Простой и впечатляющий пример возникновения упорядоченных структур – возникновение ячеек Бенара в нагреваемых жидкостях.
Французский физик Анри Бенар обнаружил, что подогрев тонкого слоя жидкости может привести к образованию упорядоченных структур: когда разница температур нижней и верхней поверхностей жидкости достигает определенного значения, возникает упорядоченная структура в виде конвективных ячеек в форме цилиндрических валов, по поверхности которых горячая жидкость поднимается вверх, а холодная опускается вниз.
Изначально неупорядоченный тепловой перенос вдруг приобретает структуру – упорядоченность. Но на этом все не заканчивается.
При изменении режима нагрева данная структура может разрушаться и на ее месте возникает новая, более сложная структура – в виде правильных шестигранных структур (похожих на медовые соты), в которых горячая жидкость поднимается по центру ячеек, а холодная опускается вдоль краев ячеек.
Таким образом оказалось, что эффект самоорганизации может возникать даже в жидкостях.
Более сложными примерами возникновения упорядоченных структур являются лазеры и реакция Белоусова – Жаботинского (известная также как «химические часы»).
Ключевой особенностью сложных диссипативных структур является то, что они, обмениваясь материей и энергией с внешней средой, могут переходить ко все более высоким степеням порядка и сложности.
Исследования показывают [Фритьоф Капра, «Паутина жизни. Новое научное понимание живых систем»], что диссипативные структуры развиваются, переходя к новым степеням порядка и сложности в результате бифуркаций – скачкообразных структурных перестроек. Диссипативные структуры способны уходить все дальше и дальше от состояния равновесия через последовательные бифуркации. Точками бифуркации при этом являются точки потери системой устойчивости, достигаемые через механизмы положительной[1] (усиливающей) обратной связи. В таких точках диссипативная структура либо разрушается, либо переходит к новым степеням порядка и сложности.
Толчками для структурных изменений в системе при этом являются акты ее взаимодействия с внешней средой. Но эти внешние воздействия лишь инициируют сам процесс перестройки, в то время как логика перестройки определяется внутренней структурой системы и историей её предыдущих изменений.