Начало развития сложной системы и её «критический размер» по И.Р. Пригожину
И.Р. Пригожин указывает, что «старт» сложных систем происходит не «из нуля», а при достижения некоторых критических размеров:
«Когда новая структура возникает и результате конечного возмущения, флуктуация, приводящая к смене режимов, не может сразу «одолеть» начальное состояние. Она должна сначала установиться в некоторой конечной области и лишь затем распространиться и «заполнить» всё пространство. Иначе говоря, существует механизм нуклеации.
В зависимости оттого, лежат ли размеры начальной области флуктуации ниже или выше критического значения (в случае химических диссипативных структур этот порог зависит, в частности, от кинетических констант и коэффициента диффузии), флуктуация либо затухает, либо распространяется на всю систему.
Явления нуклеации хорошо известны из классической теории фазового перехода: например, в газе непрестанно образуются и затем испаряются капельки конденсата. Когда же температура и давление достигают точки, в которой становится устойчивым жидкое состояние, может образоваться капля критических размеров (тем меньших, чем ниже температура и чем выше давление). Если размеры капли превышают порог нуклеации, газ почти мгновенно превращается в жидкость.
Как показывают теоретические исследования и численное моделирование, критические размеры ядра возрастают с эффективностью механизмов диффузии, связывающих между собой все области системы. Иначе говоря, чем быстрее передаётся сигнал по «каналам связи» внутри системы, тем выше процент безрезультатных флуктуаций и, следовательно, тем устойчивее система. Этот аспект проблемы критического размера означает, что в подобных ситуациях «внешний мир», т.е. все, что окружает флуктуирующую область, всегда стремится погасить флуктуации. Затухнут ли флуктуации или усилятся, зависит от эффективности «канала связи» между флуктуирующей областью и внешним миром. Таким образом, критические размеры определяются конкуренцией между «интегративной силой» системы и химическими механизмами, приводящими к усилению флуктуаций».
Пригожин И., Стенгерс И., Порядок из хаоса: новый диалог человека с природой, М., «Урсс», 2008 г., с. 163-164.
Концепция автопоэзиса по Умберто Матуране и Франсиско Вареле
