Страница 1 из 6
Геннадий Салтанов
Газотермодинамика новой России
К теории аналогий. Вместо введения
В1. Время перемен
Эта книга о 30-летии геополитических потрясений 1991– 2021 годов, от распада огромной страны – Советского Союза, до глобальной пандемии Covid-19.
Глобальная турбулентность, «шоковая» (ударная) терапия, фазовые переходы, метастабильность и кризисы, а теперь ещё и «гиперзвук»!
Близкие мне термины теплофизика-газодинамика становятся широко и часто употребляемыми политиками, экономистами, социологами, журналистами, да и просто – народом.
Общепризнано, что наибольшие успехи в описании и исследовании сложнейших турбулентных неравновесных систем достигнуты в области газотермодинамики.
Именно здесь во всей своей красе проявили себя «царица наук» – математика.
Математическое моделирование! Приобретает черты своеобразной натурфилософии эпохи глобальной цифровизации.
Растёт интерес к естественнонаучным методам исследования, анализа и прогнозирования социально-политических, экономических, гуманитарных процессов и событий особенно в нашу эпоху быстрых и радикальных изменений.
«Природа разговаривает с нами языком математики». Галилей, 16 век.
Активно развиваются такие новые трансдисциплинарные направления, как Синергетика, теория Хаоса, конвергенция технологий.
Естественно-научные подходы активно и агрессивно захватывают области экономики, социологии, политики, истории.
В2. К теории аналогий. Общность неравновесных систем
Аналогия – познание путём сравнения.
Во времена потрясений и нестабильности выявление и использование аналогов физических процессов и структур с процессами и особенностями общественного развития становится трендом развития науки.
Акцент – на проблемах, характерных для современной стадии ускоренных технологических и социально-политических изменений. В этом плане особенно интересны проблемы неустойчивости, нелинейных взаимосвязей, когда малый сигнал (флуктуация) на входе в неустойчивую неравновесную систему может вызвать сильнейший отклик на выходе (Знаменитый «эффект бабочки», когда взмах крыльев бабочки в Бразилии может вызвать торнадо в Техасе). Аттрактор Лоренца.
Рис. 1. Аттрактор Лоренца1
Удивительно похоже на известные конспирологические версии зарождения Covid-19, (выход на волю этой «заразы» – взмах крыльев бабочки) и стремительное распространений пандемии по миру (торнадо в Техасе – отдыхает).
И здесь многое прояснила неравновесная газотермодинамика.
Отечественные и зарубежные исследования сверхзвуковых течений с неравновесной и спонтанной конденсацией выявили ряд интереснейших физических явлений и эффектов.
Это скачкообразные фазовые переходы («скачки конденсации»), кризисы неравновесных течений, спонтанное (мгновенное) возникновение автоколебательных процессов, возможности активного влияния на кризисы различного типа (управление изменениями) и др.
Основные и во многом новые результаты комплексных исследований и открытий кризисов метастабильности впервые были представлены в монографии автора «Нестационарные и неравновесные процессы в газодинамике», М. Наука, 1979 г.
И именно в этом – 1979 году опубликована монография моего «термодинамического наставника» Ильи Пригожина «Самоорганизация в неравновесных системах. От диссипативных структур к упорядоченности через флуктуации».
Удивительные и практически одновременные совпадения решения, взглядов и концепций. Да и время интереснейшее.
Нарастает стремление использовать столь эффективные естественно-научные подходы к решению социогуманитарных сложнейших задач т.н. «социальной» турбулентности.
Формируется концепция синергетики как трансдисциплинарного направления изучения и анализа социально-экономических и политических процессов особенно в периодах нестабильности, неравновесности и турбулентности.
Развиваются такие новые направления, как теория динамического Хаоса, базирующиеся на инструментах неравновесной газодинамики, математического моделирования и вычислительного эксперимента.
В этом аспекте важными и определяющими являются понятия выявления и идентификации аналогий естественно-научных и социогуманитарных процессов.
«Наука должна опираться на опыт» – И. Ньютон. И такой уникальный опыт трансформации глобальной неравновесной системы – есть.
Это – трансформация моей страны 1991–2021 гг.
В3. О причастности автора
Так по жизни получилось, что автору удалось не только наблюдать, документально фиксировать, но и активно участвовать в этих удивительных событиях минувшего 30-летия, событиях рождения и трансформации новой России.
Следуя своему первому профессиональному образованию теплофизика-газодинамика, это явление можно определить как скачкообразный фазовый переход «обратного» преобразования страны и ментальности народа в направлении «от социализма к капитализму».
Многолетний опыт исследователя, владеющего богатейшим документальным и вербальным материалом, обусловили потребность попытки поиска и систематизации этих физических и социогуманитарных аналогий.
Этим и объясняется выбор автора близкого ему естественно-научного подхода – газотермодинамики – как базы анализа и познания скачкообразных турбулентных, неравновесных процессов и явлений, происходивших в новой России в минувшее 30-летие (1991–2021).
В4. Почему именно сейчас?!
Назову три основные причины.
Первый – формальный. Все-таки 30-летие таких крутых событий – это знаковая цифра. «И тянется рука к перу, перо к бумаге».
Второй триггер написания – «черный лебедь – COVID-19». Неожиданная точка бифуркации, новая шоковая турбулентность.
Мощный стимул к поискам выбора в условиях неопределенности.
Третья причина – лирично-сентиментальная. Возраст автора, ну и конечно, «наше всё» – А.С. Пушкин.
«Пора мой друг, пора! Покоя сердце просит.
Летят за днями дни,
И каждый день уносит частичку бытия…»
Такая удивительная «частичка бытия», даже с учетом многовековой истории России, достойна незабвения.
Салтанов Г.А.
Глава 1. Ударные волны и человек
Дача. Лето. Тишина. Высоко в небе беззвучно летит самолет. Неожиданно сильный хлопок по ушам, и сразу же слышен звук работы двигателя авиадвигателя. «Перешел через скорость звука» – со знанием дела заявляет внук лет восьми-девяти. «Да нет!», возражает дед. «Это самолет летит со сверхзвуковой скоростью. Причем, судя по силе хлопка – значительной – в несколько Махов. А это сейчас через нас прошла ударная волна или по газодинамическому понятию – косой скачок уплотнения. А число Маха (М) – это отношение скорости самолета к скорости звука в воздухе и сейчас оно больше 1,0».
1.1. Сверхзвук, гиперзвук и число Маха
Понятия, недавно известные лишь специалистам-газодинамикам, сейчас знают все – от мальчишек и бабушек на скамейках до руководства великих стран. (Чего стоит одна лишь дискуссия по поводу гиперзвуковых ракет).
Эрнст Мах (1838–1916). Физик, механик, один из основных основоположников газодинамики как великой науки. Открыл и исследовал процессы возникновения ударных волн.
В философии – основоположник «махизма» – (по В.И. Ленину), или эмпириокритицизма как реакции на кризис классической физики.
Эрнст Мах был единственным человеком, которого Альберт Эйнштейн называл своим Учителем. Именно благодаря Э. Маху Эйнштейн впервые получил место штатного профессора в Карловом университете (Прага), ректором которого Э. Мах состоял неоднократно. Число Маха (М) – важнейший критерий газодинамики – названо в его честь. Определены и типы течений: М < 1 – дозвуковые, М > 1,0 – сверхзвуковые, М > 5,0 – гиперзвуковые.
1
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lorenz_attractor_Maple_graph.png