Η ανισορροπία ενός συστήματος ως ευκαιρία για εξέλιξη PDF Εκτύπωση E-mail
Επιστήμη - Επιστημονικά άρθρα
Πέμπτη, 18 Δεκέμβριος 2008 16:09

Στη φύση υπάρχουν τρία είδη ισορροπίας. Η ευσταθής ισορροπία, η ασταθής ισορροπία και η αδιάφορη. Όταν ένα σώμα ή ένα σύστημα βρίσκεται σε κατάσταση ευσταθούς ισορροπίας και το απομακρύνουμε, με κάποια επίδραση, από αυτή, τότε μετά από κάποιο μικρό χρονικό διάστημα επανέρχεται στην αρχική του θέση. Αν το σώμα ή το σύστημα βρίσκεται σε αδιάφορη ισορροπία, τότε η οποιαδήποτε επίδραση δεν του αλλάζει κατάσταση. Αν όμως ένα σώμα ή ένα σύστημα βρίσκεται σε κατάσταση ασταθούς ισορροπίας, τότε μία μικρή επίδραση κάποιας ενέργειας μπορεί να το απομακρύνει από την αρχική θέση ισορροπίας του, με απρόβλεπτες συνέπειες.

 

 

Σύμφωνα με τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής, σ’ ένα απομονωμένο σύστημα (που δεν ανταλλάσσει δηλαδή ύλη και ενέργεια με το περιβάλλον του), η συνολική εντροπία αυξάνει προοδευτικά, ενώ η ελεύθερη ενέργεια μειώνεται ώσπου το σύστημα να φτάσει στην κατάσταση ισορροπίας, οπότε η εντροπία του αποκτά την μέγιστη τιμή της. Στην κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας το σύστημα καθίσταται ομοιογενές και αδρανές. Αν μάλιστα θεωρήσουμε ολόκληρο το Σύμπαν ως ένα απομονωμένο σύστημα γιγαντιαίων διαστάσεων, τότε, σύμφωνα με τον δεύτερο θερμοδυναμικό νόμο, η προοδευτική υποβάθμιση της ενέργειας, δηλαδή η μεγιστοποίηση της εντροπίας, οδηγεί αναπόφευκτα στον «θερμικό θάνατό» του.

  

Όμως εντελώς «παράδοξη» είναι η συμπεριφορά των ανοιχτών συστημάτων. Τα συστήματα αυτά βρίσκονται, συχνά, μακριά από την κατάσταση ισορροπίας και ανταλλάσσουν αδιάκοπα ύλη και ενέργεια με το περιβάλλον τους. Δεν τείνουν προς μία κατάσταση ελάχιστης ελεύθερης ενέργειας και μέγιστης εντροπίας, αλλά αντίθετα, εκμεταλλεύονται κάποιες ενεργειακές εισροές και διακυμάνσεις, όχι μόνο για να διατηρούν τη δομική τους ευστάθεια, αλλά και για να εξελίσσονται προς νέες δυναμικές καταστάσεις.

Τα ανοιχτά θερμοδυναμικά συστήματα δεν είναι η εξαίρεση, αλλά ο κανόνας. Σε αυτά περιλαμβάνονται και οι ανθρώπινες κοινωνίες.

Μακριά από τη θερμοδυναμική ισορροπία η ύλη αποκτά νέες απρόσμενες ιδιότητες, αυτοοργανώνεται και παράγει πολύπλοκες δομές από τυχαίες διακυμάνσεις.

Οι δομές αυτές είναι καταστάσεις που αντανακλούν την αλληλεπίδρασή τους με το περιβάλλον, με το οποίο ανταλλάσσουν ενέργεια, διατηρούμενες μέσα από μία ατελείωτη δυναμική ροή.

  

Τα έμβια συστήματα είναι ανοικτά συστήματα, συμπλέγματα οργάνωσης, τα οποία  εύκολα μπορούν να βρεθούν πολύ μακριά από μία στατική ισορροπία.

