“Salus populi suprema lex est”
Международное общественное объединение

1872 - 2017

Russian Physical Society, International

Международное общественное объединение Русское Физическое Общество (сокращённо – РусФО, RusPhS) - добровольное объединение учёных, инженерно-технической интеллигенции, изобретателей, предпринимателей для совместной интеллектуальной и научно-практической деятельности в области естествознания, - науки о природе.
Научная цель: построение единой физической картины мира и поиск основной целевой функции человечества.

Шарапов И.П., Оше А.И. Самоорганизация энергетики природных систем как основа их ритмов и устойчивости




Самоорганизация энергетики природных систем

как основа их ритмов и устойчивости


Шарапов И.П., Оше А.И.

 

Присущие геологическим процессам цикличность с однонаправленностью ритмов во времени и пространстве может быть, как и у других приpoдныx систем, результатом самоорганизации их энергетики. Причём, эта связь может осуществляться как непосредственно, так и через изменение условий, вызванное самоорганизацией энергетики какой-либо другой системы. Но и тогда вопрос о механизме самоорганизации не снимается, а переносится на изучение этой другой системы. Так, ритмы круговорота воды в природе, связанные, как известно, с ритмами движения Земли, Луны и Солнца, должны учитывать взаимодействие этих небесных тел.

Под природной системой мы подразумеваем любые самопроизвольно функционирующие совокупности взаимообусловленных материалов, их структурно-функциональных взаимосвязей и энергетических процессов, обеспечивающих функции. Специфика каждой системы содержится в законе, который объединяет все эти элементы в особое целое [11]. К природным системам в этом случае следует отнести не только Землю с космическими её взаимосвязями и биосферой, но и отдельные организмы, атомы, элементарные частицы и т.д. Так как движущей силой (причиной) функционирования любой природной системы является её энергетика, именно её закономерности должны определять собою все другие, производные от энергообеспечения, функции и свойства системы. Анализ энергетики различных природных систем позволяет выявить некоторые, общие для них черты, что отражает, по-видимому, единство законов природы на разных уровнях её организации [7]. К ним относятся:

1) дискретность устойчивых энергетических состояний (см., например, [4,8];

2) ритмичные изменения их во времени и в пространстве [9];

3) определённые пределы их изменений (см., например, [10];

4) односторонняя направленность этих изменений, связанная с тем, что самопроизвольные процессы всегда идут с понижением термодинамической свободной энергии;

5) важная для управления системой роль окружающей её среды.

Рассмотрим, каким образом можно объединить все эти характеристики и, прежде всего, - однонаправленность процессов в системе с устойчивостью её параметров.

Устойчивость равновесной системы определяется, как известно, величиной компенсации энергодающего её процесса тем же самым процессом, но протекающим в обратном направлении. Действуя на энергодающий процесс по принципу отрицательной обратной связи, обратный процесс регулирует его скорость. При этом, чем больше компенсация, тем устойчивее равновесие системы и тем стабильнее её параметры. Поэтому количественной мерой устойчивости систем в химии служат константы равновесия, в электрохимии - токи обмена и т.д. Аналогичная компенсация в неравновесных системах, к числу которых принадлежат практически все природные системы, может создаваться не тем же самым, а каким-либо другим процессом, протекающим в направлении, противоположном энергодающему и регулирующим, таким образом, его скорость. Как можно видеть, устойчивость систем во всех случаях зависит от факторов, регулирующих энергетические процессы. То есть от закона композиции энергетики системы с её кибернетикой, который, таким образом, лежит в основе всех других свойств системы, определяя её специфику.

Рассмотренные выше энергетические характеристики природных систем удаётся охватить единой моделью композиции энергетики системы с её кибернетикой на основе следующего принципа:
прямой энергодающий и обратный ему процессы саморегулируются по принципу отрицательной обратной связи фактором среды, который объединяет эти процессы прямыми положительными связями в замкнутый контур.

Возникающий таким образом самоорганизованный энергетически-кибернетический контур обеспечивает (1) и однонаправленные во времени и пространстве ритмы своей работы с дискретными, изменяющимися в определённых пределах значений параметрами, и (2) определяющую роль окружающей среды.
При этом контур работает самопроизвольно и устойчиво до тех пор, пока в окружающей среде имеются материалы и энергия, необходимая для их превращений и пока исправно действует управляющий этим фактор среды.

Обратим внимание на то, что управляющий фактор не требует больших энергозатрат, но именно он влияет на работу и эффективность энергоёмких силовых процессов в системе.

