Электромагнитные поля в биосфере - Красногорская Н.В.
Скачать (прямая ссылка):
физического процесса [l]. Для действия ЭПМ, по-видимому, целесообразно
определять ценность информации как приращение вероятности достижения
эффекта, который может быть фиксирован, например, как реакция живого
организма на внешнее воздействие.
Синергетичеокий подход связан с изучением характерных особенностей
сиотем, далеких от состояния равновесия /8-IQ/. Значительную роль в его
формировании сыграли фундаментальные работы И.Пригожина /8/ и Г.Хакена
[9] по открытым термодинамическим системам и по самоорганизации в
существенно неравновесных системах. Такая самоорганизация определяется
совместным кооперативным дейотвием большого числа подсистем.
В открытых системах, получающих из внешней среды отрицательную энтропию,
без нарушения второго начала термодинамики могут образовываться и
существовать упорядоченные отруктуры. В физике, химии, биологии имеется
множество примеров спонтанного возникновения в неупорядоченных системах
пространственных и временных упорядоченных структур [9, 10/.
Принципиальной отороной вопроса является увеличение неравномерности в
открытой системе, В противоположность релаксации к равновесному
состоянию, где характерным является раопад корреляций, при определенном
увеличении степени неравновесности в принципе могут возникать новые
взаимосвязи, корреляции, упорядочение. Существенно также, что вдали от
равновесия процессы описываются нелинейными уравнениями, поэтому
оказывается возможным наличие нескольких стационарных решений, устойчивых
по отношению к флуктуациям и малым возмущениям. При этом неравновесное
состояние открытой системы, характеризующееся высокой степенью
упорядоченности и устойчивостью по отношению к малым отклонениям,
поддерживается притоком отрицательной энтропии в систему, компенсирующим
выработку энтропии в самой системе.
Неравновесные структуры, которые могут перейти в состояние равновесия
только в результате скачка (кинетического фазового перехода) называются
диссипативными /8/. Диссипативные структуры существуют за счет процессов,
связанных о производством энтропии,и характеризуются рядом особенностей -
возникновением качественного скачка, что связано с достижением
параметрами критического порогового значения; существованием структуры в
течение неограниченного времени при сохранении внешних условий;
согласованным когерентным поведением подсистем; уменьшением энтропии в
системе.
В условиях сильного отклонения от равновесия возникают качественно новые
способы воздействия на систему, новые возможности управления.
Оказывается, что воздействия могут быть эффективными при весьма малых
затратах энергии и во многих случаях носить характер спускового
механизма. Мотут осуществляться оамые неожиданные на первый взгляд
взаимосвязи (см. т. I, гл. П). Некоторые из таких уже четко установленных
связей подвергались ранее резкой критике (например, связь процеосов в
биосфере с солнечной активностью /51, 127).
Существование дополнительных способов управления для открытых систем в
условиях сильного отклонения от равновесия хорошо иллюстрируется на
простом примере квазиравновесных распределений заселенностей
колебательных уровней молекул, рассматриваемых в газовой кинетике /137"
При этом внешние параметры играют роль "рулей", с помощью которых можно
управлять заселенностями и зависящими от них процессами. Так,
сравнительно небольшими изменениями температуры газа (при наличии
существенно неравновесного количества энергии в колебательных степенях
свободы) можно оильно влиять на функцию распределения заселенности и
соответственно на процесс диосоциации многоатомных молекул. Обычно
диссоциация происходит при нагревании газа, в то время как в существенно
неравновесных условиях заселенность верхних уровней растет и молекулы
диосоциируюг при охлаждении газа. В зтом случае добавлением в газовую
смесь, содержащую молекулы двух типов примеси, молекул определенного
третьего типа также можно эффективно управлять заселенностями.
При анализе возможностей управлявшего действия ЭМП синергетический подход
играет принципиальную роль. Он включает установление характера
неравновесности, анализ вопросов устойчивости по отношению к различным
степеням свободы (модам), нахождение возможностей эффективного
управления. Особую роль играют различные резонансные воздействия. Так,
например, внешние электромагнитные воздействия частотами порядка 10"^-5
Гц являются близкими к характерным чаототам биологических систем.
Известно, что ЭМП этих частот и инфразвук обладают отчетливо выраженным
биологическим действием (см. т. I, гл. П, п. I.I; т. 2, гл. I, п. 2.3;
2,4 /127). Разумеется, имеются и другие возможности, не сводящиеся к
резонансу.
Квантовый подход в отличие от кибернетического и синергетического не
получил еще в биологии надлежащего развития. Однако в последнее время
необходимость учета квантовых закономерностей становится все более
очевидной. Остановимся на этом подходе несколько детальней.
