантования холловского сопротивления или проводимости двумерного электронного газа или двумерного дырочного газа в сильных магнитных полях в графене. Этот эффект был предсказан теоретически и подтверждён экспериментально в 2005 году.
Упоминания в литературе (продолжение)
Трудности здесь в том, что классический математический аппарат разработан, как правило, для применения к закрытым, или замкнутым,
системам. В случае же биологической реальности исследователь все время имеет дело с системами открытыми, развивающимися, принимающими участие в сложных процессах метаболизма. Однако попытки формализации биологического познания на математической основе продолжаются.
2. Взаимозависимость и взаимодействие системы и внешней среды. Система формирует и проявляет свои свойства только в процессе
взаимодействия с внешней средой. Система реагирует на воздействие внешней среды, развивается под этим воздействием, но при этом сохраняет качественную определенность и свойства, обеспечивающие относительную устойчивость и адаптивность функционирования системы. Без взаимодействия с внешней средой фирма как открытая система не может функционировать. Вместе с тем, чем меньше возмущений во внешней среде, тем устойчивее будет функционировать фирма. Задача менеджера заключается в прогнозировании ситуаций и принятии мер по адаптации параметров системы к факторам внешней среды.
При описании явлений неживой природы функционалы [Wi] действительно всегда ранжированы, причем первое место занимают законы сохранения: ничто не может нарушить законы сохранения массы, импульса, энергии… Различные связи – голономные, неголономные и любые другие ограничения имеет смысл рассматривать лишь для систем, для которых законы сохранения выполнены. Среди всех таких ограничений особое место для
открытых систем занимает принцип минимума роста энтропии или минимума диссипации энергии. Он как бы замыкает цепочку принципов отбора: если законы сохранения, кинематические и прочие ограничения еще не выделяют единственной траектории развития системы, то заключительный отбор производит принцип минимума диссипации. Вероятно, именно он играет решающую роль в появлении более или менее устойчивых неравновесных структур в общем процессе самоорганизации материи.
При описании явлений неживой природы функционалы wi действительно всегда ранжированы, причем первое место принадлежит законам сохранения. Различные связи – голономные, неголономные – и любые другие ограничения имеет смысл рассматривать лишь для тех систем, для которых выполнены законы сохранения. Среди всех таких ограничений особое место для
открытых систем занимает принцип минимума роста энтропии (минимума диссипации энергии). Он как бы замыкает цепочку принципов отбора: если законы сохранения, кинематические и прочие ограничения еще не выделяют единственной траектории развития системы, то заключительный отбор производит принцип минимума диссипации. Вероятно, именно он играет решающую роль в появлении более или менее устойчивых неравновесных структур.
С внедрением теории систем в теорию организации все организации рассматриваются
открытыми системами. Они имеют способность приспосабливаться к изменениям внешней среды и должны это делать для устойчивого функционирования.
Основателем
общей теории систем является Л. Берталанфи (1901–1972 гг.). Данная теория возникла в 1940-х гг. Он обосновал концепцию организма как открытой системы. Также им были сформулирована программа построения общей теории систем. В данной теории он объединил принципы целостности организации, эквифинальности (достижения системой одного и того же своего конечного состояния при различных начальных условиях) и изоморфизма. Большинство специалистов рассматривают общую теорию систем как своеобразную метатеорию, в которой обобщаются выработанные представителями различных научных направлений знания о системах.
Системный подход рассматривает организацию как систему, т. е. совокупность связанных и взаимодействующих между собой частей, образующих целое, обладающее качествами, отличными от качеств составляющих его
частей. Организация – открытая система, взаимодействующая с внешней средой, которая развивается и приобретает новые качества. Таким образом, системный подход обращен прежде всего вовне. При этом в центре внимания оказывается процесс принятия решений на всех уровнях организации. Поэтому такой подход обладает свойствами открытости, целенаправленности, целостности, функциональности (В.Г. Афанасьев, Ч. Барнард, В.П. Беспалько, Ю.В. Васильев, Т.А. Ильина, Ю.А. Конаржевский, Н.В. Кузьмина, В.С. Лазарев, М.М. Поташник, П. Раккофф, Г. Саймон, П.И. Третьяков).
•
сложные системы являются открытыми системами, т. е. обменивающимися веществом, энергией и/или информацией с окружающей средой. Границы сложной системы порой трудно определить (видение ее границ зависит от позиции наблюдателя);
Однако обращение к энциклопедии [134] позволяет сделать вывод о том, что равновесие – некоторое состояние стабильности под воздействием равных противоположных сил (например, равновесие между спросом и предложением). Социально-экономическая система является
открытой системой, подверженной влиянию множества разнонаправленных сил, а динамическое равновесие выступает одним из моментов состояния системы.
4 Обмен веществ и энергии. Живые организмы – открытые системы, совершающие постоянный обмен веществом и энергией с
окружающей средой. При изменении условий среды происходит саморегуляция жизненных процессов по принципу обратной связи, направленная на восстановление постоянства внутренней среды – гомеостаза. Например, продукты жизнедеятельности могут оказывать сильное и строго специфическое тормозящее воздействие на те ферменты, которые составили начальное звено в длинной цепи реакций.
Организации, как правило, представляют
собой системы открытого типа, поэтому зависимы от внешней среды, которая характеризуется:
По характеру
взаимодействия системы и внешней среды различают закрытые и открытые системы.
Жизнь – это макромолекулярная открытая система, которой свойственны иерархическая организация, способность к самовоспроизведению, самосохранению и саморегуляции, обмен веществ, тонко регулируемый поток энергии.
Для восприятия сигналов из внешней среды и передачи их внутрь системы всякая открытая система обладает рецепторами (датчиками или преобразователями). У животных, как
у кибернетической системы, рецепторами являются органы чувств – осязание, зрение, слух и иное, у автоматов – датчики: тензоме-трические, фотоэлектрические, индукционные и т. д.