Дисипативна структура - структурата на живите системи
Описвайки модела на живота като автопоетична мрежа, Матурана и Варела подчертават организационната близост на този модел. Когато Иля Пригожин описва структурата на живата система, той, напротив, се фокусира върху отвореността на тази структура за потока на енергия и материя. По този начин живата система е едновременно отворена и затворена - тя е структурно отворена, но организационно затворена. Поток от материя непрекъснато протича през системата, но тя поддържа стабилна форма и осигурява това автономно чрез самоорганизация.
За да подчертае това привидно парадоксално съжителство на промяната и стабилността, Пригожин въведе термина „дисипативни структури“. Вече споменах, че не всички дисипативни структури са живи системи и за да се покаже ясно съвместното съществуване на непрекъснат поток и структурна стабилност, е по-удобно да се обърнем към прости, неживи дисипативни структури. Една от най-простите конструкции от този тип е завихряне във водна струя, като джакузи в канализацията на ваната. Водата непрекъснато тече през водовъртежа, но характерната й форма, добре известни спирали и изтъняваща се фуния остават изключително стабилни (Фигура 7-4). Това е дисипативна структура.
По-внимателният поглед към източника и преминаването на такъв водовъртеж разкрива редица доста сложни явления. "Представете си баня с плитка и неподвижна вода. Когато отворът се отвори, водата започва да тече, образувайки радиален поток в посока на изтичането и ускоряването под въздействието на гравитационната сила, когато се приближава към дренажния отвор. По този начин се установява плавен, обединен поток. Гладкото състояние на потока обаче не се поддържа дълго.
Фигура: 7-4 Фуния при източване на вода в банята
Малки нередности в движението на водата, движението на въздуха над повърхността на водата и смущения в дренажната тръба ще доведат до факта, че от едната страна на канализацията ще има малко повече вода, отколкото от другата, и след това в потока се появява вихров, кръгов компонент на движението. Тъй като водните частици се движат надолу по посока на потока, техните радиални и кръгови скорости се увеличават. Те се ускоряват радиално под действието на гравитацията и скоростта на въртене се увеличава, тъй като радиусът на въртене намалява: така кънкьорът ускорява оборотите си, като притиска ръце към тялото си, докато изпълнява пируета12. В резултат на това водните частици се движат надолу по спирални пътеки, образувайки стесняваща се тръба от поточни линии, известни като фуния.
Тъй като основният поток все още е радиален и насочен към центъра, фунията непрекъснато се изстисква под напора на вода от всички страни. Това налягане намалява радиуса му и допълнително ускорява въртенето му. Използвайки езика на Пригожин, можем да кажем, че въртенето въвежда нестабилност в първоначално хомогенен поток. Силата на гравитацията, налягането на водата и непрекъснато намаляващият радиус на фунията - всичко това, взето заедно, непрекъснато ускорява вихровото движение на течността.
Това непрекъснато ускорение обаче завършва не в катастрофа, а в ново стабилно състояние. При достигане на определена скорост на въртене влизат в действие центробежни сили: те изтласкват водата от канализацията по радиуса. В резултат на това се образува вдлъбнатина върху първоначално плоската повърхност на водата над канализацията, която бързо се превръща във фуния. В крайна сметка във водовъртежа се образува миниатюрно въздушно торнадо и на водната повърхност на фунията се появяват доста сложни нелинейни структури - агнета, вълни и вихри.