Хаос биологический

Принципы синергетики позволили выделить для динамических систем, находящихся вдали от термодинамического равновесия, фундаментальную меру информации, отвечающую неустойчивому равновесному состоянию системы в критической точке, и переходу от упорядочения (динамический хаос) к хаосу. Этот переход связывают со сверх-критическим явлением, называемым самоорганизующейся критичностью, характерным для природных систем и в первую очередь биологических. Оно характеризуется спонтанным возникновением порядка из хаоса за счет неограниченного роста флуктуаций. При поглощении энергии из среды система достигает некоторого критического состояния [c.46]

Цель пособия — показать единство современного естествознания с позиций науки о колебаниях и волнах в ее сегодняшней интерпретации. Ключевые слова для всей книги колебания и волны, неустойчивость и нелинейность, хаос и структуры, т, е. понятия, лежащие в основе синергетической парадигмы. Студент должен понять, что в предлагаемой концепции (в России ее возникновение связано со школой Л. И. Мандельштама и его учеников) в первую очередь интересуются общими свойствами колебательных и волновых процессов, а не деталями поведения системы, связанными с проявлениями ее конкретной природы (физической, биологической, социальной и т.п.). Основываясь на анализе моделей, наука о колебаниях и волнах (в широком понимании, включающем хаос и структуры) позволяет человеку построить картину современного мира и понять свое место в нем. [c.19]

Как уже упоминалось выше, коллапс волновых функций удобно описывать в терминах случайных функций, удовлетворяющих уравнению типа Ланжевена. Случайное влияние окружения, усиленное собственным динамическим хаосом, учитывается в таком уравнении двумя членами — регулярным затуханием и случайным рождением новых волновых пакетов. Образно говоря, уже на уровне микромира мы встречаемся с "рождением" и постепенным "угасанием" волновых пакетов или волновых функций. Другими словами, жизнь начинается с микромира, а затем она может многократно усиливаться и расширяться в открытых биологических системах. [c.14]

Биологический хаос. Новые математические модели нелинейной динамики обладают заманчивым свойством — они имеют широкие приложения во многих разнообразных областях науки. Неудивительно поэтому, что динамические явления в биологических системах, обнаруживающих периодические и хаотические движения, объясняются с помощью тех же уравнений, которые справедливы хшя электрических и механических систем. Здесь мы упомянем лишь два примера. [c.125]

По-видимому, ограничение области действия излучаемой клетками энергии на узкую прилежащую к ним область имеет для них большое биологическое значение. Взаимодействие ближайших друг к другу клеток при репарационных процессах, связанных с местными повреждениями, рационально, в то время как распространение управляющих сигналов на более удаленные области, где в это время могут иметь место и должны устраняться другие нарушения, только внесло бы хаос в эти процессы. [c.102]

Хаотическую динамику демонстрируют, например, популяции фитопланктона в озерах (см. рис. 108), но она уже не описывается столь простой моделью, как (1.2). Здесь мы имели дело с более сложным сообществом. Именно с моделями более сложных сообществ, описываемых системами дифференциальных (а не разностных) уравнений, мы будем иметь дело в дальнейшем. Тех же читателей, которые интересуются хаосом в дискретных моделях, я отсылаю к нащей с Д.О. Логофетом книге Устойчивость биологических сообществ . [c.273]

В книге Гласса и Мэки От часов к хаосу. Ритмы жизни [29] приведены примеры биологических часов. Отмечено, что реакция типа Белоусова—Жаботинского дает представление о механизмах пространственной организации и в живой возбудимой биологической ткани. Глобальный вывод из анализа биологических ритмов и болезней человека, сделанный на основе неравновесной динамики, связан с утверждением, что причины болезней не в инфекционных патогенах, а в нарушении временной организации биологических подсистем. [c.26]

Детерминированный хаос характеризуется наличием периодического процесса, траектория которого воспроизводится, т.е. после повторения начального состояния вновь воспроизводится одна и Та же траектория, независимо от ее сложности. Это позволяет по параметрам одного из периодов повторения траектории прогнозировать будущее. Однако при этом необходимо учитывать свойства равновесных и неравновес-ных систем. Неравновесные открытые системы допускают новые структурные состояния. Диссипативные системы независимо от вида устойчивости вызывают уменьшение фазового объема во времени до нуля. Так что диссипативная система может переходить в упорядоченное состояние в результате неустойчивости предыдущего неупорядоченного состояния. Первоначально устойчивая диссипативная структура в процессе своей эволюции достигает критического состояния, отвечающего порогу устойчивости структуры, начинает осцилировать, а возникающие в ней флуктуации приводят к самоорганизации новой, более устойчивой структуры на данном иерархическом уровне эволюции. При этом важным является тот факт, что как и в биологических системах, переходы устойчивость - неустойчивость - устойчивость контролируются кумулятивной обратной связью. Она отличается от регулируемой извне обратной связью тем, что позволяет самоорганизовывать такую внутреннюю структуру, которая повышает степень ее организации. Таким образом, кумулятивная обратная связь за счет накопленной внутренней энергии позволяет системе осуществлять не просто обратное взаимодействие, учитывающее полученную информацию о предыдущем критическом состоянии, но и обеспечивать сохранение или повышение организованности структуры. Такой характер эволюции динамической [c.21]

Основное следствие этих экспериментов заключается в том, что ДНК способна к запасанию фотонов, их когерентной эмиссии и возбуждению. Обобщая перечисленные факты, авторы в работе [59 ] приводят схему гипотетической регуляторной цепи перехода порядка в хаос и наоборот на физическом (фотонном) и клеточном уровнях. Постулируются петли обратных связей, которые самоинформативны и хорошо соответствуют всем данным, полученным на физическом и биологическом (биохимическом) уровнях. [c.77]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...