Эволюция человечества. Книга 2. Эволюционный путь человечества. Через войны и кризисы к интеграции. Юрий Христофорович Григорян
участке кривой, но только до точки скачка. Дальше происходили изменения самих параметров состояния, так что качественное различие до и после перехода позволяет говорить о принципиальной несводимости двух фаз к одной системе уравнений. Новая система представляет интеграцию, свойства которой, как хорошо известно, несводимы к свойствам суммы элементов (иногда его называют свойством эмерджентности). Поэтому уравнения с параметрами порядка прежнего качества не могли вдруг переключиться на совершенно иные параметры. Количественные изменения им подвластны, но никак не качественные. Теории, как правило, находят выход в использовании столь общих свойств, которые оказались бы применимы и к элементам суммации, и к конечной системе в целом. Теорию, изучающую процесс перехода, не интересуют конкретные признаки каждой из частиц, образующих исходную систему, так же как и возникшее вследствие перехода своеобразие нового качества. Она занята количественными характеристиками только общих параметров однотипных элементов данной совокупности. Следовательно, описание начального и конечного состояния системы различаются лишь количественными характеристиками параметров, хотя бы с большим разрывом.
Физики (после Эренфеста) различают два вида фазовых переходов – первого и второго рода. При переходе первого рода теория указывает на разрыв первых производных (откуда идет его название) свободной энергии по температуре и давлению. Происходит скачок по внутренней энергии и объему, плотности, упорядоченности. Почти так же, как взаимосвязь атомов при образовании молекулы приводит к выделению энергии (обменная энергия, энергия связи, «работа выхода»). Например, при кристаллизации жидкости выделяется теплота. Чтобы лучше представить превращение, рассматривают две фазы раздельно, выявляя затем в сочетании, как реализуется то или иное качество при преобразовании. Например, начало представляют в качестве идеальной жидкости, а итог – пользуясь моделью идеального кристалла.
При фазовых переходах второго рода скачок испытывают вторые производные свободной энергии по температуре и по давлению: коэффициент теплового расширения, теплоемкость и сжимаемость, – а внутренняя энергия и объем в точке перехода не изменяются. Теплота при переходе не выделяется и не поглощается. Изменяется конфигурация взаимосвязей, их симметрия. Кристалл остается кристаллом, но его решетка, положим, тетрагональной модификации превращается в кубическую с повышением симметрии. Особенностью этого перехода является непрерывность изменения состояния тела, так что в точке перехода состояния обеих фаз совпадают, хотя симметрия меняется скачком. Это обстоятельство делает фазовый переход второго рода более удобным для формализации, чем переход первого рода, когда два различных состояния, различных качества, могут сосуществовать в точке перехода. Видимо, поэтому на них чаще всего опираются теории синергетики.
ДОСТОИНСТВО