На основе рассмотренной выше энергетически-кибернетической модели можно в принципе конструировать множество самых разнообразных энергетических систем. Нaпример, можно получить схему каскадного усиления, схемы автоматического запасания энергии при её избытке в системе и отдачи - при недостатке или при острой необходимости, схемы иерархического типа и т.д. Одна из схем была получена ранее для описания фундаментальных функций биообъектов [3,5,6]. Эта схема охватывает не только перечисленные выше фундаментальные функции энергетики, общие всем природным системам. Она учитывает также способность биосистем к адаптации к изменяющимся внешним условиям, способность к рецепции через изменение частоты ритмов, способность к самовоспроизведению с памятью о своей структуре, к самосборке в более сложные иерархические фрактальные системы из множества вначале одинаковых схем и т.д. Однако принципиальным фундаментом для всех этих функций служит схема самоорганизации энергетики, рассмотренная выше, хотя конкретное её воплощение основывается на особенностях электрохимических процессов на широкозонных полупроводниках, из которых построено всё живое на всех уровнях его организации и всех ступенях развития.

Живые системы обеспечиваются самопроизвольно энергией в результате протекания дискретных анодных и катодных реакций [4] на фосфолипидных биомембранах за счёт потребления pecурсов окружающей среды [6]. Скорость этих реакций саморегулируется по принципу отрицательной обратной связи протонными электрохимическими полевыми эффектами на биомембране. Эти же протонные полевые эффекты объединяют прямыми положительными нелинейными связями анодные и катодные реакции в замкнутый электронно-протонный контур. Таким образом, возникает как бы «электронно-протонный тяни-толкай», который способен обеспечить все упомянутые выше фундаментальные функции живого [2,5].

Можно предполагать, что аналогичные биологическому - электронно-протонные самоорганизованные контуры действуют и в устройстве атомов. В них электроны в оболочке атомов, обладающие дискретными значениями энергии самоорганизованы с дискретными протонами в ядре атома через посредство электромагнитного поля среды (вакуума). Такой подход позволил бы снять противоречие между волновой и корпускулярной теорией элементарных частиц, так как он объединяет их в целое и учитывает организующую роль среды. Не исключено, что рассмотренный принцип самоорганизации энергетики действует в любых устойчиво функционирующих системах на основе самых разнообразных физико-химических и других энергетических процессов. Возможно, он окажется полезным методологическим дополнением и к теории геологических циклов [1].

В заключение рассмотрим некоторые, вытекающие из схемы самоорганизации, выводы, которые, по нашему мнению, могут представлять практический интерес. Так, (1) поскольку самоорганизованной системой управляет неэнергоёмкий фактор, то знание конкретного его механизма позволит управлять системой без существенных энергозатрат. Примером тому может служить теория электрокатализа и теория пассивации электродов источников тока. (2) При изменении внешних условий система испытывает плавные изменения только в узких пределах своих параметров и только до тех пор, пока не будет разрушен механизм самоорганизации. Тогда система скачком перейдёт к другому устойчивому состоянию с другими дискретными параметрами. Такой подход позволяет снять противоречия между эволюционными теориями и теориями катастроф, например - в биологии и химии, так и в геологии. (3) Следует также обратить внимание на то, что из-за самоорганизации нельзя заставить систему самопроизвольно изменять свои параметры в обратном направлении. Можно лишь замедлять или ускорять её изменения в естественном для системы порядке. Это очень важно в применении к живым объектам и к биосфере в целом.

 

Литература

 

1. Афанасьев С.Л., в кн. Системные исследования и разработки в геологии. Москва, Наука, 1985, с. 2-23.
2. Оше А.И., в сб. Проблемы изучения и сохранения биосферы. Редактор Красногорская Н.В., С.-Петербург, Гидрометеоиздат, 1992. Т. II, с. 217-227.
3. Оше А.И. - в Трудах XI Всесоюзной конференции по необратимой термодинамике и её применениям. Черновцы, АН СССР, 1985. Т. II, с. 82.
4. Оше А.И., Бороздина Н.Н. - в Тезисах VI Всесоюзной конференции по электрохимии. Москва, АН СССР, 1982. Т. II, с. 78.
5. Оше А.И., Капустина Н.И. - в журнале «Гипотеза»,1992, № 1, с. 34-48.
6. Оше А.И., Урусов К.Х. - в сб. Электромагнитные поля в биосфере. Редактор Красногорская Н.В. Москва, Наука, 1984. Т. II, с.1ЗЗ-144.
7. Пуанкаре А. О науке. Москва, Наука, 1990, с. 120-124.
8. Смирнов А.П. - в сб. Проблемы изучения и сохранения биосферы. Редактор Красногорская Н.В., С.-Петербург, Гидрометеоиздат, 1992. Т.I, с 39-57.
9. Сухонос С.И., там же, с. 30-39.
10. Черепанов В.В. - в сб. Гомеостатика. Редактор Горский Ю.М. Новосибирск, Наука, СО АН СССР, 1990, с. 309-317.
11. Шарапов И.Н. Метагеология. Москва, Наука, 1989, с. 181.

