скачать книгу бесплатно
Газотермодинамика новой России
Геннадий Александрович Салтанов
Представлены исследования удивительных аналогий естественнонаучных и социогуманитарных процессов и явлений уникального 30-летия трансформаций и потрясений, рождения и становления новой России (1991–2021). Основа – богатейший документальный материал, опыт и практика активного участия автора в крупномасштабных проектах и событиях этого периода. Показано, что естественнонаучные подходы (системный анализ, методы математического моделирования, инструменты неравновесной газотермодинамики, новые теории хаоса) могут быть весьма эффективными при анализе и прогнозировании социально-экономических и политических процессов, особенно в периоды кризисов, неравновесности, нестабильности и турбулентности сложных систем. В качестве базы аналогий используются события трансформации страны в эпоху «шоковой терапии», радикального реформирования страны и др. Предлагаются способы трансформации менталитета социума с целью осмысления непредсказуемых и трудноформализуемых изменений с позиции законов физики.
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 Лоренца[1 - https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lorenz_attractor_Maple_graph.png]
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.
При «гиперзвуке» за возникающей перед летящим телом ударной волной начинают происходить интенсивные неравновесные изменения структуры воздуха (диссоциация, ионизация).
Тело (пуля, самолет, ракета), движущееся в воздухе со сверхзвуковой скоростью (М > 1) генерирует ударную волну (скачок уплотнения). (Рис. 1-1).
Рис. 1-1[2 - https://libmir.com/book/255023-nauka-i-tehnika-v-sovremennyih-voynah-georgiy-iosifovich-pokrovskiy/image]
При достижении поверхности земли скачок давления на ее фронте воздействует на барабанные перепонки человека и воспринимается как резкий и громкий хлопок. Интенсивность воздействия такой ударной волны зависит от высоты и скорости полета (число Маха) Так, по оценкам специалистов, при полете крупного самолета со скоростью 1,2 М (около 1500 км/час) на высоте около 500 м. в строениях на поверхности земли могут быть выбиты стекла, а человек оглушен, сбит с ног или контужен. Именно поэтому еще в СССР были приняты правила, ограничивающие высоту полетов со сверхзвуковой скоростью не ниже 10 тыс. м.
Различные типы ударных волн, в том числе и от взрыва атомных бомб, виды их воздействия прекрасно описаны в известной книге моего коллеги И. Гласса «Ударные волны и человек», 1974 г., которую он презентовал мне много лет назад (Рис. 1-2).
Практически этот подарок – ответ на мою первую монографию «Сверхзвуковые двухфазные течения», 1972 г. А самые первые мои работы по гиперзвуку относятся к 1961-1962 гг. (см. напр. «Аэродинамика гиперзвуковых скоростей»). Сборник статей ВВИА им. профессора Н.Е. Жуковского, издание академии, 1962 г.
Понятно, насколько близок мне и профессионально, и по жизни газодинамический подход к анализу сложнейших физических, а теперь и социально-политических процессов и явлений.
Рис. 1-2[3 - Из архива автора]
1.2. Гидродинамика и финансовые потоки.
Гипотеза А. Колмогорова
Можно утверждать, что наибольших успехов наука достигла именно в области решения сложнейших проблем газогидродинамики, понимания ключевых явлений в природе.
Философия самых современных инструментариев исследования и анализа, математическое моделирование, способность формулирования постановки сложнейших задач (атомная техника, ракеты, космос), классно отработаны на решениях многих естественнонаучных проблем. Вполне обоснованы попытки использовать эти успехи и для решения многих трудно формализуемых социогуманитарных проблем.
Философия Маха и создание гидродинамики как естественной науки – яркий пример «сочетания несочетаемого». Формирование трансдисциплинарного подхода к решению проблем «технология – социум».
Так, академик А. Колмогоров еще в 60-х годах ХХ века выдвигал идею о подобии гидродинамических и финансовых потоков. Такие понятия, как ударные волны и человек, «социальная» физика, глобальная турбулентность, метастабильность, все интенсивнее входят в обиход гуманитариев, политиков и социологов. Особенно интересно использовать эти подходы в условиях сильной «турбулентности», неравновесности и нестабильности социума, ударных (шоковых) изменений его состояния, структуры, окружения среды.
Удивление и испуг мальчика от «хлопка» ударной волны от пролетевшего высоко в небе самолета – детский лепет по сравнению с разрушительной «ударной волной», пролетевшей по Советскому Союзу в 90-х годах ХХ века.
Так, в ночь на 1 января 1992 года ударным способом мы оказались в новой, во многом непонятной реальности формата «Гуляй поле».
Вроде бы готовились к переменам, ждали, хотели (модный клич «Мы хотим перемен»). Но вот – ударная волна (шок). Все вокруг стало каким-то другим: слова, люди, отношения, структуры, бандиты, «лихие» деньги.
В общем – «Картина маслом»! Хирургия без анестезии, или «шоковая терапия».
А ведь именно газодинамики давно доказали, что за ударной волной происходит интенсивное развитие турбулентности, возникновение крупномасштабных вихрей, развитие нелинейных процессов. В общем – сплошные аналогии физической и структурной трансформации. (Рис. 1-3)
В этом плане последние десятилетия радикальных изменений в России – уникальный полигон для попытки выявления и верификации аналогий физических и социогуманитарных процессов и явлений. Задача – использование продвинутых естественнонаучных методов для анализа и прогнозирования изменений социума.
Рис. 1-3. Турбулентность за ударной волной.[4 - https://www.shutterstock.com/ru/image-photo/turbulence-clouds-left-by-plane-during-1297412338]
Глава 2. Турбулентность «шоковой» терапии
2.1. Об очевидных аналогиях
«Shock therapy» и «Shock waves & man». «Ударное» лечение» и «Ударные волны и человек». Такое впечатления, что мой коллега из Канады И. Гласс (см. Рис.1-2) еще задолго до 1992 г. предвидел, сколь мощное воздействие на человека и общество могут оказать ударные волны, хотя речь шла о газодинамике.
Переход через новогоднюю ночь с 1991 на 1992 год для советского человека был так же ошеломителен, как воздействие мощной ударной волны (число Маха > 1,0). Проснулись, за окном – свобода и ощущение растерянности – что делать? (как у крестьян в России в 1861 году – свобода есть, а земли нет)! Ну и самое потрясающее – магазины, ларьки («комки»), полные товаров, но с бешеными ценами.
«Пили мы за перемены, За здоровье и успех… Только вдруг – взлетели цены, Изумив буквально всех. Сникерс, ваучер, аренда,
Рэкет, доллар, нал-безнал, Спирт «Рояль», «Комок», фазенда.
Новый интернационал.
Все мы стали чуть с приветом.
«Русь, куда несешься ты? Дай ответ». Но нет ответа, Лишь просветы … темноты.
Состояние «а поутру они проснулись» ярко описано в известной книге Э. Тоффлера. «Шок будущего», изд. Москва, 2002 (написана в 1970 году).
«Вы проснетесь утром и обнаруживаете, что мир, который многие годы воспринимался как фон вашей жизни, переменился. Причем в рекордные сроки. Перемены лавиной обрушиваются на ваши головы и большинство людей до абсурда не подготовлены к тому, чтобы справиться с ними».
Вот примерно в такой ситуации оказалось общество, именуемое «Мы – советский народ» – в январе 1992 года, после Цены на продукты – до и после «шока» прохождения оглушительной ударной волны (распада СССР, «шоковой» терапии) и попадания в область сильной турбулентности. И ведь никто не предупреждал «пристегните ремни, вы входите в зону турбулентности».
Пенсия в среднем 80–120 руб.
В широкое употребление термин «Эпоха турбулентности» вошел после издания мемуаров экс председателя Совета управляющих Федеральной резервной системы США Алана Гринспена, человека, участвовавшего в принятии ключевых экономических решений на протяжении десятков лет. («Эпоха турбулентности. Приключения в новом мире» (Theage of turbulence), 2007).
Турбулентность (turbulence (лат.) – бурный, беспорядочный) – любимое поле исследований для физиков-газотермодинамиков.
В последнее время это понятие начало приобретать более широкое философское значение.
Знаменитый ученый Теодор фон Карман (Сверхзвуковые и гиперзвуковые течения) (1881–1963) как-то образно сказал, что когда предстанет перед Создателем, первое откровение о котором он будет просить – открыть тайну турбулентности!
Вслед за Т. Карманом другой физик Вернер Гейзенберг с его знаменитым «принципом неопределенности» перед своим уходом признал, что хотел бы задать Господу богу всего два вопроса:
1. Об основах турбулентности;
2. О причине турбулентности. «Но думаю, что Господь может ответить мне только на первый из них».
Для меня, со студенческих лет, турбулентность (турбо- вихрь) – гидродинамическая проблема. В гидродинамике турбулентный поток – это движение жидкости, характеризующееся хаотическими изменениями давления и скорости.
В повседневных явлениях – прибой, грозовые облака, воздушные «ямы» для самолета: «Пристегните ремни, вы входите в зону турбулентности».
