I. O’quv materiallari

Prigojin teoremasi. Entropiyaning maksimumga intilishi muvozanatni jarayonlar termo­dinamikasining asosiy kriteriysidir.(Klauzius attraktori). Muvo­zanatga yaqin ochiq sistemaga xos ana shunday attraktor mavjudmi? Prigojin teoremasiga binoan, tashqi parametrlarning o’zgarmaslik holida, statsionar holatda entropiya hosil qilish tezligi minimal kattalikka intiladi. (Entropiya hosil qilish tezligi doimiy bo’lib, uning kattaligi minimal). Aynan mana shuning o’zi I.Prigojin teoremasidir. Muvozanatga yaqin turgan ochiq sistemada kechadigan Onga­zer aloqadorlik prinsipiga bo’ysunadigan qaytmas jarayonlar yo’nalishi kriteriysi aynan mana shundan iborat.
Agarda sistema statsionar holatda bo’lsa, uning dissipativ funksiyasi - minimal bo’lib, g’alayon tufayli sistemaning statsionar nuqtadan har qanday chetlanishi, uning oshishiga sabab bo’ladi. Bunga javoban sistemadagi kuchlar va oqimlar shunday o’zgarishi lozimki, dissipativ funksiya yangidan kamayib, sistema o’z statsionar holatiga qaytadi. Aynan mana shuning o’zi muvozanat yaqinidagi sistema statsionar holatning barqarorlik shartidir.
Ta’kidlash muqimki, biologik sistemalar muvozanatdan uzoqdagi sistemalardir. Ular oqimlar bilan kuchlar aro proporsionallik yoki Ongazer aloqadorligi qoidasiga amal qilmaydi. Bunday sistemalarda erkin energiyaning G q 1-2 kkal/mol kattaliklari bilan xarkterlanadigan biokimyoviy jarayonlarga xos o’tishlar sodir bo’ladi. Ongazer aloqadorligi esa faqat energiyaning G  0,2 kkal/mol o’zgarish bilan kechadigan jarayonlarga taaluqlidir. Shu bilan birga muvozanatdan uzoqdagi jarayonlar statsionar holati uchun I.Prigojin teoremasi haq bo’lmay, bunday sistemalarda, chiziqli jarayonlar termodinamikasiga xos bo’lmagan avtotebranishli rejim qaror topadi.

9. 
   Muvozanatlanmagan termodinamik jarayonlar kechishining xarakteri.
   

Kuchli darajada muvozanatlanmagan termodinamik oqimlar bilan kuchlar o’rtasidagi aloqa chiziqli bo’lmaydigan, demak, Ongazer aloqadorligiga bo’ysunmaydigan sistemalar termodinamikasi bir qator tadqiqotchilar, birinchi navbatda I.Prigojin va P.Gnensdorf tomonidan rivojlantirildi.
Mazkur yangi, hali ham oxiriga yetkazilmagan nochiziq jarayonlar termodinamikasi deb nom olgan ta’limot turli tabiatga ega, kuchli darajada muvozanatlanmagan ochiq sistemalarda o’zligidan tartiblan­gan strukturalar paydo bo’ladi, ya’ni ularda o’zligidan tashkillanish ro’y beradi, deb ta’kidlaydi.
Nemis olimi G.Xaken, shu xil o’zligidan tashkillanish jarayonlari uchun umumiy bo’lgan, "sinergetika" atamasini taklif etdi (synergeia- yunolcha birgalikdagi yoki kooperativ harakat). Sinergetikaning fizikaviy mohiyati shundan iboratki, muvozanatdan uzoqdagi nochiziq sohada, sistema o’z barqarorligini yo’qotadi, kat­ta bo’lmagan funksiyalar, sistemani ko’p sonni zarrachalarning birgalikdagi harakati orqali yangi rejimga olib chiqadi. Kuchli da­rajada muvozanatlanmagan sistemalarda bunday o’zligidan tashkilla­nishning qaror topish hodisasi fizika, kimyo, ayniqsa, biologiyada muhim ahamiyatga ega. Tirik organizmlar va ularning organ ­sistemalari kuchli darajada muvozanatlanmagan mikrosistemalar bo’lib, ularda har doim turli gradiyentlar konsentratsiya, harorat, elektr va bosim gradiyentlari mavjud.
Mazkur xulosa, dunyoqarash nuqtai-nazaridan ham katta ahamiyatga ega. Sinergetika, tabiat qonunlari asosida betartib sistemalarda qanday qilib muayyan bir tartiblanganlikning paydo bo’lishi va paydo bo’lgan tartiblanganliklarning murakkablasha borib rivojlanishini izohlab beradi. M.Eygen, kuchli darajada muvozanatlanmagan murak­kab sistemalarda kodlar tarzida yozilgan informasiya shakllangan strukturalarning o’ziga o’xshaganini yaratish jarayonini boshqarib turi­ladi, deb ko’rsatdi. Nochiziq termodinamikaning rivojlanishi natija­sida, hayotning paydo bo’lishiga doir fizikaviy gipotezani ilgari surishga imkon yaratildi. Nochiziq termodinamika ikkinchi qonunining statusini tubdan o’zgar­di. Haqiqatdan ham, bu qonun, ko’rib o’tganimizdek, muvozanatga yaqin qaytmas jarayonlar faqat strukturaning inqirozigina emas, mu­vozanatdan uzoqdagi qaytmas jarayonlar tufayli ham strukturalar paydo bo’lishini bashorat etadi. Termodinamikaning ikkinchi muqaddima­si barcha o’zida real jarayonlarning qaytmasligini aks ettirish bilan birga materiyaning taraqqiyot qonunini ham ifodalaydi. Ikkinchi muqqadimaning mana shu tarzda tushunilishi, mazkur qonun (berk sis­temalarda entropiyaning oshishi, demak, tartiblanmaganlikning oshishi haqidagi qonun) bilan tirik tabiatda, murakkablasha boruvchi va o’z-o’zini hosil qiluvchi strukturalar paydo bo’lishi va ularning rivojlanishi haqidagi Darvin ta’limoti o’rtasidagi juz’iy zidlikka barham berdi.
Ta’kidlash lozimki, bu yerda so’z tirik sistemaning ochiq emas, balki uning tashqi muhit bilan birgalikda yopiq sistema hosil qili­shi haqida, ya’ni tirik sistema murakkablik darajasining oshishi ba­robari sistema entropiyasining oshib borishi haqida boryapti.
Gnensdorf-Prigojin kriteriysiga binoan, muvozanatdan uzoqdagi ochiq sistemalarda tartiblanganlik qaytmas jarayonlar tufayli, no­chiziq sohada, sistema parametrlari ma’lum bir kritik darajadan oshganda paydo bo’ladi. Prigojin bunday tartiblangan strukturani dissipativ struktura deb atadi. Dissipativ strukturalarning fazoviy, zamonaviy va fazo-zamoniy strukturalar deb ataladigan tur­lari mavjud.