Москва, март 1994 г.

Шарапов Иван Прокофьевич (24.10.1907 - 10.10.1996), - доктор геолого-минералогических наук, почётный член Русского Физического Общества.
Оше (Шарапова) Агата Ивановна, - кандидат химических наук, научный сотрудник ВНИ Института источников тока, г. Москва, лауреат Премии Русского Физического Общества (2002).

Статья «Самоорганизация ...» опубликована в сб. «Математические методы анализа цикличности в геологии», вып. 7. Уч. пособие, М., 1996г. Повторная публикация: журнал ЖРФМ, 2002, ? 1-12, стр. 29-32.


« назад

ЖРФМ, 2016, № 1-12 (ЖРФХО, Т. 88, вып. № 4)
Журнал Русского Физико-Химического Общества, Том № 88, Выпуск № 3 (2016г.)
Шпеньков Г.П. Динамическая модель элементарных частиц. Видео лекция
Журнал Русского Физико-Химического Общества, Том № 88, Выпуск № 2 (2016г.)
Журнал Русского Физико-Химического Общества, Том № 88, Выпуск № 1 (2016г.)
Журнал
Журнал Русского Физико-Химического Общества, Том № 87, Выпуск № 3 (2015г.)
Журнал Русской Физической Мысли, 2015, № 1-12
Журнал Русского Физико-Химического Общества, Том № 87, Выпуск № 2 (2015г.)
Журнал Русского Физико-Химического Общества ЖРФХО, Том 87, Выпуск № 1 (2015г.)
Энциклопедия Русской Мысли. Том 24
Энциклопедия Русской Мысли. Том 23
Энциклопедия Русской Мысли. Том 22
Энциклопедия Русской Мысли. Том 21
Армянская секция Русского Физического Общества
Энциклопедия Русской мысли. Том 20
Энциклопедия Русской мысли. Том 19
Энциклопедия русской Мысли. Том 18
Энциклопедия русской Мысли. Том 16
Энциклопедия русской Мысли. Том 15
Энциклопедия Русской Мысли. Том 14
Энциклопедия Русской Мысли. Том XIII
Украинская секция Русского Физического Общества
Санкт-Петербургская секция Русского Физического Общества
Иркутская секция Русского Физического Общества
Новосибирская секция Русского Физического Общества
Катрен 12. ГМО - ГЕНОФАШИЗМ
Водородное топливо Юрия Краснова
Алиев А.С. Российская астрономия. Часть 2. - 2011г.
Жигалов В.А. Уничтожение торсинных исследований в России
ЭРМ 12: Колесников И.В. Природа глобальных катаклизмов. - 2010 г.
Алиев А.С. Российская астрономия. - 2010 г.
Открытое Заявление Президента Русского Физического Общества Родионова В.Г. Президенту Российской Федерации Медведеву Д.А.
ЭРМ 11: Оше А.И. Поиск единства законов природы (Инварианты в природе и их природа). - 2010 г.
ЭРМ 10: Петракович Г.Н. Биополе без тайн. Сборник научных работ. - 2009 г.
ЭРМ 1: Гриневич Г.С. Праславянская письменность. Результаты дешифровки. Том 1. - 1993 г.
ЭРМ 6: Хачатуров Е.Н. Элиминация значительной части ДНК... - 1995 г.
ЭРМ 3: Иванов Ю.Н., Иванова Н.М. Жизнь по интуиции. - 1994 г.
ЭРМ 4: Гудзь-Марков А.В. Индоевропейская история Евразии. Происхождение славянского мира. - 1994 г.
Два открытия
Официальный доклад Аполлон-11. Лунные карты составлены безграмотно
Ральф Рене. Как NASA показало Америке Луну
НЛО: соседи по Солнцу.16.05.2011
Бутусов. Раджа Солнце. Глория. 9.01.2012
Катрен 18. Технология спаивания
Фильм С. Веретенникова
Энциклопедия русской Мысли. Том 17

Ссылки:

rodionov@rusphysics.ru - ПОЧТОВЫЙ ЯЩИК РЕДАКЦИИ ЖУРНАЛА "ЖУРНАЛ РУССКОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ МЫСЛИ"
Главный редактор Родионов В.Г.
Денежные пожертвования направлять в Сбербанк РФ на карточку № 63900240 9014875013.


Rambler's Top100