'Ετσι, επιτρέπεται στις οποιεσδήποτε δομές, από ένα χημικό διάλυμα μέχρι ένα σύννεφο, έναν εγκέφαλο, έναν άνθρωπο, ένα οικονομικό σύστημα, ένα πολιτικό σύστημα, ένα σύμπαν κ.λπ., να αναδημιουργήσουν τον εαυτό τους σύμφωνα με απρόβλεπτα πρότυπα. Αυτά τα καινούργια πρότυπα συχνά προκαλούνται από μικρές μεταβολές ή διαταράξεις, οι οποίες μπορούν να οδηγήσουν το όλο σύστημα μακριά από ένα είδος συμπεριφοράς – ισορροπίας, προς ένα νέο και απρόβλεπτο.

Σε αυτά τα συστήματα, που βρίσκονται μακριά απο τη θέση ισορροπίας, η ελάχιστη αλλαγή μπορεί να "αποσταθεροποιήσει" το σύστημα, και να επιφέρει ένα αποτέλεσμα που δεν είχε προβλεφθεί από τη λογική των γραμμικών εξισώσεων.

  

Μακριά από την ισορροπία, όταν ένα σύστημα διαταραχθεί, δεν υπάρχει καμία εγγύηση ότι θα επιστρέψει και πάλι στην αρχική του κατάσταση. Αντιθέτως, το σύστημα αρχίζει να διερευνά νέες δομές, νέα είδη οργάνωσης στον χωρόχρονο.

Ένας σπουδαίος παράγοντας στην εμφάνιση νέων δομών είναι η συνεισφορά των διακυμάνσεων ή διαταράξεων, δηλαδή των ξαφνικών αλλαγών, που επιτρέπουν κάτι καινούριο να εμφανιστεί, ακόμη και εκεί όπου η ύπαρξη της εντροπίας θα το απέκλειε.

  

Μία και μόνο διακύμανση προστιθέμενη σε άλλες θα μπορούσε να γίνει αρκετά ισχυρή, ώστε να επανοργανώσει το όλο σύστημα σε ένα νέο πρότυπο. Στην περίπτωση αυτή διακλαδίζεται το σύστημα και καταρρέει η ντετερμινιστική περιγραφή. Το σύστημα ακολουθεί μία από τις πολλές πιθανές διακλαδώσεις του δρόμου, τον οποίο ακολουθούσε μέχρι τώρα.

Όταν η μεταβολή προχωρεί κι άλλο, το σύστημα περνά μέσα από αστάθειες όπου έρχεται αντιμέτωπο με επιλογές, οι περισσότερες των οποίων οδηγούν σε χάος και κάποιες σε τάξη. Όσες οδηγούν σε τάξη γίνονται ευσταθείς πραγματοποιώντας σύζευξη επαναλήψεων και δημιουργώντας ένα συνδεόμενο δίκτυο ανάδρασης.

  

Η διακλάδωση σε ένα σύστημα είναι μια στιγμή ζωτικής σημασίας. Μία μικρή ενέργεια διογκώνεται τόσο πολύ, με την επανάληψη, ώστε δημιουργείται μια διχάλα -και το σύστημα παίρνει νέα κατεύθυνση. Με το πέρασμα του χρόνου, ο χείμαρρος των σημείων διακλάδωσης κάνει το σύστημα, είτε να κατακερματιστεί καταλήγοντας στο χάος, είτε να σταθεροποιήσει μια νέα συμπεριφορά μέσω σειράς βρόχων ανάδρασης.

  

Εφόσον σταθεροποιηθεί από την ανάδρασή του ένα σύστημα, που έχει περάσει μέσα από μία διακλάδωση, μπορεί να αντισταθεί σε άλλες μεταβολές γιά πάρα πολλά χρόνια, ώσπου κάποια κρίσιμη νέα διαταραχή να ενισχύσει την ανάδραση και να δημιουργήσει μία νέα διακλάδωση.

  

Η εσωτερική ανάδραση μερικών επιλογών είναι τόσο σύνθετη, ώστε υπάρχει ουσιαστικά άπειρο πλήθος βαθμών ελευθερίας. Με άλλα λόγια, η τάξη της επιλογής είναι τόσο υψηλή, ώστε πρόκειται για χάος. Άλλα σημεία διακλάδωσης προσφέρουν επιλογές όπου η ανάδραση σύζευξης παράγει λιγότερους βαθμούς ελευθερίας. Αυτές οι επιλογές μπορεί να κάνουν το σύστημα να φαίνεται απλό και κανονικό.

Αυτό είναι απατηλό!

