Məlumat

Yaranma təbiətin müxtəlif ölçülü miqyaslarda fraktal rejimlər arasında keçidi ilə bağlıdırmı?

Yaranma təbiətin müxtəlif ölçülü miqyaslarda fraktal rejimlər arasında keçidi ilə bağlıdırmı?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mandelbrot kimi fraktal alqoritm bütün ölçülü miqyaslarda özünə bənzəyir. Təbiətdə belə deyil. Ağac o mənada fraktaldır ki, hər budaq bütövlükdə ağaca bənzəyir. Ancaq bu, yalnız müəyyən bir miqyasda, təxminən 0,1 - 10 metrdə doğrudur. Meşə tək ağaca bənzəmir, nə millimetr miqyasında tekstura, nə də mikroskopik miqyasda hüceyrə quruluşu. Bu tərəzilərdə ağac fraktal ola da bilər, olmaya da bilər, amma ən azı 1 metr ölçüsündə olduğu kimi fraktal deyil. Təbiət fraktal rejimi yalnız bir neçə və ya daha çox özünə bənzər tərəzidən sonra pozur.

Fraktal rejimlər arasındakı bu keçidlər biologiya tərəfindən öyrənilirmi?

Fərqli fraktal rejimlərin fövqəladə hadisələrlə necə əlaqəli ola biləcəyi haqqında hər hansı bir fikir varmı? Çox kiçik miqyasda ağac yoxdur, ancaq elementar kvant hissəcikləri/dalğaları var. Makromolekullar və hüceyrələr, ağac və meşə hər biri müxtəlif ölçülü miqyasda bir fenomen kimi ortaya çıxır. Maraqlıdır, bu ortaya çıxma həmin miqyasda fərqli fraktal rejimlərlə uyğun gəlirmi?


Şəbəkə Perspektivindən Həyatın Əsas Keçidləri

Həm eksperimental, həm də nəzəri səviyyədə həyatın mənşəyini və bioloji mürəkkəbliyi anlamaq üçün bir çox cəhdlər edilmişdir, lakin heç biri tam izah edilməmişdir. Nüfuzlu bir işdə Maynard Smith və Szathmáry (1995) iddia etdilər ki, mürəkkəbliyin artmasının əksəriyyəti tədricən deyil, ancaq həyatın təkamül yolu boyunca bir neçə sözdə əsas keçidlə əlaqələndirilir. Hər bir əsas keçid üçün onlar nəsillər arasında məlumat ötürülməsi ilə bağlı mürəkkəbliyin dəyişməsini nəzərə ala biləcək xüsusi mexanizmləri müəyyən etdilər. Bu işdə mən təklif edirəm ki, böyük bir keçiddən sonra orqanizmin funksionallığında qəfil və gözlənilməz təkmilləşmə, həmin funksiya ilə əlaqəli şəbəkə strukturunda faza keçidi ilə təmin edilmişdir. Böyük bir keçiddən sonra mürəkkəbliyin artması, təkamülün gedişatını dəyişdirən yeni struktur funksiya əlaqəsinin ortaya çıxması ilə birbaşa bağlıdır. Nəticədə, bu şəbəkə faza keçidlərindən yaranan fövqəladə hadisələr əsas keçidləri başa düşmək üçün ümumi təşkilati prinsip kimi xidmət edə bilər. Konkret misallar kimi həyatın yaranması, genetik aparatın yaranması, eukaryotik hüceyrələrin yaranması, hərəkətin və mexanosensiallığın təkamülü, şüurun meydana gəlməsini təhlil edirəm. Nəhayət, mən şəbəkə ilə əlaqəli faza keçidlərinin həyatın tarixi, indiki və bəlkə də gələcəyi ilə əlaqəli məsələlərə təsirlərini müzakirə edirəm.


1. Giriş

Onilliklər ərzində “xərçənglə mübarizə” və bir neçə xərçəngin müalicəsində uğur qazanmasına baxmayaraq, müharibə qalib olmaqdan uzaqdır. Xüsusi xərçəng genlərinin tapılması bir çox onilliklər ərzində hücumun əsas istiqaməti idi. Bununla belə, aktivləşdirilmiş/mutasiya olunmuş genlərin genetik imzalarının mürəkkəbliyində və dəyişkənliyində kəskin artım hətta müxtəlif bədxassəli mərhələlərdə olan eyni xərçənglərdə belə son zamanlarda müşahidə edilən bu istiqamətdə irəliləyişi xeyli ləngitmişdir [1]. Beləliklə, xərçəngin təbiəti ilə bağlı yeni konseptual paradiqmalara həmişəkindən daha güclü ehtiyac var.

Xərçəngin təbiəti haqqında danışarkən iki fərqli fikrə nəzər salmaq məqsədəuyğundur: xərçəng, necə törədilməsindən asılı olmayaraq (biokimyəvi, fiziki və ya genetik) deterministik keçiddir (xərçəng üçün xarakterik olan yüksək heterojenliyi istisna etmir [2]) və ya xərçəng biokimyəvi reaksiyaların xaotik balanssızlığıdır, təkamül tərəfindən idarə olunan hüceyrə mürəkkəbliyinin bir növ yan təsiridir. Bu işdə mənzərənin daha mürəkkəb göründüyünə dair bəzi sübutlar göstəririk. Bunu göstərmək üçün, xərçəngə doğru irəliləyişin müxtəlif mərhələlərində hüceyrə səthində mümkün fraktal həndəsənin meydana gəlməsini öyrənirik. Fraktal [3, 4] təbiətdəki maraqlı nümunələrdən biridir ki, böyüdüldükdə və ya böyüdüldükdə öz naxışını təkrarlayan "öz-özünə bənzər" nizamsız əyrilər və ya formalar kimi müşahidə olunur. Məlum olduğu kimi, fraktal nümunələr tarazlıqdan uzaq şəraitdə [5] əmələ gəlir və ya xaosdan yaranır [6]. Fraktal nümunələrin nümunələri Kainatın geniş miqyaslı strukturundan [7] bəzi bioloji toxumaların həndəsəsinə [8] qədər müxtəlifdir.

Xərçəng və fraktallar arasında mümkün əlaqə ideyası bir sıra işlərdə irəli sürülüb [9-11]. Tipik olaraq xərçənglə əlaqəli olan müxtəlif biokimyəvi reaksiyaların balanssızlığının xaosa və sonradan fraktal həndəsə görünüşünə səbəb ola biləcəyi təklif edildi. Şiş damarlarının və antiangiogenezin açıq fraktal davranış nümayiş etdirdiyi göstərildi [10, 12]. Şişlərin perimetrləri təhlil edilərkən makromiqyasda xərçəngə xas fraktal davranış bu yaxınlarda aşkar edilmişdir [8, 13]. Həm neoplastik, həm də normal hüceyrələrdə aparılan mikro və submikron miqyasında oxşar təhlillər göstərdi ki, fraktal ölçülər xərçəng və normal hüceyrələr üçün fərqli ola bilər [14-18]. Xüsusilə, atom qüvvəsi mikroskopiyası (AFM) ilə təsvir edilən yapışma xəritələrinin fraktal ölçüsünün təhlili bədxassəli və normal insan boyun epitel hüceyrələri arasında güclü bir seqreqasiya olduğunu göstərdi [18]. Lakin heç kim sistematik olaraq bu əsərlərdə hüceyrə səthinin fraktal kimi yaxınlaşmasının nə qədər dəqiq olduğunu öyrənməmişdir (fraktal ölçü istənilən səthə təyin edilə bilər, lazımi həqiqi fraktallar deyil). Başqa sözlə desək, fraktal həndəsənin özlüyündə hüceyrə səthində meydana çıxmasının tədqiqi öyrənilməmişdir.

Burada insan servikal epiteliya hüceyrələrinin xərçəngə doğru irəliləməsi zamanı onların səthində fraktal həndəsənin meydana gəlməsini araşdırırıq: normaldan ölümsüz (prebədxassəli), xərçəng mərhələlərinə qədər. Bundan əlavə, biz diqqətlə toxumadan çıxarılmasından başlayaraq bütün hüceyrələr üçün populyasiyanın ikiqat artmasının sayını qeyd etdik (bütün hüceyrələr insanın normal hüceyrələrindən çıxarılan ilkin hüceyrələr və ya şiş toxumalarının bədxassəli hüceyrələri ölümsüzləşdirilmiş normal hüceyrələr idi). Bu, hər bir hüceyrə qrupu daxilində bədxassəliliyə doğru irəliləməni izləmək üçün edilir. Servikal hüceyrə modeli, hüceyrənin xərçəngə doğru irəliləməsi üçün yaxşı işlənmiş modelin mövcudluğuna və praktiki ehtiyaca görə seçildi: fərdi hüceyrələrin təsvirinə əsaslanan xərçəngin erkən aşkarlanmasının təkmilləşdirilməsi, əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər. xəstələnmə və ölüm [19-21].

Xərçəng inkişafı zamanı in vivo inkişafdan fərqli ola bilər in vitro, hüceyrə modelinin istifadəsi hüceyrə fenotipini idarə etməyə imkan verir, bu da ölçmə apararkən praktiki deyil. in vivo. Burada biz güman edirik ki, 'normallıq', ölümsüzlük və bədxassəliliyin xüsusiyyətləri hər ikisində yaxşı müəyyən edilə bilər. in vitroin vivo (bu fərziyyə bu günlərdə yaxşı qəbul edilmiş kimi görünsə də, hələ gələcəkdə sübuta yetirilməmişdir). Təsadüfi nəticəni istisna etmək üçün altı fərqli hüceyrə ştammından və on iki hüceyrə xəttindən istifadə edirik.

Bu işin nəticəsi olaraq, hüceyrə səthindəki sadə fraktal həndəsə (və ehtimal ki, xaos) yalnız bədxassəli (ölməz) hüceyrələrin xərçəngə çevrildiyi müəyyən bir mərhələdə əldə edildiyini sübut edirik. Bundan əvvəl və sonra hüceyrələr sadə fraktaldan əhəmiyyətli bir sapma nümayiş etdirirlər (fraktallar kimi müalicə edilə bilməz). Xüsusilə, fraktaldan sapmanı xarakterizə etmək üçün təqdim etdiyimiz parametr olan çox fraktallıq və xərçəngə doğru irəliləmə mərhələsi arasında güclü korrelyasiya müşahidə etdik. Çox fraktallıq ölməz hüceyrələrin xərçəngə çevrildiyi mərhələdə (çox sayda bölünmüş ölməz hüceyrələr və az sayda bölünən xərçəng hüceyrələri arasında) sıfırdır (sadə və ya ideal fraktal). Xərçəng hüceyrələrinin çox fraktallığı xərçəng hüceyrələrinin bölünmə sayının artması ilə sıfırdan kənara çıxır. Bu nəticələrin lehinə səs verdiyini təxmin edə bilərik keçid hüceyrə səthini formalaşdıran biokimyəvi reaksiyanın xaotik balanssızlığı kimi xərçəngə. Bununla belə, sonrakı bədxassəli inkişaf balansı bərpa edir (normal hüceyrələrdən fərqli olsa da) və deterministik xərçəng inkişafının lehinə səs verir (ən azı hüceyrə səthinin formalaşmasına cavabdeh olan hissə).


I. GİRİŞ

Antarktikadakı həyat unikallığı və bitişik ekosistemlərlə əlaqəsi sayəsində qlobal biosfer haqqında biliklərimizə əsas töhfə verir. Antarktika biotas üçün müşahidə edilən təsirlər və sürətli iqlim dəyişikliyinin proqnozlaşdırılan riskləri (Rogers və b., 2020 ) təhlükələrin şiddəti, biotasın stresslərə məruz qalması və həssaslığı (Convey & Peck, 2019) və onların uyğunlaşma və ya qaçma qabiliyyətinin funksiyasıdır. Regional və qlobal prioritetlər barədə qərar qəbul edənləri və təbiəti mühafizəçiləri məlumatlandırmaq üçün Antarktika biotasının unikallığını və davamlılığını qiymətləndirmək üçün tədqiqat strategiyalarına ehtiyac var (Meredit və b., 2019 ).

Bu sintezdəki tapıntılar 20-ci əsrin əvvəllərindən bəri aparılan araşdırmalara əsaslanaraq 2010-cu ildən bəri nəşr olunan araşdırmalara diqqət yetirir. Bu tədqiqata əsas bioloji yanaşmalar (məsələn, taksonomiya), Antarktika krill kimi əsas növlər üzrə məqsədyönlü tədqiqatlar daxildir. Euphausia superba (Miller & Hampton, 1989) və biogeokimyəvi dövrlərin ekoloji tədqiqatları, o cümlədən zirvədəki yırtıcılara enerji axını və fizioloji uyğunlaşmalar. Tarixi nəticələrin geniş işıqlandırılması üçün məsələn, bax. Qanunlar (1984), Smith (1990), Hempel (1994) və Knox (2006). Keçən əsrdə Antarktikanın həyat elmləri ilə bağlı diqqətəlayiq tədqiqatlar həyatın, xüsusən də balıqların buz kimi soyuq mühitə fizioloji olaraq necə təkamül etdiyini və uyğunlaşdığını nümayiş etdirir (di Prisco, Maresca & Tota, 1991). O vaxtdan bəri biomolekulyar üsulların sürətli inkişafı müxtəlif irəliləyişlərə imkan verdi. Yeni tədqiqat platformaları (məsələn, tədqiqat stansiyaları, gəmilər) və yeni cihazlar (məsələn, peyklər, eniş aparatları, avtonom sualtı nəqliyyat vasitələri, robot üzənlər və avtomatlaşdırılmış rəsədxanalar) bioloji inkişafın və ətraf mühitdəki dəyişikliklərin daha yaxşı araşdırılmasına imkan verdi. Rəqəmsal və konseptual modellər çox vaxt daha əlçatan ekosistemlərdə yaransa da, Antarktikaya xas ekoloji proseslərə daha dərindən nəzər salmaq üçün xüsusi analitik alətlər də işlənib hazırlanmışdır. Antarktika biotasları və onların mühitlərinin yüksək fokuslanmış tədqiqatları Antarktika Dənizinin Buz Zonasının Ekologiyası (EASIZ), Antarktikada Təkamül və Bioloji Müxtəliflik (EBA) və Antarktika Tədqiqatları üzrə Elmi Komitəsinin əlavə tədqiqat təşəbbüsləri kimi beynəlxalq təşəbbüslər çərçivəsində aparılmışdır. (SCAR) və Okean Tədqiqatları Elmi Komitəsi (SCOR).

