Основные закономерности самоорганизации

Все явления самоорганизации, рассматриваемые синергетикой, подчиняются универсальным закономерностям, перечисляемым ниже. В качестве примера, иллюстрирующего эти закономерности, мы будем рассматривать возникновение ячеек Бенара.

Поведение системы, в которой происходит самоорганизация, удобно рассматривать с помощью бифуркационной диаграммы. По оси абсцисс диаграммы откладывается значение управляющего параметра, который характеризует воздействие, выводящее систему из равновесного состояния, а по оси ординат — параметр порядка, описывающий состояние системы и чувствительный к возникновению в ней структуры.

Для системы Бенара в качестве управляющего параметра можно использовать температуру нижнего слоя жидкости, которая растет с увеличением интенсивности нагрева, а в качестве параметра порядка — температуру верхнего слоя жидкости (см. рисунок ниже).

Диаграмма начинается в точке A, соответствующей отсутствию нагрева. При этом температуры нижнего и верхнего слоев одинаковы и равны комнатной температуре T_K. По мере нагрева температура верхнего слоя растет медленнее, чем нижнего, поскольку верхний слой контактирует с холодным воздухом. Поэтому участок AB бифуркационной диаграммы представляет собой кривую, наклон которой плавно уменьшается.