[последнее обновление: 10.01.2020]
Заседание семинара 22 октября 2019 г.
19:00-19:20 Информационный блок, беседа с докладчиком.
19:20-20:20 Доклад.
Взаимосвязь времени, энергии и информации
Маслов Вадим Николаевич, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
д.т.н., к.х.н., профессор. Окончил МХТИ имени Д. И. Менделеева (1952), работал начальником лаборатории в Государственном научно-исследовательском и проектном институте редкометаллической промышленности (ГИРЕДМЕТ). С 1977 г. работает в Московской государственной академии химического машиностроения (МГАХМ), профессор кафедры "Общая и физическая химия”. Научные интересы: физикохимия поверхностных явлений, роста кристаллов и пленок, термодинамика неравновесных состояний. Разработал метод репродукционной эпитаксии, что позволило создать новые полупроводниковые приборы. Разработал термодинамическую теорию, позволяющую в аналитической форме описывать химическую кинетику сложных реакций. Автор 3 монографий, свыше 360 научных статей, 65 авторских свидетельств и 18 зарубежных патентов на изобретения. Педагогическая деятельность: курс лекций "Физическая химия" (в 1979-1980 г. курс был прочитан также в университете Аддис-Абебы, Эфиопия). Разработал и прочитал курс лекций "Термодинамика неравновесного состояния". Подготовил 25 кандидатов наук.
Основные публикации:
Маслов В.Н. Репродукционная эпитаксия. М.: Металлургия. 1981.
Маслов В.Н. Термодинамическое обоснование принципа наименьшего действия. Известия вузов. Сер. Физика. 1991. №5.
Маслов В.Н. Алгоритм открытий. М.: ИРИС-ГРУПП. 2011. 300 с.
Аннотация. В докладе содержатся итоги тридцатилетних исследований автора по разработке термодинамики спонтанных процессов. Теоретически и экспериментально обоснован новый подход к изучению природы времени и физической сущности производных высших порядков от энергии по времени. Получены новые научные результаты на уровне открытия.
Суть открытия. Время и энергия взаимодействуют в спонтанном процессе с образованием продукта, способного к автономному существованию. Продукт – математически отображается производной высшего порядка (третьей и выше) от энергии по времени, обладает свойствами физической информации, свободной от носителя.
Исходным пунктом можно считать статью «Концепция времени в общем начале термодинамики как основа термодинамики неравновесных состояний» [Изв. Вузов. Физика. № 8, с.49-54, 1989]. В статье доказано существование неизвестной ранее термодинамической функции состояния, названной «термодинамическим временем».
Термодинамическое время равно кратчайшему отрезку времени, отделяющего состояние равновесия от текущего момента неравновесного состояния. При равновесии и в метастабильном состоянии системы оно равно нулю. В дискретных системах термодинамическое время является статистически распределенной величиной, а в сложных иерархических системах имеет фрактальную структуру.
По смыслу, к понятию термодинамического времени близки модели переходного времени в работах Н.А. Козырева (время перехода от причины к следствию) и И.Пригожина (период продленного настоящего). Термодинамическое время является активным фактором физической реальности и поэтому коренным образом отличается от времени по Ньютону (имеющему свойства нейтрального внешнего параметра) и от мнимого времени по Эйнштейну.
Известно, что познавательная способность механики Ньютона ограничена уровнем второй производной по времени. Использование термодинамического времени, вместо принятого в механике времени по Ньютону, позволило записать уравнения движения с производными третьего и более высокого порядка и получить уравнение развития, пригодное для описания спонтанных процессов любой природы.
Третья производная направляет спонтанные неэргодические процессы по траекториям кратчайшего времени. Другие (т.е. случайные) траектории запрещены. Этот запрет имеет смысл неизвестного ранее закона термодинамики, относящегося к спонтанным неравновесным процессам. Запрет имеет не силовую, а информационную природу («информационный шаблон» – по терминологии Бома).
Запрет на случайные траектории позволяет сформулировать Принцип всеобщего подобия. Приложение этого принципа к процессу эволюции Вселенной легко приводит к уравнению ускоренного расширения Вселенной, объясняющему это явление качественно и количественно без предположения о существовании антигравитационной Темной энергии.
Сделан вывод, что координата времени четырехмерного континуума пространства – времени имеет свойства термодинамического времени. Показано, что третья производная от энергии по термодинамическому времени способна к автономному существованию, удовлетворяет определению свободном от носителя информации и функционирует как программа развития спонтанных процессов. Дана обобщенная схема взаимодействия времени и энергии.
Обосновывается заключительный вывод: Вселенная, наряду с веществом и энергетическими полями, содержит неизвестную ранее физическую сущность –свободную от носителей информацию. Это – невидимая, неощутимая, электрически и химически нейтральная субстанция. Кратко обозначены ближние и отдаленные перспективы исследований информации как продукта взаимодействия времени и энергии.
20:20-21:00 Вопросы, комментарии и краткие сообщения.
Комментарии
Сообщение В.Н. Маслова представляется очень интересным для решения проблем биологического времени, поскольку любая биосистема относится к термодинамически неустойчивым открытым системам и понятие термодинамического времени, введенное ВН Масловым, не только терминологически, но и по сути должно быть применимо к биосистеме как природному тест-объекту для любых естественнонаучных теоретических построений. Мне импонирует точка зрения автора о взаимосвязи энергии, времени и информации. Это демонстрирует пример рецепторного окончания чувствительного нейрона. Известно, что энергия воздействия на него (модально специфичная: механическая, тепловая, фото и т.д.) преобразуется в последовательность потенциалов, имеющих электро-хемо-временную природу (процесс электрогенеза темпорирован). Многими работами доказано, что частота потенциалов в чувствительном нейроне представляет собой код информации о воздействии и, в частности, его временных параметрах,- латентности, скорости, длительности. Таким образом, информация и время возникают в чувствительном нейроне одновременно (Чернышева,2016?). В данном случае точнее было бы сказать не «энергия и время порождают информацию», а энергия воздействия служит первопричиной возникновения времени и информации. В поддержку идее автора следует добавить, что всё же в этом примере мы имеем дело с временным кодом информации, а сама информация действительно существует где-то «отдельно» и неощутима… Правда, к загадке о природе времени мы получаем дополнение: загадку о природе информации.
Поскольку термодинамическое время автор рассматривает как производную энергии по времени, то можно предположить, что оно будет обладать только одним временным параметром – длительностью, отражающей процесс последовательной развертки информации. Можно предположить, что биологическое время является частным случаем термодинамического. Однако его темпоральные параметры не исчерпываются длительностью, в биосистеме оно характеризуется также латентностью, скоростью, информационной плотностью. По-видимому, это расхождение может быть обусловлено изначальной фрактальностью биологического времени как совокупности генерируемых структурами биосистемы временных/темпорированных процессов,- направленного времени онтогенеза и накладывающихся на него монофазных процессов, тенденций, циклов и ритмов (Чернышева, 2006). В связи с этим появляются трудности с «точкой отсчета» термодинамического времени в биосистеме: это состояние «равновесия»? – но оно всегда относительно, неустойчиво и соответствует состоянию с минимальной скоростью роста энтропии= гомеостазису; или это «точка ветвления», т.е. одновременного запуска нескольких временных процессов? – для её расчета необходимо учитывать их латентность и скорость; или точкой отсчета может быть некая set point эндогенного времени как интеграл оптимальных диапазонов параметров разных временных процессов и основа субъективного чувства времени?
Уже по вопросам очевидно, что теория Вадима Николаевича Маслова весьма продуктивна для нашего понимания природы времени.