2010-cu ildə SCAR müxtəlif streslərlə üzləşən dəniz, şirin su və quru ekosistemlərində bioloji prosesə əsaslanan tədqiqatları asanlaşdırmaq üçün “Antarktika hədləri – Ekosistemin Dayanıqlığı və Uyğunlaşması” (AnT-ERA) Elmi Tədqiqat Proqramını işə saldı. O vaxtdan bəri, molekulyar səviyyədən ekosistem səviyyələrinə qədər geniş bir sıra nəticələr əldə edilmişdir. Nümunələr toplanmışdır Antarktika İqlim Dəyişikliyi və Ətraf Mühit hesabat və onun Antarktika Müqaviləsi Yığıncaqlarına dair müntəzəm yeniləmələri (Turner və b., 2014 ).

Bu sintez Antarktika ekosistemlərində bioloji proseslərlə bağlı son onillikdə iqlimdən asılı olan ən mühüm tapıntıları müəyyən etmək məqsədi daşıyırdı. Bu tapıntılar əlaqəli etimad səviyyələri ilə sinoptik şəkildə elmi mesajlara sintez olunur. Müvafiq olduqda, tapıntılar bu ekosistemlər arasında oxşarlıqları və ziddiyyətləri müəyyən etmək üçün mənşəyi dəniz, limnetik və ya quru ekosistemi üçün müstəqil olaraq toplanır. Nəticələr "ən vacib" hesab olunurdu, əgər onlar (i) yeni idi və elmi ictimaiyyət, tədqiqat və maliyyələşdirmə strategiyaları, layihələr və dərsliklər üçün əhəmiyyətli olan mesajlara birləşdirilə bilərdi və ya (ii) maraqlı tərəflər üçün aktualdır, məsələn: İqlim Dəyişikliyi üzrə Hökumətlərarası Panel (IPCC), Biomüxtəliflik və Ekosistem Xidmətləri üzrə Hökumətlərarası Elm-Siyasət Platforması (IPBES), Davamlı İnkişaf üçün Birləşmiş Millətlər Təşkilatının Okean Elmi Onilliyi, Antarktika Müqaviləsi Sistemi. onun təbiətin mühafizəsi təşəbbüsləri, Ətraf Mühitin Mühafizəsi Komissiyası (CEP) və Antarktika Canlı Resurslarının Mühafizəsi Komissiyası (CCAMLR). Maraqlı tərəflərə həmçinin elm menecerləri, siyasətçilər, jurnalistlər və geniş ictimaiyyət daxildir. Tapıntıların bəziləri Antarktika və Cənubi Okeanın Elmi Üfüq Skanının Antarktika Tədqiqatları üzrə 1-ci Elmi Antarktika Komitəsi tərəfindən qaldırılan sualları əks etdirir, onun həyata keçirilməsi yaxınlarda qiymətləndirilmişdir (Kennicutt). və b., 2019 ).


MÜZAKİRƏ

Beyində seqreqasiyanın əhəmiyyəti çoxsaylı tədqiqatlarla dəstəklənir (Sporns & Betzel, 2016 Wig, 2017). Bununla belə, beyin modulyarlığının meydana gəlməsini izah edən ümumi mexanizmlərin çatışmazlığı var. Bu araşdırmada biz beyin şəbəkələrində modulların yaranmasına töhfə verən əsas prinsip kimi çıxış edə biləcək topoloji möhkəmləndirmə vasitəsilə yerli məhəllələrin yenidən formalaşdırılmasının açıq mexanizmini təklif edirik. Bundan əlavə, işimiz göstərir ki, fəaliyyətə əsaslanan bir model üzərində hərəkət edən Hebbian qaydası modulların yaradılması üçün cavabdeh olan eyni əsas rewiring modelini, yəni topoloji möhkəmləndirməni reallaşdıra bilər.

Qlobal şəbəkə xassələrinin motivlər kimi yerli şəbəkə strukturlarının tərkibinə sistematik təsir göstərə biləcəyinə dair toplanmış sübutları nəzərə alaraq (Fretter və digərləri, 2012 Reichardt və digərləri, 2011 Vazquez və digərləri, 2004), biz tamamlayıcı aşağıdan yuxarı yanaşma təklif edirik. qlobal xüsusiyyətləri formalaşdırmaq üçün lokal fəaliyyət göstərir. Təklif etdiyimiz mexanizm empirik məlumatlara uyğundur, burada "homofiliya" beyin əlaqəsinin vacib xüsusiyyəti kimi görünür. Mikro miqyasda göstərilmişdir ki, bir cüt neyron arasında əlaqənin tapılma ehtimalı onların ortaq qonşularının sayına mütənasibdir (Perin, Berger, & Markram, 2011), makro miqyasda isə onların arasındakı əlaqələrin gücü beyin bölgələri nə qədər yüksək olsa, onların əlaqə profilləri bir o qədər oxşardır (Goulas, Schaefer, & Margulies, 2015).

Nəticələrimiz göstərir ki, topoloji möhkəmləndirmə zamanla kiçik dünya mülkiyyəti ilə müşayiət olunan modul şəbəkə arxitekturalarını etibarlı və möhkəm şəkildə yaradır. Bundan əlavə, şəbəkələrin son modul təşkili ilkin şəbəkələrdə orta əlaqə sıxlığından yüksək olan qovşaq qruplarına uyğun gəlir. Beləliklə, bizim təkrar məftil mexanizmimiz, xaotik xəritələrin sinxronizasiyasına əsaslanan Hebbian qaydası altında inkişaf edən zəif modul ağırlıqlı şəbəkələrdə əvvəllər bildirilmiş təsir kimi, bu “proto-modulların” gücləndirilməsi kimi çıxış edir (Yuan & amp Zhou, 2011).

Biz ağlabatan bioloji tətbiqi tətbiq etməklə topoloji möhkəmləndirmə çərçivəsini genişləndirdik. Dinamik model seçimimiz, SER modeli, detallı tipik modellərdən daha uyğun olmaqla stilizə edilmiş neyron fəaliyyətinin əsas xüsusiyyətlərini tutmaq üstünlüyünü təklif edir. Bu minimalist həyəcan verici şəbəkə modeli fənlər arasında və xüsusən də nevrologiyada zəngin bir tarixə malikdir (Anderson & May, 1992 Bak, Chen, & Tang, 1990 Drossel & Schwabl, 1992 Furtado & Copelli, 2006 Kinouchi & Copelli, 206), burada ola bilər. beyin fəaliyyəti nümunələrinin qeyri-trivial statistik xüsusiyyətlərini tutmaq (Haimovici, Tagliazucchi, Balenzuela, & Chialvo, 2013 Messé, Hütt, König, & Hilgetag, 2015). Bu model həmçinin modullar, mərkəzlər və dövrələr kimi şəbəkə topologiyasının şəbəkə fəaliyyət nümunələrinə təsirini öyrənmək üçün istifadə edilmişdir (Garcia, Lesne, Hilgetag, & Hütt, 2014 Messé et al., 2015 Müller-Linow et al. , 2008). Hütt, Jain, Hilgetag, and Lesne (2012) və Fretter, Lesne, Hilgetag, and Hütt (2017) əsərlərində nisbi hədd variantı (qovşağın aktivləşdirilməsi üçün düyünün qonşularının müəyyən faizinin aktiv olmasını tələb edir) tədqiq edilmişdir. ). Modelin deterministik həddi (səh → 1, f → 0) Garcia, Lesne, Hütt, and Hilgetag (2012) və çox təfərrüatlı şəkildə (Messé et al., 2018) təhlil edilmişdir.

Bioloji tətbiqdə, topoloji möhkəmləndirmə qaydası TO-nun surroqatı kimi funksional əlaqədən (FC) istifadə edilərək yenidən formalaşdırıldı. Bu nəticələr TR-yə uyğun idi, bu da bioloji tətbiqin topoloji səviyyədə dolayı hərəkət etdiyini göstərir. Başqa sözlə, FC TO-nun bir nümayəndəsi kimi xidmət etdi və buna görə də Hebbian gücləndirilməsi dolayı və son nəticədə modul şəbəkə təşkilatının topoloji möhkəmləndirilməsinə səbəb oldu. Bu tapıntının izahı ona əsaslanır ki, uyğun dinamik rejimlər və struktur arxitekturalar üçün FC həyəcanlı şəbəkələrdə TO ilə müsbət korrelyasiyaya malikdir (Messé et al., 2018), əgər ümumi girişlərin korrelyasiyaya kömək edə biləcəyini nəzərə alsaq, bu intuitivdir. . Beləliklə, biz topoloji möhkəmləndirmə prinsipini fəaliyyətə əsaslanan Hebbian modeli və sırf topoloji generativ modeli birləşdirən əsas ümumi zəmin kimi təklif edirik.

Nəticələrimiz xüsusi şəbəkə motivlərinin ümumi girişləri qəbul edən neyronlar arasındakı əlaqələrin gücləndirilməsinin öz-özünə əlaqəli birləşmələrin meydana gəlməsinə səbəb olduğu yüksək səviyyəli şəbəkə təşkilinə töhfəsi ilə bağlı son nəzəri işlərə uyğundur (Ravid Tannenbaum və Burak, 2016). ). Beləliklə, bizim Hebbian plastiklik ssenarimiz TO və FC arasındakı yazışmalardan istifadə etdi, çünki bu, müxtəlif SER parametr bürclərinin tədqiqi ilə müşahidə edilə bilər. Bu parametrlər TO və FC arasında müxtəlif əlaqələri təşviq edir və biz belə bir asılılığın modul şəbəkələrin meydana gəlməsini (yaxud olmadığını) sistematik olaraq proqnozlaşdırdığını aşkar etdik.

Əvvəlki hesablama tədqiqatları göstərmişdir ki, şəbəkə bağlantısının optimallaşdırılmasının təkamül alqoritmləri, məsələn, funksional mürəkkəblik (seqreqasiya və inteqrasiya arasında tarazlıq kimi müəyyən edilir) modul şəbəkənin formalaşmasına səbəb ola bilər (Sporns, Tononi, & Edelman, 2000). Bu cür tapıntılar modulluğun mürəkkəb funksional beyin proseslərinin əsasını təşkil edən mühüm təşkilat prinsipi kimi aktuallığına işarə edir.Buna baxmayaraq, bu modellər bioloji cəhətdən şərh edilə bilən və həyata keçirilə bilən mexanizm təmin etmir, çünki açıq qlobal optimallaşdırma funksiyası (funksional mürəkkəblik) beyin əlaqəsini formalaşdıran bioloji mexanizm kimi birbaşa şərh edilə bilməz.

Bioloji inandırıcılıq mənasında fəaliyyətə əsaslanan plastiklik modelləri (məsələn, Hebbian plastikliyinə əsaslanaraq) daha birbaşa şərh edilə bilən bir yanaşma təşkil edir. Əvvəlki tədqiqatlarda xaotik xəritələr (van den Berg & van Leeuwen, 2004) və faza osilatorları (Gleiser & Zanette, 2006) kimi abstrakt təsvirlərdən tutmuş sinir kütlələri kimi daha fizioloji cəhətdən real modellərə qədər müxtəlif sinir fəaliyyət modellərindən istifadə edilmişdir. (Stam, Hillebrand, Wang, & amp Van Mieghem, 2010) və spiking neyron (Kwok, Jurica, Raffone, & amp van Leeuwen, 2006) modelləri. Ümumiyyətlə, Hebbian gücləndirilməsi həyəcanlı model üçün nəticələrimizə uyğun modul arxitekturaların formalaşmasına səbəb oldu. Maraqlıdır ki, təmiz nəzəri sahədən kənarda praktik bioloji nümunə olaraq, bu tip plastisiyaya əsaslanan modul ortaya çıxma yaxınlarda zebra balığı sürfələrində real sinir fəaliyyətində də tədqiq edilmişdir (Triplett, Avitan, & Goodhill, 2018) cari nəticələr. Bu tip modellər üçün açıq sual onların təşviq etdiyi xüsusi əsas topoloji dəyişikliklərə aiddir, çünki bu tədqiqatlar alqoritmik səviyyəyə (topoloji ölçü) deyil, fenomenin həyata keçirilməsinə (fəaliyyətə əsaslanaraq) diqqət yetirir və hər iki səviyyə qarşılıqlı təsir göstərir. qeyri-trivial yollar. Həqiqətən, bu modellərdən bəziləri hətta son topoloji xüsusiyyətlərin (məsələn, modulların sayı) sırf dinamik modelin xüsusiyyətlərindən asılı ola biləcəyini göstərdi (Yuan & amp Zhou, 2011). Başqa sözlə, onlar modul quruluşun yaranması üçün hansı topoloji dəyişikliklərin lazım ola biləcəyini göstərən ümumi mexanizm haqqında məlumat vermədilər. Bu qrup modellərlə müqayisədə bizim modelimiz onunla fərqlənir ki, topoloji möhkəmləndirmə prinsipi konkret dinamik rejimə münasibətdə aqnostikdir və o, şəbəkədə baş verən topoloji dəyişikliklərə açıq şəkildə müraciət edir.

