Трагедия Свободы  Умопримечания | Стихи | Библиотека 
  на первую страницу НОВОСТИ | ССЫЛКИ   
Ю.Л. Климонтович. Введение в физику открытых систем
от 15.05.03
  
Библиотека


Цель книги Ю.Л. Климонтовича Введение в физику открытых систем /Москва. Янус-К. 2002г. - краткое изложение основных идей, методов и результатов трехтомной монографии Статистическая теория открытых систем /М.: Янус, Т.1.; 1995, Т.2.; 1999; Т.3. 2001, представляющей первое в мировой литературе систематическое изложение Физики открытых систем

Введение фв физику открытых систем

В доме Агафона было положено начало бессмертному первому симпозиуму по проблемам, стоящим на стыке нескольких наук, в котором приняли философы, государственные деятели, драматурги, поэты, социологи, лингвисты, врачи и студенты различных специальностей
Платон (ок. 427-347г. до н.э.)
Важно не то, что строго
А то, что верно

А.Н. Колмогоров (легенда)

Предисловие Когда вышел из печати третий том монографического учебного пособия - Статистическая теория открытых систем - меня спрашивали, иногда в шутку, но чаще всерьез: Будет ли следующий том? Хотя в Заключении к последнему тому и указан некоторый перечень нерешенных проблем, я отвечал без тени сомнения, что продолжение не планируется. Однако знакомство с недавно обубликованными монографиями по ряду актуальных научных проблем утвердило меня во мнении, что такое продолжение необходимо. Чтобы очертить, хотя бы и очень условно, круг актуальных проблем, приведу (в алфавитном порядке) далеко неполный список монографий, изданных на русском языке в 2001 году:
Галимов Э.М. Феномен жизни. Между равновесием и нелинейностью. Происхождение и принципы эволюции (УРСС, Москва, 2001)
Ю.А. Данилов. Лекции по нелинейной динамике (Постмаркет, Москва, 2001)
Дойч Д. Структура реальности (R and C Dynamics, Москва-Ижевск, 2001)
Ю.Л. Климонтович. Статистическая теория открытых систем. Т. III. Физика квантовых открытых систем. (Москва, Янус-К, 2001)
Менский М.Б. Квантовые измерения и декогеренция (Физматлит, Москва, 2001)
Хакен Г. Принципы работы головного мозга (PerSe, Москва, 2001)
Чернавский Д.С. Синергетика и информация (Наука, Москва, 2001)
Шредер М. Фракталы, хаос, степенные законы (Миниатюры из бесконечного Рая). (R and C Dynamics, Москва-Ижевск, 2001)
В. Эбелинг, А. Энгель, Р. Файстель. Физика процессов эволюции /УРСС, Москва, 2001
http://spkurdyumov.narod.ru/Bookstore/Books1.htm
Ряд книг, опубликованных до и после 2001 года, приведен в списке литературы. Уже беглое знакомство с новыми книгами показывает сколь широк диапазон научных интересов авторов и, в тоже время, сколь необьятен обьем содержащейся в этих книгах информации. Существенно, что буквально все рассматриваемые вопросы актуальны и интересны для читателей разных специальностей, но охватить одному человеку столь разнообразный материал очень трудно. И дело не только и не столько в разнообразии материала, но в том, что изложение ведется на разных уровнях и с разных позиций и что, порой, выводы разных авторов противоречивы. В связи с этим естественная попытка единого подхода к столь разнообразным проблемам, выделения основных и, вместе с тем, общих идей и методов. При всем том это должно быть сделано на уровне, доступном специалистам разного профиля. Такого рода попытки делаются и они во многом, несомненно, успешны. О них речь пойдет ниже. Опираясь на эти работы, нами была предпринята попытка положить эти идеи и методы в основу нового научного направления, которое естественно назвать - Физика Открытых Систем. Они представлены в трех томах монографии - Статистическая теория открытых систем -. Принятый в ней уровень изложения отвечает уровню современной теоретической физики. Такое изложение необходимо. Оно, однако, вызывает, естественно, трудности у многих специалистов. В связи с этим возникают две задачи. Во-первых, изложить основы Физики открытых систем на уровне доступном научным сотрудникам разного профиля. Во-вторых, показать, что методы и результаты