Anexa X.16 – DURATA DE VIAŢĂ A SISTEMELOR MATERIALE

Aşa cum am văzut în cap. 7, dacă Q_kr este stocul de model al fluxului de tip k al unui SM, iar stocul real de flux de tip k al SM la un moment t este , atunci diferenţa:

                                                                                                   (X.16.1)

reprezintă cererea (necesarul) de flux de tip k al SM la momentul t dacă este negativă, şi excesul de flux de tip k dacă este pozitivă. în aceste condiţii, dacă:

                                                                                                               (X.16.2)

este densitatea temporală (rata, intensitatea) a consumului intern al aceluiaşi tip de flux, durata de viaţă tipică (de model) a SM relativă la fluxul de tip k, în absenţa unui flux de alimentare extern va fi:

                                                                                                                    (X.16.3)

Corespunzător stocului real de flux de tip k, la aceeaşi intensitate a consumului intern I_ki, durata de viaţă reală a SM relativă la acest tip de flux (tot în cazul absenţei fluxului de alimentare de tip k) va fi:

                                                                                                             (X.16.4)

de unde rezultă că şi durata de viaţă a unui SM poate fi mai mică sau mai mare decât durata de model dată de relaţia X.16.3, în funcţie de starea stocului intern de flux.

Fig. X.16.1

în fig. X.16.1 este reprezentată evoluţia în timp a stocului Q_k(t) a unui SM, unde dreapta punctată orizontală reprezintă stocul de model Q_kr. Să presupunem că studiem evoluţia stocului începând de la momentul t₀, moment în care stocul Q_k(t) este egal cu Q_kr. în intervalul , în absenţa unui influx extern de atribut k, are loc o scădere a stocului intern (datorată consumului sau pierderilor prin fluxuri emergente) . Dacă absenţa fluxului de alimentare extern ar continua, iar consumul intern s-ar menţine la aceeaşi rată:

                                                                                                             (X.16.5)

atunci la momentul t_f , stocul intern de flux de tip k se anulează şi expiră durata de viaţă a SM.

Comentariul X.16.1: Dacă SM este un biosistem individual, iar fluxul de tip k este un flux intern vital (flux de oxigen, apă, proteine etc.), la expirarea stocului intern, sistemul moare; dacă SM este un biosistem social în aceeaşi situaţie, mor toate elementele sistemului. în cazul sistemelor statale apare criza şi colapsul economic. Pentru prelungirea duratei de viaţă în astfel de situaţii se impune diminuarea drastică a ratei de consum (aşa numita "raţionalizare a consumului" din perioadele de criză economică, stare de asediu, embargou etc., sau starea de hibernare a biosistemelor individuale în perioadele de absenţă a resurselor de hrană). Situaţia este însă identică şi pentru SM abiotice, de exemplu în cazul neutronilor liberi (neutroni expulzaţi din mediul lor normal de existenţă – mediul nuclear). Un neutron are o anumită rată de consum energetic intern, rată ce în mod normal este asigurată integral de la vecinii săi din mediul nuclear (prin alimentare reciprocă). Ajuns înafara nucleului, la aceeaşi rată de consum şi în absenţa partenerilor nucleari, stocul său energetic intern îi ajunge doar pentru cca 10 minute, după care neutronul se dezmembrează în elementele sale (un proton şi un electron), elemente ce pot "supravieţui" şi în mediul extranuclear. Pentru a-şi asigura o durată de viaţă mult mai mare, este suficient ca neutronul să se asocieze cu un singur proton (formând un nucleu de deuteriu).

Din fericire, în cazul sistemului nostru din fig. X.16.1, la momentul t₁ apare un flux de alimentare care, în intervalul , sporeşte stocul de flux intern până peste valoarea Q_kr (apare un temporar exces de flux). în acest mod, prin alimentări continue sau periodice, durata de viaţă relativă la fluxul de tip k a unui SM poate fi prelungită indefinit, dacă nu intervin alte procese ce pot duce la distrugerea sa.

Comentariul X.16.2: Aceeaşi situaţie se poate întâlni la particulele instabile accelerate artificial. Oricare ar fi metoda de accelerare, esenţa acestui proces o constituie un aport de energie din exterior pentru mulţimea particulelor din accelerator. Am văzut în cap. 7 că un aport de energie cinetică adus unui SM liber are ca urmare o accelerare a acestiua. Prin urmare, şi în cazul particulelor, fie ele stabile sau instabile, accelerarea înseamnă aport de energie adus întregii structuri interne a particulelor, aport ce are ca urmare nu numai accelerarea dar şi prelungirea duratei de viaţă a unui SM instabil. Este adevărat că aportul de energie dat de accelerator este mic faţă de necesarul de consum intern a unei particule instabile, dar suficient pentru a explica prelungirea duratei de viaţă a particulei cu fracţiunea ce în prezent este pusă pe seama "dilatării timpului".

în continuare să discutăm pe scurt despre durata de viaţă a sistemelor materiale ca obiecte compuse. Dacă obiectele din structura unui obiect compus sunt mereu aceleaşi (au aceeaşi durată de viaţă ca şi obiectul compus), putem spune că şi obiectul compus este invariant pe toată durata sa de viaţă. Dacă însă aceste elemente au durata de viaţă mai scurtă decât durata de viaţă a obiectului compus şi pot fi înlocuite, atunci ele vor fi mereu altele. în acest caz nu se mai poate spune că obiectul în ansamblu este acelaşi; structura (configuraţia, forma, distribuţia spaţială) internă da, însă elementele acestei structuri nu. Intervalul temporal necesar schimbării tuturor elementelor din componenţa unui obiect compus cu altele noi îl numim interval (durată) maxim(ă) de regenerare (refacere, reînnoire, reciclare etc.) .

De exemplu, corpul uman are un anumit , interval în care majoritatea celulelor vechi sunt înlocuite cu celule noi (mai puţin neuronii şi celulele muşchiului cardiac, care sunt considerate neregenerabile). Durata maximă  de regenerare a scoarţei terestre poate fi estimată după vârsta celor mai vechi roci găsite (cca 4.5 miliarde ani). în acest interval, orice porţiune din scoarţă va fi topită (în urma subducţiei), fiind înlocuită cu roci noi, apărute prin solidificarea lavei provenite din activitatea vulcanică de suprafaţă sau submarină. Dar durata  a scoarţei terestre nu este aceeaşi cu durata existenţei planetei Terra, ultima fiind mult mai mare decât durata de viaţă a oricărei porţiuni de scoarţă (vârsta Pământului şi a întregului Univers sunt considerate de filosofia obiectuală mult mai mari decât cele estimate în prezent). Aceeaşi situaţie se întâlneşte la obiectele sociale (familii, clanuri, firme, organizaţii etc.), a căror structură internă se poate conserva pe intervale temporale foarte mari, dar containerele abstracte din structura lor (posturile) vor fi ocupate de alte şi alte persoane. Şi pentru astfel de obiecte există un  după care întreaga populaţie a structurii este complet alta.