Неустойчивость

Термин «Неустойчивость» в разных разделах науки может применяться в разном значении. В отношении полевой физики понятие неустойчивости относится к характеру протекания явлений и процессов.

Так одни процессы практически не зависят от вариаций начальных условий и параметров системы, то есть являются устойчивыми. Например, незначительное изменение начального положения или скорости бильярдного шара, а также параметров, влияющих на его движение (величина силы тяжести, силы трения, сопротивления воздуха, температура окружающей среды и т.д.) приводят к столь же незначительным вариациям его траектории и конечного положения. Большинство классических процессов, происходящих с макротелами, являются устойчивыми, что делает их детерминированными и предсказуемыми.

Однако устойчивость процессов наблюдается не всегда. Чем больше связанных тел, чем сильнее связи и чем меньше каждое из них, тем чаще устойчивое поведение оказывается невозможным. Незначительные вариации одного из параметров такой сложной системы из-за многочисленных связей могут не допускать столь же малого изменения всех остальных параметров и конечного результата. Напротив, малые вариации могут приводить к заметным изменениям в системе, а подобные процессы носят название неустойчивых.

Неустойчивое поведение наиболее характерно для микромира, так как малые частицы имеют ничтожную инертность и более подвержены влиянию, нежели макротела. Более того, на малых расстояниях гораздо выше силы взаимодействия, а количество частиц, принимающих участие в процессах обычно велико. Так, например, атомное ядро представляет собой сильно связанную систему микрочастиц в очень малой области пространства. В результате независимое самостоятельное движение каждой из частиц, в результате которого плавно менялись бы параметры ядра, фактически исключено. Ядро может менять свое состояние только целиком, причем устойчивые состояния составляют не непрерывный, а дискретный спектр. При этом в зависимости от условий малые вариации внешних параметров могут привести к переходу ядра в другое устойчивое состояние или же к его разрушению.

Полевая физика рассматривает неустойчивость процессов в микромире как одну из причин квантового поведения. Подробнее об этом в статье «Квантовая механика».