Student World

pravidelné páteční „přetištění“ staršího článku

V jednoduché reakci typu A + B -> C dojde poměrně rychle k ustanovení chemické rovnováhy a nic zvláštního se neděje. Mnohem zajímavější jsou však systémy, vykazující nějakou míru zpětné vazby. Produkt reakce může buď (přímo či nepřímo) autokatalyzovat vlastní syntézu (asi nejznámějším dokladem této autokatalýzy jsou nukleové kyseliny), nebo naopak zpětnovazebně působit směrem k dosažení rovnováhy. Z našeho hlediska je samozřejmě důležitější autokatalýza, která tak de facto vytváří systém s kladnou zpětnou vazbou.

Nicméně interakce v systému mohou být ještě složitější a výsledkem pak je různá stabilita vzhledem k různým typům oscilací. Příslušné modely-typy reaktorů se obvykle nazývají podle místa, kde byly zkoumány – zřejmě nejznámějším „zařízením“ tohoto druhu je tzv. bruselátor. Jedná se, podobně jako u Žabotinského reakce, o chemické hodiny, kdy systém v pravidelných intervalech podléhá barevným oscilacím. Ty odpovídají různé koncentraci jednotlivých reaktantů v systému – na barevných změnách se podílí přibližně 30 meziproduktů současně probíhajících reakcí.

Bruselátor je oproti běžné představě chemické rovnováhy stav poměrně překvapivý. V „obyčejných“ systémech by došlo k ustavení rovnováhy, která by byla sice dynamického typu, ale koncentrace látek na jednotlivých místech systému by již byly „statisticky stejné“, protože rychlosti vzniku i rozpadu určité látky by se vyrovnávaly.

V případě bruselátoru se navíc těžko ubránit metafoře o existujícím dorozumívání. Molekuly spolu „komunikují“ a přinejmenším navenek se systém chová jako uspořádaný celek. Na mnohem složitější úrovni pak fungují cyklické procesy v živých organismech. Základní biochemické cykly, např. tzv. glykolýza, neprobíhají kontinuálně, ale fungují spíše v podobě složitých kmitů – koncentrace jednotlivých látek opět procházejí pravidelnými změnami.

Složitost popisu budoucího chování takových systémů je zvyšována i skutečností, že v řadě případů existuje pro určité vnější podmínky (teplota apod.) více stavů, které se nijak neliší svojí stabilitou. Mezi těmito „přípustnými možnostmi“ pak leží území nestability. Sled realizovaných přípustných stavů pak začíná vytvářet historii systému, který se, opět podobně jako živý organismus, chová, jako by byl vybaven pamětí…

Zdroj: Ilya Prigogine, Isabele Stengersová: Řád z chaosu, Mladá fronta, Praha, 2001

autor Pavel Houser