Самоорганизация в неравновесных системах

Автор(ы):Николис Г., Пригожин И.
06.10.2007
Год изд.:1979
Описание: Один из авторов книги - И. Пригожин - хорошо известен читателям по работам в области термодинамики необратимых процессов и статистической физики. Данная книга посвящена одной из основных проблем современного естествознания - возникновению упорядоченности в открытых системах, далеких от равновесия. Подробно рассмотрены периодические процессы в химически активных средах, предбиологическая эволюция, различные уровни регуляции в биологических системах.
Оглавление:
Самоорганизация в неравновесных системах — обложка книги.
Предисловие редактора перевода [5]
Список основных обозначений [8]
Общее введение [9]
ЧАСТЬ I. ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ
  Глава 1. Введение [27]
    1.1. Общие замечания [27]
    1.2. Открытые системы [33]
  Глава 2. Уравнения, основанные на законах сохранения [36]
    2.1. Открытые системы в условиях механического равновесия [36]
    2.2. Уравнения баланса массы [37]
  Глава 3. Термодинамика линейных необратимых процессов [41]
    3.1. Формулы Гиббса н производство энтропии [41]
    3.2. Феноменологические соотношения в области линейности необратимых процессов [46]
    3.3. Свойства симметрии феноменологических коэффициентов [49]
      Пространственные типы симметрии [50]
      Временная симметрия: соотношения взаимности Онзагера [50]
    3.4. Стационарные неравновесные состояния [51]
    3.5. Теорема о минимальном производстве энтропии [52]
    3.6. Невозможность упорядоченного поведения в области линейности необратимых процессов [55]
    3.7. Диффузия [57]
  Глава 4. Нелинейная термодинамика [60]
    4.1. Введение [60]
    4.2. Общий критерий эволюции [61]
    4.3. Критерий эволюции и кинетический потенциал [62]
    4.4. Устойчивость неравновесных состояний. Диссинативные структуры [66]
ЧАСТЬ II. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ САМООРГАНИЗАЦИИ. ДЕТЕРМИНИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
  Глава 5. Сисемы с химическими реакциями и диффузией. УСТОЙЧИВОСТЬ [73]
    5.1. Постановка проблемы [73]
    5.2. УСТОЙЧИВОСТЬ по Ляпунову [75]
    5.3. Орбитальная устойчивость [77]
    5.4. Структурная устойчивость [78]
  Глава 6 Математический аппарат [80]
    6.1. Введение [80]
    6.2. Теория бифуркаций [80]
    6.3. Теория устойчивости [81]
      «Принцип» устойчивости линеаризованной системы [81]
      Второй метод Ляпунова [83]
    6.4. Теория катастроф [84]
    6.5. Однородные системы с двумя переменными [86]
      Общие положения [86]
      Характеристическое уравнение [87]
      Классификация особых точек; простые особые точки [89]
      Множественные особые точки [93]
    6.6. Ветвления, бифуркации и предельные циклы [94]
  Глава 7. Простые автокаталитические модели [100]
    7.1. Случай двух промежуточных продуктов [100]
    7.2. Тримолекулярная модель («брюсселягор») [102]
    7.3. Безразмерные переменные, стационарные состояния и граничные условия [104]
    7.4. Линейный анализ устойчивости [105]
      Собственные значения [108]
      Собственные векторы оператора L [112]
      Сопряженный оператор [114]
    7.5. Общая схема бифуркации стационарных диссипативных структур [115]
    7.6. Бифуркация при фиксированных граничных условиях [118]
      Случай четного m(?) [118]
      Случай нечетного m(?) [121]
    7.7. Бифуркация в отсутствие потоков на границах [122]
    7.8. Качественнее свойства диссилагивных структур в окрестности первой бифуркаций [124]
      Потеря симметрии и критическое поведение [124]
      Ангглигуды и средние значения [127]
      Зависимость от длины [128]
    7.9. Последовательные неустойчивости и вторичные бифуркации [130]
    7.10. Сравнение с результатами числеггного моделирования [134]
      Общие свойства [134]
      Вырождение и пространственная симметрия [136]
      Множественность решений [138]
      Периодические граничные условия [140]
    7.11. Локализованные стационарные диссппатизпые структуры [141]
      Введение [141]
      Аналитическое построение локализованных диссипативных структур [143]
      Сравнение с результатами численных расчетов [146]
    7.12. Бифуркация периодических во времени диссипативных структур [150]
      Условия Дирихле [152]
      Условия отсутствия потоков на границах [156]
    7.13. Качественные свойства периодических во времени диссипативных структур [157]
      Синхронизация, обусловленная диффузионным сопряжением [157]
      Существование скорости распространения [158]