  

Τα σημεία διακλάδωσης είναι ορόσημα στην εξέλιξη του συστήματος και αποκρυσταλλώνουν την ιστορία του. Η ιστορική καταγραφή των ανθρώπινων διακλαδώσεων βρίσκεται χαραγμένη στα ανθρώπινα έμβρυα. Αποτυπωμένα σε όλες τις μορφές και διαδικασίες που μας κάνουν μοναδικούς, στις χημικές αντιδράσεις των κυττάρων μας και τη μορφή των νευρικών μας δικτύων, βρίσκονται χιλιάδες σημεία διακλάδωσης, που συνθέτουν μια ζωντανή εξιστόρηση των επιλογών μέσω των οποίων εξελιχτήκαμε, ως σύστημα, από το αρχικό απλό κύτταρο στη σημερινή μας μορφή.

Σε κάθε σημείο διακλάδωσης κατά το παρελθόν του συστήματός μας, είχαμε μία πορεία στην οποία υπήρχαν πολλά πιθανά μέλλοντα.
Με την επανάληψη και την ενίσχυση του συστήματος, επιλεγόταν το ένα μέλλον και οι άλλες δυνατότητες εξαφανίζονταν για πάντα.

'Ετσι η δυναμική των διακλαδώσεων αποκαλύπτει ότι ο χρόνος είναι μη αντιστρεπτός, αλλά ότι μπορεί να πραγματοποιεί ανακεφαλαιώσεις. Αν και η αιτιότητα λειτουργεί κάθε στιγμή, η διακλάδωση συμβαίνει απρόβλεπτα.

Αυτό το μείγμα αναγκαιότητας και τύχης συνθέτει την ιστορία του συστήματος. Συνθέτει επίσης τη δημιουργικότητα του συστήματος. Η ικανότητα ενός συστήματος να ενισχύει μία μικρή μεταβολή αποτελεί δημιουργικό μοχλό.
Μία μόνη μέλισσα, εισερχόμενη σε μία κυψέλη με χιλιάδες αλληλεπιδρώσες μέλισσες, μπορεί να σύρει όλη την κυψέλη στον αέρα, κάνοντας μικρές κινήσεις που δείχνουν την τοποθεσία λουλουδιών πλούσιων σε γύρη.

  


Τα συστήματα είναι επίσης πολύ ευαίσθητα κοντά σε εκείνα τα μέρη που αποτελούν την αποκρυσταλλωμένη «μνήμη» διακλαδώσεων του παρελθόντος. Τα έθνη εξελίχθηκαν κυρίως μέσω διακλαδώσεων που περιλάμβαναν έντονες συγκρούσεις. Επομένως, είναι πολύ ευαίσθητα σε ορισμένα είδη πληροφοριών, που αναπαράγουν εκείνες τις διακλαδώσεις. Ένας μόνο τίτλος εφημερίδας μπορεί να κινητοποιήσει γιά πόλεμο ολόκληρο έθνος.

   

Κάθε "διαδρομή" αποτελείται από ενδιάμεσες καταστάσεις ανισορροπίας. Γι’ αυτό εκτός από την τελική, ας μην αναζητάμε ισορροπίες σε μια διαδικασία αλλαγής της ζωής μας. Όσο αργά και αν γίνουν τα βήματα πάντα θα έχουν την "βία" της χρονικής στιγμής μέχρι την μακαριότητα της χρονικής διάρκειας.

Ίσως από αυτή τη σκοπιά σήμερα είναι μία ευκαιρία γιά μία νέα περίοδο επανορθώσεων.

Ίσως η σημερινή “κρίση” του συστήματος, η οποία είναι δυσάρεστη στον άνθρωπο, να είναι ταυτόχρονα και μία ευκαιρία να μάθει πολλά πράγματα του σύμπαντος του κόσμου μας, στο οποίο βρισκόμαστε αυτή τη στιγμή, μέσα από τετελεσμένα γεγονότα. Χρειάζεται όμως μία διαφορετική “λογική”, από την κοινή λογική του συστήματος.

Το σύστημα έτσι κι αλλιώς θα υποστεί τις διακλαδώσεις του!

                                                                                  Σταμάτης   Τσαχάλης

                                                                                  Αυτή η διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου προστατεύεται από κακόβουλη χρήση. Χρειάζεται να ενεργοποιήσετε την Javascript για να τη δείτε.