Юный техник 1985-01, страница 29

ков. Неизвестная функция в уравнении — это профиль температуры плазменного шнура в каждый момент времени. Каким он будет?

Кажется очевидным, что за счет диффузии шнур должен равномерно прогреваться, то есть со временем кривая графика превратится в прямую. В действительности же при интенсивном нагреве тепло... локализуется на ограниченном участке шнура, и температура этого участка очень быстро растет. Профиль кривой на этом участке растягивается, но форму свою не меняет. Устойчивость профиля как раз и говорит, что мы имеем дело с самоорганизовавшейся упорядоченной структурой. Возникает она из-за согласованного действия процессов нагрева и диффузии. Все зависит от соотношения их интенсивности. Преобладает диффузия — прогревается весь шнур. Интенсивнее нагрев — возникают структуры. При этом есть лишь два основных вида структур: одна — «игольчатая», похожая на Останкинскую телебашню, другая — на спину двугорбого верблюда... А все другие возможные структуры — это комбинации основных.

Итак, сложный процесс хаотического теплового движения частиц плазмы описан довольно простым уравнением с несколькими коэффициентами, а структура — кривой определенной формы. В результате мы знаем многое о мире тепловых структур. Вроде бы частность. Но посмотрите, со сколькими процессами имеет этот «мир» глубокое родство, процессами, совершенно не

схожими с нагревом плазмы.

В поле нашего зрения знакомые из школьной зоологии гидры — маленькие, в несколько миллиметров, кишечнополостные водные животные. Если удалить у гидры часть головы и пересадить на другое место на теле, происходит следующее: когда расстояние между пересаженной частью и прежним местом расположения головы достаточно велико, из этой части вырастает новая голова, когда оно сравнительно мало — рост новой головы почему-то подавляется.

Механизм этого явления очень сложен и далеко не ясен. Почему, например новые клетки формируют именно голову и как эти клетки приобретают узкую специализацию стрекательных, нервных, кожно-мус-кульных? Пока это загадка. Но процесс возникновения структуры — новой головы — можно описать на языке математики. Исходные данные для этого дает экспериментальное исследование биохимиков, открывших, что управляют появлением новой головы особые, вырабатываемые клетками гидры вещества — активатор и ингибитор. Активатор заставляет клетки усиленно размножаться. С другой стороны, тот же активатор вызывает производство... ингибитора, который подавляет рост клеток и разрушает активатор. Порочный круг? Какой процесс возобладает? Все, оказывается, будет зависеть от профилей концентрации этих веществ вдоль тела гидры. Профилей, которые входят неизвестными в систему двух балансовых уравнений типа уже знакомого нам уравнения теп-

27