Alternativ modelləşdirmə yanaşması generativ modellər tərəfindən təmin edilir, burada adətən verilmiş ehtimal funksiyası simulyasiyalar zamanı keçidlərin və/yaxud qovşaqların daxil edilməsini idarə edir (Betzel və Bassett, 2017). Son araşdırmalar göstərdi ki, homofiliyanın əlaqə ehtimalını təyin etmək üçün bir amil kimi daxil edilməsi (və məlumatlara əsaslanan parametrlərin düzgün tənzimlənməsindən sonra) həm funksional (Vértes et al., 2012), həm də struktur (Betzel et al.) al., 2016) real geniş miqyaslı beyin şəbəkələrinin topoloji xüsusiyyətləri. Baxmayaraq ki, bu tədqiqatlar TO-nun vacib bir xüsusiyyət kimi əhəmiyyətini təsdiqləmək və beynin əlaqə ölçüsünü bir neçə model parametrlərinə (Betzel & Bassett, 2017) azaltmaq, hadisələrin mexaniki təbiətini (məsələn, modulluğun ortaya çıxması) ayırmaq üçün dəyərli əsas verir. qeyri-trivial olur, çünki son vəziyyət haqqında məlumat generativ modeldə açıq şəkildə quraşdırıla bilər. Lakin daha da önəmlisi odur ki, generativ funksiyanın real sistemlərdə necə reallaşdırıldığı bu cür modelləşdirmə yanaşmasının əhatə dairəsindən kənarda qalır. Bu modellər qrupuna əlavə olaraq, bizim töhfəmiz generativ mexanizmin həqiqətən bioloji cəhətdən daha real şəkildə həyata keçirilə biləcəyi konkret ssenari təklif edir.

Xülasə, hər hansı modelləşdirmə yanaşması üçün gözlənildiyi kimi, generativ və fəaliyyətə əsaslanan modellər arasında mübadilə mövcuddur. Fenomenoloji təsvirlər və mexaniki izahatlar bir-birini tamamlayır və onların bir-biri ilə necə əlaqələndirilməsini izah etmək üçün boşluq qalır. Bizim töhfəmiz bu boşluğu aradan qaldırmaq cəhdini təmsil edir: birincisi, modulun formalaşmasının açıq-aydın topoloji mexanizmini (generativ mexanizm) təmin etməklə, ikincisi, bu cür mücərrəd təhlil səviyyəsini bioloji icra ilə uyğunlaşdırmağa cəhd etməklə, fəaliyyətə əsaslanan formulasiya vasitəsilə modelin.

Hazırkı nəticələr bir sıra metodoloji mülahizələrə tabedir. Məsələn, tədqiqatımız həndəsi yerləşdirməni nəzərə almadı və daha çox topoloji möhkəmləndirmənin saf topoloji töhfəsinə yönəldi. Baxmayaraq ki, beynin məkanda yerləşmiş sistem olduğunu və naqillərin dəyəri kimi fiziki məhdudiyyətlərin beyin bağlantısını formalaşdıran əsas rol oynadığını (Henderson & Robinson, 2013), əvvəlki tədqiqatlar onlara əlavə olaraq topoloji aspektləri də göstərmişdir. real konnektomları təsvir etmək üçün vacibdir (Betzel et al., 2016 Kaiser & Hilgetag, 2006). Beləliklə, biz topoloji effekti təcrid etməyə və əvvəlki tədqiqatlarda istifadə olunan məsafədən asılı olan əlaqə ehtimalı kimi həndəsi məhdudiyyətlərin (Jarman, Trengove, Steur, Tyukin, & van Leeuwen, 2014) tətbiq etdiyi vəziyyətdən qaçmağı hədəflədik. özləri qruplaşdırılmış əlaqədir, beləliklə, topologiyanın özünə əsaslanan dəyişiklikləri potensial olaraq üstələyir. Xüsusilə bizim modelimiz üçün, ilkin məkan baxımından məhdudlaşdırılmış, məsafədən asılı əlaqə həmçinin əlaqənin inkişaf edəcəyi “proto-modullar” yarada bilər.

Kifayət qədər uzun simulyasiyalar üçün stasionar davranış müşahidə olunur. Bununla belə, nisbi sadəliyinə görə, qaydalar inkişaf edən şəbəkələri ayırmağa meyllidir (bax Dəstəkləyici Məlumat Şəkil S5, Damicelli et al., 2019). Bu nəticəni bu tip modellərlə əvvəlki tədqiqatlarda da tapmaq olar, burada digər modelləşdirmə seçimləri, məsələn, əlaqəni kəsməklə qaçışların ləğvi və ya belə bir ssenarinin qarşısını alan şəbəkə ölçüsü və sıxlığından açıq şəkildə istifadə edilməsi (Rubinov, Sporns, van Leeuwen, & Breakspear). , 2009 van den Berg & amp van Leeuwen, 2004). Praktik nöqteyi-nəzərdən, biz bu cür ssenarinin qarşısını alan bir sıra yenidən quraşdırma addımlarını seçdik. Biz kəsikləri tarazlaşdıra və modelə realizm əlavə edə biləcək mümkün əks təsir mexanizmlərini nəzərə alaraq gələcək iş üçün maraqlı bir xətt tanıyırıq.

Gələcək iş üçün təqdim olunan modelin digər maraqlı potensial variasiyalarına plastiklik qaydasının çəkiləri tənzimlədiyi çəkisi olan kənarları olan şəbəkələr, eləcə də şəbəkənin ümumi sıxlığının zamanla azaldığı inkişaf budama proseslərini simulyasiya edən model parametrləri daxil ola bilər.

Etibarlı bioloji tətbiqə gəldikdə, hesablama qabiliyyəti üçün sadə mücərrəd bir model seçdik. Çərçivəmizi daha bioloji cəhətdən daha realist dinamik modellərlə, məsələn, spiking neyron şəbəkələri ilə müqayisə etmək maraqlı olardı.


Elektron əlavə materialı https://doi.org/10.6084/m9.figshare.c.5025779 saytında onlayn əldə etmək olar.

Məhdudiyyətsiz istifadəyə icazə verən Creative Commons Attribution License http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ şərtlərinə əsasən Royal Society tərəfindən nəşr olunub, orijinal müəllif və mənbə qeyd olunmaqla.

İstinadlar

Lenton TM, Held H, Kriegler E, Hall JW, Lucht W, Rahmstorf S, Schellnhuber HJ

. 2008 Yer kürəsinin iqlim sistemində baş verən elementlər. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 105, 1786-1793. (doi:10.1073/pnas.0705414105) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Folke C, Carpenter S, Walker B, Scheffer M, Elmqvist T, Gunderson L, Holling CS

. 2004 Ekosistemin idarə edilməsində rejim dəyişikliyi, davamlılıq və biomüxtəliflik. Annu. Rev. Ecol., Evol. Sistem. 35, 557-581. (doi:10.1146/annurev.ecolsys.35.021103.105711) Crossref, ISI, Google Scholar

Lees K, Pitois S, Scott C, Frid C, Mackinson S

. 2006 Dəniz mühitində rejim dəyişikliklərinin səciyyələndirilməsi. Balıq Balıq. 7, 104-127. (doi:10.1111/j.1467-2979.2006.00215.x) Crossref, ISI, Google Scholar

. 2003 Göl ekosistemlərində rejim dəyişiklikləri: nümunə və variasiya , 15-ci nəşr. Oldendorf/Luhe, Almaniya: Beynəlxalq Ekologiya İnstitutu. Google Alim

Carpenter SR, Ludwig D, Brock WA

. 1999 Potensial olaraq geri dönməz dəyişikliklərə məruz qalan göllər üçün evtrofikasiyanın idarə edilməsi. Ekol. Tətbiq. 9, 751-771. (doi:10.1890/1051-0761(1999)009[0751:MOEFLS]2.0.CO2) Crossref, ISI, Google Scholar

. 1989 Evtrofik, dayaz şirin su sistemlərində alternativ sabit vəziyyətlər: minimal model. Hidrobiol. Buğa. 23, 73-83. (doi:10.1007/BF02286429) Crossref, Google Scholar

. 2007 Dayaz göllər nəzəriyyəsinə yenidən baxıldı: iqlim, qida maddələri, dərinlik və göl ölçüsü ilə idarə olunan müxtəlif alternativ rejimlər. Hidrobiologiya 584, 455-466. (doi:10.1007/s10750-007-0616-7) Crossref, ISI, Google Scholar

Scheffer M, Hosper S, Meijer M, Moss B, Jeppesen E

. 1993 Dayaz göllərdə alternativ tarazlıq. Trends Ecol. Təkamül. 8, 275-279. (doi:10.1016/0169-5347(93)90254-M) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Scheffer M, Carpenter S, Foley JA, Folke C, Walker B

. 2001 Ekosistemlərdə fəlakətli dəyişikliklər. Təbiət 413, 591-596. (doi:10.1038/35098000) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

və b. 2012 Avropaya dərin təsiri olan potensial iqlim keçidləri. Clim. Dəyişmək 110, 845-878. (doi:10.1007/s10584-011-0126-5) Crossref, ISI, Google Scholar

Lenton TM, Rockström J, Gaffney O, Rahmstorf S, Richardson K, Steffen W, Schellnhuber HJ

. 2019 İqlim dəyişmə nöqtələri - qarşı mərc etmək çox risklidir. Təbiət 575, 592-595. (doi:10.1038/d41586-019-03595-0) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 2009 Atlantik meridional çevrilmə dövriyyəsinin sabitliyi haqqında. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 106, 20 584-20 589. (doi:10.1073/pnas.0909146106) Crossref, ISI, Google Scholar

. 1995 Hidroloji dövrədə dəyişikliklərə cavab olaraq Atlantik termohalin sirkulyasiyasının bifurkasiyası. Təbiət 378, 145-149. (doi:10.1038/378145a0) Crossref, ISI, Google Scholar

. 1996 Şirin suyun Atlantik termohalin dövriyyəsinin məcburi və nəqli haqqında. Clim. Dyn. 12, 799-811. (doi:10.1007/s003820050144) Crossref, ISI, Google Scholar

və b. 2005 Termohalin sirkulyasiya histerisisi: modelin qarşılıqlı müqayisəsi. Geofizika. Res. Lett. 32, L23605. (doi:10.1029/2005GL023655) Crossref, ISI, Google Scholar

. 1991 Yerüstü su axınındakı dəyişikliklər nəticəsində okeanın dərin sirkulyasiyasının sürətli keçidləri. Təbiət 351, 729-732. (doi:10.1038/351729a0) Crossref, ISI, Google Scholar

. 1961 İki sabit axın rejimi ilə termohalin konveksiyası. Tellus 13, 224-230. (doi:10.3402/tellusa.v13i2.9491) Crossref, Google Scholar

Titz S, Kuhlbrodt T, Rahmstorf S, Feudel U

. 2002 Interhemisferik termohalin dövriyyəsinin qutu modellərində şirin sudan asılı bifurkasiyalar haqqında. Tellus A: Dyn. Meteorol. Okeanoqr. 54, 89-98. (doi:10.3402/tellusa.v54i1.12126) Crossref, Google Scholar

Robinson A, Calov R, Ganopolski A

. 2012 Qrenlandiyanın buz təbəqəsinin çoxsabitliyi və kritik hədləri. Nat. Clim. Dəyişmək 2, 429-432. (doi:10.1038/nclimate1449) Crossref, ISI, Google Scholar

Toniazzo T, Gregory J, Huybrechts P

. 2004 Qrenlandiyanın buzlaşmasının iqlimə təsiri və onun mümkün dönməzliyi. J. Clim. 17, 21-33. (doi:10.1175/1520-0442(2004)017<0021:CIOAGD>2.0.CO2) Crossref, ISI, Google Scholar

Kopp RE, Shwom RL, Wagner G, Yuan J

. 2016 Təhlükəli elementlər və iqlim-iqtisadi şoklar: inteqrasiya olunmuş qiymətləndirməyə aparan yollar. Yerin Gələcəyi 4, 346-372. (doi:10.1002/2016EF000362) Crossref, ISI, Google Scholar

. 2013 Ətraf Mühitin Təhlükəsizliyi . Annu. Rev. Environ. Resurs. 38, 1-29. (doi:10.1146/annurev-environ-102511-084654) Crossref, ISI, Google Scholar

van Nes EH, Arani BM, Staal A, van der Bolt B, Flores BM, Bathiany S, Sxeffer M

. 2016 “Təyrimə nöqtəsi” nə demək istəyirsiniz? Trends Ecol. Təkamül. 31, 902-904. (doi:10.1016/j.tree.2016.09.011) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

və b. 2018 Sosial-ekoloji sistemlər üçün təqaüd nöqtələrinin müəyyən edilməsi - fənlərarası ədəbiyyat icmalı. Ətraf. Res. Lett. 13, 033005. (doi:10.1088/1748-9326/aaaa75) Crossref, ISI, Google Scholar

. 1992 Fəlakət nəzəriyyəsi , 3-cü nəşr. Berlin, Almaniya: Springer. Crossref, Google Scholar

. 1994 Dinamik Sistemlər V: bifurkasiya nəzəriyyəsi və fəlakət nəzəriyyəsi , 1-ci nəşr. Berlin, Almaniya: Springer. Crossref, Google Scholar

. 1978 Fəlakət nəzəriyyəsinə giriş və onun tətbiqi. SIAM Rev. 20, 352-387. (doi:10.1137/1020043) Crossref, ISI, Google Scholar

. 1981 Fəlakət nəzəriyyəsinin fiziki elmlərə tətbiqi. Physica D: Qeyri-xətti hadisələr 2, 245-305. (doi:10.1016/0167-2789(81)90012-9) Crossref, ISI, Google Scholar

. 1982 Fizikada fəlakət nəzəriyyəsi. Rep. Progress Phys. 45, 185-221. (doi:10.1088/0034-4885/45/2/002) Crossref, ISI, Google Scholar

. 1978 Fəlakət mübahisəsi. Riyaziyyat. Kəşfiyyatçı 1, 15-20. (doi:10.1007/BF03023037) Crossref, Google Scholar