      Последовательные неустойчивости [161]
      Сравнение с результатами численных расчетов [161]
      Критический размер диффузионной области [163]
    7.14. Распространяющиеся волны в случае периодической геометрии [164]
    7.15. Брюсселятор как замкнутая система [167]
    7.16. Заключительные замечания [169]
  Глава 8. Диссипативные структуры и явления самоорганизации [171]
    8.1. Введение [171]
    8.2. Консервативные колебания [171]
    8.3. Простые модели, приводящие к предельным циклам [176]
      Активация продуктом реакции [176]
      Ингибированис конечным продуктом реакции [177]
      Ингибирование конечным продуктом и (или) субстратом [177]
      Температурные колебания [178]
    8.4. Множественные стационарные состояния и переходы по закону «все или ничего» [180]
      Замечания общего характера [180]
      Простая автокаталитическая модель [181]
      Термодинамическая интерпретация [185]
      Переходы по закону «все или ничего» и теория катастроф [186]
    8.5. Двумерные задачи [189]
      Линейный анализ устойчивости [190]
      Результаты численных расчетов стационарных решений [192]
      Периодические во времени и волнообразные решения [197]
    8.6. Системы, содержащие более двух химических переменных [204]
    8.7. Сопряженные осцилляторы [207]
    8.8. Гетерогенный катализ и локализованные переходы [210]
    8.9. Системы, включающие фотохимические стадии [212]
    8.10. Дополнительные методы анализа диффузионно кинетических уравнении [215]
      Асимптотические свойства нелинейных осцилляторов [216]
      Сингулярное возмущение и формисование поверхностей разрыва [219]
      Комбинаторные и топологические методы [224]
    8.11. Термодинамическое описание дисспативных структур [225]
      Энтропия и производство энтропии при наличии пространственной диссипативной структуры [226]
      Системы с поддерживаемой пространственной однородностью [229]
      Системы, характеризуемые двумя временными масштабами [233]
ЧАСТЬ III. СТОХАСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
  Глава 9. Замечания общего характера [235]
    9.1. Введение [235]
    9.2. Особенности стохастического описании [236]
    9.3. Марковские процессы [241]
    9.4. Предельный случай равновесия [246]
    9.5. Флуктуация в неравновесных системах. Исторический обзор [250]
  Глава 10 Описание флуктуации в терминах процессов рождения — гибели [252]
    10.1. Фундаментальное уравнение для процессов рождения — гибели [252]
    10.2. Ограничения в формализме процессов рождения — гибели [254]
    10.3. Методы анализа фундаментального уравнения для процессов рождения — гибели [256]
      Уравнение Фоккера — Шанка [256]
      Уравнение типа уравнения Гамильтона — Якоби [261]
      Метод производящей функции я кумуляптное разложение [263]
    10.4. Уравнения моментов [265]
    10.5. Простые примеры [270]
      Мономолекулярные реакции [270]
      Нелинейная модель [274]
    10.6. Системы с двумя случайными переменными: модель Лотка — Вольтерра [277]
    10.7. Заключительные замечания [284]
  Глава 11. Использование фазового пространства и многомерного фундаментального уравнения при наличии диффузии [286]
    11.1. Необходимость локального описания флуктуации [286]
    11.2. Описание флуктуации в формализме фазового пространства [287]
    11.3. Простая модель [289]
      Случай преобладания неупругих столкновений [290]
      Случай, когда yпругие столкновения играют важную роль [290]
      Случай преобладания упругих столкновении [292]
    11.4. Приближенное решение фундаментального уравнения [294]
    11.5. Изучение флуктуации методом молекулярной динамики [296]
    11.6. Обсуждение [297]
    11.7. Сведение к многомерному фундаментольному уравнению в пространстве концентраций [299]
      Потоковые члены [300]
      Члены, описывающие химические реакции [302]
    11.8. Многомерное фундаментальное уравнение для модельной системы [303]
      Предельный случаи однородных систем [304]
      Влияние диффузии на фундаментальное уравнение [306]
      Вклад потоковых членов в средине значения [307]
      Вклад потоковых членов в дисперсии [308]
      Уравнения для дисперсий [309]
    11.9. Пространственные корреляции в тримолекулярной модели [310]
    11.10. Критическое поведение [316]
    11.11. Заключительные замечания [322]
  Глава 12. Описание флуктуации в приближении «среднего поля». Нелинейное фундаментальное уравнение [326]
    12.1. Введение [326]
    12.2. Вывод нелинейного фундаментального уравнения [327]