Физики открытых систем дают возможность единого подхода к решению разнообразных проблем. Чтобы продемонстрировать многообразие этих проблем приведем соответствующий краткий список ключевых слов и понятий Открытые системы. Модели сплошной среды. Хаос и порядок. К-энтропия и показатели Ляпунова. Динамический хаос. Конструктивная роль динамической неустойчивости. Эволюция. Управляющие параметры. Принцип подчинения. Деградация и самоорганизация. Критерий относительной степени упорядоченности состояний открытых систем на основе модельных уравнений и экспериментальных данных. Норма хаотичности и самовыздоравливание. Два вида самоорганизации. Функционалы Ляпунова. Равновесные и неравновесные фазовые переходы. Энтропия и информация. Производство энтропии. Принцип минимума энтропии при фазовых переходах и в процессах самоорганизации. Самоорганизация в медико-биологических системах. Норма хаотичности (процесс-самовыздоровление). Диагностика открытых систем. Степенные и логарифмические закономерности. Равновесный и неравновесный фликкер-шум. Диффузная природа фликкер-шума. Роль фликкер-шума в явлениях сверхпроводимости и сверхтекучести. Фрактальные структуры. Геометрия и физика фракталов. Роль структуры сплошной среды при определении размерности фрактальных структур. Физика квантовых открытых систем. Распределение Гаусса и распределение Леви. Модель сплошной среды и квантовая теория. Принцип неопределенности Гейзенберга с позиций физики открытых систем. Измерения в квантовой теории. Квантовые флуктуационно-диссипационные соотношения. Скрытые параметры и скрытые масштабы. Два выхода из области квантовой теории. Парадоксы квантовой теории. Парадоксы квантовой теории. Измерения в квантовой теории Все эти ключевые понятия лежат в русле интересов исследователей разного профиля, но рассматриваются во многих случаях с частных позиций. Связанное их представление на основе единого метода поможет, несомненно, решению ряда актуальных проблем. Естественно, что предлагаемое представление Физики открытых систем не может заменить исследования по разным научным направлениям, отраженные в представленной здесь литературе. Задача автора гораздо более скромная - способствовать связи различных научных направлений и, в какой-то мере, способствовать поднятию теоретического уровня научных исследований. Естественно. что при изложении здесь используются идеи, методы и некоторые результаты трех томов монографии Статистическая теория открытых систем. Основная же цель настоящей книги - демонстрация эффективности единого подхода Физики открытых систем в решении проблем, указанных в списке ключевых слов и понятий. Многие из затронутых здесь вопросов либо совсем не освещалось в предыдущих томах, либо освещалось недостаточно полно. При этом большое внимание будет уделено физическому толкованию, чем математическому аппарату. Для ознакомления с математическими деталями будут даны соответствующие ссылки. В следующей главе - Физика открытых систем без формул - основные идеи Физики открытых систем будут изложены без использования математического аппарата. Будет также совершен и краткий экскурс в историю зарождения этого нового научного направления
Оглавление
Предисловие
Глава 1. Физика открытых систем без формул
1.1. Чарльз Дарвин и Людвиг Больцман. Пути к физике открытых систем
http://kirsoft.com.ru/freedom/KSNews_416.htm
1.2. Хаос и порядок. Эволюция. Деградация и самоорганизация
http://kirsoft.com.ru/freedom/KSNews_417.htm
1.3. Норма хаотичности. Самоорганизация и самовыздоровление. Диагностика медико-биологических обьектов по S-теореме
1.4. Что же такое самоорганизация?
http://kirsoft.com.ru/freedom/KSNews_420.htm
1.5. Диссипативные структуры. Синергетика
1.6. Динамический хаос. Позитивная (конструктивная) роль динамической неустойчивости
1.7. Неравновесные фазовые переходы
1.8. Критерий относительной степени упорядоченности открытых систем. S-теорема
1.9. Является ли турбулентное движение более хаотичным, чем ламинарное?
1.10. Уменьшение производства энтропии при переходе от ламинарного течения к турбулентному. Принцип минимума производства энтропии в процессах самоорганизации
1.11. Скорость изменения энтропии по средней энергии в открытых системах
http://kirsoft.com.ru/freedom/KSNews_385.htm
1.12. Информация и энтропия открытых систем. Закон сохранения суммы информации и энтропии
http://kirsoft.com.ru/freedom/KSNews_403.htm
1.13. Физика открытых систем для социологов и экономистов
1.14. От восприятия к мысли
1.15. К вопросу Эрвина Шредингера: Что такое Жизнь?
1.16. Геометрия и физика фракталов
1.17. Заключение к первой главе
http://kirsoft.com.ru/freedom/KSNews_370.htm
Глава 2. Критерии упорядоченности
2.11. Самоорганизация в медико-биологических системах
http://kirsoft.com.ru/freedom/KSNews_401.htm
Глава 3. Энтропия Реньи
Глава 4. Геометрия и физика фракталов
http://kirsoft.com.ru/freedom/KSNews_1219.htm
Глава 5. Степенные и логарифмические законы. Фликкер-шум
http://sinsam.kirsoft.com.ru/KSNews_165.htm
Глава 6. Аномальное броуновское движение на кинетическом уровне описания
6.6. Заключение к главам 4-6
http://sinsam.kirsoft.com.ru/KSNews_221.htm
Глава 7. Температурные степенные зависимости при фазовых переходах
Глава 8. Эволюция упорядоченности при неравновесных фазовых переходах
Глава 9. Эволюция упорядоченности при турбулентном движении
9.11. Принцип минимума производства энтропии в процессах самоорганизации
http://sinsam.kirsoft.com.ru/KSNews_148.htm
Глава 10. Эволюция квантовых открытых систем
Глава 11. Принцип неопределенности Гейзенберга с точки зрения физики открытых систем
Заключение
Список литературы
Динамика неоднозначности

При исследовании восприятия могут проявиться объединяющие факторы. Именно, неупорядоченные в начале сенсорные стимулы, начинают коррелировать и организуются в мозгу в упорядоченные когерентные структуры, которые затем и превращаются в мысль
Caglioti G. Dynamics of Ambiguity. Berlin, Springer Verlag, 1992


Популярная книга Джузеппе Кальоти  - Динамика неоднозначности - издана уже на итальянском (1982,1986), немецком (1990) и английском (1992) языках. Проф. В.А. Копцик подготовил перевод этой книги на русский язык. Английскому изданию предпослано предисловие проф. Г. Хакена - основателя и страстного пропагандиста нового междисциплинарного направления Синергетика. Его книги изданы на русском языке и хорошо известны многим специалистам. К готовящемуся русскому изданию предисловие написал проф. И. Пригожин - один из основателей теории самоорганизации. Он в частности ввел столь популярный ныне термин диссипативные структуры, подчеркивающий конструктивную роль диссипации в процессах самоорганизации. Его имя уже в течение многих лет хорошо известно нашим читателям. И тот, и другой высоко оценивают книгу Джузеппе Кальоти и горячо рекомендуют ее читателям. О чем же эта книга, заслужившая столь высокую оценку? Эта книга прежде всего о связи и соотношении в современном мире науки и искусства или, как теперь говорят, о связи двух культур. Богатство ее содержания иллюстрируют название глав и отдельных разделов. Вот лишь некоторые на них: Неоднозначности во взаимоотношениях человека и природы; Симметрия, простота и порядок; Симметрия, информация и неоднозначность в квантовой физике и в дизайне; Симметрия и ее нарушения в науке, восприятии и в искусстве; Энтропия и информация. Dynamics of Ambiguity. (Для русского издания переводчик предлагает термин динамика неоднозначности, однако содержание авторского названия значительно шире. Оно подчеркивает и двусмысленность (неоднозначность) и неясность многих наших суждений и выводов, наши сомнения перед выбором того или иного решения). Роль нарушения симметрии в поэзии, музыке и в изобразительном искусстве. Музыкальность стихов Виргилия. Неоднозначность суждений самого автора проявляется в частности в эволюции заголовков одной и той же книги. На итальянском языке книга выходила с названием - Нарушения симметрии в науке и искусстве, на английском языке - Dynamics of Ambiguity. Для издания на русском языке переводчик предлагает название - От восприятия к мысли - с подзаголовком - О динамике неоднозначности и нарушениях симметрии в науке и искусстве. Нет сомнений, что книги подобного рода, особенно написанные специалистом столь высокого уровня и прекрасно иллюстрированные, вызывают широкий отклик у многочисленных читателей. Это, разумеется, не снимает многочисленные вопросы, которые возникают при ее чтении. Какой же смысл вкладывает автор в термины - неоднозначность, от восприятия к мысли? Он иллюстрирует этот термин на примерах фазовых переходов, когда по мере приближения к точке бифуркации, в частности при фазовых переходах второго рода, стоит выбор пути дальнейшей эволюции. Следует, однако, отметить, что при наличии достаточной информации о структуре системы, такого рода неоднозначность может быть снята путем соответствующего выбора начальных условий - направить лошадь по желаемому пути. В сложных случаях на первый план может выступить не неоднозначность, а непредсказуемость, т.е.отсутствие достаточной информации. Как же автор трактует переход от восприятия к мысли. На с. 2-3 перевода читаем: При исследовании восприятия могут проявиться объединяющие факторы. Именно, неупорядоченные в начале сенсорные стимулы, начинают коррелировать и организуются в мозгу в упорядоченные когерентные структуры, которые затем и превращаются в мысль. Короче это можно выразить словами: переход от восприятия к мысли - это переход от менее упорядоченного состояния мозга к более упорядоченному его состоянию. Это, разумеется, очень красивая схема. Остается, однако, открытым вопрос, насколько эта картина отвечает реальности. На него нет ответа в книге, поскольку в ней не рассматриваются объективные критерии относительной степени упорядоченности, позволяющие отличить более упорядоченное состояние от менее упорядоченного - отличить порядок от хаоса. Без таких критериев в процессе эволюции сложных систем затруднительно отличить процесс деградации от процесса самоорганизации. Это, конечно, не упрек автору книги, так как вопрос о критериях самоорганизации возник сравнительно недавно. В частности, еще нет достаточно полного анализа сравнительной эффективности различных критериев. Ясно, однако, что использование такого рода объективных критериев может значительно уменьшить многозначность наших суждений о сложных процессах связи восприятия и мысли, связи науки и искусства в частности в вопросе оценки влияния искусства на человека. Среди известных критериев самоорганизации в последнее время все большую роль начинает играть критерий, предложенный в работах [1-4] (см. также [5-8]). Этот критерий в [1] был назван S теорема. Буква S происходит от слова Selforganization. В работе [1] он был сформулирован на примере самоорганизации в генераторе Ван дер Поля в процессе перехода от равновесного состояния к режиму развитой генерации. В работе [2] на его основе была продемонстрирована большая упорядоченность стационарного турбулентного течения в трубе по сравнению со степенью упорядоченности соответствующего ламинарного течения Пуазейля (см.