. 1977 Fəlakət nəzəriyyəsi: imperatorun paltarı yoxdur. Elm 196, 287-351. (doi:10.1126/science.196.4287.287) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 1976 Fəlakət nəzəriyyəsi: ilkin tənqidi araşdırma. In PSA: Proc. Elm Fəlsəfəsi Dərnəyinin İkiillik Yığıncağının, cild. 1976, səh. 256–286. Google Alim

. 1978 Sosial və biologiya elmlərinə tətbiq edilən fəlakət nəzəriyyəsi: tənqid. Sintez 37, 117-216. (doi:10.1007/BF00869575) Crossref, ISI, Google Scholar

. 2007 İqtisadiyyatda fəlakət nəzəriyyəsi tətbiqlərinin yüksəlişi və düşməsi: körpə hamam suyu ilə atıldı? J. Ekon. Dyn. Nəzarət 31, 3255-3280. (doi:10.1016/j.jedc.2006.09.013) Crossref, ISI, Google Scholar

Biggs R, Blenckner T, Folke C, Gordon L, Norström A, Nyström M

və b. 2012 Rejim dəyişiklikləri. In Nəzəri Ekologiya Ensiklopediyası (red. A Hastings, L Gross). Ewing, NJ: Kaliforniya Universiteti Mətbuatı. Google Alim

Beisner BE, Haydon DT, Cuddington K

. 2003 Ekologiyada alternativ stabil vəziyyətlər. Ön. Ekol. Ətraf. 1, 376-382. (doi:10.1890/1540-9295(2003)001[0376:ASSIE]2.0.CO2) Crossref, ISI, Google Scholar

. 2003 Ekosistemlərdə katastrofik rejim dəyişiklikləri: nəzəriyyəni müşahidə ilə əlaqələndirmək. Trends Ecol. Təkamül. 18, 648-656. (doi:10.1016/j.tree.2003.09.002) Crossref, ISI, Google Scholar

. 1973 Ekoloji sistemlərin davamlılığı və sabitliyi. Annu. Rev. Ecol. Sistem. 4, 1-23. (doi:10.1146/annurev.es.04.110173.000245) Crossref, Google Scholar

. 1977 Stabil vəziyyətlərin çoxluğu ilə ekosistemlərdə həddlər və kəsilmə nöqtələri. Təbiət 269, 471-477. (doi:10.1038/269471a0) Crossref, ISI, Google Scholar

. 2003 Ani iqlim dəyişikliyi. Elm 299, 2005-2010. (doi:10.1126/science.1081056) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 2001 Kəskin və qəfil iqlim keçidləri və dalğalanmaları: baxış. Int. J. Climatol. 21, 1153-1179. (doi:10.1002/joc.630) Crossref, ISI, Google Scholar

və b. 2004 Yerin iqlim sistemində qeyri-xəttiliklər, rəylər və kritik həddlər. Clim. Dəyişmək 65, 11-38. (doi:10.1023/B:CLIM.0000037493.89489.3f) Crossref, ISI, Google Scholar

Ashwin P, Wieczorek S, Vitolo R, Cox P

. 2012 Açıq sistemlərdə əyilmə nöqtələri: iqlim sistemində bifurkasiya, səs-küydən qaynaqlanan və sürətdən asılı nümunələr. Fil. Trans. R. Soc. A 370, 1166-1184. (doi:10.1098/rsta.2011.0306) Link, ISI, Google Scholar

Tompson JMT, Stüart H, Ueda Y

. 1994 Dissipativ dinamik sistemlərdə təhlükəsiz, partlayıcı və təhlükəli bifurkasiyalar. Fizik. Rev E 49, 1019-1027. (doi:10.1103/PhysRevE.49.1019) Crossref, ISI, Google Scholar

. 2011 Kritik keçidlər üçün riyazi çərçivə: bifurkasiyalar, sürətli-yavaş sistemlər və stoxastik dinamika. Physica D: Qeyri-xətti hadisələr 240, 1020-1035. (doi:10.1016/j.physd.2011.02.012) Crossref, ISI, Google Scholar

. 2011 Səs-küylü bifurkasiya kimi iqlim dəyişikliyini proqnozlaşdırmaq: icmal. Int. J. Bifurkasiya xaosu 21, 399-423. (doi:10.1142/S0218127411028519) Crossref, ISI, Google Scholar

. 2012 Arktika iqliminin dəyişmə nöqtələri. AMBİO 41, 10-22. (doi:10.1007/s13280-011-0221-x) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Wieczorek S, Ashwin P, Luke CM, Cox PM.

2011 Ramped sistemlərində həyəcanlılıq: kompost-bomba qeyri-sabitliyi. Proc. R. Soc. A 467, 1243-1269. (doi:10.1098/rspa.2010.0485) Link, Google Scholar

Boettiger C, Ross N, Hastings A

. 2013 Erkən xəbərdarlıq siqnalları: xəritələnmiş və xəritədə göstərilməmiş ərazilər. Teor. Ekol. 6, 255-264. (doi:10.1007/s12080-013-0192-6) Crossref, ISI, Google Scholar

Brummitt CD, Barnett G, D'Souza RM

. 2015 Birləşdirilmiş fəlakətlər: ani yerdəyişmələr bir-birindən asılı olan sistemlər arasında kaskad və hoppanır. J. R. Soc. İnterfeys 12, 20150712. (doi:10.1098/rsif.2015.0712) Link, ISI, Google Scholar

. 2010 Məsləhət nöqtələri: erkən xəbərdarlıq və arzulu düşüncə. Geofizika. Res. Lett. 37, L19703. (doi:10.1029/2010GL044486) Crossref, ISI, Google Scholar

Kriegler E, Hall JW, Held H, Dawson R, Schellnhuber HJ

. 2009 İqlim sistemində əyilmə nöqtələrinin qeyri-dəqiq ehtimal qiymətləndirilməsi. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 106, 5041-5046. (doi:10.1073/pnas.0809117106) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Sezar L, Rahmstorf S, Robinson A, Feulner G, Saba V

. 2018 zəifləyən Atlantik Okeanının aşması dövriyyəsinin müşahidə edilən barmaq izi . Təbiət 556, 191-196. (doi:10.1038/s41586-018-0006-5) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 2014 Göl zəncirində fosforun yüklənməsi, daşınması və konsentrasiyası: idarəetmə variantlarını müqayisə etmək üçün ehtimal modeli. Aquatic Sci. 76, 145-154. (doi:10.1007/s00027-013-0324-5) Crossref, ISI, Google Scholar

. 2004 Dayaz göllərin ekologiyası , 22. Əhali və İcma Biologiyası Seriyası. Dordrecht, Hollandiya: Springer. Crossref, Google Scholar

Van Gerven LP, Kuiper JJ, Janse JH, Janssen AB, Jeuken M, Mooij WM, De Klein JJ

. 2017 Birləşdirilmiş su ekosistemlərində rejim dəyişiklikləri su axınının aşağı axınında tipik artımından necə təsirlənir. Ekosistemlər 20, 733-744. (doi:10.1007/s10021-016-0061-4) Crossref, ISI, Google Scholar

Kinzig AP, Ryan P, Etienne M, Allison H, Elmqvist T, Walker BH

. 2006 Dayanıqlıq və rejim dəyişiklikləri: kaskad təsirlərin qiymətləndirilməsi. Ekol. Soc. 11, 20. (doi:10.5751/ES-01678-110120) Crossref, ISI, Google Scholar

və b. 2012 Yerin biosferində vəziyyət dəyişikliyinə yaxınlaşır. Təbiət 486, 52-58. (doi:10.1038/nature11018) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 1994 Fəlakətlər, faza sürüşmələri və Karib dənizi mərcan rifinin geniş miqyaslı deqradasiyası. Elm 265, 1547-1551. (doi:10.1126/science.265.5178.1547) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 2013 Planet miqyaslı uçma nöqtələrinin mənşəyi haqqında. Trends Ecol. Təkamül. 28, 380-382. (doi:10.1016/j.tree.2013.06.001) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Rocha JC, Peterson GD, Biggs R

. 2015 Antroposendə rejim dəyişiklikləri: sürücülər, risklər və möhkəmlik. PLoS BİR 10, 1-16. (doi:10.1371/journal.pone.0134639) Crossref, ISI, Google Scholar

Rocha JC, Peterson G, Bodin Ö, Levin S

. 2018 Kaskad rejimi tərəzi daxilində və arasında dəyişir. Elm 362, 1379-1383. (doi:10.1126/science.aat7850) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

və b. 2012 Kritik keçidlərin gözlənilməsi. Elm 338, 344-348. (doi:10.1126/science.1225244) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Cai Y, Lenton TM, Lontzek TS

. 2016 Çoxlu qarşılıqlı təsir nöqtələri riski sürətli CO-nu təşviq etməlidir2 emissiyanın azaldılması. Nat. Clim. Dəyişmək 6, 520-525. (doi:10.1038/nclimate2964) Crossref, ISI, Google Scholar

Hilt S, Köhler J, Kozerski HP, van Nes EH, Scheffer M

. 2011 Çaylar və əlaqəli göl sistemləri boyunca məkan və zaman rejimində kəskin dəyişikliklər. Oikos 120, 766-775. (doi:10.1111/j.1600-0706.2010.18553.x) Crossref, ISI, Google Scholar

. 2005 Ekosistemlərdə fəlakətli rejim dəyişiklikləri üçün məkan heterojenliyinin təsiri. Ekologiya 86, 1797-1807. (doi:10.1890/04-0550) Crossref, ISI, Google Scholar

. 1993 Diskret bistabil reaksiya-diffuziya sistemlərində yayılan dalğalar. Physica D: Qeyri-xətti hadisələr 67, 237-244. (doi:10.1016/0167-2789(93)90208-I) Crossref, ISI, Google Scholar

. 1997 Diskret bistabil mühitdə hərəkət edən dalğaların yayılma uğursuzluğu. Physica D: Qeyri-xətti hadisələr 116, 176-190. (doi:10.1016/s0167-2789(97)00251-0) Crossref, ISI, Google Scholar

. 1987 Diskret həyəcanlı hüceyrələrin birləşdirilmiş sistemlərində yayılma və onun uğursuzluğu. SIAM J. Tətbiq. Riyaziyyat. 47, 556-572. (doi:10.1137/0147038) Crossref, ISI, Google Scholar

. 1992 Diskret Naqumo tənliyi üçün hərəkət edən dalğa cəbhəsi həllərinin mövcudluğu. J. Fərqli. ekv. 96, 1-27. (doi:10.1016/0022-0396(92)90142-A) Crossref, ISI, Google Scholar

van de Leemput IA, van Nes EH, Scheffer M

. 2015 Fəza olaraq genişlənmiş ekosistemlərdə alternativ dövlətlərin dayanıqlığı. PLoS BİR 10, 1-17. (doi:10.1371/journal.pone.0116859) Crossref, ISI, Google Scholar

. 2012 Məkan baxımından genişlənmiş ekosistemlərdə tədricən rejim dəyişiklikləri. Teor. Ekol. 5, 591-604. (doi:10.1007/s12080-011-0149-6) Crossref, ISI, Google Scholar

. 2002 Təsadüfi şəbəkələrdə qlobal kaskadların sadə modeli. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 99, 5766-5771. (doi:10.1073/pnas.082090499) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Krönke J, Wunderling N, Winkelmann R, Staal A, Stumpf B, Tuinenburg OA, Donges JF

. 2020 Mürəkkəb şəbəkələrdə çaxnaşmaların dinamikası. Fizik. Rev E 101, 042311. (doi:10.1103/PhysRevE.101.042311). Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Wunderling N, Donges JF, Kurths J, Winkelmann R

. Təqdim edildi. Qarşılıqlı təsir göstərən əyilmə elementləri qlobal istiləşmə altında iqlim domino təsiri riskini artırır. Yer sistemi. Dinam. Müzakirə edin. (doi:10.5194/esd-2020-18) Google Scholar

Wunderling N, Stumpf B, Krönke J, Staal A, Tuinenburg OA, Winkelmann R, Donges JF

. 2020 Motiflər mürəkkəb şəbəkələrdə kaskadları dəyişdirmək üçün kritik hədləri necə şərtləndirir: mikro-makro-miqyaslı əlaqə. Xaos 30, 043129. (doi:10.1063/1.5142827) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Brummitt CD, D'Souza RM, Leicht EA

. 2012 Bir-birindən asılı olan şəbəkələrdə yük kaskadlarının qarşısının alınması. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 109, E680-E689. (doi:10.1073/pnas.1110586109) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Buldyrev SV, Parshani R, Paul G, Stanley HE, Havlin S

. 2010 Bir-birindən asılı olan şəbəkələrdə fəlakətli uğursuzluqlar kaskadı. Təbiət 464, 1025-1028. (doi:10.1038/nature08932) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Hu Y, Ksherim B, Cohen R, Havlin S

. 2011 Bir-birindən asılı və bir-birinə bağlı şəbəkələrdə sızma: ikinci dərəcəli keçiddən birinci dərəcəli keçidə kəskin dəyişiklik. Fizik. Rev E 84, 066116. (doi:10.1103/PhysRevE.84.066116) Crossref, ISI, Google Scholar

Parşani R, Buldırev SV, Havlin S

. 2010 Bir-birindən asılı olan şəbəkələr: birləşmə gücünün azaldılması birinci dərəcəli süzülmə keçidindən ikinci dərəcəli keçidə dəyişməyə gətirib çıxarır. Fizik. Rev Lett. 105, 048701. (doi:10.1103/PhysRevLett.105.048701) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Reis SD, Hu Y, Babino A, Andrade JS, Canals S, Sigman M, Makse HA

. 2014 Əlaqəli şəbəkə şəbəkələrində fəlakətli nasazlığın qarşısının alınması. Nat. Fizik. 10, 762-767. (doi:10.1038/nphys3081) Crossref, ISI, Google Scholar

. 1990 Quspoidal torlar. In Gələcək nəsillər üçün ədalətli cəmiyyətə doğru. Pemona, CA: Sistem Elmləri üzrə Beynəlxalq Cəmiyyət, Kaliforniya Dövlət Politexnik Universiteti. səh. 667–678. Google Alim

Abraham R, Keith A, Koebbe M, Mayer-Kress G

. 1991 Fikir formalaşmasının ikiqatlı modellərinin hesablama inkişafı. Int. J. Bifurkasiya xaosu 1, 417-430. (doi:10.1142/S0218127491000324) Crossref, ISI, Google Scholar

Dekker MM, Heydt AS, Dijkstra HA

. 2018 İqlim sistemində kaskad keçidlər . Yer Sistemi Dyn. 9, 1243-1260. (doi:10.5194/esd-9-1243-2018) Crossref, ISI, Google Scholar

. 1993 Alimlər və mühəndislər üçün fəlakət nəzəriyyəsi . New York, NY: Dover Nəşrləri. Google Alim

. 2004 Tətbiqi bifurkasiya nəzəriyyəsinin elementləri . Tətbiqi riyaziyyat elmləri 112 . New York, NY: Springer Elm və Biznes Media. Crossref, Google Scholar

Golubitsky M, Pivato M, Stewart I

. 2004 Birləşdirilmiş hüceyrə şəbəkələrində daxili simmetriya və lokal bifurkasiya. Dyn. Sistem. 19, 389-407. (doi: 10.1080/14689360512331318006) Crossref, Google Scholar

. 2016 Buz təbəqələrinin ərimə yüksəklik rəyi üçün sadə tənlik. Kriosfer 10, 1799-1807. (doi:10.5194/tc-10-1799-2016) Crossref, ISI, Google Scholar

Soranno PA, Cheruvelil KS, Webster KE, Bremigan MT, Wagner T, Stow CA

. 2010 Çoxlu ekosistemin idarə edilməsi və mühafizəsi üçün şirin su ekosistemlərini təsnif etmək üçün landşaft limnologiyasından istifadə. BioScience 60, 440-454. (doi:10.1525/bio.2010.60.6.8) Crossref, ISI, Google Scholar

Gregory JM, Huybrechts P, Raper SC

. 2004 Qrenlandiyanın buz təbəqəsinin itməsi təhlükəsi. Təbiət 428, 616. (doi:10.1038/428616a) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

və b. 2014 SeaRISE buz təbəqəsi modellərinin cavab funksiyalarından istifadə edərək Antarktikadan buz boşalmasının proqnozlaşdırılması. Yer Sistemi Dyn. 5, 271-293. (doi:10.5194/esd-5-271-2014) Crossref, ISI, Google Scholar

Schellnhuber HJ, Rahmstorf S, Winkelmann R

. 2016 niyə doğru iqlim hədəfi Parisdə razılaşdırıldı. Nat. Clim. Dəyişmək 6, 649-653. (doi:10.1038/nclimate3013) Crossref, ISI, Google Scholar

Hirota M, Holmgren M, Van Nes EH, Scheffer M

. 2011 Tropik meşə və savannanın kritik keçidlərə qlobal davamlılığı. Elm 334, 232-235. (doi:10.1126/science.1210657) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 2002 Mürəkkəb şəbəkələrin statistik mexanikası. Rev. Müasir Fizik. 74, 47. (doi:10.1103/RevModPhys.74.47) Crossref, Google Scholar

və b. 2009 Kritik keçidlər üçün erkən xəbərdarlıq siqnalları. Təbiət 461, 53-59. (doi:10.1038/nature08227) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 2011 İqlim dəyişmə nöqtələri haqqında erkən xəbərdarlıq. Nat. Clim. Dəyişmək 1, 201-209. (doi:10.1038/nclimate1143) Crossref, ISI, Google Scholar


1 H, 13 C NMR və HRMS birləşmələrinin sintezi və xarakteristikası. Dinamik işığın səpilməsi və flüorimetrik səpilmə. 42 kütləvi kalibrləmədən fərqli olaraq ansambl üsulları ilə (PDF)

1.25 mM arasında ikifazalı reaksiyanın nüvələşmə mərhələsinin başlanğıcında müşahidə olunan misellər 1 və 1 ekviv 2 (MP4)

1,25 mM arasında bifazik reaksiyada müşahidə edilən misellər 1 və 1 ekviv 2 tamamlanma nöqtəsinə yaxındır. (MP4)

0,5 mM arasında ikifazalı reaksiyada müşahidə edilən misellər 1 və 5 ekviv 2 1 saatdan sonra (MP4)

2,5 mM arasında bifazik reaksiya müşahidə veziküller 4 və 1 ekviv 2 20 dəqiqə sonra (MP4)


Yaranma təbiətin müxtəlif ölçülü miqyaslarda fraktal rejimlər arasında keçidi ilə bağlıdırmı? - Biologiya

Academia.edu artıq Internet Explorer-i dəstəkləmir.

Academia.edu və daha geniş internetə daha sürətli və daha təhlükəsiz baxmaq üçün brauzerinizi təkmilləşdirmək üçün bir neçə saniyənizi ayırın.

Kainatın yaradıcı hissəsi onun saf məlumat dilləri, Ss-eeds və ağıllardır ki, s. daha çox Kainatın yaradıcı hissəsi onun saf məlumat dilləri, Ss-eeds və reproduksiya prosesləri vasitəsilə entropiya itirmədən məlumatı miqyaslar arasında layihələndirən ağıllardır.

Bütün dillər, riyaziyyat da daxil olmaqla, bütün dillər üçün ümumi olan kosmos-zamanın mövcudluğu və yox olmasının immanent proqramı və onun Universal sintaksisi haqqında məlumatın yaradıcı, refleksiv ağıl güzgüləridir.
Bütün elmlərin subyektiv səhvləri var, çünki huminds reallığı öz məkan və zaman saatlarını ölçmək üçün istifadə edir və Kainatın həyati, üzvi xüsusiyyətlərini inkar edir.
Ağıl güzgü rolunu oynayan, reallığı daha kiçik məkan-zaman miqyasına salan və sonra öz görüntüsünü fiziki, bioloji və ya sosial zehnin nizamlı bir dalğaya və ya əraziyə proyeksiya edən Kainatın hələ də linqvistik hiss xəritəsidir. -nöqtə ' ki, “özlüyündə bir dünya saxlayır'.
Beləliklə, ağıl güzgüləri oyunu onun dillərinin ümumi sintaksisi və semantikasının təhlili yolu ilə obyektiv şəkildə öyrənilə bilər.
Kainatın qanunları niyə bu qədər sadədir? Qısaca olaraq: çünki hər şey 2 ST-atdan ibarətdir, Kosmos=hərəkətsiz forma, məlumat və zaman=hərəkət, dəyişmə, Nisbiliyin bizə öyrətdiyi bir-birindən fərqləndirilə bilməz. Beləliklə, bütün tənliyin anasını yazırıq: S<=>T. Oxuyacağınız məqalələr “ST¡ence” adlandıracağımız şeyin ensiklopediyasının toxumudur, reallığın indiki “elm”dən daha obyektiv təhlili, Kosmos və Zaman və antropomorfik anlayışların istifadəsinə əsaslanan. Kainatdakı insan rolunun hiperbolik nəzəriyyələrini tək bir sözlə cəmləyirik, "eqoizm: eqo = axmaqlıq". Elm adamları Təbiət Elmlərində Kvant və Nisbilik r=təkamülündən və sosial anlayışlara bioloji anlayışları təqdim etmək cəhdlərindən bəri təxəyyülün inkişafı üçün əsas maneənin "eqoizm"dən doğan "gizli" a priori postulatlar olduğunu qəbul etsə də, Kainat , bildiyimiz kimi, zehni, qərəzli nöqteyi-nəzərdən sonsuz “fraktal”dır, bəşəriyyəti “qavranılan” mərkəzi mövqeyindən çıxarmaq cəhdi əks-intuitivdir. Və beləliklə, o, daima "daha çox eyni olan" iddialı "yeni postulatlar" maskası ilə qayıdır. Bununla belə, “st¡ence” onun obyektivliyi ilə müəyyən edilir. Bu, yad bir növ üçün eyni olardı, elm isə hər düşünən orqanizm üçün spesifik olacaqdır. O zaman bizim qavranılan baxışımıza uyğun gələn “eqo səfərlərinin xoşbəxtliyi”, “arzulu düşüncə” və “reduksionist modellər”ə qarşı sərtlik tətbiq edilə bilərmi? Çətin ki, e-hərəkətlər bizim yaşamaq proqramımızı kodlayır və eqoyu müdafiə edir. Bu səbəbdən milyardlarla insan arasında həqiqətən stientif=obyektiv baxış çox nadirdir. Bu işin qismən presedentləri əslində iqtisadi və sosial elmlərdə Lao-Tse, Aristotel, Leonardo, Leybniz, Darvin, Eynşteyn, Butler və Şpenqler kimi bir neçə nəfərə qədər azaldıla bilər, heç biri aydın şəkildə başa düşülməmişdir işlərini daha da inkişaf etdirən şagirdlər.
Bu maskalanmış antropomorfizmin postulatları hansılardır? Ən əsası bizim zaman və məkanı insan baxımından qavrayışımızdır. Biz vahid bir “ölçü-ölçü-zamanın saatı”ndan istifadə edirik, onun vahidi, ikincisi zaman-dəyişmə-hərəkətinin insan sinxron “kvantına” uyğun gəlir (əzalarımızın bir addımı, ürəyimizin döyüntüsü, bir baxış). Gözümüz və düşüncəmiz). Biz isə kosmosun, işığın ortoqonal maqnit, elektrik və c sürətini dərk etmə gücümüzün 3 perpendikulyar koordinatından istifadə edirik.
Sonra bütün digər saatları və zaman kvantlarını bizimkinə bərabərləşdiririk, "xətti, sonsuz" elan edirik və bütün digər kosmos şkalalarını işıq məkanı ölçülərimizə "sıxışdırırıq". Və zaman və məkan strukturlarının sinxronluğu və eyni vaxtlılığı haqqında bu azaldılmış anlayışla Kainatın böyük nəzəriyyələrini, ən yaxşı halda qərəzli, çox vaxt o qədər ki, "hətta səhv də deyillər" yaradın.
Eynşteyn "Leybniz haqlıdır, Kainatda müxtəlif sürətlərə malik ∞ zaman saatları var, amma belədirsə, biz fizikanı sıfırdan başlamalıyıq" desə də, heç kim bunu statistik göstəriciləri sıfır olan mətnlərə əməl edənə qədər etməmişdir. əcdadlarının ənənəsi.
İkinci maskalanmış antropomorfik postulat “dil”dir. Biz reallığı DEYİL, ancaq məkanın azaldılmış vizual ölçülərinə və tək “zaman hərəkətinə” əsaslanan zehni dillər vasitəsilə ümumi məlumatın bir hissəsini dərk etmirik. Və beləliklə, dilin növbəti mücərrəd səviyyəsində biz həndəsəni reallıqda mövcud olmayan “hissəsiz nöqtələr, düz xətlər və nəfəssiz müstəvilər”i təyin edərək 3 ortoqonal “Kosmosun Evklid ölçüsü”nə endirdik. Zaman səbəb əlaqəsini bir xəttli saata endirdiyimiz halda, Aristotelçi A->B məntiqini inkişaf etdirdik. Hər ikisi Kainatın real “nöqtələrinin” kiçilməsidir, hansı ki, enerji və məlumat həcminə malikdir, nöqtəyə (Qeyri-Evklid nöqtələri) daxil olan nisbi sonsuz sayda “paralel xətlər” vasitəsilə udulmuş və biz ölçdükcə ölçüləri böyüyür. onlara yaxınlaşaraq daxili “məkan-zaman tərəzilərini” ortaya qoyur. Beləliklə, Kainatın həndəsəsi daha mürəkkəbdir. Deməli, bu, onun səbəbkarlığıdır, çünki həmin “∆” şkalalarından reallığa səbəb olan müxtəlif sürət və ölçülərdə çoxlu vaxt saatları var. Beləliklə, siz ∆-¡ hüceyrə miqyası, sizi bütövlükdə yaradan 3 ∆º fizioloji şəbəkələriniz və xarici ∆+1 dünyadan qaynaqlanırsınız. Öz miqyasında olarkən, siz Kainatdakı hər şey kimi 3 topoloji hissədən ibarət olursunuz: xətti, düz, boru şəklində olan bir hissə sahəsi – maksimal hərəkətin ən qısa məsafəsi, sferik hissəcik başlığı, maksimal məlumatı saxlayan həndəsə. və hər ikisini birləşdirən hiperbolik, saat şüşəsi ßody-dalğası, daha mürəkkəb həndəsə, onları təkrar edə bilən digər 2-nin cəmi.
Beləliklə, zamanın həqiqi, "uzadılmış" təbiətinin nə olduğuna daha yaxından nəzər salmaqla - sonsuz saatlar - məkan, sonsuz miqyaslar - həndəsə (fraktal, evklid olmayan) və zaman (hər miqyasda 3 miqyaslı və 3 bitişik sinxron hissə ilə pentaloji) , insan vəziyyətində fiziki maddədə əzaları, bədənləri və başları sinxronlaşdıran ikincisi, realist Broglinin baxışını qəbul etsək, sahə, dalğa və onun daxili saatları ilə sinxronlaşdırılan hissəcik), fərqli bir Kainatı təsvir etməyə başlayırıq.
Bu kainat “arxa fondan müstəqildir”, çünki biz daxili və xarici hərəkətləri çoxsaylı saatlarla tənzimlənən, sinxronluqları bütün sistemi nisbi, dinamik sabitlikdə saxlayan topoloji, həyati fəzalardan yaradılmışıq.
Lao-Tse, Leibniz və Eynşteynin istədiyi kimi, açıq-aydın nəticə, əlaqəli məkan-zaman Kainatıdır: biz topoloji, həyati fəzalarıq, dövri zaman hərəkətlərini yerinə yetiririk və Kainatdakı hər şey belədir.
Lakin antropomorfik dogmalar yenidən reallığa bu baxışı məhdudlaşdırır, çünki biz birbaşa zaman=hərəkət və məkan=forma deyil, onun xassələrini təsvir edən dilləri, ya da məkan-zaman sistemlərini aşağıdakılarla təsvir edən Universal qrammatikası ilə şifahi dilləri qəbul etmirik: Adlar=məkan formaları <= > verbs=zaman hərəkətləri və ya bu yaxınlarda Galileo-dan bəri sosial, skalyar ədədlər, cəbri operandlar ilə məkan-zamanın miqyasını təsvir edən riyazi, rəqəmsal dillər müxtəlif növ zaman hərəkətləri və həndəsi nöqtələri öyrənmək üçün uyğundur.
Məkan və zamanın şifahi zaman və məkan adları və ya skalyar ədədlər, temporal operandlar və məkan nöqtələrinin dilləri ilə bu kəsişmiş qavrayışının nəticəsi olaraq insanların böyük əksəriyyəti antropomorfik “yaradılışçı” nəzəriyyələrə inanır, buna görə “Allah və insan”. ' bu iki dili paylaşan yeganə varlıqdır və Tanrı (və çox vaxt insan) dillərlə yaradır. Beləliklə, bütün İbrahim dinlərində tanrı şeylərin ibrani və ya ərəbcə adlandırılmasını yaratdı, halbuki müasir elmdə fiziklər tənliklərin reallıq yaratdığına inanırlar, buna görə də boş dəlillərdən asılı olmayaraq qara dəliklərin buxarlanması və ya supersimmetrik hissəciklərin tənliyini yazarkən bunun baş verməli olduğunu düşünürlər. Hubble 'Tanrı'ya çox oxşar olan V=HoD tənliyini tapdığı üçün biz böyük partlayış nəzəriyyəsinə inanırıq. Bu kreasionist modellərin hər biri açıq-aydın Stience tərəfindən etiraz edilir, o, məkan və zamanın reallığın apriori substansiyaları və bu xassələri psixi məkana uyğunlaşdıran güzgü dilləri, məkan və zamanın xassələrinin yaratdığı sadələşdirmələrdir.


Materiallar və metodlar

Spektral analizə giriş

Spektral analiz bir heyvanın hərəkət trayektoriyasından addım uzunluqlarının və ya dönmə bucaqlarının zaman sırası kimi siqnalda dövri dəyişkənliyi aşkar etmək məqsədi daşıyır. Spektral analiz üçün hərəkət parametrlərinin zaman seriyası zaman sahəsindən tezlik sahəsinə çevrilir (tezlik = 1/siqnal dövrü). Siqnal tərəfindən parçalanır Furye sinus və kosinus terminlərinə çevrilir (yəni müxtəlif tezlikləri təmsil edir) və sonra orijinal zaman seriyasındakı dəyişikliyə töhfə verən bütün tezliklərə bölünür (Boggess & Narcowich 2009). Bölmə ən uyğun tezlikləri və buna görə də dövrləri təyin etməyə imkan verir, lakin bu tezliklərin nə vaxt baş verməsi barədə heç bir məlumat verilmir. Bundan əlavə, Furye çevrilməsinin vacib bir fərziyyəsi stasionar bir siqnaldır, yəni seçmə müddəti ərzində siqnalın orta və dispersiyası dəyişmir. Bu, çox vaxt davranışın trayektoriya boyunca dəyişdiyi hərəkət zaman seriyası üçün keçərli deyil. Dalğacık çevrilməsi bu məhdudiyyətləri aradan qaldıra bilər (Daubechies 1990).

Dalğa analizi

Dalğacıq çevrilməsi zaman seriyasındakı dəyişikliklərin müxtəlif formalarını aşkar edə və lokallaşdıra bilər, tək bir miqyasda və yerdəyişmə ilə. ana dalğası zaman sıraları üzrə funksiyanı yerinə yetirir və onlar arasındakı uyğunluğu dalğacık əmsalı kimi kəmiyyətləndirir. Dalğacıq çevrilməsi sonlu salınım funksiyasından istifadə etdiyinə görə, o, müvəqqəti yeri həll edə bilər, yəni hərəkət siqnalında siqnal və ana dalğa arasında uyğunluğun yüksək olduğunu dəqiq təyin edə bilər, nəticədə əlaqəli dalğa əmsalları üçün yüksək qiymətlər yaranır. Bu, müvəqqəti yer haqqında məlumatı ehtiva etməyən spektral analiz üçün əsas fərqdir. Bundan əlavə, ana dalğanın miqyasını genişləndirməklə (yəni genişləndirmək və daraltmaqla), dalğacık çevrilməsi zaman seriyası üzrə daha kiçik və daha böyük miqyaslı variasiyaya yaxınlaşmağa və beləliklə, müxtəlif miqyaslarda siqnal dəyişikliyinə baxmaq imkanı verir.

Dalğacık çevrilməsinin iki əsas növü CWT və DWT-dir.CWT hər mümkün miqyasda əmsalları hesablayır, halbuki DWT-də ana dalğa funksiyasının dəyişməsi və miqyası 2-nin səlahiyyətlərinə əsaslanır və buna görə də siqnal ikili bloklara bölünür. Buna baxmayaraq, CWT (Mallat 1999 Khorrami & Moavenian 2010) qədər dəqiq hesab olunur. DWT-nin miqyası dəyişmə prosesi, orijinal hərəkət zaman seriyasının olduğu bir parçalanma ağacı kimi də təqdim edilə bilər. S aşağı və yüksək keçirici filtrlərdən keçir və təxmini nəticə verir (A) və təfərrüat (D) alt zolaqlar. Əsas formada parçalanma yalnız daha aşağı ayırdetmə komponenti (yəni təxminlər) əsasında aparılır və yüksək tezlikli komponent daha sonra təhlil edilmir. Bununla belə, DWT-nin gücü həm aşağı, həm də yüksək tezlikli komponentlərin səviyyə transformasiyası ilə əhəmiyyətli dərəcədə artırıla bilər (Gokhale & Khanduja 2010). Təxminatın uzunluğunu və təfərrüat alt-zolağı orijinal siqnal ilə eyni saxlamaqla, bu, siqnala ən yaxşı uyğun gələn təhlilə imkan verəcək (Əlavə S1, Dəstəkləyici məlumat).

Siqnalın aşağı tezlikli komponentlərini ehtiva edən yaxınlaşma alt zolaqları hərəkət siqnalının ümumi strukturunu saxlayır. Əksinə, təfərrüatlı alt zolaqlar siqnalda variasiya təfərrüatlarını tutmağa imkan verən daha yüksək tezlikləri ehtiva edir. Nümunə kimi, təxmini alt zolaqlar çoxalma və qışlama sahələri arasında irəli-geri miqrasiya səbəbindən dövriliyi saxlamalıdır, halbuki təfərrüatlı alt zolaqlar yem toplama və istirahət yerləri arasında gündəlik hərəkət dəyişkənliyini saxlamalıdır.


Öz-özünə təşkil edilmiş fraktal interfeyslərə malik dinamik köçürmə proseslərinin perspektiv mühəndislik tətbiqləri

Dinamik olaraq görünən və yox olan fraktal strukturları olan sistemlərdə mühəndislik tətbiqlərinin inkişafı üçün praktiki olaraq tətbiq olunan fundamental yanaşmanın ümumi formalaşdırılması təklif edilmişdir. Yanaşma U-formalı sınaq şüşəsində 200 ± 20°C temperaturda saxlanılan maye qalay və vismut ərintisi vasitəsilə vurulan butan/propan qarışığının aşağı temperaturda pirolizində təsvir edilmişdir. Ədəbiyyatda təsvir edilmiş seçilmiş təcrübələrin təhlili əsasında yanaşmanın digər perspektiv mühəndislik tətbiqləri təklif olunur.

1. Giriş

[1] kimi klassik kitablardan yaxşı məlumdur ki, fraktallar çoxlu təbiət hadisələrində görünür. [2, 3] kimi əsərlərdə fraktalları əhatə edən təhlilə onların öz-özünə təşkil olunmasına mühüm əhəmiyyət verilir. Açıq sistemlərdə öz-özünə təşkil olunan dinamikanın ilkin olaraq fraktallara [4] xüsusi diqqət yetirilmədən nəzərdən keçirilməsinə baxmayaraq, qeyd etmək istərdik ki, miqyaslı nisbilik [5] kimi əsas nəzəriyyə fəzanı fraktal hesab edir. Nəzəriyyədə [5] maddələr əmələ gətirən elementar hissəciklərin geodeziyası şkala ilə dəyişən fraktal ölçülərə malik hesab edilir. Nottale öz işinin [5] 2-ci fəslində qeyd edir ki, Feynman tərəfindən kvant miqyasında təhlil edilən hissəciklər üçün yolların fraktal ölçüsü 2-yə bərabərdir.

Daha böyük miqyasda elementar hissəciklərin geodeziyası ilə bağlı nə tapmaq olar?

Bu sualın açıq cavabı qeyd etməkdir ki, bu geodeziyalar boyunca enerjinin hərəkəti ilə qarşılıqlı əlaqə imkanı olmalıdır, çünki onun fraktal xüsusiyyətləri daha böyük miqyasda öz-özünə təşkil edilmiş dinamik sistemlərin fraktal xüsusiyyətləri ilə üst-üstə düşə bilər. Belə olan halda, bu qarşılıqlı əlaqənin əksini həm fraktallarla dinamik sistemin makromiqyasında, həm də bu miqyasda olan hissəciklərin əmələ gətirdiyi elementar hissəciklərin və strukturların kvant miqyasında tapmaq olar.

Belə bir imkan həqiqətən hər iki miqyasda mühəndislik tətbiqlərinə yaxındır. Bu fərziyyə imkanının bir neçə mühəndislik nümunəsində araşdırılması bu işin məqsədidir.

2. Fərqli miqyasda öz-özünə təşkil olunmuş strukturlar arasında hipotetik qarşılıqlı əlaqəyə malik sistemlərə yanaşmalar.

Dinamik şəkildə yaradılmış və öz-özünə təşkil olunmuş fraktallar istehsal edən sistemlərin eksperimental tədqiqatlarında son nailiyyətlər belə sistemləri yeni enerji mənbələrinin perspektiv inkişafı üçün əsas kimi nəzərdən keçirməyə imkan verir. Bunun üçün əsas yanaşma, bir neçə miqyasda yayılan fraktal geodeziya boyunca enerji ötürülməsi imkanlarının təşkilindən ibarətdir ki, bunlardan biri enerji ötürücü, digəri isə onu qəbul edir. Əgər ötürücü miqyas kvant mikromiqyaslıdırsa, bu miqyasda strukturlar dəyişikliklərə məruz qala bilər ki, bu da onların transmutasiyası və ya daha böyük miqyasda öz-özünə təşkil olunan strukturlar üçün hərəkət enerjisini təmin edən nüvə reaksiyaları kimi təsnif edilə bilər. Bu daha böyük miqyasda özünütəşkilat elektrik yüklərinin hərəkətini nəzərdə tutursa, yeni enerji mənbələrinin yaradılması yanaşması ilə bağlı birbaşa elektrik enerjisi istehsal etmək imkanı ən perspektivli imkana çevrilir. Belə olan halda nüvə reaksiyalarından istilik əmələ gəlməsinə, sonra buxar turbinlərindən istifadə edərək istilikdən elektrik enerjisinin istehsalına və s. ehtiyac yoxdur.

Bu ideal imkanla bağlı zəruri qeyd bütün prosesin iki mərhələsinin diqqətlə ayrılması olmalıdır. Birinci mərhələ mühəndislik miqyasında bəzi tikintilərdə öz-özünə təşkil edilmiş fraktal strukturların qəsdən yaradılmasıdır. Bu strukturların əsas vəzifəsi bəzi yanacaq maddəsi təşkil edən elementar hissəciklərin fraktal geodeziyası boyunca hərəkəti ilə qarşılıqlı əlaqəyə girməkdir. Bu qarşılıqlı təsir geodeziya üçün narahatedici xarakter daşımalıdır ki, bu da yanacaq maddəsinin çürüməsi və ya çevrilməsi ilə nəticələnir. Prosesin ikinci mərhələsi nüvə transmutasiyasından gələn enerjinin mikromiqyasda çıxarılması üçün tətbiq olunan hərəkətli və yüklü strukturlara malik daha böyük miqyasda bu narahatedici hərəkətin əksini əldə etməkdir.

Bu iki bir-biri ilə əlaqəli vəzifələr öz-özünə təşkil olunmuş fraktal proseslərdən istifadə edərək daha böyük miqyasda eyni tikintidə birləşdirilməlidir.

Aşağıdakı iki alt bölmədə bu vəzifələri yerinə yetirmək üçün hazırda mövcud olan iki mühəndislik yanaşmasını təsvir edirik.

