Закономерности дискретных процессов

Процессы в реальном микро- и макромире представляют совокупность единичных актов взаимодействия отдельных частиц и тел; то есть реальные процессы – дискретны. В то же время, классическая физика с давних времен рассматривает континуальные (непрерывные) процессы. Исторически это, видимо, вызвано способностью человека ощущать, чувствовать именно такие, недискретные, процессы, в том числе изменение температуры, давления, уровня воды и т.п.

Математический аппарат, в частности, интегро-дифференциальное исчисление, также приспособлен к описанию недискретных процессов, процессов в полях средних (среднестатистических) величин. Это – как средняя температура пациентов в клинике: не учитываются многие дискретные акты взаимодействия, в том числе, определяющие течение процессов, особенно, при фазовых переходах, а также – процессов в микромире. Разработка представлений о механизмах дискретных процессов, зависимостей и алгоритмов для их описания способствует преодолению кризиса современной классической физики.

Такие зависимости представлены в /15/. Основными из них являются:

(1) – третий закон Ньютона в форме Ньютона;

(2) – динамический закон Кулона;

(3) – закономерность динамики фотоэффекта;

(4) – закон сохранения количества частиц и эволюции многочастичной системы;

(5) – макрозакономерность фазового перехода;

(6) – микрозакономерность фазового перехода.

Уравнение (1) встречалось выше. Это – закон сохранения изменения энергии. Он стал известен в России с 1915 года, с момента издания русского перевода труда И.Ньютона «Математические начала натуральной философии» с латинского (1686 год).

Однако им пользовались в форме равенства статических сил как результата действия сил, приведшего к напряженному состоянию. По Ньютону закон (1) читается так: произведение силы действия на скорость действия равно произведению силы реакции на скорость реакции. Это может привести к возникновению больших сил (по аналогии с домкратом, полиспастом, рычагом, ударом, взрывом и т.п.) и образованию нового качества, например, высокопотенциальной энергии взамен затраченной низкопотенциальной. То есть, третий закон в форме Ньютона исключает второй закон классической термодинамики об одностороннем изменении энтропии только в сторону ее увеличения.

Применение третьего закона в форме Ньютона обязательно к процессам микромира, которые являются дискретными, так как определяются актами взаимодействия между собой индивидуальных частиц при высоких, околосветовых, скоростях их движения.

Уравнение (2) – это связь причины-действия, как произведения силы на скорость фотона , и энергетическим обеспечением – следствием действия в элементарном акте. Здесь: – постоянная тонкой структуры; – энергия; – частота; – постоянная Планка как характеристика минимального действия.

Уравнение (3) показывает, что маленькая сила действия фотона, движущегося с большой скоростью (света), в веществе с малой скоростью распространения возмущений (скоростью звука) вызывает большую силу , локализованную в микрозоне и способную привести к возникновению новой структуры, фазы, выделению энергии, в том числе, высокопотенциальной, то есть привести к созидательному процессу, а значит уменьшению энтропии системы.

В уравнении (4) функция , называемая Синергией и Лагранжианом, являющаяся аналогом энтропии , много больше ее, >> .

Это свидетельствует о том, что система взаимодействующих частиц несоизмеримо более вероятна, чем идеальная система распределения частиц в модели молекулярного хаоса. Собственно, именно это практически показал Д.Х.Базиев /3/ на примере организованного электродинамического взаимодействия молекул газа, в том числе воздуха, описанном в первой части настоящей монографии.

Все типы фазовых переходов имеют единую закономерность: (5) – для изменения характеристики (температура, давление и т.п.); (6) – для изменения числа частиц, так как пропорциональна числу прореагировавших частиц. Здесь:

– максимальное значение характеристики;

– характеристика на -той стадии процесса;

– внешнее воздействие;

показатель – для одномерных процессов, – для двумерных и – для трехмерных.

Графики (5), (6) имеют вид логистической (гистерезисной) кривой и совпадают, трансформируются в одну кривую, для разных веществ и фазовых переходов.

Приведенные зависимости (1)-(6) приспособлены к описанию дискретных множеств, что наиболее полно отражает течение и динамику реальных процессов в природе.