    12.3. Свойства нелинейного фундаментального уравнения и уравнения моментов [330]
    12.4. Возникновение предельного цикла [332]
    12.5. Возникновение пространственной диссипативной структуры [337]
    12.6. Переходы между множественными стационарными состояниями и метастабильность [340]
    12.7. Асимптотические решении фундаментального нелиненного уравнения [344]
    12.8. Заключительные замечания [348]
ЧАСТЬ IV МЕХАНИЗМЫ КОНТРОЛЯ В ХИМИЧЕСКИХ И БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
  Глава 13. Самоорганизация в химических реакциях [350]
    13.1. Введение [350]
    13.2. Данные эксперементального исследования реакции Белоусова—Жаботинского [350]
      Пространственно-однородная смесь [350]
      Пространственно-неоднородная одномерная смесь [351]
      Пространственно-неоднородные двумерные и трехмерные смеси [353]
    13.3. Механизм реакции [354]
    13.4. Орсгонатор [356]
    13.5. Колебательный режим [358]
    13.6. Пространственные структуры [362]
    13.7. Реакция Бриггса—Раушра [363]
  Глава 14. Регуляторные процессы на субклеточном уровне [365]
    14.1. Метаболические колебания [365]
    14.2. Гликолитический цикл [365]
      Характеристики колебаний [367]
      Роль фосфофруктокиназы (ФФК) [368]
    14.3. Аллостерическая модель гликолитических колебаний [369]
      Введение [369]
      Кинетические уравнения [373]
      Стационарные состояния и анализ устойчивости [376]
    14.4. Колебания в режиме предельного цикла [380]
    14.5. Влияние внешних возмущений на колебания в режиме предельного цикла [381]
    14.6. Типы пространственно-временной организации в модели аллостерического фермента [386]
    14.7. Периодический синтез цАМФ [390]
    14.8. Реакции с участием мембранных ферментов [393]
      Влияние мембранной структуры на поведение фермента [394]
      Влияние локального распределения концентраций реагентов на поведение фермента [394]
    14.9. Физиологическое значение метаболических колебаний [396]
      Колебании аденилового энергетического заряда [397]
      Клеточная агрегация и формирование структуры [398]
      Циркадные ритмы [398]
  Глава 15. Регуляторные процессы на клеточном уровне [400]
    15.1. Введение [400]
    15.2. Lac-оперон [401]
    15.3. Математическая модель индукции (?)-галактозидазы [402]
    15.4. Переходы по закону «все или ничего» [405]
    15.5. Незатухающие колебания и пороговые явления при наличии репрессии катаболизма [408]
    15.6. Регуляция клеточного деления [415]
      Эксперименты по слиянию клеток [416]
      Эксперименты с применением теплового шока [417]
    15.7. Количественная модель [418]
  Глава 16. Клеточная дифференцировка и формирование структур [423]
    16.1. Вводные замечания [423]
    16.2. Позиционная информация [424]
    16.3. Механизмы позиционной информации [427]
      Активный транспорт [428]
      Межклеточные контакты [428]
      Роль колебаний [428]
      Сортировка клеток [429]
    16.4. Диссипативные структуры и возникновение полярности [430]
    16.5. Количественная модель [431]
    16.6. Позиционная дифференцировка [436]
    16.7. Приложения [440]
ЧАСТЬ V. ЭВОЛЮЦИЯ И ДИНАМИКА ПОПУЛЯЦИЙ
  Глава 17. Термодинамика эволюции [442]
    17.1.Понятие о конкуренции [442]
    17.2. Общее изложение предбиологической эволюции [443]
    17.3. Образование пребиотических полимеров [444]
    17.4. Конкуренция между биополимерами и гиперциклы  [448]
    17.5. Эволюция с точки зрения теории устойчивости [452]
    17.6. Механизм обратной связи в эволюции [455]
    17.7. Диссипация энергии в простых реакциях [456]
      Простые линейные схемы [456]
      Простые каталитические схемы [459]
    17.8. Биохимический пример [460]
  Глава 18. Экосистемы [462]
    18.1. Введение [462]
    18.2. Основные уравнения [463]
    18.3. Упорядоченное поведение на примере организации в колониях Jобщественных насекомых [466]
    18.4. Эволюция экосистем [469]
    18.5. «Разделение труда» как следствие структурных неустойчивостей и возрастания сложности [473]
    18.6. Устойчивость и сложность [476]
Перспективы развития теории у заключительные замечания [479]
    1. Введение [479]
    2. Флуктуации в химии [479]
    3. Нейронные и иммунные системы [481]
      Деятельность центральной нервной системы [482]
      Иммунный ответ [483]
    4. Иммунный противоопухолевый надзор [484]
    5. Социальные системы и гносеологические аспекты [488]
Список литературы [491]
Приложение [501]
Предметный указатель [503]
Формат: djvu
Размер:9143702 байт
Язык:RUS
Рейтинг: 439 Рейтинг
Открыть: