<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<rss version="2.0"
	xmlns:content="http://purl.org/rss/1.0/modules/content/"
	xmlns:wfw="http://wellformedweb.org/CommentAPI/"
	xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/"
	xmlns:atom="http://www.w3.org/2005/Atom"
	xmlns:sy="http://purl.org/rss/1.0/modules/syndication/"
	xmlns:slash="http://purl.org/rss/1.0/modules/slash/"
	>

<channel>
	<title>Электронный научно-практический журнал «Современные научные исследования и инновации» &#187; энтропия</title>
	<atom:link href="http://web.snauka.ru/issues/tag/entropiya/feed" rel="self" type="application/rss+xml" />
	<link>https://web.snauka.ru</link>
	<description></description>
	<lastBuildDate>Sat, 18 Apr 2026 09:41:14 +0000</lastBuildDate>
	<language>ru</language>
	<sy:updatePeriod>hourly</sy:updatePeriod>
	<sy:updateFrequency>1</sy:updateFrequency>
	<generator>http://wordpress.org/?v=3.2.1</generator>
		<item>
		<title>Энтропийный подход к анализу становления и развития профессионализма</title>
		<link>https://web.snauka.ru/issues/2014/08/37035</link>
		<comments>https://web.snauka.ru/issues/2014/08/37035#comments</comments>
		<pubDate>Wed, 06 Aug 2014 09:13:53 +0000</pubDate>
		<dc:creator>Дружилов Сергей Александрович</dc:creator>
				<category><![CDATA[19.00.00 ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ]]></category>
		<category><![CDATA[degradation]]></category>
		<category><![CDATA[dynamics of learning]]></category>
		<category><![CDATA[entropy is]]></category>
		<category><![CDATA[professional activities]]></category>
		<category><![CDATA[stagnation]]></category>
		<category><![CDATA[stochasticity]]></category>
		<category><![CDATA[the professional development]]></category>
		<category><![CDATA[the psychological structure of activity]]></category>
		<category><![CDATA[деградация]]></category>
		<category><![CDATA[кривые обучаемости]]></category>
		<category><![CDATA[профессиональная деятельность]]></category>
		<category><![CDATA[психологическая структура деятельности]]></category>
		<category><![CDATA[развитие профессионализма]]></category>
		<category><![CDATA[стагнация]]></category>
		<category><![CDATA[стохастичность]]></category>
		<category><![CDATA[энтропия]]></category>

		<guid isPermaLink="false">https://web.snauka.ru/?p=37035</guid>
		<description><![CDATA[О принципиальной возможности применения энтропийных характеристик наряду с другими методами анализа трудовых процессов писал в 1966 г. Г.М. Зараковский [1]. В инженерной психологии известны примеры применения энтропийных методов исследования процессов информационного взаимодействия человека и машины [2, 3, 4]. Изменение энтропии рассматривается как мера количества информации, вносимой человеком в управляемый процесс [5]. А.И. Галактионов и В.Н. Янушкин на основе обширного экспериментального материала показали, [...]]]></description>
			<content:encoded><![CDATA[<p class="MsoBodyText"><span>О принципиальной возможности применения энтропийных характеристик наряду с другими методами анализа трудовых процессов писал в 1966 г. Г.М. Зараковский [1]. В инженерной психологии известны примеры применения энтропийных методов исследования процессов информационного взаимодействия человека и машины [2, 3, 4]. Изменение энтропии рассматривается как мера количества информации, вносимой человеком в управляемый процесс [5].</span></p>
<p class="MsoBodyText"><span>А.И. Галактионов и В.Н. Янушкин на основе обширного</span><span style="12.0pt;letter-spacing: -.1pt;"> э</span><span>кспериментального материала показали, что в начале формирования новой частной структуры деятельности характерны большие разбросы ее показателей. Разбросы постепенно уменьшаются с обучением оператора и затем становятся постоянными [6, 7].</span></p>
<p><span>Ю.Я. Голиков и А.Н. Костин также на экспериментальном материале показали, что если построить кривые обучения для типовых задач, то «вид зависимостей конкретных реализаций процесса обучения становится заметно немонотонным» [8, с. 193]. Отмечалось, что «принципиальное существование подъемов и спадов показателя уровне подготовленности кривой обучения очень существенно и отражает содержание микроструктуры процесса обучения» [там же, </span><span lang="EN-US">c</span><span>.</span><span lang="EN-US"> </span><span>191]. При этом подчеркивается, что «временное ухудшение обученности свидетельствует не об угасании навыка, а о переходе выполнения режима на более высокий, более сложный уровень» [там же, </span><span lang="EN-US">c</span><span>.</span><span lang="EN-US"> </span><span>192]. Ю.Я. Голиков отмечал, что по мере деятельности снижается степень неопределенности в способах ее выполнения и связывал это с процессами накопления знаний об объекте, режимах его функционирования, особенностях среды [9].</span></p>
<p><span>Существование аналогичного эффекта в обучении В.Ф. Венда объясняет переходом оператора на <em>новую стратегию</em> <em>выполнения деятельности</em>, когда каждая последующая стратегия является более <em>детализированной</em> по сравнению с предыдущей [10]. В модели обучения Ю.Я. Голикова и А.Н. Костина переход на новую стратегию соответствует выполнению оператором <em>дополнительных</em> операций [8].</span></p>
<p><span>Отметим, что Илья Пригожин, русский, бельгийский и американский физик и химик российского происхождения, Нобелевский лауреат (1977 г.) по химии (термодинамика), теоретически доказал и экспериментально подтвердил, что энтропия колебательного режима меньше, чем <em>энтропия</em> монотонного процесса [11], следовательно, автоколебательный процесс является более устойчивым независимо от его физической природы.</span></p>
<p class="MsoBodyText"><span>Это подтверждают и психологи. </span><span>М.А. Дмитриева отмечает, что самые первые шаги новичка на профессиональном пути сопровождаются высокой неопределенностью, дефицитом информации и соответствующим напряжением</span><span lang="EN-US"> </span><span>[12]. </span><span>Е.А. Климов считает, что условием устойчивости <em>психической целостности</em> является автоколебательный процесс соответствующей системы – некоторый «психологический маятник»</span><span lang="EN-US"> </span><span>[13], обеспечивающий нечто вроде сканирования, обследования возможностей, открывающихся в том пространстве, которое Ф.Е. Василюк называет «жизненным миром» этой системы [14]. Е.А. Климов считает, что «процесс внутреннего колебания, во-первых, должен быть предметом рассмотрения во всех случаях обращения с людьми (будь то образование или управление персоналом организации), во-вторых, упорядоченное колебание есть условие устойчивости системы» [15, </span><span lang="EN-US">c</span><span>. 64]. А.И. Худяков в качестве одного из важнейших принципов построения обобщенного образа рассматривает принцип <em>снятия</em> <em>неопределенности</em> между представлением о внешнем мире и поступающей о нем актуальной информацией [16].</span></p>
<p class="MsoBodyText"><span>В.Д. Балин выявил наличие неравновесных связей в системе как на условие развития системы путем ее самоорганизации. Он пишет, что <em>сильно</em> <em>неравновесные</em> связи являются непременным условием самоорганизации, но и самоорганизация, в свою очередь, изменяет смысл связей. <em>Сильно</em> <em>неравновесные</em> <em>системы</em> становятся чувствительными к слабым воздействиям [17]. Отметим, что И. Пригожин и И. Стенгерс также указывали, что <em>неравновесность</em>, <em>стохастичность</em> предполагает <em>эволюцию</em> системы, т.е. возможность ее <em>развития</em> по определенным законам [18].</span></p>
<p><span>В качестве причин стохастичности профессиональной деятельности мы рассматриваем наличие внутренних и внешних факторов неопределенности состояний человеко-технической системы. К ним относится и стохастичность состояний специалиста в процессе деятельности, и некоторая стохастичность состояний средств деятельности, и вероятностный характер воздействий возмущений со стороны внешней среды. В человеко-технических системах оператор, – как активный элемент системы, делающий ее целенаправленной, – способен изменить в некоторых пределах энтропию системы [19].</span></p>
<p><span>В исследованиях В.Н. Бринзы с соавторами отмечается, что психологическая нагрузка на оператора определяется числом неупорядоченных связей между потенциально возможными действиями и операциями. Исследователи связывают снижение нагрузки с упорядочением деятельности, которое равно уменьшению энтропии (</span><span lang="EN-US">S</span><span>) во времени (</span><span lang="EN-US">t</span><span>), что математически выражается как отрицательная производная (</span><span lang="EN-US">dS</span><span> / </span><span lang="EN-US">dt</span><span> &lt; 0) [20].</span></p>
<p class="1"><span>На основании осциллографических исследований управляющих действий операторов нами было выявлено, что уменьшение относительной энтропии человеко-технической системы «прокатный стан» приводит к увеличению интенсивности управляющих действий операторов-прокатчиков. Обнаружено, что увеличение энтропии (как меры неопределенности) действий операторов происходит в наиболее сложные моменты технологического процесса – в пропусках металла через валки, предшествующих кантовке слитка. В этих пропусках требуется большая точность работы для обеспечения заданного сечения металла. Было показано, что по ходу процесса прокатки металла оператор-вальцовщик уточняет информацию о характеристиках слитка, согласовывает с этой информацией свои управляющие действия, что приводит к относительной стабилизации процессов в системе «оператор – прокатный стан – обрабатываемый слиток» [21].</span></p>
<p class="1"><span>Энтропия в этом случае определялась известными методами как величина, пропорциональная логарифму от дисперсии измеряемого параметра [22], в качестве которого в нашем случае было выбрано количество управляющих движений оператора-вальцовщика за цикл прокатки слитка.</span></p>
<p><span>Б.Н. Рыжов в своей монографии рассматривает методологические подходы к рассмотрению энтропийных характеристик состояния системы, а также принципы анализа деятельности как процесса системообразования [23]. Им было показано, что любая система имеет ряд статических характеристик, в том числе <em>первичных</em>, под которыми понимается ее объем, или количество составляющих ее элементов (</span><span lang="EN-US">n</span><span>), и сложность системы (</span><span lang="EN-US">C</span><span>). Под сложностью понимается сумма всех связей между ее элементами. Был предложен простой метод расчета первичных статических характеристик системы, а на их основе ее энтропии. Энтропия системы (</span><span lang="EN-US">S</span><span>) в зависимости от числа элементов системы и числа значимых связей в ней рассчитывается по следующей формуле: </span></p>
<p class="a1"><span lang="EN-US">S = 1 – 2C / n(n – 1).</span></p>
<p><span>Автор обосновал, что в общем случае при больших объемах системы (когда </span><span lang="EN-US">n</span><span> → ∞) «энтропия системы (</span><span lang="EN-US">S</span><span>) изменяется пропорционально квадрату числа составляющих ее элементов и обратно пропорционально удвоенной величине ее сложности» [23, с. 79]. На разнообразных примерах (из области физических, социальных, биологических и др. систем) было показано, что при интенсивном развитии любой системы (характеризующейся ростом числа элементов и ее сложности, проявляющейся в увеличении числа связей между образующих систему элементов), ее энтропия уменьшается.</span></p>
<p><span>Мы считаем возможным применение <em>энтропийного</em> метода для анализа психологической структуры деятельности (ПСД), предложенной А.И. Галактионовым и В.Н. Янушкиным (1988 г.). Исследователи на основе анализа <em>кривых</em> <em>обучаемости</em> показали, что в результате приобретения опыта оператор-технолог формирует несколько частных психологических <em>подмоделей</em>. Выявлено три основных рабочих подмодели ПСД (<em>технологическая</em>, <em>функциональная</em> и <em>информационная</em>), с помощью которых специалист может с достаточно высокой надежностью решать все известные и незнакомые ему задачи по анализу сложных производственно-технологических ситуаций [7]. Кроме того, на более высоких концептуальных уровнях деятельности оператор формирует еще две вспомогательные частные ПСД (<em>алгоритмическую</em> и <em>образную</em>), которые он использует для быстрой оценки сложившейся ситуации.</span></p>
<p><span>Мы исходим из понимания того, что каждая из подмоделей ПСД описывается совокупностью образующих ее компонентов, находящихся в определенной взаимосвязи, что может быть представлено в виде соответствующих корреляционных плеяд. Разные фазы профессионализации человека характеризуются разным составом и структурой связей элементов, образующих каждую из подмоделей.</span></p>
<p><span>Предлагаемый нами энтропийный метод анализа ПСД предполагает, что для каждой из частных подмоделей рассчитываются корреляционные плеяды, в состав которых входят конкретные ПВК, в также мотивационные и личностные характеристики профессионала. В качестве системообразующего фактора принимается <em>показатель</em> <em>эффективности</em> профессиональной деятельности</span><span lang="EN-US"> </span><span>[24]; при этом наличие статистически значимых корреляционных связей других факторов с показателем эффективности считаем существенным признаком для рассматриваемой системы. На временном промежутке (</span><span lang="EN-US">t</span><span>), т.е. в динамике развития профессионала, происходит изменение состава элементов (</span><span lang="EN-US">dn</span><span> / </span><span lang="EN-US">dt</span><span>) и сложности структуры (</span><span lang="EN-US">dC</span><span> / </span><span lang="EN-US">dt</span><span>), характеризующейся числом значимых связей в корреляционной плеяде; соответственно, нарастает или убывает энтропия (</span><span lang="EN-US">dS</span><span> / </span><span lang="EN-US">dt</span><span>), характеризующая данную систему.</span></p>
<p><span>Если число освоенных человеком психических подмоделей деятельности (а также элементов, входящих в каждую из этих подмоделей), увеличивается, сложность их взаимосвязей (интеграция) и теснота связей с показателем эффективности – возрастает, а энтропия – снижается, то можно с определенностью говорить о <em>развитии</em> индивидуального профессионализма как целостной психической системы. И наоборот, уменьшение числа освоенных элементов (подмоделей) концептуальной модели деятельности при одновременном уменьшении сложности взаимосвязей между этими элементами, в том числе разрушении значимых корреляционных связей с показателем эффективности, сопровождающееся увеличением энтропии, свидетельствует о разрушении психологической структуры деятельности и, соответственно, о депрофессионализации человека. При этом возможны следующие варианты.</span></p>
<p><strong><span>Экстенсивное развитие.</span></strong><span> На начальном уровне профессионализма, с формированием по мере интериоризации и осознания «нормативных» характеристик деятельности увеличивается число элементов (</span><span lang="EN-US">dn</span><span> / </span><span lang="EN-US">dt</span><span> &gt; 0), входящих в состав той или иной подмоделей при относительно слабой связи (</span><span lang="EN-US">dC</span><span> / </span><span lang="EN-US">dt</span><span> &gt; 0) между ними. Некоторые из дополнительных элементов, включаемых субъектом на этом этапе развития в состав соответствующей подмодели, возможно, являются избыточными и в последующем не войдут в структуру модели. Добавление в систему новых элементов сопровождается привнесением в нее несущественных связей, число которых не превышает удельное количество связей, приходящихся на каждый элемент системы до ее изменения. Сложность соответствующей подмодели деятельности возрастает, но она становится более «рыхлой», аморфной, не способной адекватно реагировать на неожиданные внешние возмущения. Энтропия такой системы возрастает (</span><span lang="EN-US">dS</span><span> / </span><span lang="EN-US">dt</span><span> </span><span lang="EN-US">&gt;</span><span> 0). Все это свидетельствует об «<em>экстенсивном</em> развитии» профессионализма как системного образования. Профессиональная деятельность на этом этапе развития характеризуется неустойчивостью характеристик, колебательными процессами.</span></p>
<p><span>Отметим, что переход от одной стадии профессионализма к другой сопровождается «поисковой» активностью, внешне выражающейся в повышенной дисперсии показателей деятельности, их колебаниях. В концепции профессионализма как психологического синдрома это характеризуется включением <em>положительной</em> внутренней обратной связи. Поисковая активность рассматривается как необходимая предпосылка интенсивного развития профессионализма человека.</span></p>
<p><strong><span>Интенсивное развитие</span></strong><span>. По мере формирования навыков деятельности происходит своеобразная «фильтрация» включенных ранее новых элементов: отбраковка тех из них, которые не являются необходимыми для обеспечения деятельности и включение в общую структуру связей элементов, значимых для деятельности на данном этапе ее развития. Новая подструктура психологической системы деятельности в целом характеризуется ростом числа элементов (</span><span lang="EN-US">dn</span><span> / </span><span lang="EN-US">dt</span><span> &gt;</span><span lang="EN-US"> </span><span>0) и ее сложности (</span><span lang="EN-US">dC</span><span> / </span><span lang="EN-US">dt </span><span>&gt;</span><span lang="EN-US"> </span><span>0), проявляющейся в увеличении числа связей между образующих систему элементов, ее энтропия уменьшается (</span><span lang="EN-US">dS </span><span>/</span><span lang="EN-US"> dt </span><span>&lt;</span><span lang="EN-US"> </span><span>0).</span></p>
<p><span>Это возможно в двух случаях. 1)</span><span lang="EN-US"> </span><span>Если вносимый в систему новый элемент имеет большее число связей с другими элементами, чем в среднем было у каждого элемента до ее изменения. 2)</span><span lang="EN-US"> </span><span>Если добавляемые новым элементом (или элементами) связи носят существенный характер, значительно снижая число опосредованных связей. В этом случае изменения, характеризующие изменение как деятельности и самого профессионала, свидетельствуют об «<em>интенсивном </em>развитии» профессионализма как системного образования. Деятельность приобретает устойчивый, стабильный характер, колебательные процессы, свойственные более раннему ее этапу, затухают либо приобретают характер устойчивых автоколебаний с малой амплитудой.</span></p>
<p style="margin-top: 6.0pt;"><strong><span>Стагнация профессионализма</span></strong><span>. Для данного этапа характерно «накопление» числа элементов, составляющих систему (</span><span lang="EN-US">dn </span><span>/</span><span lang="EN-US"> dt </span><span>&gt;</span><span lang="EN-US"> </span><span>0). Многие из них являются следствием опыта достижений и неудач (собственного и обобщенного), отражающего реалии конкретных ситуаций, но некритично распространяемого затем на любые профессиональные задачи. Человек не осознает необходимости связей между элементами.</span></p>
<p><span>При стагнации в структуре сохраняются лишь старые связи, часть из которых начинает разрываться в виду отсутствия потребности в их актуализации (</span><span lang="EN-US">dC </span><span>/</span><span lang="EN-US"> dt </span><span>≤</span><span lang="EN-US"> </span><span>0). Возможным вариантом является включение новых элементов в систему путем разрыва старых, существенных связей. Энтропийный подход приводит к выводу о том, что <em>стагнация</em> профессионализма человека не может продолжаться долгое время. Причина тому в ускоренно идущем при этом типе профессиональных изменений процессе увеличения энтропии (</span><span lang="EN-US">dS</span><span> / </span><span lang="EN-US">dt</span><span> &gt; 0), чьи темпы, по Б.Н. Рыжкову, значительно опережают рост энтропии при экстенсивном развитии</span><span lang="EN-US"> </span><span>[23]. Результатом быстрого накопления энтропии становится неизбежный дисбаланс процессов взаимодействия с профессиональной средой.</span></p>
<p class="1"><span>Содержательная сторона профессиональной <em>стагнации</em> проявляется в том, что специалист перестает совершенствоваться в своем деле, «застревает» в рамках привычной для него деятельности, которая сводится к ежедневной технике реализации текущих дел. Е.А. Климов приводит свое видение предполагаемых им внутренних и внешних причин профессиональной стагнации (застоя). «Внешними причинами здесь могут быть вынужденное однообразие (монотонность) выполняемых действий, безвыходное положение в смысле возможной смены вида или места работы», а также «ухудшение здоровья и старение человека» [25, с. 131]. Внутренними причинами стагнации, по Е.А. Климову «могут быть нежелание, неспособность перестроить перспективы своего развития в новых условиях» [там же]. Исследователь приходит к выводу о том, что «В результате может возникать пассивная жизненная позиция…., общая усталость, безразличие к жизни. Возможны конфликты с окружающими» [там же].</span></p>
<p><span class="a0"><span>Согласно известному из теории систем «постулату развития» [26, 27],</span></span><span class="a0"><span>длительное существование системы невозможно <em>без ее развития</em>. Если система не развивается, то она деградирует – разрушается. </span></span><span>Отсюда закономерный вывод: профессионализм (как системное психическое образование) не может долгое время находиться в состоянии застоя; стагнация неизбежно приводит к <em>деградации</em> профессионализма, включая все его проявления, как на уровне характеристик субъекта деятельности и личности, так и на уровне показателей деятельности.</span></p>
<p style="margin-top: 6.0pt;"><strong><span>Деградация профессионализма</span></strong><span>. Главной отличительной особенностью профессиональной деградации (понимаемой как постепенное вырождение, распад профессионализма, движение назад) является сокращение числа элементов (</span><span lang="EN-US">dn</span><span> / </span><span lang="EN-US">dt</span><span> &lt; 0), образующих частные подмодели ПСД (технологическую, функциональную и информационную). Сокращается и число значимых связей между элементами в указанных подсистемах (</span><span lang="EN-US">dC</span><span> / </span><span lang="EN-US">dt</span><span> &lt; 0) при одновременном возрастании энтропии (</span><span lang="EN-US">dS</span><span> / </span><span lang="EN-US">dt</span><span> &gt; 0) рассматриваемой системы деятельности.</span></p>
<p class="MsoBodyTextIndent2"><span>При профессиональной деградации главная роль принадлежит процессам, происходящим внутри человека-профессионала, а его взаимодействие с профессиональной средой имеет второстепенный, подчиненный характер.</span></p>
<p class="a"><em><span>Энтропийный</span></em><span> <em>подход</em> позволяет дать конструктивное объяснение различным формам профессионального становления: экстенсивному и интенсивному развитию профессионализма, а также его стагнации и деградации. Указанный подход оказывается действенным не только при анализе развития психологической структуры профессиональной деятельности, но и при изучении становления свойств человека-профессионала.</span></p>
]]></content:encoded>
			<wfw:commentRss>https://web.snauka.ru/issues/2014/08/37035/feed</wfw:commentRss>
		<slash:comments>0</slash:comments>
		</item>
		<item>
		<title>Понятийные вопросы современной науки: Макросостав вещества и термодинамика без мистики</title>
		<link>https://web.snauka.ru/issues/2016/03/65292</link>
		<comments>https://web.snauka.ru/issues/2016/03/65292#comments</comments>
		<pubDate>Sun, 27 Mar 2016 08:45:24 +0000</pubDate>
		<dc:creator>Кобзарь Константин Павлович</dc:creator>
				<category><![CDATA[01.00.00 ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ]]></category>
		<category><![CDATA[давление]]></category>
		<category><![CDATA[макросостав]]></category>
		<category><![CDATA[плотность энергии]]></category>
		<category><![CDATA[состав]]></category>
		<category><![CDATA[температура]]></category>
		<category><![CDATA[теплоемкость]]></category>
		<category><![CDATA[термодинамика]]></category>
		<category><![CDATA[уравнение Менделеева-Клапейрона]]></category>
		<category><![CDATA[энтальпия]]></category>
		<category><![CDATA[энтропия]]></category>

		<guid isPermaLink="false">https://web.snauka.ru/?p=65292</guid>
		<description><![CDATA[Введение Наш мир един, в нем все взаимосвязано и взаимообусловлено, от кварков и лептонов до Метагалактики. Трудно, однако, мысленно охватить всё мироздание, поэтому человеческая наука разбита на множество конкретных наук, в числе которых физика и химия, история и география, математика и искусствоведение. Каждая выделившаяся наука обладает своим научным языком, то есть системой знаков, параметров и [...]]]></description>
			<content:encoded><![CDATA[<p align="justify"><span><span><strong>Введение</strong></span></span></p>
<p align="justify"><span><span>Наш мир един, в нем все взаимосвязано и взаимообусловлено, от кварков и лептонов до Метагалактики. Трудно, однако, мысленно охватить всё мироздан</span></span><span><span>ие, поэтому человеческая наука</span></span><span><span> разбита на множество конкретных наук, в числе которых физика и химия, история и география, математика и искусствоведение. Каждая выделившаяся наука обладает своим научным языком, то есть системой знаков, параметров и правилами оперирования с ними [1, с. 120], при этом каждый язык создается для адекватного отображения изучаемых объектов природного или искусственного происхождения. С учетом иерархичности мира языки науки могут быть многоуровневыми, </span></span><span><span>соответственно, </span></span><span><span>один и тот же параметр может менять свою размерность. Например, в размерной шкале для измерения атомов удобен ангстрем, а для изучения объектов на космических расстояниях парсек, энергию в микромире удобно измерять в электрон-вольтах, а на макроуровне в джоулях. При этом на разных иерархических уровнях могут меняться не только единицы, но и параметры, характеризующие свойства и состояния вещества.</span></span></p>
<p align="justify"><span><span><strong>Состав вещества</strong></span></span></p>
<p align="justify"><span><span>Триада состав — строение (структура) — свойства находится в основе всех наук. В системном аспекте это означает, что на разных иерархических уровнях имеются свои характеристики этих составляющих. Выделение этих уровней нередко неоднозначно, но они всегда существуют. В науках естественных и технических состав и свойства вещества на разных уровнях играют принципиальную роль. Однако именно здесь, где точность понимания имеет особое значение, эти грани бывают стерты. При восприятии и анализе объектов макроуровня микроуровень может оказывать существенное влияние, тем не менее любой объект определяется доминирующим образом его собственными характеристиками. Физикой и другими науками изучается огромный диапазон объектов и их взаимодействий, которые можно отнести к разным иерархическим вещественно-энергетическим уровням, в качестве которых можно выделить уровень элементарных частиц, атомно-молекулярный микроуровень, макроуровень и &#8220;астрономический&#8221; Мегауровень. </span></span></p>
<p align="justify"><span><span>Обратим особое внимание на наиболее изученные микро- и макроуровень вещества. Микроуровень характеризуется атомами и молекулами, взаимодействие между которыми осуществляется с помощью электронов (объект химии) или обменом энергией (объект атомной и молекулярной физики). Макроуровень, хоть это и звучит тавтологически, включает объекты макроскопических размеров. Состав вещества на микроуровне, называемый химическим составом, характеризует относительное количество атомов в молекулах или соединениях элементов. Минеральный состав отражает как химический состав вещества, так и определенную его структурную организацию, но опять же в большей степени на микроуровне. Поскольку химический состав прекрасно характеризует вещества и динамику процессов их взаимодействий и взаимопревращений на микроуровне, это обусловливает желание распространить указанное понятие на описание объектов и процессов на макроуровне, что, естественно, неправомерно, поскольку состав и свойства всегда должны находяться в неразрывной связи. Представим, какой странной и не совсем адекватной стала бы химия, если бы вещества и их взаимодействия оценивались, например, по соотношению и взаимодействию кварков. Очень часто при упоминании состава подразумевается именно химический состав. Некорректность его использования по отношению к макрообъектам хорошо иллюстрируется сопоставлением полиморфных веществ, имеющих одинаковый химический состав, но существенно различающиеся свойства [2, с. 16]. Для примера достаточно рассмотреть аллотропные модификации веществ с химическим составом — углерод. Это алмаз, графит, графен, фуллерит, у которых механические, электрические, оптические, термодинамические свойства различаются кардинально.</span></span></p>
<p align="justify"><span><span>Кроме химического на макроуровне используются разные способы отражения состава вещества с соответствующими единицами: это мольные, массовые, объемные величины, т. е. отнесенные, соответственно, к единице вещества, единице массы или единице объема. Отражение состава в мольных величинах отличается от химического состава чисто формально введением условного постоянного коэффициента, равного числу Авогадро, и в полной мере характеризует химический, то есть микросостав вещества. Присвоение этому числу статуса основной единицы в системе СИ, как и назначенное на 2018 год количественное определение, отвязанное от массы, никак не меняет понятийный смысл и не добавляет значимости этой псевдомакровеличине. Понятно, что мольные величины используются прежде всего в химии. Массовые величины, т. е. отнесенные к единице массы, очень удобны при проведении и анализе многих технологических процессов, в которых важно соотношение компонентов. Это обусловлено прагматическими причинами, поскольку в настоящее время определения массы, точнее веса веществ, хорошо отработано и имеет высокую точность. Эти величины обычно используются для анализа жидких и твердых растворов, но не анализа газов. Массовые величины, как и мольные, в определенной степени отражают состав вещества, если оно находится в однородном сплошном состоянии: жидкость, сплошное тело. Эти виды состава никак не отражают структуру вещества на макроуровне, поэтому в реальных условиях, например, для сыпучих или имеющих пористость веществ их использование может приводить к неоднозначным результатам. Это относится к изучению природных и многих производственно-технических процессов.</span></span></p>
<p align="justify"><span><span>Наиболее адекватному отображению свойств вещества и происходящих процессов на макроуровне в большинстве систем удовлетворяет использование единиц, отнесенных к единице объема, таких как плотность, объемная плотность энергии. Во-первых, они без сомнений отображают макроуровень вещества, во-вторых, позволяют совокупно анализировать вещества, находящиеся в разных агрегатных состояниях, и соответствующие процессы. Кроме то</span></span><span><span>го, </span></span><span><span>как показано на примере термодинамических величин,</span></span><span><span> только величины, отнесенные к единице объема, в отличие от молярных и массовых изменяются периодически, </span></span><span><span>то есть</span></span><span><span> удовлетворяют т</span></span><span><span>ребованию периодического закона Менделеева [2, с. 21]. Поскольку в современной науке закон </span></span><span><span>Д. И. </span></span><span><span>Менделеева сомнению не подвергается, это служит свидетельством </span></span><span><span>правомерности</span></span><span><span> использования объемных величин. Соответственно, для отражения состава на макроуровне целесообразно использование единиц</span></span><span><span>ы</span></span><span><span> моль/м</span></span><sup><span><span>3</span></span></sup><span><span>, кото</span></span><span><span>рую </span></span><span><span>в отличие от химического состава можно назвать </span></span><span><span><em>макросостав</em></span></span><span><span>. </span></span></p>
<p align="justify"><span><span><strong>Феноменологическая термодинамика</strong></span></span><span><span> — один из наиболее разработанных и логично построенных разделов современной физики, характеризующийся стройностью теории, красотой уравнений, глубиной выводов, являющихся результатом работы огромного труда выдающихся ученых. Обращаться к основам термодинамики в XXI веке представляется странным и не совсем актуальным, однако совокупность специфических понятий и терминов, а также некая таинственность, даже мистичность положений и законов термодинамики позволяют предположить, что в понятийном плане термодинамики нуждается в уточнении. &#8220;Термодинамику легко упоминать, трудно понять, невозможно применить&#8221; [3, с. 120]. Это высказывание Д. М. Шоу в вызывающей форме как бы призывает обратить внимание на базовые основы термодинамики.</span></span></p>
<p align="justify"><span><span>Термодинамические процессы в настоящее время изучают две основные науки: термодинамика и статистическая физика. Несмотря на общий объект исследования они используют принципиально разные подходы и методы, что само по себе неплохо. Однако при этом и исследования, и результаты этих исследований как бы существуют достаточно независимо и не очень состыкуются друг с другом. С одной стороны, это представляется странным, с другой — едва ли способствует пониманию процессов. Стоит подчеркнуть, что задача науки давать всё более полное описание и понимание природных явлений и процессов, при этом вторая задача — упрощать это описание и понимание. Две перечисленные задачи характеризуют определенную последовательность, скорее даже чередование соответствующих этапов в развитии каждой науки. Судя по всему, в термодинамике существует необходимость внимания ко второй задаче.</span></span></p>
<p align="justify"><span><span><strong>Температура как энергия</strong></span></span></p>
<p align="justify"><span><span>Одна из важнейших термодинамических величин — температура. С одной стороны, очевидно, что температура — энергетическая величина. С другой стороны, температура имеет особенности, отличающие ее от энергии вообще, что дает возможность рассматривать ее как самостоятельную независимую величину. Налицо, следовательно, противоречие: температура — это энергия, температура — это не энергия. Логичное разрешение этого противоречия заключается в том, что температура — это энергия, но энергия специфическая. </span></span></p>
<p align="justify"><span><span>В работе А. К. Кикоина и И. К. Кикоина сказано, что &#8220;&#8230;величина, давно известная под названием температуры, в действительности представляет собой среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул&#8230; При таком определении температуры она, очевидно, должна измеряться в единицах энергии (в системе СИ — в джоулях, в системе единиц СГС — в эргах). Однако практически пользоваться такой единицей температуры неудобно. Даже такая малая единица температуры, как эрг, слишком велика, чтобы служить единицей измерения температуры. При пользовании ею обычно встречающиеся температуры выражались бы ничтожно малыми числами&#8230; По этой причине, а также потому, что величиной температуры пользовались еще задолго до того, как были развиты молекулярно-кинетические представления, разъяснившие истинный смысл температуры, ее все-таки измеряют в старых единицах — градусах, несмотря на условность этой единицы&#8221; [4, с. 29-30]. Таким образом, температура отражает среднюю кинетическую энергию линейного движения микрочаст</span></span><span><span>ицы в ансамбле микрочастиц. При этом следует подчеркнуть определенную </span></span><span><span>двойственность температуры. С одной стороны, это энергия единичной микрочастицы, которой может быть атом, молекула, электрон, то есть она характеризует микроуровень вещества. С другой стороны, эта энергия является усредненной в системе взаимодействующих частиц, и в этом смысле несет черты макрохарактеристики, что, правда, не меняет ее суть. При этом температура безусловно является энергией и должна </span></span><span><span>измеряться в единицах энергии. </span></span></p>
<p align="justify"><span><span>Необходимо подчеркнуть, что температура характеризует не любую, а вполне определенную энергию, а именно </span></span><span><span>энергию независимого, свободного движения микрочастиц. При таком понимании</span></span><span><span> снимаются ограничения, которые &#8220;не позволяют&#8221; температуре полноценно считаться энергией. Понятно, что если часть &#8220;несвободных&#8221; движений велика или даже преобладает, это создает впечатление несоответствия температуры энергии. Так, при приближении к абсолютному температурному нулю &#8220;свободное&#8221; кинетическое движение асимптотически уменьшается, при этом возрастает роль несвободных квантовы</span></span><span><span>х колебаний с температурой никак не связанных.</span></span></p>
<p align="justify"><span><span>Если вещество представлено совокупностями различающихся частиц, то они могут иметь разные температуры. Например, в плазме ионы и электроны слабо обмениваются энергией между собой и могут иметь разные температуры. Однако сущность температуры от этого не меняется. </span></span><span><span>Рассмотрение температуры как энергии микрочастиц обычно подразумевает движение частиц в трехмерном пространстве. Поскольку свободные движения микрочастиц в двухмерной и в одномерной средах существенно ограничены, это обусловливает отличие происходящих в них процессов и их описания. В качестве примеров двух- и одномерных сред можно рассматривать движения соответственно в тонкой пленке и ускорителе элементарных частиц. Следовательно, имеет смысл говорить о двухмерной или одномерной температурах, которые, естественно, к трехмерной напрямую не сводимы. </span></span></p>
<p align="justify"><span><span>Температура характеризует энергию не всех, а только поступательных движений микрочастиц. Это обусловливает ее важность, поскольку именно эти движения обеспечивают взаимообмен кинетической энергией на микроуровне</span></span><span><span><em>,</em></span></span><span><span> что принципиально</span></span><span><span> отличает ее, например, от энергии вращательных</span></span><span><span> движений. Поэтому равенство температур двух систем означает равенство средних кинетических энергий линейных движений микрочастиц в этих системах.</span></span></p>
<p align="justify"><span><span>Отдельно следует заострить внимание на современном расширительном понимании температуры. Для изучения процессов при низких ее значениях температура дополняется коэффициентом, позволяющим одновременно рассматривать и явления, связанные с квантовыми процессами. В практическом плане такие действия могут быть вполне оправданны, но не в теоретическом. Температура — это вполне определенный вид энергии и как вид он не может меняться в зависимости от каких-то условий. Например, трудно предположить, что в определенных условиях потенциальную энергию следует считать кинетической </span></span><span><span>(разве что потенциально!)</span></span><span><span>. Другими словами, можно совместно использовать температуру с другими видами и типами энергии, но при этом всегда понимать ее отдельность, то есть определенную исключительность, специфичность. При существенном проявлении квантовых явлений применяется термин </span></span><span><span><em>вырождение температуры</em></span></span><span><span>. Термин удачный, он показывает, что температура при низких ее значениях вырождается, то есть перестает существовать, а ее место занимает совсем другая величина, обусловленная квантовыми свойствами вещества.</span></span></p>
<p align="justify"><span><span><strong>Термодинамические величины,</strong></span></span><span><span><strong> константы, законы</strong></span></span></p>
<p align="justify"><span><span>В кинетической теории газов основным можно считать уравнение</span></span></p>
<p align="center"><span><span>pV = 2/3W,</span></span></p>
<p align="justify"><span><span>где p — давление, V — объем, W — суммарная кинетическая энергия поступательного движения молекул газа, находящихся в объеме V. Так как W/V — это объемная плотность кинетической энергии — </span></span><span><span>Ω, следовательно, </span></span></p>
<p align="center"><span><span>Ω = 3/2p</span></span></p>
<p align="justify"><span><span>Ключевым для термодинамики является уравнение состояния идеального газа Менделеева-Клапейрона</span></span><span><span>, которое для произвольного объема имеет вид:</span></span></p>
<p align="center"><span><span>pV = RT,</span></span></p>
<p align="justify"><span><span>где Т — абсолютная температура, R — так называемая </span></span><span><span><em>универсальная газовая постоянная</em></span></span><span><span>, при этом</span></span></p>
<p align="center"><span><span>R = kN</span></span><sub><span><span>А</span></span></sub><span><span>,</span></span></p>
<p align="left"><span><span>где N</span></span><sub><span><span>А</span></span></sub><span><span> — число Авогадро, k — постоянная Больцмана.</span></span></p>
<p align="justify"><span><span>Давлен</span></span><span><span>ие p сч</span></span><span><span>итается одной из важнейших величин в макрофизике. Согласно современным представлениям, </span></span><span><span>&#8220;</span></span><span><span>давление, так же как плотность и температура, представляет собой основной макроскопический параметр состояния жидкости и газа&#8221;</span></span><span><span> [5, с. 547]. Интересно, что в этом заявлении из трех указанных величин сказанное можно безусловно отнести только к плотности. Что касается температуры, то ее макроскопичность, как было показано выше, достаточно условна. Понятие </span></span><span><span><em>давление</em></span></span><span><span> также требует рассмотрения. Обобщая</span></span><span><span> общую и частные формулировки этого термина</span></span><span><span> [5</span></span><span><span>, с. 547, 553</span></span><span><span>]</span></span><span><span>, можно резюмировать, что давление — величина, характеризующая определенное воздействие на площадку, препятствие или тела. Следовательно, считать давление параметром состояния некорректно. Параметром состояния является </span></span><span><span><em>объемная плотность энергии</em></span></span><span><span>Ω</span></span><span><span>, которая существует безотносительно к объектам воздействия, но при наличии препятствия, &#8220;стенки&#8221; может </span></span><span><span><em><strong>проявляться</strong></em></span></span><span><span> в форме </span></span><span><span><em>давления</em></span></span><span><span> [6, с 22]. Тот факт, что давление проще измерять, чем объемную плотность энергии, никак не меняет сущности этих величин. Понятно, что произведение объемной плотности энергии на объем — это энергия </span></span><span style="color: #000000;"><span><span>W</span></span></span><span><span>, сосредоточенная в этом объеме. </span></span></p>
<p align="justify"><span><span>Так как для идеальных г</span></span><span style="color: #000000;"><span><span>азов </span></span></span><span style="color: #000000;"><span><span>Ω = 3/2р, то</span></span></span><span><span>уравнение Менделеева-Клапейрона можно выразить в форме:</span></span></p>
<p align="center"><span style="color: #000000;"><span><span>Ω</span></span></span><span style="color: #000000;"><span><span>V = 3/2RT</span></span></span></p>
<p align="justify"><span><span>или проще:</span></span></p>
<p align="center"><span style="color: #000000;"><span><span>W </span></span></span><span style="color: #000000;"><span><span>= 3/2RT</span></span></span></p>
<p align="justify"><span><span>Из этого уравнения следует, что &#8220;у</span></span><span><span>ниверсальная газовая постоянная&#8221; — это число Авогадро, несколько &#8220;замусоренное&#8221; дополнительными размерностями.</span></span><span><span> В свою очередь, уравнение состояния идеального газа — это тавтология, поскольку очевидно, что произведение количества частиц в определенном объеме на их среднюю энергию &#8211; это общая энергия частиц в этом объеме, так же как и произведение объемной плотности энергии на данный объем. В свете сказанного понятно, что формулировки ряда законов и уравнений термодинамики должны быть скорректированы. Например, з</span></span><span><span>аконы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и Шарля как </span></span><span><span>частные случаи уравнения состояния идеального газа также не несут новой информации.</span></span></p>
<p align="justify"><span><span>К сказанному следует добавить, что понятие температуры, вытекающее из закона Менделеева-Клапейрона, никак не ограничивается идеальным газом, поскольку сущность температуры как определенного вида энергии не меняется, например, при изменении агрегатного состояния вещества. То есть</span></span><span><span>представление о температуре как кинетической энергии применимо не только к газам, но и к вещест</span></span><span><span>вам в жидком и твердом состояниях </span></span><span><span>[4, с. 30]. Следовательно, </span></span><span><span>Кельвин должен </span></span><span><span>стать</span></span><span><span> внесистемной единицей, а &#8220;фундаментальная константа&#8221; постоянная Больцмана k автоматически теряет свой статус, поскольку является простым коэффициентом пересчета двух единиц энергии: Кельвина и Джоуля в полной аналогии с коэффициентом перевода калории в Джоуль. Настала, думается, пора завершить эпоху &#8220;теплорода XXI века&#8221; — температуры.</span></span></p>
<p align="justify"><span><span><strong>Некоторые термодинамические величины</strong></span></span></p>
<p align="justify"><span><span><strong>Энтропия</strong></span></span><span><span>. На сегодня в науке имеются две &#8220;главных&#8221; энтропии: </span></span><span><span><em>термодинамическая</em></span></span><span><span> и </span></span><span><span><em>информационная</em></span></span><span><span>, имеющие разный смысл и, соответственно, разные размерности. Предложенная Р. Клаузисом </span></span><span><span><em>термодинамическая энтропия</em></span></span><span><span> служит &#8220;для определения меры необратимого рассеяния энергии [7, с. 616], а энтропия в теории информации &#8220;принимается в качестве меры неопределенности состояния объекта и меры недостатка информации о некоторой физической системе&#8221; [8, с. 690] или является &#8220;мерой неопределенности сообщений&#8221; [7, с. 617]. </span></span><span><span><em>Информационная энтропия</em></span></span><span><span> безразмерна, в то время как </span></span><span><span><em>термодинамическая</em></span></span><span><span> имеет размерность Дж/К. В ряде работ энтропия, как и ряд других величин, имеющих в размерности единицу калория, до сих пор называется величиной &#8220;калорической&#8221;, чем подчеркивается ее термическо-термодинамическая сущность. Не заостряя внимание на явной несуразности такого наименования (по аналогии, например, плотность следует называть величиной &#8220;килограммической&#8221; </span></span><span><span>или даже</span></span><span><span> &#8220;тоннической&#8221;), обратим внимание на сущность вопроса. В свете сказанного выше </span></span><span><span><em>термодинамическая энтропия</em></span></span><span><span> имеет разм</span></span><span><span>ерность Дж/Дж, т. е. является безразмерной. Она, следовательно, несмотря на свое термодинамическое происхождение, имеет исключительно информационный смысл и, таким образом, полностью совпадает с </span></span><span><span><em>информационной</em></span></span><span><span>. Это означает, что энтропия всегда и везде имеет информационный смысл и изм</span></span><span><span>еряется в битах, байтах, Терабайтах и т. п. величинах, при этом &#8220;термодинамическая&#8221; энтропия отражает информационные свойства ансамбля микрочастиц. </span></span><span><span>К счастью в термодинамике часто используется выражение ТS, фактически являющееся </span></span><span style="color: #000000;"><span><span>W</span></span></span><span><span>S и действительно характеризующее величину необратимой диссипации энергии в системе.</span></span></p>
<p align="justify"><span><span><strong>Теплоемкость. </strong></span></span><span><span>Определения теплоемкости несколько различаются, при этом непонимание физического смысла термина нередко приводит к неточности формулировок. Например, определение</span></span><span style="color: #000000;"><span><span>, приведенное в солидном справочном издании: &#8220;</span></span></span><span><span>Теплоёмкость &#8211; количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 градус (1</span></span><sup><span><span>0</span></span></sup><span><span>С или 1 К); точнее отношение количества теплоты, поглощаемой телом при бесконечно малом изменении его температуры, к этому изменению</span></span><span><span>&#8221; [7, с. 77]. В приведенном определении смещены акценты, поэтому несколько </span></span><span><span>нарушены причинно-следственные связи. Теплоемкость — это не &#8220;количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 градус&#8221;, а </span></span><span><span><em>количество теплоты, необходимое для нагревания тела на 1 градус</em></span></span><span><span>. С другой стороны, с учетом сказанного о смысле температуры теплоемкость, с размерностью Дж/Дж, факт</span></span><span><span>ически безразмерна. При этом нагляднее оперировать с величиной, обратной теплое</span></span><span><span>мкости, т. е. 1/С. Эта величина характеризует относительное количество тепловой энергии, перешедшее в кинетическую энергию микрочастиц, </span></span><span><span>которое,</span></span><span><span> естественно, по величине не может превысить единицу. Понятно, что в </span></span><span><span>изотермическом процессе, в котором не происходит переход тепловой энергии в энергию движения микрочастиц, величина 1/С равна нулю.</span></span></p>
<p align="justify"><span><span>Таким образом, величину 1/С можно считать своеобразным &#8220;коэффициентом полезного действия&#8221; — КПД термодинамических процессов. </span></span><span><span>Расширенное представление о коэффициенте 1/С позволяет понимать под ним перевод в кинетическую энергию микрочастиц не только тепловой, но и любой другой энергии, например, электромагнитной, что может существенно упростить и увеличить возможности описания и использования электро-магнитно-термодинамических процессов. Для идеальных газов, если оперировать с величиной объемной плотности энергии, а не давлением, получается, что равномерное распределение энергии по степеням свободы определяется не эмпирической R/2, а вполне понятными величинами. Для одноатомного газа, у которого 3 степени свободы, на каждую степень приходится, естественно, 1/3 поступившей энергии, что в сумме составляет 3/3 или 100%. Поскольку число &#8220;линейно кинетических&#8221; степеней свободы постоянно и равно 3, а общее число степеней свободы у двухатомных и многоатомных газов, составляет, соответственно, 5 и 6, то &#8220;коэффициент полезного действия&#8221; у них имеет значения 3/5 и 3/6. Для неидеальных газов в связи с рассеянием энергии этот коэффициент будет иметь еще меньшую величину. Таким образом, величина, обратная теплоемкости — коэффициент 1/С — это относительное количество кинетической энергии линейного движения микрочастиц в веществе. </span></span><span><span>Теплоемкости веществ при низких и сверхнизких температурах, по современным представлениям составляющие малые величины и изменяющиеся в соответствии с теориями Эйнштейна и Дебая, определяются, как уже говорилось, некорректным сочетанием температуры с иными энергетическими величинами. Поэтому величины 1/C, то есть КПД процесса, стремящиеся к бесконечности, следует считать не столько вычислительным, сколько понятийным абсурдом.</span></span></p>
<p align="justify"><span><span><strong>Энтальпия. </strong></span></span><span><span>Энтальпия H обычно выражается уравнением:</span></span></p>
<p align="center"><span><span>H = U + pV,</span></span></p>
<p align="left"><span><span>где U — внутренняя энергия.</span></span></p>
<p align="justify"><span><span>В рассматриваемом в настоящей работе контексте ситуация с энтальпией несколько запутана. С одной стороны, как уже говорилось, давление не является параметром состояния и вместо него должна использоваться объемная энергия. С другой стороны, </span></span><span><span><em>внутренняя энергия</em></span></span><span><span> по определению включает </span></span><span><span><em><strong>всю</strong></em></span></span><span><span> микроэнергию системы. Следовательно, энтальпия характеризует новую величину внутренней энергии системы и, следовательно, этот термин является излишним. Фактически приведенное уравнение должно иметь вид:</span></span></p>
<p align="center"><span><span>U</span></span><sub><span><span>2</span></span></sub><span><span> = U</span></span><sub><span><span>1</span></span></sub><span><span> + </span></span><span><span>ΩV</span></span></p>
<p align="justify"><span><span>где U</span></span><sub><span><span>1</span></span></sub><span><span> и U</span></span><sub><span><span>2</span></span></sub><span><span> соответственно начальная и конечная величины внутренней энергии в описываемом процессе. Конечно, большое практическое значение изобарических (изообъемноэнергетических) процессов в определенной мере оправдывает самостоятельно название этой величины, однако ее смысл понимать следует. </span></span></p>
<p align="justify"><span><span><strong>Заключение</strong></span></span></p>
<p align="justify"><span><span>Рассмотрение в настоящей работе некоторых вопросов науки в понятийно-методологическом аспекте позволяет уточнить понимание, а также возможность и целесообразность применения некоторых широко используемых величин и единиц измерения. Многое из сказанного в принципе известно и натыкается скорее не на непонимание, а на нежелание понять и признать очевидное. Необходимость использования на макроуровне самостоятельной величины, характеризующей состав вещества, отличной от химического состава, с предлагаемым названием </span></span><span><span><em>макросостав</em></span></span><span><span> соответствует не только практическим целям, но и общефилософским представлениям. Понятийный анализ термодинамики в полном соответствии с принципом бритвы Оккамы позволяет дать направление на упрощение ее величин и законов без привнесенных искусственных, не присущих ей понятий, обеспечить понимание. Есть надежда, что рассмотренные представления помогут как в развитии самой термодинамики, так и в ее преподавании. &#8220;Температурный теплород&#8221; вместе с сопутствующими понятиями и представлениями пора вынести из здания науки.</span></span></p>
]]></content:encoded>
			<wfw:commentRss>https://web.snauka.ru/issues/2016/03/65292/feed</wfw:commentRss>
		<slash:comments>0</slash:comments>
		</item>
		<item>
		<title>Энтропия в классификации</title>
		<link>https://web.snauka.ru/issues/2017/01/76808</link>
		<comments>https://web.snauka.ru/issues/2017/01/76808#comments</comments>
		<pubDate>Mon, 09 Jan 2017 13:22:07 +0000</pubDate>
		<dc:creator>Белякова Дарья Геннадьевна</dc:creator>
				<category><![CDATA[01.00.00 ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ]]></category>
		<category><![CDATA[entropy]]></category>
		<category><![CDATA[information theory]]></category>
		<category><![CDATA[priori system uncertainty]]></category>
		<category><![CDATA[probability distribution]]></category>
		<category><![CDATA[quantifying uncertainty]]></category>
		<category><![CDATA[system uncertainty]]></category>
		<category><![CDATA[uncertainty of a random object]]></category>
		<category><![CDATA[априорная неопределенность системы]]></category>
		<category><![CDATA[колличественное описание неопределенности]]></category>
		<category><![CDATA[неопределенность системы]]></category>
		<category><![CDATA[неопреденность случайного объекта]]></category>
		<category><![CDATA[распределение вероятностей]]></category>
		<category><![CDATA[теория информации]]></category>
		<category><![CDATA[энтропия]]></category>

		<guid isPermaLink="false">https://web.snauka.ru/issues/2017/01/76808</guid>
		<description><![CDATA[В качестве меры априорной неопределенности системы (или прерывной случайной величины Х) в теории информации применяется специальная характеристика, называемая энтропией. Понятие об энтропии является основным в теории информации. Понятие энтропии возникло в связи с необходимостью ввести численную характеристику неопределенности случайного объекта на некотором этапе его рассмотрения. Все, что можно сказать априори о поведении случайного объекта, это [...]]]></description>
			<content:encoded><![CDATA[<p>В качестве меры априорной неопределенности системы (или прерывной случайной величины Х) в теории информации применяется специальная характеристика, называемая энтропией. Понятие об энтропии является основным в теории информации.<br />
Понятие энтропии возникло в связи с необходимостью ввести численную характеристику неопределенности случайного объекта на некотором этапе его рассмотрения. Все, что можно сказать априори о поведении случайного объекта, это указать множество его состояний и указать распределение вероятностей по элементам этого множества. Следует обратить внимание на то, что различные распределения вероятностей с различной неопределенностью характеризуют, какое из множества возможных состояний объекта должно быть реализовано[1, с. 66].<br />
Рассмотрим пример на больных гриппом. Пусть 2 человека имеют 2 возможных состояния А1 и А2, где А1 – болен гриппом, а А2 – здоров. Данных о симптомах нет, поэтому не известно какому человеку соответствует состояние А1, а какому А2. При одних условиях распределение вероятностей характеризуется числами р (А1) = 0,99, р<em> </em>(А2) = 0,01; а в другом случае &#8211; р (А1) = р (А2) = 0,5. Очевидно, что в первом случае результатом опыта почти наверняка будет реализация состояния А1, а<em> </em>во втором случае неопределенность так велика, что естественно будет воздержаться от прогнозов.<br />
Желая сравнить между собой два (или более) распределения по их размытости, неопределенности, нужно ввести некоторую численную характеристику этого качества распределений. Если случайный объект допускает численное описание, т.е. его состояниям соответствуют некоторые количества, то в качестве числовых характеристик формы распределения могут служить различные средние. Примером таких величин может быть среднее значение, дисперсия, моменты высших порядков. Однако эти характеристики теряют всякую наглядность и удобство применения, если распределения являются резко асимметричными, многовершинными и т.п. И, наконец, описательные характеристики вообще теряют смысл, если случайный объект допускает лишь качественное описание, т.е. различным его состояниям соответствуют различные качества. Если взять, например, в качестве случайного параметра уровень здоровья (или наоборот уровень серьезности заболевания) человека из некоторой группы людей, то можно говорить о вероятности встретить полностью здорового (или, к примеру, человека больного раком), но не имеет смысла вычислять средний уровень здоровья или дисперсию соответствующего распределения.<br />
Так мы приходим к необходимости количественного описания неопределенности, заданного распределением вероятностей. Понятие неопределенность естественно связывается с формой распределения, но не с множеством конкретных значений случайной величины. Поэтому первое требование к мере неопределенности состоит в том, что она должна быть функционалом, т. е. функцией от функций распределения вероятностей, и не зависеть от конкретных значений случайной величины. Кроме того, к мере неопределенности должен быть предъявлен еще целый ряд требований, таких как непрерывность относительно аргументов, наличие максимума и т.д. Важно подчеркнуть, что такой комплекс разумно выдвинутых требований к мере неопределенности допускает единственную форму функционала, который по ряду причин, подлежащих отдельному обсуждению, и назван энтропией случайного объекта.<br />
В качестве меры неопределенности случайного объекта с конечным множеством возможных состояний A1, A2<sub>,</sub>…, An, с соответствующими вероятностями р1, р2<sub>,…</sub>, рn) разумно взять функционал:<br />
<img src="http://content.snauka.ru/web/76808_files/0BOA06BFM.gif" alt="" width="331" height="63" /><br />
где логарифмы берутся при произвольном основании. Величину H(A) называют энтропией случайного объекта А [1, с. 68]<em>.</em><br />
Рассмотрим особенности функции <em>Н </em>(р1, р2, …, <em>Рп) </em>и убедимся, что она действительно обладает рядом свойств, которых можно потребовать от разумно заданной меры неопределенности конечной схемы.<br />
1. H (р1, р2,…, рn) = 0 <em>в </em>том и только в том случае, когда из чисел р1, р2,…, рn<em> </em>какое-нибудь одно равно единице (а следовательно, все остальные – нули). Это соответствует случаю, когда исход опыта может быть предсказан с полной достоверностью и когда отсутствует всякая неопределенность. Во всех других случаях энтропия положительна.<br />
Рассмотрим на примере. Пусть имеется пациент Н. Есть предполагаемый диагноз, например, ангина, которому сопутствуют некоторые симптомы (р1, р2, …, рn). Из существующих симптомов у конкретного пациента присутствует лишь 1 – боль в горле, где p1=1 (боль в горле), а р2=0, p3=0, …,рn=0 . В этом случае энтропия практически отсутствует, т.е. практически со 100% уверенностью можно сказать, что пациент Н болен ангиной.<br />
2. Естественно потребовать, чтобы при p1 = p2 = . . .= pп<em> </em>= 1/n, т. е. в случае наибольшей неопределенности,<em> </em>функция H<em> </em>достигала наибольшего значения.<br />
Убедимся, что Н (р1,р2,…, рn) удовлетворяет этому требованию. Для всякой выпуклой функции <em>f(х) </em>имеет место неравенство<br />
<img src="http://content.snauka.ru/web/76808_files/1.gif" alt="" width="206" height="63" /><br />
где {a<sub>j</sub>} — любые положительные числа. Полагая <em>а</em><em><sub>k</sub></em><em> = р</em><em><sub>k</sub></em><em> </em>и <em>f(х) </em>= x log x , находим:<br />
<img src="http://content.snauka.ru/web/76808_files/3.gif" alt="" width="428" height="63" /><br />
Отсюда следует, что<br />
<img src="http://content.snauka.ru/web/76808_files/5.gif" alt="" width="333" height="44" /><br />
Например, пусть имеется пациент Н, с набором симптомов p1, p2, …, pn. Чем больше симптомов (чем больше значения p1, p2, …, pn), тем меньше значение энтропии. Т.е. чем больше мы знаем симптомов, тем понятнее становиться диагноз, более полной становиться картина заболевания пациента Н. В случае, когда неопределенность достигает наибольшего значения (при наименьших значениях p1, p2,…pn), мы не знаем какие у пациента есть симптомы и которых у него нет, и соответственно мы не знаем, чем он болен.<br />
3. Пусть имеется два независимых случайных объекта A и B с числом состояний n и m соответственно. Естественно ожидать, что неопределенность случайного объекта АВ<em>, </em>состояния которого образуются совместной реализацией состояний <em>A</em><em><sub>k </sub></em>и<em> B</em><em><sub>i</sub></em><em> </em>будет суммой неопределенностей исходных объектов. Пусть Н (А), Н (В), Н (АВ)<em> </em>означают соответственно энтропии объектов A, B и АВ<em>. </em>Так как вероятность <em>π</em><em><sub>kl</sub></em><em> </em>состояния <em>A</em><em><sub>k</sub></em><em> B</em><em><sub>l</sub></em><em> </em>случае независимости А и В<em> </em>равна произведению <em>р</em><em><sub>k</sub></em><em> q</em><em><sub>l</sub></em>, то</p>
<p><img class="aligncenter" src="http://content.snauka.ru/web/76808_files/7.gif" alt="" width="462" height="53" /> <img class="aligncenter" src="http://content.snauka.ru/web/76808_files/9.gif" alt="" width="480" height="51" /><br />
Рассмотрим на примере. Пусть имеется 2 независимых пациента А и В. Они больны одним заболеванием, например, ОРВИ. У данной болезни есть определенные симптомы: p1(лихорадка), р2(насморк), р3(боль в горле), р4(кашель). Предположим, что у больного А есть только симптомы р1 и р2, а у пациента В – р3 и р4. Существует третий пациент АВ. Неизвестно болен этот пациент каким – нибудь заболеванием или нет. Известно, что все трое больных присутствовали в одном месте (ехали в метро или находились в одном магазине и т.д.) одновременно. В это время больные А и В могли чихнуть или кашлянуть в присутствии АВ, так третий пациент мог заразиться, т.е. у него могли появиться симптомы p2 и р4. Чем заразнее больные А и В тем больше симптомов мог подхватить третий человек. Энтропия состояния пациента АВ будет равно сумме неопределенностей на сколько больны или заразны пациент А и пациент В, на сколько сильно каждый больной мог его заразить, сколько симптомов могли передать эти больные пациенту АВ. Рассмотрим эту ситуацию более конкретно.<br />
Известно, что у пациента А есть 2 симптома – р1 (лихорадка) и р2 (насморк), т.е. вероятность присутствия этих симптомов у данного человека велика, следовательно для других симптомовов ситуация обратная, т.е. вероятность симптомов р3(боль в горле) и р4(кашель) очень низкая или она в общем и целом отсутствует. Такая же ситуация у пациента В, но с полностью противоположными симптомами, т.е. вероятность симптомов р3 и р4 велика, в отличие от симптомов р1 и р2. Возьмем априори конкретные значения вероятностей тех или иных симптомов пациентов А и В. Тогда распределение вероятностей пациентов А и В будет выглядеть таким образом:</p>
<div align="center">Н (А) = (р1, р2, р3, р4) = (0,85; 0,9; 0,1; 0,12);<br />
Н (В) = (q1, q2, q3, q4) = (0,11; 0,13; 0,87; 0,92);</div>
<p>Следовательно энтропия симптомов третьего пациента АВ, состояния которого образуются совместной реализацией состояний пациентов А и В будет равна:</p>
<div align="center"><img src="http://content.snauka.ru/web/76808_files/11.gif" alt="" width="455" height="51" /> <img src="http://content.snauka.ru/web/76808_files/12.gif" alt="" width="525" height="23" /> <img src="http://content.snauka.ru/web/76808_files/13.gif" alt="" width="537" height="23" /> <img src="http://content.snauka.ru/web/76808_files/14.gif" alt="" width="495" height="23" /> <img src="http://content.snauka.ru/web/76808_files/15.gif" alt="" width="296" height="23" />;</div>
<p>При рассмотренном распределении вероятностей, взятых априори, получается, что энтропия заболевания третьего пациента АВ равна 1.24, что может означать, что он все &#8211; таки заразился от пациентов А и В.<br />
Таким образом, по свойства функции Н можно сделать вывод о том, что понятие энтропии пригодно в качестве меры априорной неопределенности случайного объекта.</p>
]]></content:encoded>
			<wfw:commentRss>https://web.snauka.ru/issues/2017/01/76808/feed</wfw:commentRss>
		<slash:comments>0</slash:comments>
		</item>
		<item>
		<title>Норма энтропии и цифровая обработка сигналов</title>
		<link>https://web.snauka.ru/issues/2020/03/91685</link>
		<comments>https://web.snauka.ru/issues/2020/03/91685#comments</comments>
		<pubDate>Sat, 21 Mar 2020 06:31:51 +0000</pubDate>
		<dc:creator>Сучилин Владимир Александрович</dc:creator>
				<category><![CDATA[05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ]]></category>
		<category><![CDATA[генерация псевдослучайных чисел]]></category>
		<category><![CDATA[цифровая обработка сигналов]]></category>
		<category><![CDATA[цифровая фильтрация]]></category>
		<category><![CDATA[энтропия]]></category>

		<guid isPermaLink="false">https://web.snauka.ru/issues/2020/03/91685</guid>
		<description><![CDATA[Введение В теории информации энтропия является мерой неопределенности в отношении событий, связанных с сообщениями, которые могут иметь ту или иную вероятность [1]. Передача сообщений от источника к получателю осуществляется посредством сигналов. В то же время сигналы, как таковые, могут иметь случайный характер (например, сигнал белого шума) или соответствовать некоторому функциональному описанию (например, периодический сигнал). В [...]]]></description>
			<content:encoded><![CDATA[<p><strong><span>Введение</span></strong></p>
<p><span>В теории информации энтропия является мерой неопределенности в отношении событий, связанных с сообщениями, которые могут иметь ту или иную вероятность [1]. Передача сообщений от источника к получателю осуществляется посредством сигналов. В то же время сигналы, как таковые, могут иметь случайный характер (например, сигнал белого шума) или соответствовать некоторому функциональному описанию (например, периодический сигнал). В первом случае они характеризуются полной неопределенностью, а во втором являются в некоторой степени предсказуемыми. С этой точки зрения ниже рассматривается способ оценки уровня неопределенности цифровых сигналов, для чего вводится парадигма </span><em><span>нормы энтропии</span></em><span> и анализируется поведение нормы энтропии цифровой обработке сигналов.</span></p>
<p><strong><span>Определение нормы энтропии</span></strong></p>
<p><span>Для характеристики независимых случайных событий с </span><em><span>N</span></em><span> возможными исходами в теории информации используется понятие энтропии [1]. Последняя определяется как количество информации, приходящейся на символ передаваемого сообщения, и выражается равенством:</span></p>
<p><em><span>H = – </span></em><img src="http://content.snauka.ru/web/91685_files/0.gif" alt="" width="45" height="22" /><em><sub><span>n </span></sub></em><em><span>log</span></em><em><sub><span><em>η</em></span></sub></em><em><span> p</span></em><em><sub><span>n</span></sub></em><span>       </span><span>(1)</span></p>
<p><span>где:</span><br />
<em><span>p</span></em><em><sub><span>n </span></sub></em><span>-</span><span> вероятность n-го состояния</span><br />
<em><span><em>η</em></span></em><span> – основание логарифма</span></p>
<p><span>Заметим, что в равенстве (1) величина энтропии параметрически зависит от </span><em><span>з</span></em><span>. Эту зависимость, очевидно, можно исключить путем нормирования:</span></p>
<p><span><em>Ĥ</em><em> =  H/</em><em>log<sub>η</sub> N      </em>(2)</span></p>
<p><span>В то же время для равновероятных событий </span><em><span>p</span></em><em><sub><span>n</span></sub></em><em><span> = 1/N</span></em><span>, и, таким образом:</span></p>
<p><em><span><img class="alignnone size-full wp-image-91693" title="032120_0621_1" src="https://web.snauka.ru/wp-content/uploads/2020/03/032120_0621_12.png" alt="" width="269" height="39" />     </span></em><span>(3)</span></p>
<p><span>где </span><em><span>H</span></em><em><sub><span>max</span></sub></em><span> - максимально возможное значение энтропии [1].</span></p>
<p><span>С учетом (2) окончательно получаем:</span></p>
<p><span><em>Ĥ</em><em> =  H/ H<sub>max     </sub></em> </span><span>(4)</span></p>
<p><span>где </span><em><span><em>Ĥ</em></span></em><span> будем называть нормой энтропии.</span></p>
<p><strong><span>Норма энтропии цифрового сигнала</span></strong></p>
<p><span>Цифровой сигнал представляет собой последовательность, каждый элемент которой принимает одно из значений в диапазоне изменения амплитуды сигнала [2]. Общее количество таких элементов определяется в виде:</span></p>
<p><span><em>N = A / δ</em>       (5)</span></p>
<p><span>где:</span><br />
<em><span>A</span></em><span> - диапазон изменения амплитуды сигнала</span><br />
<span><em>δ</em> - шаг квантования сигнала</span></p>
<p><span>Элементы такой последовательности можно рассматривать как независимые случайные события, для информационной оценки которых применима формула (1). Вероятности </span><em><span>p</span></em><em><sub><span>n</span></sub></em><span> таких событий определяются частотой, с которой отдельные элементы встречаются в последовательности оцифрованных значений сигнала.</span></p>
<p><span>Наглядной аналогией нормы энтропии цифрового сигнала может служить игральная кость с </span><em><span>N</span></em><span> гранями, где «событием» является выпадение одной из граней с числом от 1 до </span><em><span>N</span></em><span>. При этом все события являются равновероятными, и норма энтропии равна единице или, эквивалентно, 100%</span><span>.</span></p>
<p><span>Ниже приведены теоретические значения нормы энтропии для некоторых элементарных сигналов, рассматриваемых в теории цифровой обработки сигналов [2]</span><span>.</span></p>
<p><span>Таблица 1. Норма энтропии в случае элементарных сигналов.</span></p>
<table border="1" cellpadding="5">
<tbody>
<tr valign="top">
<td width="215"><strong><span>Элементарный сигнал</span></strong></td>
<td width="170">
<div align="center"><strong><span>Норма энтропии</span></strong></div>
</td>
</tr>
<tr valign="top">
<td width="215"><span>Сигнал постоянного уровня</span></td>
<td width="170">
<div align="center"><span>0</span></div>
</td>
</tr>
<tr valign="top">
<td width="215"><span>Единичный сигнал</span></td>
<td width="170">
<div align="center"><span>0 &lt; <em>δ</em></span><span>&lt;&lt;1</span></div>
</td>
</tr>
<tr valign="top">
<td width="215"><span>Белый шум</span></td>
<td width="170">
<div align="center"><span>1</span></div>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p><span>Заметим что, оценка нормы энтропии для любых других цифровых сигналов может быть определена только путем компьютерного моделирования.</span></p>
<p><strong><span>Определение нормы энтропии белого шума</span></strong></p>
<p><span>При компьютерном моделировании нормы энтропии в случае цифрового сигнала типа белого шума использовались генераторы псевдослучайных чисел (ПСЧ) с равномерным распределением [3]. Ниже на рис. 1 можно видеть, что значения нормы энтропии зависят от длины анализируемого фрагмента цифрового сигнала.</span></p>
<div align="center"><img class="aligncenter size-full wp-image-91692" title="032120_0621_1" src="https://web.snauka.ru/wp-content/uploads/2020/03/032120_0621_11.png" alt="" width="388" height="238" /></div>
<div align="center"><span>Рис. 1. Оценка нормы энтропии для сигнала типа белого шума</span></div>
<p><span>В то же время значения нормы энтропии могут различаться для двух неконгруэнтных генераторов псевдослучайных чисел – ГПСЧ-1 и ГПСЧ-2 (рис. 1). Тем не менее, в обоих случаях с увеличением длины фрагмента </span><em><span>L</span></em><span> оценка нормы энтропии приближается к теоретическому пределу, равному 100%.</span></p>
<p><strong><span>Определение нормы энтропии сложного сигнала</span></strong></p>
<p><span>Рассмотрим цифровой сигнал в виде суммы:</span></p>
<p><img src="http://content.snauka.ru/web/91685_files/0(2).gif" alt="" width="225" height="42" /><span>       </span><span>(6)</span></p>
<p><span>где:</span><br />
<em><span>a</span></em><em><sub><span>k</span></sub></em><span> , </span><em><span>b</span></em><em><sub><span>k</span></sub></em><span> , </span><em><span>c</span></em><em><sub><span>k</span></sub></em><span> - амплитуда, частота и фаза </span><em><span>k</span></em><span>-й гармоники, соответственно</span><br />
<em><span>L</span></em><span> - длина спектра</span><br />
<em><span>M</span></em><span> - уровень сложности сигнала</span></p>
<p><span>В связи с этим представляет интерес зависимость нормы энтропии от уровня сложности сигнала. На рис. 2 представлены результаты определения нормы энтропии на базе достаточно длинной последовательности (6), причем </span><em><span>S1</span></em><span> соответствует варианту с фиксированными амплитудами, а </span><em><span>S2</span></em><span> – случайному выбору амплитуд в заданном диапазоне. Примечательно, что наименьшее значение нормы энтропии при этом достигается в случае моногармонического сигнала, т.е. при </span><em><span>M = 1</span></em><span>.</span></p>
<div align="center"><img src="https://web.snauka.ru/wp-content/uploads/2020/03/032120_0621_3.png" alt="" /></div>
<div align="center"><span>Рис. 2. Оценка нормы энтропии в зависимости от уровня сложности сигнала</span></div>
<p><span>На рис. 2 хорошо видно, что по мере повышения уровня сложности сигнала, его норма энтропии увеличивается и стремится к некоторому значению, однако меньшему нормы энтропии для сигнала типа белого шума.</span></p>
<p><strong><span>Шум квантования сигнала и норма энтропии</span></strong></p>
<p><span>Одним из важных этапов аналого-цифрового преобразования является квантование сигнала [4]. При этом в результате округления до определённого разряда или отбрасывания младших разрядов возникает шум квантования. При корректном квантовании, ошибки квантования не коррелированы с сигналом и могут рассматриваться как аддитивный шум (рис. 3).</span></p>
<p style="text-align: center;"> <img src="https://web.snauka.ru/wp-content/uploads/2020/03/032120_0621_4.png" alt="" /></p>
<div align="center"><span>Рис. 3. Шум квантования моногармонического сигнала</span></div>
<p><span>В то же время, шум квантования, очевидно, влияет на анализируемую величину нормы энтропии. Это подтверждается результатами компьютерного моделирования для моногармонического сигнала, изображенного на рис. 3.</span></p>
<p><span>Таблица 2. Влияние шума квантования на значение нормы энтропии.</span></p>
<table border="1" cellpadding="5">
<tbody>
<tr valign="top">
<td width="168"><strong><span>Количество уровней квантования (N)</span></strong></td>
<td width="47">
<div align="center"><span>32</span></div>
</td>
<td width="47">
<div align="center"><span>64</span></div>
</td>
<td width="47">
<div align="center"><span>128</span></div>
</td>
<td width="47">
<div align="center"><span>256</span></div>
</td>
<td width="47">
<div align="center"><span>512</span></div>
</td>
<td width="47">
<div align="center"><span>1024</span></div>
</td>
<td width="52">
<div align="center"><span>16384</span></div>
</td>
<td width="52">
<div align="center"><span>65536</span></div>
</td>
</tr>
<tr valign="top">
<td width="168"><strong><span>Норма энтропии (%)</span></strong></td>
<td width="47">
<div align="center"><span>70</span></div>
</td>
<td width="47">
<div align="center"><span>62</span></div>
</td>
<td width="47">
<div align="center"><span>55</span></div>
</td>
<td width="47">
<div align="center"><span>48</span></div>
</td>
<td width="47">
<div align="center"><span>44</span></div>
</td>
<td width="47">
<div align="center"><span>40</span></div>
</td>
<td width="52">
<div align="center"><span>29</span></div>
</td>
<td width="52">
<div align="center"><span>25</span></div>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p><span>Заметим, что последнее значение нормы энтропии в Таблице 2 соответствует уровню шума 90 дБ, т.е. его практическому отсутствию. Таким образом, можно сделать вывод, что с увеличением количества уровней квантования сигнала вклад шумовой составляющей в норму энтропии цифрового гармонического сигнала уменьшается.</span></p>
<p><strong><span>Влияние цифровой обработки сигналов на норму энтропии</span></strong></p>
<p><span>Одним из наиболее часто встречающихся видов цифровой обработки сигналов является цифровая фильтрация. Рассмотрим класс цифровых фильтров с конечной импульсной характеристикой (КИХ). Передаточная функция КИХ фильтра в z-плоскости имеет вид [2]:</span></p>
<p><em><span>S(z) = </span></em><img src="http://content.snauka.ru/web/91685_files/0(3).gif" alt="" width="102" height="29" /><span>       </span><span>(7)</span></p>
<p><span>где </span><em><span>w(k)</span></em><span> </span><span>-</span><span> импульсная характеристика КИХ фильтра.</span></p>
<p><span>При этом процесс фильтрации представляется дискретной линейной сверткой:</span></p>
<p><em><span>y(n) = </span></em><img src="http://content.snauka.ru/web/91685_files/1.gif" alt="" width="138" height="29" /><span>       </span><span>(8)</span></p>
<p><span>где </span><em><span>y(n)</span></em><span> и </span><em><span>x(n)</span></em><span> являются элементами входной и выходной последовательностями цифрового сигнала.</span></p>
<p><span>Аналитическое определение нормы энтропии цифрового сигнала на выходе КИХ фильтра на основе равенств (7) и (8) не представляется возможным. Однако соответствующую оценку можно получить путем компьютерного моделирования. В качестве примера рассмотрим два КИХ фильтра нижних частот с коэффициентами вида:</span></p>
<p><span><img class="alignnone size-full wp-image-91694" title="032120_0621_1" src="https://web.snauka.ru/wp-content/uploads/2020/03/032120_0621_13.png" alt="" width="336" height="109" />     (8)</span></p>
<p><span>где:</span><br />
<em><span>P</span></em><span> - порядок фильтра</span><br />
<em><span><em>ν</em></span></em><span> - частота среза</span></p>
<p><span>Заметим, что выражение (8) определяет импульсную характеристику КИХ фильтра. В качестве примера, для компьютерного моделирования были выбраны два КИХ фильтра с импульсными характеристиками, изображенными на рис. 4.</span></p>
<div align="center"><img src="https://web.snauka.ru/wp-content/uploads/2020/03/032120_0621_5.png" alt="" /></div>
<div align="center"><span>Рис. 4. Импульсные характеристики КИХ фильтров при компьютерном моделировании</span></div>
<p><span>В Таблице 3 ниже представлены результаты компьютерного моделирования с КИХ и БИХ (см. ниже) фильтрами и входным сигналом типа белого шума, который генерировался с помощью стандартного генератора ПСЧ.</span></p>
<p><span>Таблица 3. Определение нормы энтропии (НЭ) при цифровой фильтрации белого шума.</span></p>
<table border="1" cellpadding="5">
<tbody>
<tr valign="top">
<td width="92">
<div align="center"><span>Тип фильтра</span></div>
</td>
<td width="95">
<div align="center"><span>Порядок фильтра</span></div>
</td>
<td width="94">
<div align="center"><span>Частота среза</span></div>
</td>
<td width="104">
<div align="center"><span>Длина последова-тельности</span></div>
</td>
<td width="95">
<div align="center"><span>НЭ входного сигнала</span></div>
</td>
<td width="94">
<div align="center"><span>НЭ выходного сигнала</span></div>
</td>
</tr>
<tr valign="top">
<td width="92">
<div align="center"><span>КИХ</span></div>
</td>
<td width="95">
<div align="center"><span>21</span></div>
</td>
<td width="94">
<div align="center"><span>0.23</span></div>
</td>
<td width="104">
<div align="center"><span>10 000</span></div>
</td>
<td width="95">
<div align="center"><span>99%</span></div>
</td>
<td width="94">
<div align="center"><span>89%</span></div>
</td>
</tr>
<tr valign="top">
<td width="92">
<div align="center"><span>КИХ</span></div>
</td>
<td width="95">
<div align="center"><span>21</span></div>
</td>
<td width="94">
<div align="center"><span>0.28</span></div>
</td>
<td width="104">
<div align="center"><span>10 000</span></div>
</td>
<td width="95">
<div align="center"><span>99%</span></div>
</td>
<td width="94">
<div align="center"><span>90%</span></div>
</td>
</tr>
<tr valign="top">
<td width="92">
<div align="center"><span>БИХ</span></div>
</td>
<td width="95">
<div align="center"><span>5</span></div>
</td>
<td width="94">
<div align="center"><span>0.23</span></div>
</td>
<td width="104">
<div align="center"><span>10 000</span></div>
</td>
<td width="95">
<div align="center"><span>99%</span></div>
</td>
<td width="94">
<div align="center"><span>92%</span></div>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p><span>Из Таблицы 3 также следует, что значение нормы энтропии снижается по мере уменьшения частоты среза фильтра. Этот вывод качественно можно объяснить тем, что фильтр нижних частот подавляет верхнюю часть спектра белого шума в соответствии с частотой среза и, таким образом, уменьшает степень неопределенности сигнала.</span></p>
<p><span>Для оценки влияния цифровой фильтрации на норму энтропии сигнала можно использовать также фильтры с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ), которые описываются дробно-рациональной функцией вида [2]:</span></p>
<p><em></em><span><img class="alignnone size-full wp-image-91695" title="032120_0621_1" src="https://web.snauka.ru/wp-content/uploads/2020/03/032120_0621_14.png" alt="" width="228" height="105" />      (9)</span></p>
<p>где <em>M</em> - порядок фильтра и <em>L = M</em></p>
<p><span>Результаты компьютерного моделирования прохождения сигнала белого шума через эллиптический БИХ фильтр 5-го порядка представлены в Таблице 3 [5]. Коэффициенты передаточной функции этого фильтра в соответствии с выражением (9) (при </span><em><span>L = M</span></em><span>) приведены ниже в Таблице 4.</span></p>
<p><span>Таблица 4. Коэффициенты эллиптического фильтра 5-го порядка.</span></p>
<table border="1" cellpadding="5">
<tbody>
<tr valign="top">
<td width="88">
<div align="center"><span>k</span></div>
</td>
<td width="82">
<div align="center"><span>0</span></div>
</td>
<td width="95">
<div align="center"><span>1</span></div>
</td>
<td width="93">
<div align="center"><span>2</span></div>
</td>
<td width="95">
<div align="center"><span>3</span></div>
</td>
<td width="95">
<div align="center"><span>4</span></div>
</td>
<td width="95">
<div align="center"><span>5</span></div>
</td>
</tr>
<tr valign="top">
<td width="88">
<div align="center"><span>b(k)</span></div>
</td>
<td width="82">
<div align="center"><span>0.01943</span></div>
</td>
<td width="95">
<div align="center"><span>0.2111</span></div>
</td>
<td width="93">
<div align="center"><span>0.03771</span></div>
</td>
<td width="95">
<div align="center"><span>0.03771</span></div>
</td>
<td width="95">
<div align="center"><span>0.02111</span></div>
</td>
<td width="95">
<div align="center"><span>0.01943</span></div>
</td>
</tr>
<tr valign="top">
<td width="88">
<div align="center"><span>a(k)</span></div>
</td>
<td width="82">
<div align="center"><span>-</span></div>
</td>
<td width="95">
<div align="center"><span>-2.7580</span></div>
</td>
<td width="93">
<div align="center"><span>4.0110</span></div>
</td>
<td width="95">
<div align="center"><span>-3.3711</span></div>
</td>
<td width="95">
<div align="center"><span>1.6542</span></div>
</td>
<td width="95">
<div align="center"><span>-0.3796</span></div>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p><strong><span>Обсуждение полученных результатов</span></strong></p>
<p><span>В соответствии с данными компьютерного моделирования (рис. 1) оценка нормы энтропии для сигнала типа белого шума, моделируемого генератором ПСЧ, по мере увеличения длины последовательности стремится к некоторому предельному значению, равному 100%. Очевидно, что чем ближе эта оценка к 100%, тем в большей степени ПСЧ соответствует идеальной случайной последовательности. С этой точки зрения, норма энтропии может быть использована для качественной оценки генераторов ПСЧ в моделях методов Монте-Карло [6]. Кроме того, парадигма нормы энтропии применима к любой совокупности данных, таких как фондовые или демографические индексы. При этом может быть определено, в какой степени эти данные можно считать случайными. Обобщая полученные результаты, можно утверждать, что прохождение сигнала через любую линейную систему с передаточными функциями вида (7) или (9) приводит к снижению нормы энтропии сигнала, и, следовательно, к уменьшению степени неопределенности сигнала.</span></p>
<p><strong><span>Выводы</span></strong></p>
<p><span>Рассмотрен способ оценки степени неопределенности цифровых сигналов с использованием парадигмы нормы энтропии сигнала. Показано, что норма энтропии цифровых сигналов изменяется в пределах от нуля, в случае постоянного сигнала, до единицы, в случае белого шума. В качестве приложения, норма энтропии может быть использована для оценки качества генераторов ПСЧ в моделях методов Монте-Карло или для оценки любой совокупности данных, таких как фондовые индексы или сигналы неизвестного происхождения. Показано, что при прохождении сигнала через любую цифровую систему с передаточной функцией в z-плоскости норма энтропии цифрового сигнала уменьшается.</span></p>
]]></content:encoded>
			<wfw:commentRss>https://web.snauka.ru/issues/2020/03/91685/feed</wfw:commentRss>
		<slash:comments>0</slash:comments>
		</item>
		<item>
		<title>Обзор некоторых междисциплинарных подходов к исследованию телепортации квантовой информации в макро – и экосистемах биогеосферы</title>
		<link>https://web.snauka.ru/issues/2020/03/91665</link>
		<comments>https://web.snauka.ru/issues/2020/03/91665#comments</comments>
		<pubDate>Sat, 21 Mar 2020 08:03:39 +0000</pubDate>
		<dc:creator>Ардатова Анастасия Сергеевна</dc:creator>
				<category><![CDATA[14.00.00 МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ]]></category>
		<category><![CDATA[асимметрия времени]]></category>
		<category><![CDATA[генерация запутанных фотонов]]></category>
		<category><![CDATA[дистанционное взаимодействие необратимых процессов]]></category>
		<category><![CDATA[квантовая биология]]></category>
		<category><![CDATA[квантовая голография]]></category>
		<category><![CDATA[квантовая нелокальность]]></category>
		<category><![CDATA[квантовая телепортация]]></category>
		<category><![CDATA[квантовые точки]]></category>
		<category><![CDATA[квантовые эффекты]]></category>
		<category><![CDATA[корреляции диссипативных процессов]]></category>
		<category><![CDATA[макроскопическая запутанность]]></category>
		<category><![CDATA[нано-био-инфо-когно-социо- (NBICS) – конвергенция]]></category>
		<category><![CDATA[нелинейные кристаллы]]></category>
		<category><![CDATA[нелокальные корреляции]]></category>
		<category><![CDATA[новые физические принципы действия (НФП)]]></category>
		<category><![CDATA[облака фононов]]></category>
		<category><![CDATA[опережающее поле]]></category>
		<category><![CDATA[опережающий временной сдвиг]]></category>
		<category><![CDATA[природоподобные технологии]]></category>
		<category><![CDATA[причинная механика]]></category>
		<category><![CDATA[стоячие волны фононного захвата]]></category>
		<category><![CDATA[транзакционная интерпретация]]></category>
		<category><![CDATA[уравнение макроскопической запутанности]]></category>
		<category><![CDATA[уравнения Уилерра – Фейнмана]]></category>
		<category><![CDATA[четырехволновое смешение]]></category>
		<category><![CDATA[энергия времени]]></category>
		<category><![CDATA[энтропия]]></category>

		<guid isPermaLink="false">https://web.snauka.ru/issues/2020/03/91665</guid>
		<description><![CDATA[УКАЗАТЕЛЬ PACS: 03.65.Ud Запутанность и квантовая нелокальность 03.67.−a Квантовая информация 03.67.Bg Приготовление запутанных состояний и манипулирование 03.75.−b Волны материи 75.45.+j Макроскопические квантовые феномены в магнитных системах 87.19.Nn Электрофизиология 87.23.−n Экология и эволюция 87.23.Kg Эволюционная динамика 87.68.+z Биоматериалы и биологические интерфейсы 87.80.−y Биофизические методы исследования 87.80.Rb Тканевая и клеточная инженерия и биотехнология ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА «Макроскопическая квантовая телепортация представляет собой явление, теория которого еще недостаточно развита. Хотя [...]]]></description>
			<content:encoded><![CDATA[<p><strong>УКАЗАТЕЛЬ </strong><strong>PACS: </strong></p>
<ul>
<li>03.65.Ud Запутанность и квантовая нелокальность</li>
<li>03.67.−a Квантовая информация</li>
<li>03.67.Bg Приготовление запутанных состояний и манипулирование</li>
<li>03.75.−b Волны материи</li>
<li>75.45.+j Макроскопические квантовые феномены в магнитных системах</li>
<li>87.19.Nn Электрофизиология</li>
<li>87.23.−n Экология и эволюция</li>
<li>87.23.Kg Эволюционная динамика</li>
<li>87.68.+z Биоматериалы и биологические интерфейсы</li>
<li>87.80.−y Биофизические методы исследования</li>
<li>87.80.Rb Тканевая и клеточная инженерия и биотехнология</li>
</ul>
<p><strong><span>ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА</span></strong></p>
<p><span>«Макроскопическая квантовая телепортация представляет собой явление, теория которого еще недостаточно развита. Хотя уже сегодня проведены весьма сложные исследования и эксперименты в этой области знаний.</span></p>
<p><span>В исследованиях было проведено несколько длительных экспериментов. В результате выявлены макроскопические нелокальные корреляции между различными детекторами, разнесенными на расстояния до 40 км, а также корреляции между ними и некоторыми крупномасштабными астрофизическими и геофизическими диссипативными процессами с большой случайной компонентой. Нелокальная природа корреляций была доказана нарушением неравенства типа Белла. Важнейшим фактом стало детектирование опережающих корреляций и экспериментальное доказательство проявления принципа слабой причинности для случайных процессов.</span></p>
<p><span>Идея состояла в том, чтобы включить диссипацию в транзакционную интерпретацию квантовой нелокальности в рамках теории прямого межчастичного взаимодействия (электродинамики Уиллера – Фейнмана и ее квантового обобщения).</span></p>
<p><span>Было предложено, экспериментально и теоретически проверено следующее эвристическое уравнение макроскопической запутанности:</span></p>
<p><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/0.gif" alt="" width="186" height="57" /><span> (1)</span></p>
<p><em><span style="color: #2f2f2f;">где </span></em><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/0(1).gif" alt="" width="24" height="34" /><em><span style="color: #2f2f2f;">- производство энтропии на частицу в пробном процессе (детекторе); </span></em><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/0(2).gif" alt="" width="12" height="29" /><em><span style="color: #2f2f2f;">- плотность полного производства энтропии в источниках (интеграл берется по объему источников); v &#8211; скорость распространения; </span></em><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/0(3).gif" alt="" width="97" height="26" /><em><span style="color: #2f2f2f;">- сечение транзакции (порядка сечения атома, стремится к нулю в классическом пределе); m</span></em><em><sub><span style="color: #2f2f2f;">e </span></sub></em><em><span style="color: #2f2f2f;">- масса электрона; e &#8211; элементарный заряд. Дельта – функция показывает, что транзакция имеет место с симметричным запаздыванием и опережением. Скорость распространения для диффузионного обмена запутыванием может быть очень мала. Соответственно, запаздывание и опережение могут быть очень велики</span></em><span>» &#8211; цит. по [1].</span></p>
<p><span>«Следует отметить, что влияние уравнения (1) очень специфично. Хотя уравнения электродинамики Уиллера – Фейнмана симметричны по времени, фундаментальная асимметрия времени проявляется через асимметрию эффективности поглощения: поглощение запаздывающего поля является полным, в то время как поглощение опережающего поля должно быть неполным. Это приводит к тому, что уровень опережающей корреляции через экранирующую среду может превысить уровень запаздывающей корреляции» &#8211; цит. по [2].</span></p>
<p><span>Таким образом, согласно [3]: «Причинная или несимметричная механика &#8211; область физики, изучающая природу фундаментальной асимметрии времени и связанные с ней явления. Ее основы были заложены в 50-80 годах выдающимся российским ученым Николаем Александровичем Козыревым (1908-1983).» И именно здесь и появляется такое загадочное явление, как энергия времени в дистанционном взаимодействии необратимых процессов.</span></p>
<p><span>Вернемся к запутанности. Как же приготовить запутанные квантовые состояния? Краткий ответ на этот вопрос дает [4].</span><br />
<span>Спонта</span><span>м</span><span>нное параметри</span><span>м</span><span>ческое рассе</span><span>м</span><span>яние (СПР, SPDC) — важный процесс в квантовой оптике, при котором рассеянные фотоны образуются в виде спутанных пар, формируя так называемое бифотонное поле. В процессе СПР нелинейная среда (кристалл) разделяет поступающие фотоны на пары, суммарные энергия и импульс которых равны энергии и импульсу входных фотонов. Механизм явления выглядит следующим образом.</span></p>
<p><span>Один квант с энергией </span><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/0(4).gif" alt="" width="32" height="25" /><span> распадается на два </span><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/0(5).gif" alt="" width="30" height="25" /><span> и </span><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/0(6).gif" alt="" width="32" height="25" /><span> c соблюдением законов сохранения энергии и импульса </span><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/0(7).gif" alt="" width="126" height="25" /><span>, </span><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/0(8).gif" alt="" width="113" height="25" /><span>.</span></p>
<p><span>Генерируемые частоты определяются законом сохранения импульса, т.е. направлением в кристалле, в котором выполняется этот закон для данных частот. Таким образом, вращая кристалл, можно плавно изменять частоту генерируемого излучения в широких пределах. Данное явление используется для генерации перестраиваемого по частоте инфракрасного излучения.</span></p>
<p><span>В простейшем случае источником </span><em><span>S</span></em><span> потоков запутанных фотонов служит определённый нелинейный материал, на который направляется лазерный поток определённой частоты и интенсивности (схема с одним эммитером). В результате спонтанного параметрического рассеяния на выходе получаются два конуса поляризации </span><em><span>H</span></em><span> и </span><em><span>V</span></em><span>, несущие пары фотонов в запутанном квантовом состоянии (бифотонов).</span></p>
<div align="center"><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/42.gif" alt="" width="220" height="284" /></div>
<p><span>Выбор конкретного материала зависит от задач эксперимента, используемой частоты и мощности. В таблице ниже приводятся лишь некоторые часто используемые неорганические нелинейные кристаллы с регулярной доменной структурой (РДС-кристаллы, англ. </span><em><span>periodicallypoled</span></em><span>):</span></p>
<div align="center">
<table border="1">
<tbody>
<tr valign="top">
<td valign="middle" bgcolor="#ffffff" width="184"><span>Вещество</span></td>
<td valign="middle" bgcolor="#ffffff" width="80"><span>Формула</span></td>
<td valign="middle" bgcolor="#ffffff" width="119"><span>Аббревиатура</span></td>
</tr>
<tr valign="top">
<td valign="middle" bgcolor="#ffffff" width="184"><span>бета-борат бария</span></td>
<td valign="middle" bgcolor="#ffffff" width="80"><span>в-BaB</span><sub><span>2</span></sub><span>O</span><sub><span>4</span></sub></td>
<td valign="middle" bgcolor="#ffffff" width="119"><span>BBO</span></td>
</tr>
<tr valign="top">
<td valign="middle" bgcolor="#ffffff" width="184"><span>триборат лития</span></td>
<td valign="middle" bgcolor="#ffffff" width="80"><span>LiB</span><sub><span>3</span></sub><span>O</span><sub><span>5</span></sub></td>
<td valign="middle" bgcolor="#ffffff" width="119"><span>LBO</span></td>
</tr>
<tr valign="top">
<td valign="middle" bgcolor="#ffffff" width="184">
<div align="center"><span>титанил фосфат калия</span></div>
</td>
<td valign="middle" bgcolor="#ffffff" width="80"><span>KTiOPO</span><sub><span>4</span></sub></td>
<td valign="middle" bgcolor="#ffffff" width="119"><span>KTP</span></td>
</tr>
<tr valign="top">
<td valign="middle" bgcolor="#ffffff" width="184"><span>ниобат калия</span></td>
<td valign="middle" bgcolor="#ffffff" width="80"><span>KNbO</span><sub><span>3</span></sub></td>
<td valign="middle" bgcolor="#ffffff" width="119"><span>—</span></td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<p><span>Интересным и сравнительно молодым направлением стали нелинейные кристаллы на органической основе. Предполагалось, что органические составляющие живых организмов должны обладать сильными нелинейными свойствами из-за позиций орбиталей в </span><span>р-</span><span>связях. Эти предположения подтвердились, и несколькими группами исследователей были получены высококачественные нелинейные кристаллы путём дегидратации насыщенных растворов аминокислот. Некоторые из этих кристаллов: L-аргинин малеин дигидрат – C6H14N4O2 + C4H4O4 и 2-L-метионин малеин дигидрат – C5H11NO2S + C4H4O4»</span></p>
<div align="center">
<table border="1">
<tbody>
<tr valign="top">
<td valign="middle" bgcolor="#ffffff" width="257"><span>Вещество</span></td>
<td valign="middle" bgcolor="#ffffff" width="171"><span>Формула</span></td>
<td valign="middle" bgcolor="#ffffff" width="119"><span>Аббревиатура</span></td>
</tr>
<tr valign="top">
<td valign="middle" bgcolor="#ffffff" width="257"><span>L-аргинин малеин дигидрат</span></td>
<td valign="middle" bgcolor="#ffffff" width="171"><span>C</span><sub><span>6</span></sub><span>H</span><sub><span>14</span></sub><span>N</span><sub><span>4</span></sub><span>O</span><sub><span>2</span></sub><span> + C</span><sub><span>4</span></sub><span>H</span><sub><span>4</span></sub><span>O</span><sub><span>4</span></sub></td>
<td valign="middle" bgcolor="#ffffff" width="119"><span>LAMD</span></td>
</tr>
<tr valign="top">
<td valign="middle" bgcolor="#ffffff" width="257"><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/ecblank.gif" alt="" width="1" height="1" border="0" /></td>
<td valign="middle" bgcolor="#ffffff" width="171"><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/ecblank.gif" alt="" width="1" height="1" border="0" /></td>
<td valign="middle" bgcolor="#ffffff" width="119"><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/ecblank.gif" alt="" width="1" height="1" border="0" /></td>
</tr>
<tr valign="top">
<td valign="middle" bgcolor="#ffffff" width="257"><span>2-L-метионин малеин дигидрат</span></td>
<td valign="middle" bgcolor="#ffffff" width="171"><span>C</span><sub><span>5</span></sub><span>H</span><sub><span>11</span></sub><span>NO</span><sub><span>2</span></sub><span>S + C</span><sub><span>4</span></sub><span>H</span><sub><span>4</span></sub><span>O</span><sub><span>4</span></sub></td>
<td valign="middle" bgcolor="#ffffff" width="119"><span>LMMM</span></td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<p><span>Перспективным в медико &#8211; биологических исследованиях является также, например, и применение квантовых точек как модусов запутанных состояний. И как утверждается в [5]: «Наночастицы пористого кремния в настоящее время являются одним из наиболее перспективных наноматериалов для целей медицины. Действительно, ранее в наших работах уже были доказаны свойства низкой токсичности кремниевых наночастиц, возможность их использования как контейнеров для доставки лекарств, а также как сенсибилизаторов (усилителей) акустических (ультразвуковых) и электромагнитных волн терапевтических частот и мощностей. Уникальным свойством наночастиц пористого кремния, в отличие от других твердотельных наноматериалов, является их способность растворяться в живых клетках и тканях (биодеградация)» &#8211; сообщил соавтор статьи, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории цитотехнологии и лаборатории тканевой инженерии Института Теоретической и Экспериментальной Биофизики РАН Андрей Александрович Кудрявцев.</span></p>
<p><span>Квантовые явления в биологических системах рассмотрены, например, в [6], где «квантовая запутанность обернулась клеем для ДНК».</span></p>
<p><span>Новое исследование провела группа физиков из Национального университета Сингапура (</span><a href="http://www.nus.edu.sg/"><span>NSU</span></a><span>). Элизабет Рипер (</span><a href="http://www.quantumlah.org/people/elisabeth"><span>Elizabet Rieper</span></a><span>) и её коллеги исходили из того, что двойная спираль ДНК не распадается именно благодаря принципу </span><a href="http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D1%86%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C"><span>квантовой запутанности</span></a><span> (сцепленности).</span></p>
<p><span>Рипер с коллегами заинтересовались, что же произойдёт с колебаниями облаков (</span><a href="http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%BD"><span>фононами</span></a><span>), когда пары оснований создадут двойную спираль ДНК. По мнению учёных, при формировании пар нуклеотидов их объединённые облака теоретически должны колебаться в противоположном направлении с облаком от соседней пары, чтобы обеспечить стабильность всей структуры.</span></p>
<p><span>Поскольку фононы, по сути, являются квантовыми объектами, они могут существовать в виде суперпозиции состояний и умеют «запутываться». Учёные начали с того, что предположили отсутствие любых тепловых эффектов, влияющих на спираль извне.</span></p>
<p><span>«Очевидно, что цепочки попарно связанных гармонических осцилляторов могут быть запутаны лишь при нулевой температуре», – констатирует Рипер.</span></p>
<p><img class="aligncenter" src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/68.gif" alt="" width="478" height="171" /></p>
<p><em><span style="color: #2f2f2f;">На рисунке изображён эскиз базовой пары нуклеотидов ДНК. Положительно заряженное ядро обозначено красным, отрицательное внешнее электронное облако – сине-жёлтым. В положении равновесия центр обеих частей совпадает, так что никакого постоянного диполя не образуется (иллюстрация Rieperet al.).</span></em></p>
<p><span>В </span><a href="http://arxiv.org/abs/1006.4053"><span>статье</span></a><span> приводятся доказательства того, что эффект запутывания, в принципе, может возникнуть и при комнатной температуре.</span></p>
<p><span>А возможно это потому, что длина волны у описанных фононов близка к размерам спирали ДНК. Это позволяет формироваться так называемым </span><a href="http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%82%D0%BE%D1%8F%D1%87%D0%B8%D0%B5_%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D1%8B"><span>стоячим волнам</span></a><span> (феномен, известный как фононный захват). После этого фононы не могут «сбежать».</span></p>
<p><span>Данный эффект не будет иметь особенного значения для гигантской молекулы, если только он не распространяется на всю спираль. Однако компьютерное моделирование, проведённое Рипер с товарищами, демонстрирует: эффект и вправду колоссален.</span></p>
<p><span>Каждое электронное облако в паре оснований не просто колеблется согласованно с движениями соседей – фононы при этом находятся в суперпозиции состояний. А общая картина всех таких колебаний в ДНК описывается квантовыми законами: вдоль всей цепочки нуклеотиды-осцилляторы колеблются синхронно – это проявление квантовой сцепленности. Общее же движение спирали оказывается равным нулю.</span></p>
<p><img class="aligncenter" src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/122.gif" alt="" width="478" height="384" /></p>
<p><em><span style="color: #2f2f2f;">Модель спирали ДНК, на которой увеличен фрагмент с двумя соседними парами оснований. Синим выделены электронные облака в двух крайних позициях своих колебаний, направления которых отмечают стрелки (иллюстрация Rieperet al.).</span></em></p>
<p><span>Если пытаться описать эту модель исключительно в рамках классической физики, то ничего из перечисленного произойти не сможет: «классическая» спираль должна хаотично вибрировать и распадаться на части.</span></p>
<p><span>По мнению исследователей, именно квантовые эффекты ответственны за «склеивание» ДНК.</span></p>
<p><span>В конце статьи говорится о том, что запутывание каким-то образом напрямую влияет на способ «считывания» информации из ДНК. В свете изложенного, тратящий массу сил на запутывание нескольких кубитов в </span><a href="http://www.membrana.ru/articles/technic/2009/07/01/173900.html"><span>твёрдом теле</span></a><span> человек выглядит забавно, поскольку не подозревает, что самым ярким примером такой системы является он сам.</span></p>
<p><span>И наконец – организменный уровень: «Анализируя данные об одном из недавних экспериментов с бактериями, способными поглощать фотоны, группа американских ученых установила, что на самом деле речь идет о квантовой запутанности». В ходе исследования британские физики во главе с Дэвидом Коулом из университета Шеффилда анализировали поведение фотосинтетических бактерий [7].</span></p>
<p><span>Ученые из Оксфордского университета во главе с Кьярой Марлетто пересмотрели данные того исследования и пришли к неожиданному выводу: возможно, в ходе того эксперимента бактерии стали первыми живыми организмами, которые оказались в состоянии квантовой запутанности с отражающимся между ними светом.</span></p>
<p><span>Результаты нового исследования было </span><a href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/2399-6528/aae224/meta%5Ct_blank"><span>опубликованы</span></a><span> в авторитетном издании The Journal of Physics Communications [8].</span></p>
<p><span>Каким же образом возможно сохранение запутанных состояний в биологических средах и объектах, столь открытых для взаимодействия с окружением? И которое (взаимодействие с окружением) приводит – в итоге – к декогеренции и разрушению запутанных состояний в физических экспериментах. Ответ на этот вопрос дает, как нам кажется, [9]. А именно: «Белки, окружавшие флуоресцирующие молекулы, защищали запутывание от разрушения».</span></p>
<p><span>Для исследования были использованы зеленые флуоресцентные белки, которые отвечают за биолюминесценцию и широко используются в биомедицинских исследованиях. Идея заключалась в том, чтобы запутать фотоны, генерируемые флуоресцирующими молекулами внутри бочкообразных белков водорослей, подвергая их спонтанному четырехволновому смешению. Итогом стала успешная поляризация (один из видов запутывания) пары фотонов — это означает, что направления колебаний световых волн в них оказались связаны.</span></p>
<p><span>Перейдем к электродинамическому описанию анализируемых нами процессов [10]. А именно – к механизму четырехволнового смешения.</span></p>
<p><span>Четырехволновое смешение (ЧВС) – </span><a href="http://laser-portal.ru/content_764%5Ct_blank"><span>нелинейный эффект</span></a><span>, возникающий благодаря оптической нелинейности третьего порядка (</span><span>ч</span><sub><span>3</span></sub><span>). ЧВС возникает, если как минимум два различных по частоте </span><span>н</span><sub><span>2</span></sub><span>&gt;н</span><sub><span>1</span></sub><span> пучка распространяются вместе в нелинейной среде, к примеру, по оптическому волокну. При этом возникает модуляция показателя преломления на разностных частотах, что приводит к появлению двух дополнительных частотных компонент.</span></p>
<p style="text-align: center;"><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/130.gif" alt="" width="184" height="119" /></p>
<p style="text-align: center;"><em><span style="color: #2f2f2f;">Их частоты:</span></em></p>
<p style="text-align: center;"><span>н</span><sub><span>3</span></sub><span>=н</span><sub><span>1</span></sub><span>-</span><span>(н</span><sub><span>2</span></sub><span>-</span><span>н</span><sub><span>1</span></sub><span>)= 2н</span><sub><span>1</span></sub><span>-</span><span>н</span><sub><span>2</span></sub></p>
<p style="text-align: center;"><span>н</span><sub><span>4</span></sub><span>=н</span><sub><span>2</span></sub><span>+(н</span><sub><span>2</span></sub><span>-</span><span>н</span><sub><span>1</span></sub><span>)= 2н</span><sub><span>2</span></sub><span>-</span><span>н</span><sub><span>1</span></sub></p>
<p>&nbsp;</p>
<p><span>Более того, уже существующее излучение с частотами </span><span>н</span><sub><span>3</span></sub><span> и </span><span>н</span><sub><span>4</span></sub><span> может усиливаться в результате ЧВС, что используется в параметрической генерации.</span></p>
<p><span>Вышеописанная ситуация является обобщением. При более подробном рассмотрении различают невырожденное ЧВС, когда пучки имеют разные частоты и вырожденное ЧВС, когда взаимодействуют пучки одной частоты.</span></p>
<p><span>ЧВС является чувствительным к фазе явлением. Оно эффективно на длинных дистанциях только в том случае, если соблюдены условия фазового синхронизма. Это, к примеру, случай участия в ЧВС близких по частоте пучков или случай, когда профиль хроматической дисперсии имеет некоторую подходящую форму. В остальных случаях, когда взаимодействующие волны имеют сильное фазовое несоответствие, явление ЧВС сильно подавляется. В объемных средах фазовый синхронизм достигается подбором соответствующего угла пересечения пучков.</span></p>
<p><span>ЧВС в оптических волокнах относится к явлениям фазовой самомодуляции и фазовой кросс-модуляции. Все эти явления возникают благодаря одной и той же (</span><a href="http://laser-portal.ru/content_634"><span>Керровской</span></a><span>) нелинейности и отличаются только степенью вырождения взаимодействующих волн.</span></p>
<p><strong><span>И наконец: квантовую запутанность посчитали источником голографического пространства – </span></strong><a href="https://journals.aps.org/prl/"><strong><span style="text-decoration: underline;"><span style="color: #0082bf;">PHYSICAL REVIEW LETTERS</span></span></strong></a><strong><span> [11].</span></strong></p>
<p style="text-align: center;"><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/165.gif" alt="" width="420" height="280" /></p>
<p style="text-align: center;"><em><span style="color: #2f2f2f;">Голографический принцип в трехмерии (изображение: HirosiOoguri)</span></em></p>
<p><span>Математические физики из Калифорнии и Японии предложили новый взгляд на описание квантовой запутанности. Согласно работе ученых, квантовая запутанность «создает» дополнительные измерения для гравитационной теории. Результаты своих исследований авторы </span><a href="http://journals.aps.org/prl/accepted/5b078Y2cM051f24665e658c4cb56b6c2e9f335027%5Ct_blank"><span>опубликовали</span></a><span> в журнале Physical Review Letters [12], а кратко с ними можно </span><a href="http://www.alphagalileo.org/ViewItem.aspx?ItemId=153096&amp;CultureCode=en%5Ct_blank"><span>ознакомиться</span></a><span> на сайте Токийского университета [13].</span></p>
<p><span>Физики и математики давно ищут «теорию всего», которая бы объединяла общую теорию относительности (ОТО) и квантовую механику. Первая теория описывает гравитационное взаимодействие и применима для тяжелых объектов (звезд, черных дыр и галактик) на больших (космических) масштабах расстояний, в то время как квантовая механика объясняет явления от субатомных до молекулярных масштабов.</span></p>
<p><img class="aligncenter" src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/268.gif" alt="" width="312" height="211" /></p>
<p><em><span style="color: #2f2f2f;">Математическое соотношение, полученное Огури вместе с соавторами, связывает локальные данные о гравитации (красная точка) с квантовой запутанностью, информация о которой содержится на двумерных поверхностях (синие полусферы).</span></em></p>
<p><span>В своем исследовании ученые обнаружили, что квантовая запутанность может быть ключом к решению этого вопроса. Физики при помощи квантовой теории, используя данные о квантовой запутанности в двух измерениях, вычислили плотность вакуумной энергии, которая в трехмерном пространстве проявляет себя в гравитационном взаимодействии. Как отмечают ученые, это аналогично тому, как при рентгеновском обследовании о состоянии (трехмерных) органов в теле становится известно по их (двумерным) снимкам.</span></p>
<p><span>Работа ученых позволила интерпретировать квантовую запутанность как условие, налагаемое на плотность энергии. Эти условия должны удовлетворяться в любой согласованной (не противоречащей ОТО и квантовой механике) квантовой теории гравитации. Как отмечают ученые, ранее в других работах отмечалась важность квантовой запутанности при описании пространства-времени, однако только в новой работе была выяснена ее точная роль.</span></p>
<p><strong><span>МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АППАРАТ. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ</span></strong></p>
<p><span>Более полный обзор состояния вопроса, литература и подробный анализ по рассматриваемой теме, как нам кажется, даны в [14 – 16]: в работах – Путенихина Петра Васильевича и Ветлугина Антона Николаевича.</span></p>
<p><strong><span>ОБЗОР «САМАРСКОГО ЦИКЛА» АВТОРСКИХ РАБОТ – ПО МЕХАНИЗМАМ МЕЗОСКОПИЧЕСКИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ МАКРООБЪЕКТОВ</span></strong></p>
<p><span>Рассмотрим некоторые технические и методические решения из наших работ, опубликованных в «Самарском цикле» [50 – 61],и некоторых следующих работах, выполненных с 2014 года по 2019год включительно.</span></p>
<p><span>СТАТЬЯ: «К ВОПРОСУ О НОВЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ПРИНЦИПАХ ДЕЙСТВИЯ ПРИ ФИЗИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИХ ПРОЦЕДУРАХ ДЛЯ СТИМУЛЯЦИИ УСКОРЕННОГО РЕПАРАТИВНОГО ОСТЕОГЕНЕЗА»</span></p>
<p><span>На основе современных достижений в области теории квантовой информации и практических результатов квантовой телепортации, рассмотрены возможные механизмы технотронного моделирования возможных информационных взаимодействий в мезоскопическом (электородинамическом) пространстве событий, которые могут быть индуцированны от донора к реципиенту, на примере гипотетической модели ускоренного репаративного остеогенеза [50 – 52, 59 – 61].</span></p>
<p><span>Ссылка на электронный ресурс: Ардатов С.В., Ардатова А.С., Гаврилов В.Ю. К вопросу о новых физических принципах действия при физиотерапевтических процедурах для стимуляции ускоренного репаративного остеогенеза // Современные научные исследования и инновации. 2019. № 1 [Электронный ресурс]. URL: </span><a href="https://web.snauka.ru/issues/2019/01/88652"><span>https://web.snauka.ru/issues/2019/01/88652</span></a><span> (дата обращения: 09.02.2019).</span></p>
<p><span>СТАТЬЯ: «КОНВЕРГЕНТНЫЙ СПОСОБ ТЕЛЕПОРТАЦИИ СОСТОЯНИЙ ОСНОВАННЫЙ НА ПРИРОДОПОДОБНОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ»</span><br />
<span>На основе современных достижений в области теории квантовой информации и практических результатов квантовой телепортации, рассмотрены возможные механизмы бионического моделирования возможных экологических взаимодействий, которые могут происходить в рамках текущих процессов биосферогенеза, на примере гипотетической реконвалесценции клинической картины гепатита «С» &#8211; в мезоскопическом пространстве событий, моделирующей реально протекающие в природе процессы [53].</span></p>
<p><span>Ссылка на электронный ресурс: Ардатов С.В., Ардатова А.С., Гаврилов В.Ю. Конвергентный способ телепортации состояний основанный на природоподобном использовании биологических объектов // Современные научные исследования и инновации. 2019. № 2 [Электронный ресурс]. URL: </span><a href="https://web.snauka.ru/issues/2019/02/88653"><span>https://web.snauka.ru/issues/2019/02/88653</span></a><span> (дата обращения: 09.02.2019)</span></p>
<p><span>СТАТЬЯ: «СХЕМА ТЕЛЕПОРТАЦИИ ИНФОРМАЦИИ В </span><span>МЕЗОСКОПИЧЕСКОМ (ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОМ) </span><span>ПРОСТРАНСТВЕ СОБЫТИЙ &#8211; ФИНАЛ ТРИЛОГИИ»</span><br />
<span>Рассматривается гипотетическая модель верификации телепортации мезоскопических состояний в электродинамическом пространстве событий (с использованием трехлучевой оптической блок-схемы), которая является мезоскопическим подобием протоколов квантовой телепортации информации в микроскопических системах [54].</span></p>
<p><span>Ссылка на электронный ресурс: Ардатов С.В., Ардатова А.С., Гаврилов В.Ю., Гаврилова А.В. Схема телепортации информации в мезоскопическом (электродинамическом) пространстве событий &#8211; финал трилогии // Современные научные исследования и инновации. 2019. № 4 [Электронный ресурс]. URL: </span><a href="https://web.snauka.ru/issues/2019/04/89001%5Ct_blank"><span>https://web.snauka.ru/issues/2019/04/89001</span></a><span>(дата обращения: 05.04.2019).</span></p>
<p><span>СТАТЬЯ: «К ВОПРОСУ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВЕРОЯТНОСТНЫХ ПРОЦЕССОВ В ПРИРОДОПОДОБНЫХ АСПЕКТАХ ФИЗИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ»</span><br />
<span>Предлагаемый способ может быть использован в медицине для лечения пациентов путем моделирования необходимых для их реконвалесценции процессов в организме и повышения вероятности статистически достоверного возникновения таких процессов [55].</span></p>
<p><span>Ссылка на электронный ресурс: Антипов О.И., Ардатов С.В., Гаврилов В.Ю., Долгушкин Д.А., Евдокимов А.Н., Кореляков Б.В., Скиданов Р.В. К вопросу моделирования вероятностных процессов в природоподобных аспектах физиотерапевтических технологий // Современные научные исследования и инновации. 2019. № 5 [Электронный ресурс]. URL: </span><a href="https://web.snauka.ru/issues/2019/05/89227%5Ct_blank"><span>https://web.snauka.ru/issues/2019/05/89227</span></a><span> (дата обращения: 14.05.2019).</span></p>
<p><span>СТАТЬЯ: «КОНЦЕПЦИЯ СОЗДАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ 4 D ГОЛОГРАФИЧЕСКИХ ЛОКУСОВ НОВОГО ТИПА ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМОЙ ПАМЯТИ &#8211; КАК НОСИТЕЛЯ И ХРАНИЛИЩА РАЗНООБРАЗНЫХ МОДУСОВ ЗАКОНСЕРВИРОВАННЫХ ЗАПУТАННЫХ КВАНТОВЫХ СОСТОЯНИЙ»<br />
Рассматриваемая конвергентная модель базируется на теории кристаллов, кристаллооптики и кристаллографии, акустооптики и акустоэлектроники и направлена на создание природо-, экоподобных и функциональных 4 D голографических динамических локусов нового типа энергонезависимой памяти, являющихся носителями и хранилищами разнообразных биологических модусов законсервированных запутанных квантовых состояний [56].</span><br />
<span>Ссылка на электронный ресурс: Ардатов С.В., Ардатова А.С., Власов Я.В., Гаврилов В.Ю., Щанькина А.В. Концепция создания функциональных 4 D голографических локусов нового типа энергонезависимой памяти &#8211; как носителя и хранилища разнообразных модусов законсервированных запутанных квантовых состояний // Современные научные исследования и инновации. 2019. № 5 [Электронный ресурс]. URL: </span><a href="https://web.snauka.ru/issues/2019/05/89228%5Ct_blank"><span>https://web.snauka.ru/issues/2019/05/89228</span></a><span> (дата обращения: 14.05.2019).</span></p>
<p><span>СТАТЬЯ: «КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ КОНЦЕПЦИИ ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ БИОФИЗИЧЕСКИХ АСПЕКТОВ ВОЗМОЖНОГО ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ТЕЗАУРУСА ЛИЧНОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОНВЕРГЕНТНОЙ КВАНТОВОЙ СИСТЕМЫ (ПРИРОДОПОДОБНОГО БИОКОМПЬЮТЕРА)»</span><br />
<span>Данная работа – это концепция, рассматривающая возможность трансплантации сознания личности. Это аналоговый природоподобный конвергентный научный прорыв в области фундаментальной медицины и геронтологии, биофизики, биологии, биохимии и смежных наук, направленных на изучение механизмов старения человеческого организма и поиска методов увеличения продолжительности человеческой жизни. Что и является краеугольным камнем имморталистического смысла данной работы, лежащей на пересечении нескольких направлений применения, которые совместно с другими мерами, предпринимаемыми для сохранения памяти человека и о человеке, корректно называть не &#8220;цифровым бессмертием&#8221;, а «перезагрузкой сознания» в новую биоматрицу, которое и достигается при помощи использования приведенных в работе природоподобных аналоговых технологий и блок-схем [57].</span></p>
<p><span>Ссылка на электронный ресурс: Ардатов С.В., Ардатова А.С., Власов Я.В., Гаврилов В.Ю., Щанькина А.В. Краткое содержание концепции голографической модели биофизических аспектов возможного воспроизведения тезауруса личности с использованием конвергентной квантовой системы (природоподобного биокомпьютера) // Современные научные исследования и инновации. 2019. № 5 [Электронный ресурс]. URL: </span><a href="https://web.snauka.ru/issues/2019/05/89229%5Ct_blank"><span>https://web.snauka.ru/issues/2019/05/89229</span></a><span> (дата обращения: 14.05.2019).</span></p>
<p><span>СТАТЬЯ: «НЕКОТОРЫЕ ПЕРСПЕКТИВЫ НБИКС-ТЕХНОЛОГИЙ В РАЗВИТИИ ПРЕДИКТИВНОЙ, ПРЕВЕНТИВНОЙ И ПЕРСОНАЛИЗИРОВАННОЙ МЕДИЦИНЫ»</span><br />
<span>Данная публикация представляет из себя развитие научных основ – в рамках НБИКС-конвегенции – для нужд развивающейся предиктивной, превентивной и персонализированной медицины, включая разработку методов, базирующихся на новых физических принципах действия для профилактики, диагностики, лечения и реабилитации и основанных на индивидуализированном подходе. В более узком смысле эта система может быть использована для реконвалесцирующего захвата ранних стадий нозологических форм, в том числе и в случаях демиелинизирующих состояний при рассеянном склерозе.<br />
«Под персонализированной медициной понимают медицину, в основе которой лежит анализ характеристик, которые можно объективно измерить и которые могут служить в качестве индикатора физиологических и патологических биологических процессов или фармакологических ответов на проводимое лечение, называемых биомаркерами, а также применение персонализированных методов и способов лечения заболеваний и коррекции состояний.<br />
Результаты определения состояния биомаркеров используются в качестве предикторов в целях реализации принципов предиктивной медицины &#8211; индивидуального прогноза развития заболеваний и (или) выбора методов и способов их лечения при их наступлении, подобранных в соответствии с индивидуальными особенностями пациента, отражаемых состоянием биомаркеров.<br />
Это направление сегодня активно развивается в мире: развитие научных основ предиктивной, превентивной и персонализированной медицины, включая разработку новых методов профилактики, диагностики, лечения и реабилитации, основанных на индивидуализированном подходе.<br />
Как и в случае лечения онкологических заболеваний, актуальным направлением персонализированного лечения иных неинфекционных, а также инфекционных заболеваний является использование биомаркеров, в том числе генетических (и… – в том числе информационных биомаркеров – как то индивидуальная электрофизиологическая активность, например – прим. авт.), для выбора оптимальных лекарственных препаратов и режимов их дозирования при лечении и (или) немедикаментозных методов лечения. Разработки в этом направлении должны быть основаны на понимании молекулярных механизмов патогенеза заболеваний, которые являются основой для выявления биомаркеров, включая молекулярно-генетические особенности. Такие биомаркеры являются предикторами эффективности действия лекарственных препаратов и (или) немедикаментозных методов лечения и позволяют, в зависимости от их статуса, проводить выбор оптимальных лекарственных препаратов, их режима дозирования и режимов лечения, оптимальных немедикаментозных методов лечения, проводить оценку рисков развития осложнений.<br />
Понимание молекулярных механизмов патогенеза заболеваний, позволяющее выявлять биомаркеры, являющиеся индикаторами патологического процесса, служит основой для разработки скрининговых тестов, направленных на досимптоматическое выявление патологических процессов, что позволит начать лечение на ранней стадии заболевания, существенно снижая затраты и увеличивая эффективность лечения.<br />
Природа биомаркеров, используемых в обозначенных целях, зависит от специфики патогенеза конкретного заболевания. В качестве таких биомаркеров могут выступать генетические особенности, протеомные, метаболомные параметры.<br />
Индивидуально производимые продукты для лечения являются неотъемлемой составляющей персонализированной медицины. Сегодня наиболее актуальным является разработка и применение таких продуктов на основе собственных клеток пациента (а также собственных информационных паттернов электрофизиологической активности головного мозга и иных органов и систем – прим. авт.) в форме аутологичных биомедицинских клеточных продуктов (и аутологичных информационных биомедицинских продуктов – прим. авт.)» &#8211; [<a href="http://docs.cntd.ru/document/557437659">http://docs.cntd.ru/document/557437659</a> - Об утверждении Концепции предиктивной, превентивной и персонализированной медицины//МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ/ПРИКАЗ/от 24 апреля 2018 года - № 186].</span></p>
<p><span>Ссылка на электронный ресурс: Антипов О.И., Антипова Т.А., Ардатов С.В., Ардатова А.С., Власов Я.В., Гаврилов В.Ю., Щанькина А.В. Некоторые перспективы НБИКС-технологий в развитии предиктивной, превентивной и персонализированной медицины // Современные научные исследования и инновации. 2019. № 8 [Электронный ресурс]. URL: </span><a href="https://web.snauka.ru/issues/2019/08/90166"><span>https://web.snauka.ru/issues/2019/08/90166</span></a><span> (дата обращения: 09.09.2019).</span></p>
<p><span>Перечисленные выше работы, в свою очередь, исходили из более ранних подходов, опубликованных в [17 – 20 и 21 – 49]. Рассмотрим кратко содержание этих тезисов, статей и монографий.</span></p>
<p><span>Данные аспекты изучаемой темы рассматривалась нами в 1989 году [17 – 20]во время работы в Москве с Секцией прикладных проблем Академией Наук СССР (АН СССР) – далее Российской Академией Наук (РАН), а также с 7-м Управлением РАН в период с 2004 по 2008 г.г. – в рамках подходов к изучению телепортации информации между материальными объектами и системами [21 – 49].</span></p>
<p><span>В работах [17 – 20] проанализированы механизмы нелокальных взаимодействий в экологических системах, где телепортация информации происходит в каскадах запутанных состояний микрочастиц, составляющих объекты фитоценозов и их консортивного окружения. Так называемое «действующее начало» [17] есть не что иное, как каналы передачи (переноса) классической информации, в виде трофических и топических консортивных связей растительного покрова фитоценозов. А «экофонд стабилизации» &#8211; неисчерпаемые каскады запутанных состояний, детерминируемые в процессе декогеренции «действующим началом» &#8211; фото 1.</span></p>
<div align="center">
<p><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/426.gif" alt="" width="277" height="365" /></p>
<p><span>Фото 1: Характеристика – отзыв о работе стажера-исследователя, данная на момент публикации [17]</span></p>
</div>
<p><span>В [18, 19] были рассмотрены возможные последствия направленного антропогенного воздействия на экосистемы – в рамках возможного создания экологического оружия, основанного на новых физических принципах действия (ОНФП). Статьи были архивированы на базе Института Экологии Волжского Бассейна Академии Наук СССР // ныне Российской Академии Наук (РАН) – с грифом: «Совершенно секретно». Акты экспертизы АН СССР, письма и отзывы приведены на фото ниже – фото 2, 3. На работы были даны соответствующие рецензии – фото 4, 5, 6. С последующей практической реализацией – фото 7, 8.</span></p>
<p><strong><span>Никакая информация, приведенная в статье, не является секретной в настоящее время!</span></strong></p>
<p><strong><em><span>Некоторые документы (в рамках компетенции АН СССР – в настоящее время РАН) показаны для того, чтобы исключить оппонирование в плане критики материалов, как неких лженаучных построений. Фото материалов выполнено на подлинных экземплярах документов из личных архивов – фото 1 &#8211; 14.</span></em></strong></p>
<div align="center">
<p><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/631.gif" alt="" width="306" height="424" /><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/843.gif" alt="" width="314" height="425" /></p>
<p><span>Фото 2, 3: Акты экспертизы ИЭВБ АН СССР (в настоящее время ИЭВБ РАН) по работам [18, 19]</span><br />
<img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/977.gif" alt="" width="249" height="332" /><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/1117.gif" alt="" width="257" height="336" /><br />
<img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/1281.gif" alt="" width="278" height="371" /></p>
<p><span>Фото 4, 5, 6: Рецензии на [18, 19]</span></p>
<p><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/1444.gif" alt="" width="274" height="365" /><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/1604.gif" alt="" width="270" height="364" /></p>
<p><span>Фото 7, 8: Практическая реализация [18, 19]</span></p>
</div>
<p><span>В [21 – 39] в тезисной форме рассматриваются некоторые ключевые моменты телепортации информации в макросистемах, касающиеся электродинамических аспектов взаимодействия физических полей, физических и биологических объектов, а в [40 – 47] подробно расписаны принципы и схемы такого взаимодействия, в том числе с акцентом на некоторые механизмы и принципы, основанные на новых физических принципах действия, касаемо создания хранилищ запутанных состояний [40, 41, 44, 48, 49, 56], а также схем переноса сложных каскадов запутанных состояний, например, тезауруса личности [33, 35, 40, 41, 48, 49, 57]. В монографиях [48, 49] синтезированы все ранее проведенные исследования с точки зрения роли киральных полей и их электродинамики, а также рассмотрены некоторые предположения о возможном нелокальном взаимодействии материальных тел с материальной средой в рамках так называемой «глубокой реальности» &#8211; фото 9, 10, 11. Монографии написаны совместно с Пряниковым И. В., Негановым В.А. и Осиповым О. В..</span></p>
<div align="center">
<p><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/1637.gif" alt="" width="263" height="395" /><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/1664.gif" alt="" width="259" height="380" /><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/2069.gif" alt="" width="262" height="408" /></p>
<p><span>Фото 9, 10, 11: К работе с 7-м Управлением РАН в период с 2004 по 2008 г.г. – в рамках подходов к изучению телепортации информации между материальными объектами и системами [42 – 48] 21 – 49].</span></p>
</div>
<p><span>В [50 – 61] описаны подходы к возможности реабилитации таких нозологических состояний, как патологии костно-мышечной [50 – 52], нервной систем [56 – 58] и инфекционных болезней (на примере гепатита «С») [53], а также некоторые механизмы, основанные на новых физических принципах действия [53, 55 – 59, 61] – фото 12, 13, 14.</span></p>
<div align="center">
<p><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/2111.gif" alt="" width="313" height="429" /><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/2149.gif" alt="" width="313" height="430" /><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/2182.gif" alt="" width="297" height="407" /></p>
<p><span>Фото 12, 13, 14: Самарский цикл работ по «Теме» – за период 2012 – 2016 г.г. [49 - 61]</span></p>
</div>
<p><strong><span>НЕКОТОРЫЕ РАБОТЫ ПО МЕЗОСКОПИЧЕСКОМУ ВЗАИМОДЕЙСТВИЮ МАКРООБЪЕКТОВ – В ТОМ ЧИСЛЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ И ГЕОФИЗИЧЕСКИХ</span></strong></p>
<p><strong><span>Квантовая телепортации информации внутри алмаза [62].</span></strong></p>
<p>&nbsp;</p>
<p><a href="https://s.4pda.to/ogTLBacjnoVBHjlJDz2aoSabdKz0yv%5Co%5C%5C"><img class="aligncenter" src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/2220.gif" alt="" width="480" height="258" border="0" /></a></p>
<p><em><span style="color: #2f2f2f;">Изотоп углерода (зелёный) сначала связывается с электроном (синим), который затем поглощает фотон (красного), что приводит к передаче фотона в память углерода путём квантовой телепортации.</span></em></p>
<p><span>«Квантовая телепортация позволяет передавать квантовую информацию в другое недоступное пространство. Это также позволяет передавать информацию в квантовую память, не раскрывая и не уничтожая хранимую квантовую информацию», — рассказал Хидео Косака, профессор Йокогамского национального университета и автор исследования.</span></p>
<p><span>В ходе эксперимента недоступное пространство состояло из атомов углерода в алмазе. Состоящий из связанных, но в то же время индивидуальных атомов углерода, алмаз является идеальной средой для квантовой телепортации. Атом углерода содержит шесть протонов и шесть нейтронов в своём ядре, окружённом шестью вращающимися электронами. Когда атомы связываются в алмаз, они образуют чрезвычайно крепкую решётку. Вместе с тем алмазы могут иметь дефекты, когда атом азота находится в одной из двух смежных ячеек, где должны находиться атомы углерода. Это явление называется азотно-вакансионным центром. Структура ядра атома азота, окружённая атомами углерода, создаёт то, что Хидео Косака называет наномагнитом.</span></p>
<p><span>Чтобы перемещать электрон и изотоп углерода, учёные прикрепили провод толщиной примерно в четверть человеческого волоса к поверхности алмаза. Они подали на провод микроволны и радиоволны, чтобы создать колеблющееся магнитное поле вокруг алмаза. Это позволило создать оптимальные, контролируемые условия для передачи квантовой информации внутри алмаза.</span></p>
<p><span>Следующим этапом исследователи использовали азотный наномагнит, чтобы закрепить электрон. Применив микроволны и радиоволны, Косака заставил электрон вращаться и «слиться» с вращающимся ядром углерода. В этот момент физические характеристики обеих частиц настолько переплетены, что их невозможно описать по отдельности. Тогда же электрон поглощает фотон, содержащий квантовую информацию. Это позволяет перенести состояние поляризации фотона в углерод, демонстрируя телепортацию информации на квантовом уровне.</span><br />
<strong><span>Телепортация без запутывания [63]</span></strong></p>
<p><span>Физики из Германии разработали технологии мгновенной передачи данных о материи на обычном, а не квантовом уровне, сообщает пресс-служба университета Фридриха Шиллера в Йене.</span><br />
<span>«Элементарные частицы, такие как электроны и фотоны, существуют, строго говоря, в особом &#8220;размазанном&#8221; состоянии, в котором их положение в пространстве невозможно определить точно. Внутри такой системы мы можем передавать информацию из одной точки в этой &#8220;размазанной&#8221; зоне в другую, не тратя на это времени. Подобный процесс мы называем квантовой телепортацией», — цитирует РИА Новости слова Александр Замейт из университета Йены (Германия).</span><br />
<span>Замейт и его коллеги нашли способ осуществить подобную передачу информации не в мире квантовой физики, а в «обычном» макромире, используя набор лазерных лучей, особым образом связанных между собой.</span><br />
<span>Как показали ученые, лучи света можно «спутать» друг с другом не на квантовом, а на классическом уровне, используя специальные поляризующие пластины, вращающиеся с определенной скоростью. Если эти лучи затем пропустить через устройство, осуществляющее световой вариант логической операции CNOT (&#8220;ИЛИ&#8221;), то тогда информация, содержащаяся в одном луче, будет телепортирована во второй.</span><br />
<span>В качестве информации в данном случае выступает поляризация луча лазера – то, в какую сторону он был &#8220;закручен&#8221;. Эксперименты Замейта и его коллег показали, что эти данные можно мгновенно телепортировать между двумя лазерными лучами, если они находятся на достаточно близком расстоянии друг к другу.</span><br />
<span>Удачное завершение подобного эксперимента, как считают авторы статьи, говорит о том, что телепортация является универсальным феноменом для нашей Вселенной, а не исключительной чертой квантового микромира. Отличие заключается в том, что квантовая телепортация носит нелокальный характер и может работать на любых расстояниях, а классическая будет работать только на очень малых дистанциях.</span><br />
<span>Ученые подчеркивают, что созданную ими методику и сам этот феномен нельзя использовать для телепортации человека или другой живой или неживой материи из одной точки в другую, однако его можно использовать для создания каналов связи между квантовыми и классическими приборами и быстрой передачи информации внутри вычислительных устройств.</span></p>
<p><strong><span>Квантовая запутанность макрообъектов [64]</span></strong></p>
<p><em><span style="color: #2f2f2f;">Эксперимент с двумя зеркалами и интерферометром может однажды доказать, что квантовая запутанность работает и на уровне макрообъектов<br />
(иллюстрация Phys. Rev. A).</span></em></p>
<p><span>Роман Шнабель (Roman Schnabel), профессор физики из Института астрономии гравитационных волн Общества Макса Планка в Германии, вместе со своими коллегами предложил новый способ, посредством которого можно будет ввести в состояние квантовой запутанности не частицы, а целые макрообъекты.</span></p>
<p><span>Напомним, что явление квантовой запутанности, подразумевающее особую связь между двумя частицами, было впервые описано ещё в 1930-х годах и выставлено в виде парадокса мысленным экспериментом Эйнштейна, Подольского и Розена. С тех пор учёные уже успели экспериментально доказать, что квантовая запутанность на уровне частиц действительно работает, однако до сих пор никому не удавалось продемонстрировать этот эффект на относительно крупных объектах.</span></p>
<p><span>Гипотеза Шнабеля и его команды изложена в </span><a href="http://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.92.012126%5Ct_blank"><span>статье</span></a><span>, опубликованной в журнале Physical Review A. Пока что она представляет собой лишь математическое описание возможности, и учёные по-прежнему работают над её экспериментальным доказательством.</span></p>
<p><span>В случае успеха физики введут в состояние квантовой запутанности два зеркала массой по сто граммов каждое. Это будет уникальным примером того, как квантовое явление </span><a href="http://www.vesti.ru/doc.html?id=2632838&amp;cid=2161%5Ct_blank"><span>воздействует на крупные объекты макромира</span></a><span>.</span></p>
<p><span>Шнабель и его коллеги планируют разместить два зеркала на </span><a href="https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%BD%D1%82%D0%B5%D1%80%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80_%D0%9C%D0%B0%D0%B9%D0%BA%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%81%D0%BE%D0%BD%D0%B0%5Ct_blank"><span>интерферометре</span><span style="text-decoration: underline;"><span> Майкельсона-Морли</span></span></a><span> таким образом, чтобы на обе стороны обоих зеркал попадал особым образом направленный свет лазера (для этого в каждом зеркале будут проделаны отверстия). Также необходимо будет разместить зеркала на интерферометре так, чтобы они осциллировали (колебались) при попадании фотонов на их поверхности.</span></p>
<p><span>Это позволит импульсу передаться между зеркалами и светом. Колебания зеркала окажут затем влияние на фазу отражённого света, в результате чего переданный импульс и свет в интерферометре окажутся в состоянии квантовой запутанности. В этот момент состояние квантовой запутанности может передаться зеркалам, и уже они испытают на себе этот эффект (установить это можно будет по исходящему из системы свету).</span></p>
<div align="center"><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/2333.gif" alt="" width="320" height="283" /></div>
<p><span>Проверить, действительно ли проявилась квантовая запутанность, по словам учёных, можно следующим образом: необходимо выключить первичный источник света, чтобы заставить систему работать ещё на протяжении короткого периода времени (несколько миллисекунд), прежде чем провести ещё одно измерение, а затем повторять все действия снова и снова после того, как один из светоделителей будет выключен.</span></p>
<p><span>Доктор Шнабель и его команда уже начали работу над практической реализацией, но физики отмечают, что прежде чем они смогут провести такой эксперимент, необходимо будет преодолеть некоторые практические препятствия. К примеру, нужно будет придумать, как охладить всю эту систему, ведь квантовые эффекты проявляются при температурах, близких к абсолютному нулю. К тому же, надо будет сделать так, чтобы внешняя среда (с её теплом) не возымела никакого эффекта на эксперимент.</span></p>
<p><span>С необходимой и достаточной полнотой, а также на современном уровне квантовые эффекты в мезоскопических системах рассмотрены в [65, 66].</span></p>
<p><span>Оказывается и такое привычное всем явление, как навигация у птиц, описывается законами квантовой механики. Способность достаточно долго сохранять неспаренные электроны фоторецепторов в запутанном состоянии и приводит к тому, что птицы могут видеть линии магнитного поля. Скорее всего, не только они одни — возможно, внутренний компас многих насекомых, мигрирующих рыб и даже некоторых млекопитающих тоже работает по такому же принципу [81]. Причудливый глазной белок Cry4 относится к классу белков, называемых криптохромами — это фоторецепторы, чувствительные к синему свету, которые встречаются как у растений, так и у животных. Они также играют ключевую роль в регуляции циркадных ритмов — циклических колебаний интенсивности различных биологических процессов, связанных со сменой дня и ночи. Ученые изучили зрение птиц таких видов, как зарянка (малиновка) и зяблик-зебра, и получили данные, свидетельствующие о том, что криптохромы в глазах птиц ответственны за способность ориентироваться в полете путем обнаружения магнитных полей. Этот процесс называется магниторецепцией.<br />
Известно, что птицы могут ощущают магнитные поля, если доступны волны света определенной длины. В частности, исследования показали, что птичья магниторецепция, похоже, зависит от синего света. Этот факт подтверждает, что для птиц механизм обнаружения магнитных линий является визуальным и основан на криптохромах, которые могут обнаруживать поля из-за квантовой когерентности. Чтобы найти эти криптохромы, две команды биологов приступили к работе. Исследователи из Университета Лунда в Швеции изучали зябликов-зебра. Измерилась экспрессия генов трех криптохром, Cry1, Cry2 и Cry4, в мозгу, мышцах и глазах зябликов. Гипотеза заключалась в том, что криптохромы, связанные с магниторецепцией, должны поддерживать постоянное восприятие магнитного поля в течение суток. Обнаружилось, что, как и ожидалось, циркадные ритмы криптохром Cry1 и Cry2 колебались в течении дня, в то время как Cry4 был активен постоянно, что делает его наиболее вероятным кандидатом, ответственным за магниторецепцию, а исследователи из Университета Карла фон Оссицкого Ольденбурга в Германии изучали европейскую зарянку. Как оказалось, криптохром Cry4 кластеризуется в области сетчатки, которая получает много света, что имеет смысл для светозависимоймагниторецепции. Европейская зарянка увеличивает экспрессию Cry4 во время миграционного сезона, по сравнению с немигрирующими птицами. Исследование зябликов было опубликовано в [67] , а исследование зарянок было опубликовано в [68].</span></p>
