Т. И. Есполов ҚР ҰҒА академигі, профессор

122 
 
олардың  ішіндегі  23,7  млн  тоннасы  қолданылды,  1,6  млн  тоннасы 
залалсызданды, ал 104,7 млн тоннасы «жинақтауыштарға» кетті. 
Осыған  орай,  Қазақстанда  жаңа  бесінші  өндіріс  саласын  –  «қоршаған 
ортаны  қорғау  және  табиғи  ресурстардың  ұдайы  толықтырылуын» 
қалыптастыру қажеттілігі пісіп жетілді.  
 
Физикалық химия саласындағы зерттеулер 
Термодинамикалық тепетеңдіктен алшақ жатқан ашық жүйе дамуының 
соңғы  нәтижесіне  дәстүрлі  классикалық  термодинамикада  сипатталмаған 
ерекше  текті  диссипативті  құрылымның  қалыптасуы  жатуы  мүмкін. 
Мейлінше  жоғары  ұйымдастырылмаған  диссипативтік  құрылым  нысаны 
ретінде тірі ағзалар қарастырылмауы мүмкін. Нобель сыйлығының лауреаты 
И.Р. Пригожин  (Бельгия)  жылауы  (саңырауқұлақ)  Distyostelium  discoideum 
(6.4-сурет)  [77]  тіршілігі  циклі  негізінде  диссипативтік  құрылымның  пайда 
болуын  төмендегідей  түсіндіреді:  бір  жасушалы  кезең  барысында  (а) 
оқшауланған миксамебалар болады. Олар тағамды жұтатын қоршаған ортада 
қозғалады, жасушалық бөлініс арқылы көбейеді. Миксамебалар ашырқанды 
(тамақ  аз)  деп  болжайық.  Саңырауқұлақтың  жеке  жасушалары  аштықтан 
өлмейді,  орталық  қызметін  атқаратын  (б)  кейбір  негізді  итермелей  отырып 
әсерлеседі.  Кейбір  жасушалар  сыртқы  ортаға  циклдік  аденозинмонофосфат 
(цАМФ) синтездеп әрі бөле отырып белгі бере бастайды. цАМФ синтезі мен 
бөлінісі  кезеңмен  болады  және  жасушадан  тыс  ортаға  диффундирленеді 
және көршілес жасушалар бетіне қол жеткізеді. Осыдан кейін екі түрлі оқиға 
орын  алады:  бір  жағынан,  көршілес  жасушалар  цАМФ-тың  мейлінше 
жоғары концентрациясы саласына қарай хемотаксис деп аталатын бағдарлы 
орын  алмасады,  екінші  жағынан  агрегация  үрдісі  белгіні  күшейтіп  және 
қоршаған ортаға жеткізу сияқты жасуша қабілетімен жылдамдайды.  
Бұл  кең  аумақты  бақылайтын  шамамен  10
5
  жасушадан  тұратын  көп 
жасушалы  дене  (псевдоплазмодия)  қалыптастырып,  популяцияға  жол 
ашады.  Соңында  псевдоплазмодия  көп  жасушалы  денеге  (сорокарпқа) 
жетіледі  (2),  дифференцировка  нәтижесінде  екі  түрлі  жасушалар  пайда 
болады: бірі орталық аяқша түзсе, екіншілері – тозаңды жемісті дене түзеді. 
Тозаң  қоршаған  ортаға  тарап  (д),  оңтайлы  жағдайда  қайтадан  миксамебада 
дамиды: саңырауқұлақтың тіршілік циклі қайталанады. 
Диссипативті құрылымның түзілуі (осциляциялық реакциялар) химияда 
да көп мәрте байқалды, әсіресе, изотермиялық осцилляция ретінде катализде 
катализдік  реакция  жылдамдығында  және  химиялық  толқын,  Бенар 
торшалары, вакансионды үлбір торшасы және т.б. пайда болды. 
Әл-Фараби  атындағы  ҚҰУ  ғалымдарымен  [78]  катализатордың 
стационар  қабатында  олефин  мен  сутекті  ала  отырып  қалпына  келтіруші 
ортада  жеңіл  алкандардың  дигидридті  қоспасы  барысында  олефиндердің 
біртекті  жағдайда  шығуы  2%  аспайтынын  дәлелдеді.  Диссипативтік 
құрылым 
жасайтын 
катализатор 
бетіне 
тепе-теңдік 
пен 
стационарлықсыздықты  қалыптастырғанда  ғана  –  адсорбцияланғандар, 

123 
 
уақытша  адсорбцияланған,  гетероатомды  байланыс,  уақытша  құрылым, 
температура  градиентімен  байланысқан  және  «тригерр»  текті  құрылым 
реттелгенде олефин мен сутектің шығуын 18% дейін  жоғарылатты. Жүйеде 
су болғанда катализатор бетінде кеңістікті реттелген адсорбциялық құрылым 
түзіледі,  ол  жүйеде  тепе-теңсіздікке  қол  жеткіздіртеді  және  1  текті 
диссипативті  құрылым  (біртекті  адсорбцияланған  диссипативті  құрылым) 
түзіледі.  Бұл  Ме/  -Аl
2
O
3 
и  Ме/Кл  сериялы  зерттелген  катализатордың 
барлығында дегидридтелу жағдайында байқалады. 
 