2.1. Nottale tərəfindən Təklif olunan Retroactive Force Loop

Birinci yanaşma Nottale və Lehner [6] tərəfindən təsvir edilən hidravlik makromiqyaslı təcrübə təklifini tətbiq etməkdir. Bu yanaşma bu sənədin üçüncü bölməsində təsvir ediləcək qaz halında olan karbohidrogenlərin aşağı temperaturda pirolizinə dair öz təcrübələrimizdə qismən dəstəklənir. Kosmosun fraktal xarakterini və onda ümumiləşdirilmiş kvantın mövcudluğunu aydınlaşdırmaq üçün nəzəriyyəyə [5] uyğun olaraq dinamik şəkildə sazlanaraq formasını almalı olan mühəndislik makromiqyasında sözdə makrokvant salınan dalğa paketinin yaradılmasını nəzərdə tutur. potensiallar [7] bəzi transfer proseslərini hərəkətə gətirən potensialların əksinə görünür. Mühəndislik sistemimizdəki bu cür proseslər sistemdə müvafiq fiziki potensialların qlobal qradiyentlərinin dəyişməsi nəticəsində yaranan istilik və kütlə köçürmələrinin dinamik şəkildə dəyişməsi prosesləri ola bilər. Məsələn, [7]-də diffuziya kimi nəzərə alınan istilik ötürülməsinə istinad edərək, diffuziyanın hərəkət potensialı:

Müvafiq ümumiləşdirilmiş kvant potensialı:

Burada sabit bərabərdir

kvant miqyası üçün. Digər miqyaslar üçün başqa dəyərlər qəbul edə bilər. Plank sabitidir və sistemin kütləsidir. Sabit bir temperatur üçün istilik keçiriciliyidir. ümumiləşdirilmiş kvant potensialının kvant kimi qüvvəsidir.

[6]-da fiziki eksperiment təklifi standart tənliklə təmsil olunan harmonik rəqsləri olan birölçülü sistem nümunəsini ehtiva edir.

. Enerjisi belə yazılmış makrokvant dalğa paketinin formasına yaxınlaşmaq üçün salınımlar retroaktiv qüvvə dövrəsi tərəfindən iterativ şəkildə idarə olunmalıdır:

[6]-dakı simulyasiyalara uyğun olaraq, salınımlar proqnozlaşdırılan kvant kimi qüvvə ilə idarə olunan formaya yaxınlaşdıqda, makrokvant dalğa paketi simulyasiya edilmiş xarici təhriklərə münasibətdə daha sabit olur.

Bizim nöqteyi-nəzərimizdən belə bir vəziyyət aşağı miqyasda olan salınımlara da bəzi əks təsirlər gətirə bilər. İşimizdə [8] fərz edirik ki, dinamik olaraq dəyişən qlobal qradiyentlərin mövcudluğuna görə, mikro və mezomiqyaslardakı atom və molekulyar ansambllar, əlaqə səbəbindən qarşılıqlı təsir edən hissələri arasında bir qədər yayınma potensialı olan xüsusi harmonik rəqslərə malik ola bilər. daha böyük miqyasda salınımlarla.

Bu ehtimala görə, bir neçə miqyasda yayılan fraktal həndəsilər üzərində öz-özünə təşkil edilən rəqslər üçün imkanlara malik olan piroliz və qazlaşdırmadan istifadə edən mühəndis sistemlərinin geniş sinfi [9], bu əlaqənin tədqiqi və onların arasında müvafiq enerji ötürülməsi üçün tətbiq oluna bilər. müxtəlif miqyaslarda salınımlar.

Mühəndislik tətbiqləri üçün bu imkanla bağlı əsas tövsiyə, bu sistemləri reaktorlarda əsas enerji ötürmə proseslərinin məqsədyönlü modulyasiyasını təmin etməkdir ki, onların daxili özünü təşkili eyni paketlərlə əlaqəsi olan makrokvant dalğa paketlərinin görünüşünə və aşağı miqyasda salınımlara yönəlsin. Belə bir əlaqə bu reaktorlarda termokimyəvi parçalanma reaksiyaları üçün daha az aktivləşdirmə enerjisi gətirə bilər.

Fərqli fəza miqyaslarında ehtimal olunan əlaqəli rəqslərin tamamilə fərqli zaman şkalaları ilə bağlı aşkar qeyd bizi tərəzilər arasında enerji ötürülməsini tənzimləyən bir növ fraktal çevrilmənin mövcudluğu haqqında nəticəyə gətirir. Bu enerji ötürülməsi rezonatordakı elektromaqnit dalğalarının fondakı elektromaqnit dalğalanmalarından öz-özünə təşkil olunmuş görünüşünə analoji hesab edilə bilər. Bu dalğalanmaların geniş spektri salınımlar yaradır, onların tezliyi tətbiq olunan rezonatorun məkan və tikinti parametrləri ilə müəyyən edilir.

Ancaq bu, yalnız bir bənzətmədir. Bir neçə miqyasda yayılan dinamik fraktal boyunca enerji ötürülməsi bundan daha mürəkkəb ola bilər. Bölmənin ikinci yanaşmasını təsvir etmək üçün bu enerjinin mikromiqyaslara ötürülməsinin narahat edici yan təsirləri, bir çoxu iştirak edən nüvə reaksiyalarının dəyişdirilməsi ilə müşayiət olunan aşağı enerjili nüvə reaksiyalarının (LENR) bəzi məlum eksperimental nümunələrində müzakirə edilə bilər. maddələr.

2.2. LENR-nin mənşəyi kimi fraktal həndəsələrə malik olan öz-özünə təşkil edilmiş dinamik köçürmə prosesləri

Ümumiyyətlə, nəzəriyyədə məkana yanaşma [5] inteqral yanaşma kimi qəbul edilə bilər. Kosmosun fraktal xarakterinin əsas təsviri elementar hissəciklərin geodeziyası konsepsiyasına aid edilsə belə, nəzəriyyədə [5] təhlilin əsas hissəsi nisbi olan sistemlərə tətbiqi zamanı belə fəzanın inteqral xassələrinə həsr edilmişdir. böyük tərəzi. Bununla belə, kosmosun fraktal xassələrinin təkcə [5]-də nəzərdən keçirilən astrofizik miqyaslarda kütlə paylanmasında deyil, həm də elementar hissəciklərin geodeziyasının nüvələr, atomlar əmələ gətirdiyi kvant mikromiqyaslarında strukturlaşmada özünü göstərdiyinə dair qəti sübutlar var. , və molekullar. Qeyri-müəyyənlik prinsipinə görə, elementar hissəciklərin geodeziyasının mühəndislik makrosistemlərinin miqyasında yayıldığını sərbəst güman etmək olar. Bununla əlaqədar olaraq, geodeziya boyunca enerjinin çox sürətli hərəkəti ilə bu cür makrosistemlərin qarşılıqlı əlaqəsi mümkün görünür. Nəzəriyyənin əsaslarının təhlili [5] bunun üçün iki əsas şərti təmin edir (1) geodeziyanın fraktal xarakteri, (2) miqyasların dəyişməsi ilə geodeziyanın fraktal ölçüsünün dəyişməsi.

Qeyd etmək istərdik ki, qazlar, mayelər və bərk cisimlər arasındakı interfeyslərdə bir çox dinamik proseslər proseslərin fraktal formasını təmin edir. Proseslər zamanı bu forma da dinamik şəkildə dəyişir. Bu dəyişiklik bizə dinamik şəkildə yaradılan və dəyişdirilən fraktalları ehtiva edən mühəndislik sistemimizin məkan diapazonunda yerləşən bir növ elementar hissəciklərin geodeziyası ilə narahat qarşılıqlı təsirinə səbəb olan əsas şərtin (2) yerinə yetirilməsini təmin edə bilər.

Fikrimizcə, sistemlərdə baş verən LENR-nin mənşəyinin yanlış izahı ilə [10-12] sənədlərdə təsvir edilmiş bu cür mühəndislik sistemlərinin tarixən bir neçə ilk nümunəsi var. Əvvəla, bu sistemlər hidrogen və ya deyteriumla qatqılaşdırılmış bərk cisimlərdə dinamik inkişaf edən çatlara malik sistemlərdir. Belə dopinq və neytronların və digər elementar hissəciklərin emissiyasının aşkarlanması, bərk cisimlərin kristal qəfəslərinin köməyi ilə baş verən hidrogen və ya deyterium birləşməsinin imkanlarının axtarışına səbəb olur. Fikrimizcə, bu axtarış yanlışdır. Bunun əsas səbəbi eksperimental bərk cisimləri kövrək etmək üçün hər iki qazın məlum xüsusiyyətidir. Kristal qəfəsdə bu qazların atomlarının olması, səthlərinin fraktal həndəsəsinə malik olan qırıqların və çatların inkişafına kömək edən qüsurların olmasıdır. Bərk cisimlərin maddələrini təşkil edən elementar hissəciklərin fraktal geodeziyası ilə bərk cisimlərdə dinamik şəkildə inkişaf edən qırıqlar arasındakı qarşılıqlı əlaqə maddələrin nüvə miqyasında quruluşuna narahatlıq doğuran yan təsirləri təmin edir.

Bu qarşılıqlı təsir həm də [13, 14]-də təsvir edilən təcrübələrdə metal folqaların partlayıcı elektrokimyəvi məhvi nəticəsində müşahidə edilən transmutasiya hadisələrinin alternativ izahıdır. Bu vəziyyətdə dinamik olaraq dəyişən fraktal interfeyslərin əsas xüsusiyyətləri qaz və bərk maddə atomları arasındakı interfeys deyil, qaz və maye atomları və ya elektromaqnit sahəsi ilə hərəkət edən elektronlar və dəyişən sistem təşkil edən keçiricilər arasındakı interfeysdir. məhdudiyyətlər.

Buradakı məhdudiyyətlər termini bərk hədəflərə yönəlmiş relativistik elektron şüaları ilə aparılan təcrübələrin nəticələrini ümumiləşdirən [15, 16]-dakı eyni terminin analoqudur. Təcrübələrin ətraflı nəticələri kitabda təsvir edilmişdir [17]. Hədəf olunmuş maddənin maddə tərəfindən məhdudlaşdırılan yüksək enerjili fokuslanmış elektron şüa ilə qarşılıqlı təsiri onun çevrilməsinə və hətta fraktal izomerlər və çoxluqlar anlayışlarından istifadə etməklə [16]-da nəzərdən keçirilən super ağır nüvələrin yaradılmasına şərait yaradır.

Yüksək enerjilərə baxmayaraq, biz bu təcrübələri, kitabda [1] nəzərdən keçirilən fraktal barmaqların əmələ gəlməsi halında olduğu kimi, kütlə ötürülməsini meydana gətirən rəqib agentlər arasında qarşılıqlı təsirin eyni ümumi xarakterinə malik olduğunu xarakterizə edə bilərik. yüksək özlülüklü mayenin daha az özlü tərəfindən silinməsi halında. Proses mahiyyət etibarilə qeyri-tarazlıq kimi xarakterizə olunur. O, qarşılıqlı təsirdə olan iki maddə arasında dinamik dəyişən fraktal interfeys yaradır. Fikrimizcə, fraktal geodeziya ilə qarşılıqlı əlaqənin qurulmasında ən mühüm rolu belə bir interfeysin iki müxtəlif tərəfindəki maddələrin qarşılıqlı təsirinin dinamik xüsusiyyətləri oynayır.

Bu nəticəni dəstəkləmək üçün bir arqument çökən baloncuklarda baş verən bir-biri ilə sıx əlaqəli iki fenomenin xüsusi asılılıqlarında tapıla bilər. Baloncuğun çökməsi prosesi işıq [18] və neytronlar [19] yarada bilər. Birinci halda, sudakı qabarcıqlardan fotonların buraxılması baloncuklarda arqonun olmasından çox asılıdır [20]. İkinci halda, asılılıq interfeysin digər tərəfinə - mayeyə köçürüldü. Güclü ultrasəs [21] tərəfindən yaradılan qabarcıqlardan neytronların yaradılması üzrə son təcrübələr bu nəslin suda Fe duzlarının olmasından kritik asılılığını aşkar edir. Məqalədə [21] sözdə piezonuklear reaksiyaları tədqiq edən qrupun bu təcrübələri dinamik olaraq dəyişən fraktal interfeysin iki tərəfində yerləşən qarşılıqlı təsir edən maddələrlə müəyyən edilən öz-özünə təşkil olunan dinamikanın əhəmiyyəti haqqında qənaətimizi dəstəkləyir. Bu qrup bu yaxınlarda suda Fe duzlarına tətbiq edilən eyni tezlikdə güclü ultrasəsə məruz qalmış polad çubuğundan istifadə edərək təcrübələr aparmışdır [22]. [21]-də olduğu kimi eyni çıxış neytronların partlaması şəklində aşkar edilmişdir. [21, 22] müəllifləri iddia edirlər ki, neytronlar piezonuklear reaksiyalar nəticəsində buraxılır ki, bu reaksiyalar həddindən artıq təzyiq və sonradan bərk cisimlərin qəfəslərinin partlaması və şiddətlə deformasiyaya uğraması hallarında bitişik atomların dislokasiyası nəticəsində yaranır. Qrupun son təcrübələrində poladdakı maddələrin çevrilməsi də aşkar edilmişdir [22]. Təcrübələrin arxasında qalan nəzəriyyə [23] məkan zamanının ölçülərini qarşılıqlı təsirlərə daxil olan enerji dəyərlərindən asılı hesab edir. Bu, ümumiyyətlə, bizim öz yanaşmamıza yaxındır. Əsas fərq, lakin mühəndislik təcrübəsi ilə bağlı qeyd edilə bilər. Kosmosun xas fraktal strukturu fərziyyəsi onun ölçülərini dəyişdirmək üçün texniki cəhətdən daha mümkün imkanların axtarışına imkan verir. Bu fərziyyəyə görə, olduqca kiçik fəza ərazilərində enerjinin super yüksək konsentrasiyası yaxşıdır, lakin piezonuklear reaksiyaların başlaması üçün lazım deyil.

Fikrimizcə, poladın nisbətən böyük daxili fraktal strukturlarının ultrasəs vasitəsi ilə dinamik həyəcanlanması və sonradan fraktal çatların əmələ gəlməsi, fraktal interfeyslərdə Fe atomları ilə bəzi qazların atomları arasında qarşılıqlı təsir nəticəsində neytron partlamaları və transmutasiya səbəb ola bilər. Eyni şeyi çökən baloncuklardakı qaz və maye arasındakı fraktal interfeyslərlə bağlı da qeyd etmək olar.