<p><span>Так что именно видит птица во время полета, когда она корректирует свой курс по магнитному полю Земли? По мнению исследователей теоретической и вычислительной биофизики из Университета штата Иллинойс в Урбана-Шампейн, благодаря белку Cry4 автоматически накладывается «фильтр» из магнитных линий над полем зрения птицы — как показано на этом рисунке.</span></p>
<p style="text-align: center;"><a href="https://fshoke.com/wp-content/uploads/2018/04/zreniye-ptits-magnitnoye-pole"><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/2405.gif" alt="" width="467" height="228" border="0" /></a><br />
<em><span style="color: #2f2f2f;">Иллюстрация: </span></em><a href="http://www.ks.uiuc.edu/Research/cryptochrome/"><em><span style="text-decoration: underline;"><span style="color: #2f2f2f;">Theoretical and Computational Biophysics/UofI</span></span></em></a></p>
<p><span>Люк Монтанье, лауреат Нобелевской премии 2008 года, открывший ранее, что ВИЧ приводит к возникновению СПИДа, сделал заявление. С его точки зрения, есть все основания полагать, что ДНК способна посылать &#8220;призрачные&#8221; электромагнитные отпечатки себя отдаленным клеткам и жидкостям. А энзимы могут ошибочно принять эти отпечатки за реальную ДНК и начать их копировать для воспроизведения оригинала. По факту это квантовая телепортация ДНК, сообщается в [69 – 71].</span></p>
<p><span>Компания D-WaveSystems 23 января анонсировала [72] начало продаж своего 2000-кубитного квантового компьютера D-Wave 2000Q и уже продала первую модель за 15 миллионов долларов.</span></p>
<p style="text-align: center;"><a href="https://habrahabr.ru/company/it-grad/blog/319"><img src="http://content.snauka.ru/web/91665_files/2839.gif" alt="" width="450" height="294" border="0" /></a></p>
<p style="text-align: center;"><em><span style="color: #2f2f2f;">фото SteveJurvetsonCC</span></em><em><span>с [73]</span></em></p>
<p><span>Покупателем стала фирма TemporalDefenseSystems, занимающаяся вопросами кибербезопасности. Джеймс Буррел (JamesBurrell), технический директор TDS, говорит [74], что компания планирует использовать D-Wave 2000Q для разработки новых решений защиты от угроз и идентификации киберпреступников.</span></p>
<p>Система от D-Wave хранит данные, <span style="text-decoration: underline;"><span style="color: #0082bf;">используя</span></span><span> кубиты [75]. Они кодируют информацию нулем, единицей или обоими состояниями одновременно, в отличие от традиционных систем. По этой причине D-Wave способен управлять огромными комбинациями состояний, что позволяет более эффективно решать определенный класс задач.</span></p>
<p>D-Wave представили свой квантовый компьютер публике еще в сентябре прошлого года, заявив, что новое решение будет содержать 2 тысячи кубитов. Это в два раза больше, чем у квантового компьютера предыдущего поколения — D-Wave X2, запущенного в августе.</p>
<p>D-wave 2000Q представляет собой так называемый адиабатический компьютер, работающий по принципу квантового отжига (квантовой нормализации)[76].</p>
<p>Это квантовая система из большого числа компонентов и контролируемых параметров. Охлаждая её до очень низкой температуры (компьютер предыдущей модели функционировал при температуре в 15 милликельвинов — порядка -273 °C), разработчики предполагают, что система достигает минимальной энергии, и затем, медленно меняя заданные параметры, используют законы квантовой механики для перевода системы из исходного состояния в новое состояние минимальной энергии за счет квантового туннелирования.</p>
<p>В качестве особенности нового D-Wave приводится возможность настраивать частоту отжига отдельных кубитов для повышения производительности. Также новый компьютер сочетает квантовые и классические алгоритмы работы для оптимизации выборки результатов вычислений.</p>
<p>В интервью для N+1 Алексей Устинов, руководитель группы «Сверхпроводящие квантовые цепи» в Российском квантовом центре, рассказал, для чего можно использовать D-Wave. Одна из сфер применения — оптимизация функции затрат.</p>
<p>У вас имеется много параметров, много целей. Скажем, вам нужно посетить миллион клиентов в разных местах, при этом оптимизировав дорогу, расходы, время и так далее.</p>
<p>«Это классическая задача коммивояжера[77]. На обычных компьютерах она решается очень трудно — нужно перебирать множество различных вариантов, — говорит Алексей. — В квантовой же механике есть такой важный процесс, как туннелирование.</p>
<p>D-Wave позволяет «соединить» состояния с локальными минимумами энергии за счет квантового туннелирования между ними. При этом туннелирование происходит за счет одновременного изменения многих параметров». Полное интервью можно найти в [78].<br />
<span><br />
В пресс-релизе представители D-Wave отметили, что 2000Q способен решать более сложные проблемы по сравнению с предшественником[79]. Также более высокая производительность должна подстегнуть развитие таких сфер, как кибербезопасность, машинное обучение, биотехнологии. В компании отмечают, что специализированные алгоритмы могут выполняться в 1 тыс. и даже 10 тыс. раз быстрее, чем на классических серверах.</span></p>
<p><span>Это серьезный шаг в области квантовых вычислений, который также показал, что полностью программируемый квантовый компьютер </span><em><span>D-Wave</span></em><span> можно использовать в качестве симулятора квантовых макропроцессов [80].</span></p>
<p><span>Возможно ли предположить то, как мы указывали в начале работы, что в недалеком будущем квантовые компьютеры будут моделировать (симулировать) сложные биологические процессы на микро- и мезоуровнях – в 4-D формате и мерности, а 4-D принтеры (в том числе и нелокальные 4-D принтеры) эти процессы материализовывать (детерминировать) в результате некоторой цепи нелинейных каскадов декогеренций в классические объекты (процессы) по заданным оператором векторам? Концептуальные подходы и «намеки» на возможность таких механизмов, предлагались нами в [17 – 20, 28 – 30, 32, 35, 36, 41 – 49, 53 – 57, 59, 61].</span></p>
]]></content:encoded>
			<wfw:commentRss>https://web.snauka.ru/issues/2020/03/91665/feed</wfw:commentRss>
		<slash:comments>0</slash:comments>
		</item>
		<item>
		<title>Биофизика квантово – волновых механизмов эволюции на примере пандемии (CoViD-19) коронавируса ТОРС SARS – CoV-2 (2019-nCoV)</title>
		<link>https://web.snauka.ru/issues/2020/04/91894</link>
		<comments>https://web.snauka.ru/issues/2020/04/91894#comments</comments>
		<pubDate>Thu, 09 Apr 2020 10:27:40 +0000</pubDate>
		<dc:creator>Ардатова Анастасия Сергеевна</dc:creator>
				<category><![CDATA[14.00.00 МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ]]></category>
		<category><![CDATA[волны Луи де Бройля]]></category>
		<category><![CDATA[дистанционное взаимодействие необратимых процессов]]></category>
		<category><![CDATA[квантовая нелокальность]]></category>
		<category><![CDATA[квантовая телепортация]]></category>
		<category><![CDATA[квантовые эффекты]]></category>
		<category><![CDATA[коронавирус ТОРС SARS-CoV-2 (2019-nCoV)]]></category>
		<category><![CDATA[макроскопическая запутанность]]></category>
		<category><![CDATA[нано-био-инфо-когно-социо- (NBICS) – конвергенция]]></category>
		<category><![CDATA[нелокальные корреляции]]></category>
		<category><![CDATA[новые физические принципы действия]]></category>
		<category><![CDATA[НФП]]></category>
		<category><![CDATA[пандемия CoViD-19]]></category>
		<category><![CDATA[природоподобные технологии]]></category>
		<category><![CDATA[причинная механика]]></category>
		<category><![CDATA[стоячие волны резонансов Шумана]]></category>
		<category><![CDATA[транзакционная интерпретация]]></category>
		<category><![CDATA[уравнение макроскопической запутанности]]></category>
		<category><![CDATA[уравнения Уилерра – Фейнмана]]></category>
		<category><![CDATA[энтропия]]></category>

		<guid isPermaLink="false">https://web.snauka.ru/issues/2020/04/91894</guid>
		<description><![CDATA[УКАЗАТЕЛЬ PACS: 03.65.Ud Запутанность и квантовая нелокальность 03.67.−a Квантовая информация 03.67.Bg Приготовление запутанных состояний и манипулирование 03.75.−b Волны материи 75.45.+j Макроскопические квантовые феномены в магнитных системах 87.23.−n Экология и эволюция 87.23.Kg Эволюционная динамика По сути, данную статью следует рассматривать как заметку о возможных квантово-волновых механизмах эволюции как в общем смысле, так и в частных случаях возникновения пандемий и нозологических форм. А в [...]]]></description>
			<content:encoded><![CDATA[<p><strong>УКАЗАТЕЛЬ </strong><strong>PACS: </strong></p>
<ul>
<li>03.65.Ud Запутанность и квантовая нелокальность</li>
<li>03.67.−a Квантовая информация</li>
<li>03.67.Bg Приготовление запутанных состояний и манипулирование</li>
<li>03.75.−b Волны материи</li>
<li>75.45.+j Макроскопические квантовые феномены в магнитных системах</li>
<li>87.23.−n Экология и эволюция</li>
<li>87.23.Kg Эволюционная динамика</li>
</ul>
<p>По сути, данную статью следует рассматривать как заметку о возможных квантово-волновых механизмах эволюции как в общем смысле, так и в частных случаях возникновения пандемий и нозологических форм. А в рамках этой заметки – на примере пандемии CoViD-19, коронавируса ТОРС SARS-CoV-2. Авторы не склонны рассуждать о тех критериях естественного отбора, по которым эволюция проводит этот отбор. Эти критерии нам неизвестны. Можно опять же предположить лишь одно – шаги естественного отбора имеют, кажется, некоторый  нано-, био-, инфо-, когно-, социо- (NBICS) формат. И отбор идет не только по биологической нецелесообразности (с точки зрения эволюционных сил) некоторых особей вида<strong> </strong>Homo sapiens (далее: «биологического объекта (-ов)»), но и по интеллектуальной, эмоциональной и морально-этической ипостасям личности человека. Видимо, наиболее подвержены заболеванию только некоторые особи, с определенной структурой личности индивидов. Какой? Это нам неизвестно. Авторы могут догадываться о профиле такой структуры, но предпочитают умолчать об этом. Так как ошибка квази- понимания не поправима с точки зрения морально-этического пространства событий. Поэтому данная статья легитимна только лишь как сумма предположений, исходящих из некоторой же суммы предыдущих публикаций [17 – 61: биогеоценотический и экосистемный уровни [17 – 19],  физико-технические аспекты [20 – 47, 51 – 61], основанные на новых физических принципах действия (НФП), а также некоторый синтез всех предыдущих смыслов [49 – 51].</p>
<p>Итак: в некоторой благоприятной электромагнитной среде, представляющей естественный геомагнитный фон планеты, наблюдается явление образования стоячих волн с частотой f =7,83 Гц,  а также их гармоник на частотах ~14, 20, 26, 32 Гц  между поверхностью земли и ионосферой. Это так называемые резонансы Шумана [80 – 82], которые являются, видимо, ничем иным, как природной «лабораторией» для приготовления и сохранения запутанных состояний там, где в нелокальном и свернутом виде присутствует информация, составляющая всю возможную полноту проявлений вируса ТОРС SARS-CoV-2 в группах событий, основанных на пандемии нозологической формы CoViD-19. Проявление в том или ином многообразии клинических форм картины заболевания коронавирусом есть локализация и развертывание квантовой картины на «экране» мира классических объектов. Подобно тому, как локализуется и разворачивается на мониторе компьютера та информация, которая была изначально записана в нелокальном, свернутом виде на твердотельный накопитель. Параллельно  электромагнитному полю стоячих волн (резонансов Шумана*- источника фермионов) существует мягкое рентгеновское излучение, являющееся переносчиком волн Луи де Бройля [83 – 86], как источника бозонов, которые, в свою очередь, являются компонентой естественного варианта течения маловероятных событий, предполагающих при определенном взаимодействии биологических объектов с окружающей средой квантовый скачок событий некоторой малой вероятности к событиям статистически более достоверным [48, 49, 87].</p>
<p>Волны Луи де Бройля, видимо, могут быть с разной индивидуальной информационной нагрузкой. В данном случае – это полный набор манифестаций  CoViD-19. Коронавирус ТОРС SARS-CoV-2 (2019-nCoV), похоже, это вирус поколения NBICS формата. Формата, который в своей экспансии затрагивает некоторые основы мироустройства таким образом, что преобразует эти основы в некоторые иные формы развития и сосуществования: в социально-экономическом устройстве, в экологическом формате антропогенного воздействия на окружающую среду, в морально-этическом пространстве событий. Этот эволюционно-онтологический процесс, называемый пандемией CoViD-19, является катализатором ряда изменений, касающихся целого ряда событий NBICS формата, имеющих признаки цивилизационных изменений ароморфозного характера. И по какому бы сценарию не реагировал на происходящее  социум планеты, изначально следует понимать то, что автором сценариев является не социум и его особенности. Автором событий является континуум сил природы. Континуум тех сил, модусами которого являются: сумма эволюционных законов оптимизации безопасности сосуществования звеньев мироздания; минимизации потерь актуальных особей и таксонов. Исходя из этого, можно предположить то, что в запутанном (сцепленном) состоянии с этой информацией находятся (или будут находиться вскоре) все жители планеты. Проявляться же в виде возникновения заболевания с некоторой клинической картиной и принимать классические черты нелокальный информационный пул будет только при некоторых условиях взаимодействия биологического объекта с окружающей внешней средой. Каковы условия этого взаимодействия, мы не знаем.</p>
<p>Поэтому рекомендации карантинного характера представляются  весьма логичными, чтобы исключить возможную декогеренцию пока неопределенных состояний, которые, по сути, определяют некоторую модальность, тембр этих возможных преморбидных состояний  – от определительного наречия «почти». Декогеренция приведет к коллапсу волновой функции и переходу квантовой системы «биологический объект &#8211; внешняя среда» в одно из собственных значений матрицы плотности вероятностей течения событий. Вот только какой группы событий (по сценариям: «болен» или «здоров»), мы не знаем. И каковы условия нашего взаимодействия с внешней средой, при котором картина вирусемии не проявится, мы не знаем. Можно лишь предположить… . И порекомендовать задуматься над вопросами адекватности нашего взаимодействия с внешней средой как в биологическом, так и в морально-этическом форматах. Некоторые варианты физико &#8211; технической реализации данных природных механизмов рассмотрены в [50 – 61, 69]. А некоторая природоподобная модель, основанная на новых физических принципах действия (НФП), показана нами в [53].</p>
<p><em>* Примечание: Земля и её ионосфера — это гигантский сферический резонатор, полость которого заполнена электропроводящей средой. Если возникшая в этой среде электромагнитная волна после огибания земного шара снова совпадает с собственной фазой (входит в резонанс), то она может существовать долгое время.<br />
Основой, или основной, для этих резонансов является волна с частотой 7.83 Гц (циклов в секунду), которая представляет собой стоячую волну в резонаторе между ионосферой и Землей. Так как этот ритмический рисунок лежит в пределах человеческих мозговых диапазонов, различные авторы предположили, что этот аспект электромагнитного поля Земли может выступать как некий глобальный разум… [</em><a href="https://skladchik.com/threads/%D0%A0%D0%B5%D0%B7%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D0%BD%D1%81-%D0%A8%D1%83%D0%BC%D0%B0%D0%BD%D0%B0-%D0%9F%D1%83%D0%BB%D1%8C%D1%81-%D0%97%D0%B5%D0%BC%D0%BB%D0%B8-%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D1%8B%D0%B9-%D0%B0%D0%BF%D0%B3%D1%80%D0%B5%D0%B9%D0%B4-%D1%83%D0%BB%D1%83%D1%87%D1%88%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F-%D0%B2%D0%B5%D1%80%D1%81%D0%B8%D1%8F.177416/"><em>https://skladchik.com/threads/Резонанс-Шумана-Пульс-Земли-полный-апгрейд-улучшенная-версия.177416/</em></a><em>].  </em></p>
<p>Авторы полагают то, что данная статья написана в качестве насущного и своевременного  комментария на работу [88 – рубрика: <a title="Просмотреть все статьи в рубрике " href="https://web.snauka.ru/issues/category/14-00-00-medicine">14.00.00 МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ</a> ] и создана по ее мотивам. Следует также заметить и то, что эта работа не о пандемии CoViD-19, в персонификации коронавируса SARS-CoV-2, а о механизмах возможной квантово – волновой нелокальной природы процессов естественного отбора на примере текущих событий.</p>
<p>Авторы в ближайшее время планируют опубликовать работу, показывающую возможность технической реализации описанных механизмов на примере функционирования некоторой природоподобной лабораторной модели, основанной на исследованиях проведенных ранее в [17 – 61].</p>
<p><strong>Вариант реализации некоторого терапевтического воздействия – по материалам  [52 - 55]</strong></p>
<p>Принцип организации некоторого терапевтического воздействия в варианте, представленном на рис. 1, реализуется следующим образом. Объект воздействия (1) (в данном случае пациент), помещается внутрь установки подобной магнитно-резонансному томографу (МРТ) (2). Установка подобная томографу нужна для создания благоприятной электромагнитной среды, моделирующей естественный геомагнитный фон планеты в совокупности резонансов Шумана, волн Луи де Бройля (мягкий рентген – в интервале 0,1 до 10-10 м) и широкополосного излучателя волн СВЧ или КВЧ диапазона, модулированных необходимой информацией – для моделирования заданных оператором событий и процессов. Воздействие осуществляется в форсированном режиме, в виде переменного электромагнитного поля с частотой f =7,83 Гц,  а также их гармоник на частотах ~14, 20, 26, 32 Гц 3 вокруг объекта воздействия (1). Внутри электромагнитного поля резонансов Шумана, которые являются «лабораторией» по приготовлению запутанных состояний, необходимо создать благоприятную среду для передачи объекту воздействия (1) информационной составляющей, сцепленной под воздействием полей резонансов Шумана. Роль подобной среды играет мягкое рентгеновское излучение (4), являющееся переносчиком волн Луи де Бройля, как источника бозонов, которые, в свою очередь, являются компонентой естественного варианта течения маловероятных событий в форсированном режиме, который предполагает статистический квантовый скачок событий малой вероятности к событиям статистически более достоверным [87]. Рентгеновский излучатель (5) управляется модулятором (6), работающим как в непрерывном, так и в импульсном режимах. Само же стимулирующее воздействие (7) осуществляется посредством электромагнитного поля, излучаемого широкополосным излучателем (8), работа которого управляется модулятором (9). Модуляторы (6) и (9) синхронизированы по всем волновым параметрам и являются информационно запутанными состояниями. Модулируемый широкополосный излучатель своим излучением вкладывает в конфигурацию описываемых нами электромагнитных полей информационную составляющую, полученную по описанным ранее схемам [52 – 55] и принципам [17 – 61].</p>
<p>В результате чего и происходит приращение некоторой массы информации в представленной на рисунке оригинальной системе, которая моделирует явление информационной аккреции в лабораторных условиях [89, 90].</p>
<p>Исходя из вышесказанного представляется возможным то, что: «Гравитация — побочный продукт «квантовой запутанности», а не «искривление пространства» [91, 92, 93]. «Следовательно, возможно адекватное описание макроскопических объектов и гравитационных эффектов, типичных для общей теории относительности, с помощью квантово-механических инструментов… И… квантовая запутанность является условием плотности энергии, и это условие должно удовлетворять будущей теории квантовой гравитации. Таким образом, запутанность и гравитация оказываются дуально связанными: то, что проявляется в виде квантовой запутанности в пространстве малой размерности, становится гравитационном взаимодействием в пространстве большей размерности. Если данная интерпретация верна, то значительный шаг в сторону создания квантовой теории гравитации сделан» [94].</p>
<p style="text-align: center;" align="center"> <img class="aligncenter size-full wp-image-91988" title="1" src="https://web.snauka.ru/wp-content/uploads/2020/04/11.png" alt="" width="515" height="460" /></p>
<p style="text-align: center;">Рис.1. Вариант реализации некоторого терапевтического воздействия, основанного на новых физических принципах действия</p>
<p>Авторы планируют подробно рассмотреть дифракционные задачи, концептуальные и технологические подробности, а также междисциплинарную конвергенцию  механизмов реализации вышеописанной технотронной модели в ближайших публикациях.</p>
]]></content:encoded>
			<wfw:commentRss>https://web.snauka.ru/issues/2020/04/91894/feed</wfw:commentRss>
		<slash:comments>0</slash:comments>
		</item>
	</channel>
</rss>