также [6,9]). В работе [3] было показано, что по критерию S теорема возможно сравнение относительной степени упорядоченности непосредственно по экспериментальным данным. После этого последовала серия работ различных групп исследователей с целью определения по этому критерию относительной степени упорядоченности работы различных органов человека: дыхательных органов при введении факторов, нарушающих ритм дыхания; при нарушении перистальтики вследствие тех или иных воздействий; при нарушениях равновесия человека; различий в откликах на стрессы по анализу кардиограмм мужчин и женщин и, наконец, анализ изменений относительной степени хаотичности состояний организма на основе анализа энцeфалограмм. Последняя возможность анализа относительной степени упорядоченности состояний организма имеет прямое отношение к вопросу о процессах перехода от восприятия к мысли. Именно, на основе анализа энцифалограмм в различных этапах этого процесса по этому критерию можно проверить справедливость утверждения Джузеппе Кальоти об увеличении степени упорядоченности при рождении мысли. При этом возможен целый комплекс экспериментальных исследований скорости рождения мысли, различия этого процесса для мужчин и женщин, о различиях воздействий искусства на состояния организма людей и т.д. Естественно, что решение такой сложной проблемы возможно лишь при объединении усилий разных групп исследователей. Нет сомнения, что книга Джузеппе Кальоти будет способствовать такому объединению усилий. Уже одно это оправдывает ее публикацию на русском языке
Ю.Л. Климонтович УФН. Ноябрь. 1993 г. т.163, 11
Список литературы
1. Ю.Л. Климонтович. Письма ЖТФ.1983,9,1412
2. Ю.Л. Климонтович. Письма ЖТФ.1984,10,80
3. Klimontavich Y.L. Physica В.1987,66,125
4. Ю.Л. Климонтович. Письма ЖТФ.1988,14,2226
5.Ebeling W., Klimontovich Y.L. Selforganization and Turbulence in Liquids. Leipzig, Teubner,1984
6. Ю.Л. Климонтович. Проблемы статистической теории открытых систем:критерии относительной степени упорядоченности состояний в процессах самоорганизации. УФН,158,59
7. Хакен Г. Информация и самоорганизация. М.,Мир,1991
8. Ю.Л. Климонтович.Турбулентное движение и структура хаоса. М.,Наука,1990
9. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса.М., Прогресс, 1986
http://data.ufn.ru//ufn93/ufn93_11/097.pdf
1. Ю.Л. Климонтович. III том монографического учебного пособия Статистическая теория открытых систем /М.: Янус, 2001
http://kirsoft.com.ru/freedom/KSNews_231.htm
2. Ю.Л. Климонтович. Введение в физику открытых систем
http://kirsoft.com.ru/freedom/KSNews_222.htm
http://kirsoft.com.ru/freedom/KSNews_223.htm
http://www.synergetic.ru/science/index.php?article=klim
http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/156.html
http://phys.web.ru/db/msg.html?mid=1165508&uri=index.html
http://www.nature.ru/db/msg.html?mid=1165508&uri=index.html
3. Ю.Л. Климонтович Энтропия и информация открытых систем УФН. 1999 г. вып. 4, 443
http://kirsoft.com.ru/freedom/KSNews_228.htm
http://www.ufn.ru
4. Ю.Л. Климонтович Термодинамика хаотических систем УФН. 1994 г. вып. 7
http://data.ufn.ru//ufn94/ufn94_7/Russian/r947i.pdf
5. Ю.Л. Климонтович Флуктуационно-диссипационные соотношения. Роль конечности времени корреляции. Квантовое обобщение формулы Найквиста
http://data.ufn.ru//ufn87/ufn87_2/Russian/r872d.pdf
6. Из работы Критерий относительной степени упорядоченности или хаотичности открытых систем
http://www.computerra.ru/offline/2002/446/18269/page2.html
7. Деградация и самоорганизация (Отрывки из работ Норберта Винера, Ю.Л. Климонтовича, Б.Б. Кадомцева)
http://kirsoft.com.ru/freedom/KSNews_139.htm  
8. Атлас временных вариаций природных, антропогенных и социальных процессов (Том 2. Циклическая динамика в природе и обществе)
http://rusnauka.narod.ru/lib/atlas/atls_proc.htm
9. Косинов Н.В., Гарбарук В.И., Поляков Д.В. Энергетический феномен вакуума
http://www.laboratory.ru/articl/hypo/ax181.htm
