Стабилност

Зошто некој поедини однесувања или структури постојат? Дали поради тоа што се стабилни? Но, како гледаме дека тие се стабилни? Кружното и неуверливо објаснување би било: Поради тоа што постојат. Меѓутоа, одговорот кој ни помага да разбереме е: Поради тоа што однесувањето или структурата се опоравува брзо по малата пертурбација (побуда). Од тука однесувањето/структурата постои поради тоа што е нечувствителна (робусна) на пертурбации кои доаѓаат или однадвор или внатре од системот. Стабилноста е неопходна и доволна причина за опстанокот на однесувањето/структурата на било кој систем. Системите мора да се нечувствителни на пертурбации за да опстанат. Бидејки состојбата на системот се претставува со променливите на состојбата, нивната стабилност/нестабилност го одредува постоењето или непостоењето на однесувањето/структурната на системот. Контекстот го води системот кон помала или поголема стабилност, т.е. кон неговата поголема или помала чувствителност на пертурбациите.

Всушност, постојат безброј влијанија (пертурбации, побуди) на кои се подложни сите системи. Тие сите пертурбираат до одреден степен. Структурата на клетките на нашата кожа, на пример, во секој момент e пертурбиранa од безброј ниско енергетски (најчесто микробранови, видлива светлина и меки ултравиолетови) зрачења. Природно следи прашањето: Зошто однесувањето и структурата на системите не се распаѓаат под дејство на пертурбациите? Зошто тие не го уништуваат? Мора да постои некакво заемодејство (интеракција) помеѓу компонентите кои го формираат однесувањето кое е посилно од пертурбациите кој се обидуваат да го променат. На пример, доколку врската формирајќи ја нашата клеточна структура беше доволно слаба (чувствителна на светлински пертурбации) ние немаше да постоиме. Иако површината на земјата трепери (флуктуира) многу слабо и континуирано, градбите изградени од човекот се стабилни. Само големи флуктуации/пертурбации (пр. земјотреси или експлозии) се оние кој се способни да ја ослабат врската помеѓу компонентите кој ги стабилизираат овие градби. Натпреварувањето на врските кој формираат сврзаност и пертурбациите постои во секој систем што го гледаме. Тие се важен дел од контекстот кој ја генерира стабилноста или нестабилноста на системот. Всушност, доколку сврзаноста помеѓу компонентите на системот е поголема од внатрешната или надворешната пертурбација,односно  силите кој се обидуваат да ги развојат, системот е стабилен и обратно.

Нестабилност

Истата логика е применлива за прашањето: Зошто некои однесувања/структури не постојат? Зошто некои работи се невозможни? Одговорот следи брзо: Заради тоа што таквите работи (структури или однесувања) не се стабилни под дејство на пертурбациите кој доаѓаат одвнатре или однадвор на системот под дадениот контекст. Било какви предходно зададени однесувања/структури брзо би се распаднале под надворешна или внатрешна пертурбација доколку тие се доволно силни или доколку контекстот е таков што го дестабилизира таквото зададено однесување/структура. На пример, под пертурбации со значително висока енергија (пример гама) светлосни зрачења или високо-температурни пертурбации нашите клеточни структури и функции веднаш се распаѓаат. Ниту еден систем не е безчуствителен на сите типови и големина на пертурбации. Контекстот го води системот кон помала или поголема стабилност, т.е. кон неговата поголема или помала чувствителност на пертурбациите.

Природата создава и уништува преку нестабилноста и одржува преку стабилноста. Ова е суштината на индиското божество Шива, создавачот и уништувачот. Природата е суштински метастабилна.

Некои примери за суштинската улога на пертурбациите во поттикнувањето на нестабилноста која произведува динамички структури се Rayleigh-Taylor нестабилноста, Plateau-Rayleigh нестабилноста, Kelvin-Helmholtz нестабилноста, премин од течна во тврда агрегатна состојба на супер оладени течности итн.

Мултистабилност

Што се случува кога системот ја губи неговата стабилност? Тој може да се распадне до неструктурирана стабилна состојба или да се промени во други стабилни, поподредени, однесувања или структури. Ова својство на системот да биде во можност да има повеќе од една стабилна состојба се нарекува мултистабилност.

Метастабилност (премини на состојби)

Предуслов за метастабилност е мултистабилност. Системот мора да биде во можност да биде организиран во барем две стабилни состојби. Метастабилноста е тесно поврзана со временските скали на промени во системот. За разлика од фазните премини, каде што за да настане квалитативна промена на состојбата беше потребна спора промена на контекстот, метастабилноста овозможува да постојат квалитативни промени на состојбата за ист контекст. За истиот контекст системот може да остане долго време во една состојба за потоа брзо да премине во друга релативно краткотрајна состојба и да продолжи да го манифестира тоа однесување.  Доколку го надбљудуваме таквиот систем во краток временски период може да донесеме погрешен заклучок дека одредена состојба е единствената стабилна состојба. Но доколку чекаме доволно долго ќе бидеме сведоци на брза промена (скок) во друга релативно краткотрајна состојба. Овие премини може да се јават како резултат на надворешна пертурбација или внатрешни флуктуации кои постојано влијаат на организираното однесување на системот. Ваквите премини исто така може да имаат чисто динамичко потекло.

Системот обично се карактеризира со најмалку две карактеристични временски скали: едната која е карактеристична за краткотрајни стабилни состојби и една карактеристична за еволуцијата помеѓу многуте такви краткотрајни состојби. На пример, за ист надворешен контекст нашите мисли или внимание може да бидат фокусирани на одредена тема кратко време, но потоа да премине на друга тема, па на друга,итн. Нашите целенасочени акции постојано преминуваат од една во друга. Метастабилноста на нашиот нервно-мускулно-скелетален систем овозможува флексибилност во однесувањето. Кај некои луѓе социо/психолошките пертурбации може да предизвикаат дури и премин помеѓу повеќе личности. Дури и нашиот универзум со сите свои природни закони можеби е краткотрајна метастабилна состојба во однос на долговременските скали на космичката еволуција.

Роберт Христовски 22.02.2016

Превел: Марко Стевановски