گذار حالت
گذار حالت (Phase Transition) تبديل مجموعهاى از قواعدِ تقارنى به مجموعهاى ديگر است كه به گذارِ ىك حالتِ پايدار به حالت پايدار ديگرى منتهى شود.
حالت‌ها، وضعيت‌‌هایى هستند كه با يكديگر به تعادلى شكننده رسيدهاند، و با اين وجود پايدار نيستند. هر تحولى در محيط مىتواند باعث به هم خوردن تعادل ميان حالت‌ها شود. در اين شرايط ممكن است حالتى به حالت ديگرى تبديل شود. چنين رخدادى را گذار حالت مىنامند. گذار حالت ، تبديل مجموعهاى از قواعدِ تقارنى به مجموعهاى ديگر است كه به گذارِ يك حالتِ پايدار به حالت پايدار ديگرى منتهى شود.
وقتى كه آب بخار مىشود، بدنى زنده مىميرد، در بم زلزله مىآيد، و بخار آب به باران تبديل مىشود، گذار حالت رخ داده است.
گفتيم كه ويژگى اصلى يك حالت، تقارنِ حاكم بر آن است. اين تقارن بدان معناست كه مجموعهاى از قواعد رفتارى و نظم‌هاى تكرارى در همهى بخش‌هاى داراى حالت مزبور، قابل مشاهده است. برخى از اين قواعد را مىتوان با معادلات رياضى نمايش داد. گذار حالت‌ها را بر اساس درجهى مشتق معادلاتى كه قواعد تقارنىشان را صورتبندى مىكند، به دو گروه تقسيم مىكنند:
گذار حالت‌هاى مرتبهى اول، بيشتر به قوانين ترموديناميكى مربوط مىشوند. به عنوان مثال، تبديل مايع به گاز (بخار شدنِ آب) نمونهاى از گذار حالت مرتبهى اول است.
گذار حالت مرتبهى دوم در سيستمهاى پيچيدهترى ديده مىشود كه خطراههشان داراى نقاط تقارنى باشند. چنان كه گفتيم، محل پيدايش دوشاخهزايى را نقطهى كورى مىنامند. نقطهى كورى جايى است كه مقدار متغير كليدىِ خاصى در آن به آستانهاى بحرانى نزديك مىشود و سيستم در آنجا حالت بعدىِ خود را تعيين مىكند. اين تعيين حالت، در گذار حالت‌هاى مرتبهى دوم به گسستى در ساختار و كاركرد مىانجامد و رفتارى نو در سيستم ظهور مىكند. به عنوان مثال، پديدهى مغناطيسى شدنِ يك تكه آهن، نوعى گذارِ حالت مرتبهى دوم است.
گذار حالت در سيستمهاى پيچيده نمونههاى زيادى دارد. نمودهاى اين روند در ساختارها فراوان ديده مىشود. غضروفى كه به استخوان تبديل مىشود، و ترشحات پروتئينىِ نيمه مايعِ غدهى شكمى عنكبوت كه در مجاورت هوا به تار عنكبوت تبديل مىگردند، نمونههایى از گذار حالت ساختارى هستند.
حالت، در ذات خود به ساختار مربوط مىشود، اما نمودهاى گذار حالت را در كاركردها هم مىتوان ديد، يك نوآموز موسيقى كه پس از مدتى تمرينِ نواختنِ نت، ناگهان مهارتِ قطعهنوازى را پيدا مىكند، كودكى كه از مرحلهى استفاده از واژه به مرحلهى جملهگويى جهش مىكند، و جامعهاى كه از حالت كشاورزى سنتى به صنعتى مدرن تبديل مىشود، نمونههایى در اين زمينه هستند.
در تمام گذار حالت‌ها، مجموعهاى از متغيرهاى كليدى حضور دارند كه مقدار يا تركيبشان وضعيتى آشوبناك را در اطراف نقطهى تقارنى پديد مىآورد. بيمارى سرطان، نمونهى خوبى از اين موضوع است. سلولهاى سرطانى، سلولهایى با ساخت ژنتيكى معيوب هستند كه هر روز در اثر عوامل جهشزاى بيرونى در بدن توليد مىشوند. اما وقتى تعداد و تراكمشان در بدن به حدى برسد كه تومورى بدخيم را پديد آورند، و امكانِ پراكنده شدن در ساير بخش‌هاى بدن را كسب كنند، بيمارى سرطان ايجاد مىشود. بدن تا آستانهى خاصى، اصولاً متوجه حضور اين سلولها نمىشود، چون سيستم ايمنى به طور طبيعى آنها را مهار مىكند. پس از آن كه شمار و تركيب اين سلولها از حدى خاص گذر كرد، گذار حالتى رخ مىدهد و بدن به وضعيت بيمار و سرطانى وارد مىشود.
هنگامى كه تعداد سلولهاى سرطانى و جايگيرىشان در بدن به آن حد بحرانى نزديك مىشود، حالتِ سيستم با عدم قطعيت مواجه مىشود و وضعيتى آشوبناك بر سيستم حاكم مىشود. اين كه سيستم كدام بازوى دوراهىِ پيشارويش را بر مىگزيند معلوم نيست، و تنها متغيرهاى خردِ ناديدنى در درونِ سيستم در اين مورد تعيين كننده هستند.
گذار حالت، كليد تخصص و تمايز است. از مجراى گذار حالت است كه تقارن‌ها مىشكند و وضعيت‌هاى همگنِ اوليه به حالت‌هاى متمايز مىشكنند. با گذار حالت است كه سيستمِ يكنواخت به زيرسيستمهایى تخصص يافته تجزيه مىشود.