 
6.4-сурет. Жылауықтың тіршілік циклі 
 
Синергетика  –  материя  мен  оның  қозғалысының  өздiгiнен  ұйымдасу 
теориясы,  бұл  теория  арқылы  сызықтық  емес  ашық  жүйелердің  әмбебап 
заңдылығы  анықталған.  Энтропия  ұғымы  ашық  жүйелер  теориясының  аса 
маңызды  сипаттамасы  болып  табылады  және  1)  статистикалық  сипаттау 
кезінде  анықталмағандық  өлшемі,  2)  ашық  жүйелердің  тепе-тең  емес  жай-
күйлерінің  салыстырмалы  реттелгендік  өлшемі,  3)  эволюция  теориясында 
әркелкілік  өлшемі  қызметін  атқарады.  Ашық  жүйелердің  мысалы  ретінде 
турбулентті  қозғалысты  зерттеу  негізінде  жүйелердің  өздігінен  ұйымдасуы 
әртүрлі  иерархиялық  деңгейлердің  әмбебап  өздігінен  ұқсастыру  қасиеті 
болып 
табылатындығын 
көрсетті, 
осының 
салдарынан 
олардың 
сипаттамаларының  ауқымды  инварианттылығы  ақпараттың  үздіксіз 
мәндерін  жүзеге  асыруға  мүмкіндік  береді.  Өздігінен  ұқсастыру  критерийі 
ретінде  қозғалыссыз  нүктелеріндегі  ықтималдық  функциясына  P(I)  және 
ақпараттық энтропияға S (I) тән мән қабылданған: 
 
Р(I1) = e-I = I1 I1 = 0,567  
 
 
 
 
 
 
(1) 
S(I2) = (I2 + 1) e-I = I2 I2 = 0,806  
 
 
 
 
 
(2) 
 
I  <<  1  болғанда  I1  =  0,567  болуы  керек,  ал  I  <  1  болғанда  жүйенің 
динамикалық  өлшемінің  «алтын  қимасы»  критерийі  қызметін  атқаратын 
Фибоничи I3 санына арналған теңдеу шығады: 

124 
 
I32 - I3 – 1 = 0 I3 = 0,618  
 
 
 
 
 
 
(3) 
 
I1,  I2  сандары  ақпараттық  және  энтропиялық  күрделі  жүйені 
сипаттаудың  шеткі  жағдайына  сәйкес  келетін  Фибоничи  санының 
аналогтары болып табылады. 
Синергетика  идеясының  [79]  негізінде  оның  күрделі  қасиеттерін 
қарапайым 
қасиеттері 
арқылы 
түсіндіретін 
гидродинамикалық 
турбуленттілік  физикалық  теориясы  жасалды.  Қарапайым  қасиет  ретінде 
квазиекіөлшемді құйын және олардың түзілімдері түрінде турбуленттіліктің 
құрылымдық  элементтері  қабылданды.  Турбуленттіліктің  құрылымдық 
элементтерінің  қабылданған  модельдері  айнымалылық,  стохастикалылық, 
құрылымдылық, 
өздігінен 
ұқсастылық, 
квазистационарлылық 
(виртуальдылық),  өздігінен  келісушілік  және  диссипативтілік  қасиеттеріне 
ие.  Бұл  тізімге  нақты  турбуленттіліктің  барлық  белгілі  негізгі  қасиеттері 
енеді. Фрактальды және ақпараттық сипаттамалар бұл қасиеттерді барынша 
толыққанды  сипаттайды.  Жеке  қасиеттер  ортақ  қасиеттердің  барлық 
элементтерінен тұрады. 
Өздігіне  ұйымдасудың  әмбебап  критерийі  болып  табылатын 
нормаланған  ақпараттық  энтропия  ашық  жүйелерде  өздігінен  ұқсастыру 
болғанда,  шекті  өздігінен  ұйымдасу  кезінде  0,806-ға  дейін  кемиді.  Бұл 
нәтиже 
сызықтық 
емес 
бейнелердің 
динамикалық 
хаосын 
гидродинамикалық турбуленттілік және турбуленттік жылуалмасу бойынша 
эксперименттік  талдау  арқылы  дәлелденді.  Ақпараттық-энтропиялық 
теорияны,  биологиялық  және  әлеуметтік  жүйелерді  қоса  алғанда,  ашық 
жүйелердің әртүрлі табиғатын сипаттауға қолдану мүмкіндігі көрсетілді. 
Тұрақты  температура  мен  қысым  кезінде  жүйенің  үлкен  көлеміне  осы 
компоненттің бір молын қосқан кезде Гиббс энергиясының өсуін білдіретін 
химиялық  потенциал  маңызды  термодинамикалық  шама  болып  табылады. 
Фазалық  өту  кезінде  химиялық  потенциал  қарқындылық  факторы  болып 
табылады,  яғни  компонент  потенциалы  жоғары  фазадан  потенциалы  аздау 
фазаға  ғана  өздігінен  өте  алады.  Льюисудің  пікірінше,  химиялық 
потенциалды  заттектің  өзі  орналасқан  кеңістіктен  шашырауға  ұмтылу 
өлшемі ретінде қарастыру қажет. 
Орнына  қайта  келмейтін  құбылыстар  энтропияны  ұлғайтуы  (жасауы) 
мүмкін, бірақ оны азайта (жоя) алмайды. 
Молекулалық-кинетикалық  теорияға  сәйкес  активация  энергиясы 
белсенді соғысулардың орташа энергиясы мен барлық соғысулардың орташа 
энергиясы  арасындағы  айырымға  тең.  Ауыспалы  жай-күй  теориясы 
бойынша  активация  энергиясы  шамамен  белсендірілген  кешеннің  орташа 
энергиясының бастапқы заттектер энергиясының орташа деңгейінен артуына 
тең. Активация энергиясы температураға байланысты болмайды. 
Сонымен,  химиялық  потенциал  ретінде  түсіндірілген  «Гиббстің 
орташаэлектронды 
функциясы» 
химиялық 
ынтықтылық 
мәнін, 
компоненттердің  реакция  өніміне  айналу  температурасын,  энтропия  ағыны