Известно, что облучение потоком частиц высокой энергии существенно изменяет физические свойства твердых тел. Причина этого — радиационно-индуцированная эволюция микроструктуры материала, включающая существенно разномасштабные, одновременно происходящие и взаимосвязанные процессы, которые формируют нелинейные обратные связи. Вследствие этого облучаемый материал, являясь открытой неравновесной системой, чувствителен к условиям облучения и может эволюционировать качественно различным образом при малом их возмущении. В докладе рассмотрен теоретический подход, восходящий к Пуанкаре, который позволяет выявлять и описывать качественно различные пути эволюции и условия, при которых они реализуются. В качестве примеров рассмотрены эволюция решетки пор, автоколебания температуры облучаемого материала и самораспространяющийся термический отжиг дефектов.