26 ноября 2002 года ушел из жизни профессор Физического факультета Юрий Львович Климонтович, крупный физик-теоретик, один из ведущих специалистов по неравновесной статистической физике и кинетической теории плазмы нашего времени. Он родился 28 сентября 1924 года в Москве. Несмотря на трудные условия конца Великой Отечественной войны, Ю.Л. Климонтович учился на физическом факультете МГУ. Его дипломная работа, посвященная корреляционным эффектам в классическом тормозном излучении, была защищена под научным руководством профессора В.С. Фурсова и привела к первой публикации в ЖЭТФе. В 1951 году в Московском Университете он получил степень кандидата физ.-мат. наук, научным руководителем диссертации был выдающийся физик Н.Н. Боголюбов. Под влиянием работ Н.Н. Боголюбова по статистической физике Ю.Л. Климонтович начал развивать свой собственный оригинальный микроскопический подход в кинетической теории. В это время появляются одна за другой его важные работы по теории флуктуаций и диэлектрическим/электромагнитным свойствам плазмы, им разрабатывается новый метод микроскопических плотностей (вторичное квантование в фазовом пространстве), включая релятивистское и квантовое обобщения кинетических уравнений. Его пионерские работы привели к новому обоснованию кинетической теории плазмы. В 1962 году Ю.Л. Климонтович защищает докторскую диссертацию в Математическом институте им. Стеклова. В 1964 году он избирается профессором Московского Государственного Университета. Его дальнейшая научная и педагогическая деятельность тесно связана с МГУ. Он являлся главным научным сотрудником Физического факультета МГУ, возглавлял лабораторию синергетики. Более 40 лет он читал лекции на Механико-математическом и Физическом факультетах МГУ по статистической физике и много других курсов. В последние годы им был создан курс лекций - Статистическая физика открытых систем, который встречен с большим интересом студентами и молодыми учеными Физического факультета. Регулярно Ю.Л. Климонтович проводил (вместе с коллегами) Общемосковский семинар по синергетике, ставший притягательным центром для научной молодежи и специалистов МГУ, других вузов и научных институтов. Работы профессора Ю.Л. Климонтовича широко известны за рубежом, он многократно приглашался в другие университеты, среди которых: Гумбольдтский Университет в Берлине, Университет г.Ростока (ФРГ), Свободный Университет Брюсселя (Бельгия), Университеты Штутгарта, Парижа, Комо, Рима. В 1960-70 годы появились его первые книги по теории плазмы, которые были тотчас переведены и изданы в Англии, Германии, США. Эти книги принесли ему международное признание как ведущего эксперта в области статистической физики плазмы. Упомянутый выше метод микроскопических плотностей получил название метода Климонтовича. В 80-е годы были написаны другие монографии, создан замечательный учебник по статистической физике для студентов. Недавние книги посвящены физике открытых систем, актуальному направлению в синергетике, одним из основателей которого был Ю.Л. Климонтович. Его всегда отличала оригинальность и выбор собственного пути при решении бесчисленных нерешенных задач статистической физики. Многие из его идей лежали вне проторенных дорог, ряд его оригинальных подходов по истечению времени перешли в разряд стандартных и общепринятых, некоторые еще ждут признания. Доброжелательность и одновременно независимость суждений, доступность для студентов, аспирантов, коллег, блестящая эрудиция в теоретической физике, его глубокое знание литературы, истории и искусства делали общение с Юрием Львовичем весьма содержательным и обладающим притягательной силой. Его научная работа получила высокое признание в России и во всем мире, среди его наград: Государственная премия России, золотая медаль им. П.Л. Капицы РАЕН, премия А. фон Гумбольдта (ФРГ), он был Почетным Доктором Университета г. Ростока (ФРГ), Почетным Соросовским профессором
Коллеги кафедры
http://www.phys.msu.ru/rus/about/sovphys/ISSUES-2003/1(31)-2003/klimontovich
Я.Л. Кобелев, Л.Я. Кобелев, Ю.Л. Климонтович. Аномальная диффузия с памятью, зависящей от времени и координат
http://www.imp.uran.ru/public/young/OLD_DOCS/Theses3.pdf

  
СТАТИСТИКА

  Веб-дизайн © Kirsoft KSNews™, 2001 Copyright © Трагедия Свободы, 2001-2004