Yuxarıda göstərilən mülahizələrə əlavə olaraq qeyd etmək istərdik ki, eksperimental maddələrin tərkib hissələrinin fraktal geodeziyası ilə onların fraktal interfeysləri arasında qarşılıqlı təsirlərin [21, 22]-də aşkar edilmiş yan təsirləri təkcə nüvə miqyası səviyyəsində baş verə bilməz. . Eksperimental maddələrin strukturlaşdırılmasının bəzi digər miqyaslı səviyyələrində narahatedici hərəkətlər yaradan bu cür qarşılıqlı təsirləri tapmaq üçün növbəti bölmədə təsvir olunan təcrübələrə öz ideyalarına yaxın olan yeni təcrübələri təkrarlamaq və ya aparmaq olar.

3. Dinamik dəyişən fraktal interfeyslərdən istifadə edərək karbohidrogenlərin aşağı temperaturda pirolizi

Tarixən bu bölmənin başlığında qeyd edilən belə piroliz ilk növbədə patent sahibləri tərəfindən aparılmışdır [24]. Prosesin başqa bir nəzəri izahı var idi. Bu izahat əsas diqqəti istilik və kütlə ötürülmələrini hərəkətə gətirən dinamik potensialların eyni vaxtda təsirinə məruz qalmış karbohidrogenlərlə təmasda olan kompozit maddələrin tərkib hissələrinin birləşmələrinə yönəldib. Bu nəzəri izahat bu məqalənin həmmüəlliflərindən birinin (O.I.Vyhoniailo) şəxsi saytında təqdim olunur, o da patentin həmmüəllifidir [24].Bu yazıda təqdim olunan başqa bir izahat sübut eksperimenti anlayışı ilə bağlı aşağıdakı hesabatda təsvir edilmişdir. Hesabatdan sonra növbəti yarımbölmə müzakirə ilə birləşdirilən bu təcrübə üçün eksperimental sələflərin qısa təsvirini təqdim edir.

3.1. Konsepsiya sübut edən eksperiment

Qaz halında olan karbohidrogenlərin aşağı temperaturda pirolizinə dair konseptual sınaq üçün eksperimental qurğu Şəkil 1-də təqdim edilmişdir.


1: tərkibində propan/butan qarışığı olan həcm 2: qaz axını tənzimləmək üçün klapan 3, 4, 5: termocütlər 6: qızdırıcı məftil 7: Sn ilə U formalı test şüşəsi: Bi ərintisi 8: su ilə həcm 9: çıxış borusu.

İstilik teli birbaşa cərəyan mənbəyinə qoşulmuşdur. Sınaq şüşəsinin ətrafındakı istilik naqili sarımlarının sayı, ərinmiş ərinti 1 mL/san vasitəsilə qazın təxmini axını ilə 200 ± 20 ° C ətrafında sabit temperaturu dəstəkləmək üçün tənzimləndi. Heç bir termocüt ərintinin içinə batmadı. Quraşdırma konseptual sınaq üçün nəzərdə tutulmuşdur. Buna görə də çıxışda qazın tərkibinin ölçülməsi aparılmamışdır və qaz axınının təxminləri həcmin dibindən su ilə birlikdə çıxış borusu vasitəsilə açıq atmosferə axan qaz qabarcıqlarının ölçüsü və tezliyinin vizual müşahidələrindən istifadə etməklə aparılmışdır.

Belə sadə eksperimental quraşdırma U borusunun sağ tərəfindən metalın üstündə görünən karbonun birbaşa müşahidəsi ilə ərinti vasitəsilə qaz axınının tənzimlənməsinə imkan verir. Qısa (10-15 dəqiqə) təcrübənin tipik nəticəsi Şəkil 2-dəki fotoşəkildə göstərilmişdir. Burada ərinti soyudulur. Üç termocüt tərəfindən ölçülən temperaturlar ərintiyə sol girişdən U boruya gələn qazın 186°C, qızdırıcı naqilin 204°C temperaturu və sağ tərəfdəki çıxışa gələn qazın 82°C idi. U boru. Bu təcrübənin qısa videosu http://dx.doi.org/10.1155/2013/310748 ünvanında onlayn əldə oluna bilən Əlavə Materialda təqdim olunur.


Termocütlər qazılmış delikləri olan saqqızlı qıfıllar vasitəsilə U borusuna daxil edilmişdir. Termocütlər plastik izolyasiyada iki naqil olduğundan, onlar qıfıllara tam möhkəm daxil edilməmişdir. Sabit temperatur və qaz axını rejimlərinin nailiyyətləri termocütlərin çıxarılmasına və möhkəm bərkidilmiş bərk yapışqan qıfılların tətbiqinə imkan verdi. Bu, U borusunun sağ tərəfi ilə maye ilə həcm arasında jarqonda qalan qazların yavaş diffuziyasını aşkar etməyə imkan verdi. Diffuziya, divarlarında karbon olan məsamələrin ehtimal olunan fraktal daxili səthləri ilə yüksək gözeneklilik əldə edən bərkimiş ərintiyə daxil oldu. Bunu Şəkil 3-də karbon hasilatı təcrübəsi bitdikdən 8 saat sonra çəkilmiş fotoşəkildə görmək olar. Onunla birlikdə həcmdən su ərintiyə soruldu.


Soyutma nəticəsində borularda qazın həcminin istilik azalmasının əmməyə əhəmiyyətli təsirini istisna edirik, çünki tam soyuma zamanı otaq temperaturuna qədər çıxışda həcmdə suyun səviyyəsinin əhəmiyyətli dərəcədə dəyişməsini müşahidə edə bilmədik. eksperimental quraşdırmanın bütün hissələri.

Bu fenomenin dəqiq səbəbi məlum deyil, çünki ərintinin və onun məsamələrinin ətraflı təsviri aparılmayıb. Optik mikroskopun köməyi ilə şüşəni sındırdıqdan sonra metal üzərində karbon olan məsamələrin yüksək inkişaf etmiş fraktal həndəsəsini müşahidə etmək mümkün olmuşdur. Alaşımın daxili məsaməliliyinin təhlili aparılmadı. İlkin nəticəyə gəlirik ki, ərintiyə suyun sorulmasının əsas səbəbi ərintidə bərkimə zamanı əsasən hidrogen və karbon olan fraktal məsamələrdə böyük daxili həcmin olması ola bilər.

3.2. Eksperimental Tarix və Müzakirə

Tarixən eyni proses (fərziyyə ilə) patent üçün ərizənin doldurulmasından əvvəl aparılan təcrübələrdə eyni temperaturda baş vermişdir [24]. Qaz (metan) lampanın altındakı elektrik qızdırıcısı ilə qızdırılan lampanın dibində yatan sınmış bərk cisimlər və məsaməli duzların qarışığının səthi boyunca şüşə lampada mikser vasitəsilə hərəkətə gətirildi. Fraktallar haqqında ümumi məlumatlardan [1] fərz edilir ki, lampanın dibində yatan maddələr öz səthinin və məsamələrinin fraktal həndəsəsinə malikdirlər. Lampanın içərisindəki temperatur lampanın yuxarı hissəsindəki kilid vasitəsilə mikserlə birlikdə daxil edilmiş termocüt tərəfindən nəzarət edilirdi. Karbon hissəcikləri birbaşa qazda əmələ gəlmişdir. Sonra yuxarıda təsvir edilən təcrübədə olduğu kimi su ilə eyni həcmdə lampadan uçdular. Metan pirolizinin gedişi ilə tutmuş hissəciklər tərəfindən həcm qaranlıq olur. Bu təcrübənin qısa bir videosu bu məqalənin əlavə materialında təqdim olunur.

Qeyd etmək olar ki, belə bir eksperiment fraktal interfeyslərə görə ərinti əsaslı təcrübədən fərqlidir. Burada interfeys qaz və bərk cisimlər arasındadır ki, onların səthlərinin fraktal həndəsə olduğu qəbul edilir (sübut olunmur). Bərk cisimlər də nisbətən sabitdir. Bundan fərqli olaraq, bir qarışdırıcı ilə qızdırılan və qaçınılmaz turbulentliyə malik olan lampada hərəkət edən qazın konvektiv səth təbəqələri, [25]-də istinad edilən bir çox tədqiqatlara uyğun olaraq, mütləq temperatur və təzyiq dalğalanmalarının fraktal xüsusiyyətlərinə malikdir.

Bu qeyd qaz və maye arasında qeyri-sabit fraktal interfeyslərlə bağlı mülahizələrə müəyyən qeyri-müəyyənlik əlavə edir, çünki hər iki faza onların interfeysindəki dinamikaya kömək edə bilər. Bununla belə, o, 2-ci Bölmənin əvvəlində təsvir olunduğu kimi, bu cür imkanların aşkar edilməsi istiqamətində turbulentliyin tədqiqinə başqa bir aspekt təqdim edə bilər.

Məsələn, pozulan fraktal geodeziyanın aşağı miqyasda sürətlənmiş reaksiyalardan dəstəyini alan ion alov əsaslı maqnitohidrodinamik generatorlarda belə bir xüsusi turbulentlik rejimi aşkar edilərsə, bilavasitə elektrik enerjisini ionların enerjisindən əldə etmək olar. aşağı miqyasda pozulmuş və çürümüş strukturlar. Belə bir ehtimalla əlaqədar olaraq, turbulentlikdə qarışmanın artması ideyasına əsaslanan izahatla müqayisədə reaktiv turbulent axınlarda kimyəvi reaksiyaların sürətlənməsinin alternativ izahı hazırlana bilər.

Bundan əlavə, Nottalenin hidravlik təcrübəsinin [6] idarəedici hərəkətlərinə bənzər xarici təhriklər vasitəsilə dinamik xaosun idarə edilməsi yanaşmasını tətbiq etsəniz, bütün prosesin və tərəzilər arasında enerji ötürülməsi prosesinin intensivləşməsinə nail olmaq olar. Fikrimizcə, bu cür intensivləşmə [26]-da təsvir edilən ağac tozunun yanması ilə aparılan təcrübələrdə baş verir. Alovu sabitləşdirən xarici pozğunluq aşağı tezlikli səs (təxminən 17 Hz) şəklində bir brülörə tətbiq olunur. Bu, yanmağı daha intensiv edir və NO səviyyəsini artırırx prosesində nəsil. Alovun geniş miqyaslı dinamik parametrləri kəskin şəkildə dəyişdirilir. Buna görə də belə nəticəyə gəlmək məqsədəuyğun ola bilər ki, aşağı tezlikli səsin maqnitohidrodinamik generatorun eyni brülöründə analoji tətbiqi onun səmərəliliyinin gözlənilməz artmasına səbəb ola bilər.

Müzakirə olunan yan təsirləri araşdırmaq üçün başqa bir perspektiv mühəndislik sistemi səs dalğalarında dinamik fraktal strukturların qəsdən yaradılmasından istifadə etməklə qurula bilər. Bu təklif məntiqi olaraq Nottalenin də öz əsərlərində müzakirə etdiyi fizikanın həndəsələşdirilməsinin ümumi yolları haqqında qeydlərdən irəli gəlir. Bu müzakirələr kontekstində geodeziya hesab edilən yeganə qurum ola bilər. Belə olan halda konsepsiyanın əsas mənası boş fəzadakı hissəciklər üçün geodeziyanın nəzərdən keçirilməsinə əsaslanan yanaşmadan, bir neçə miqyas səviyyəsində hərəkətə keçən geodeziyalar arasında sırf nisbi fərqlərin nəzərə alınmasına əsaslanan yanaşmaya keçir. kosmosun özü və onların sabit strukturlarını hissəciklər və maddə şəklində dəstəkləmək.

Nəzəri mülahizələrdəki bu xüsusiyyətə görə, turbulent axınlarda və konvektiv səth təbəqələrində öz-özünə təşkil olunan fraktal strukturlar səs dalğalarında qəsdən yaradılan fraktal strukturlarla tamamilə analoq olur. Burada əsas rol bir sıra səs dalğası dövrləri boyunca təzyiq fərqlərinin məkan yönümlü fraktal quruluşunu oynamalıdır, bunların bir çoxu dinamik fraktal yaratmaq üçün qəsdən harmonik dalğa formalarının pozulmasına səbəb ola bilər.

Biz belə bir yanaşmadan tam istifadə edən real mühəndislik sistemlərini bilmirik.

Bununla belə, elektromexaniki sistemin bir nümunəsi var [27], ixtiraçı və istehsalçılarının fikrincə, sudakı hidrogen bağlarına dağıdıcı təsir göstərir. Bu dağıdıcı hərəkət sudan çıxan müxtəlif çirkləri təmizləyən atom hidrogeninin əmələ gəlməsinə səbəb ola bilər. Bu kağızın əlavə materialında fotoşəkildə adi içməli sudan xaric edilmiş müxtəlif duzları görmək olar. Cihazın fotoşəkili içərisində voltmetr olan təmizlənmiş suyun həcminin başqa bir fotoşəkili ilə birlikdə təqdim olunur. Həcm mərkəzindəki elektrod ilə metal həcmin özü arasında 1,4 Volt potensial fərqi göstərir. Cihazın ixtiraçısı iddia edirdi ki, bu elektrik potensialı və suyun təmizlənməsi atom hidrogeninin əmələ gəlməsi və hərəkəti nəticəsində yaranır. İxtiraçı həkim həkim olduğu üçün cihaz Qazaxıstanda tibbi istifadə üçün sertifikatlaşdırılmış fizioterapevtik cihaz kimi tətbiqini almışdır. Hal-hazırda bu cihaz bioloji aktiv və təmizlənmiş qablaşdırılmış suyun istehsalı üçün də tətbiq olunur.

Su ilə cildlərin fotoşəkili cihazın təqdim edildiyi texniki sərgi haqqında məşhur rus jurnalındakı reportajdan götürülmüşdür [28]. Fizioterapiya üçün kabinetdə olan cihazın şəkli onun satıcılarının saytlarından birindən götürülüb [29].

Fikrimizcə, cihazın su üzərində xüsusi fəaliyyəti ilkin harmonik infrasəsin (təxminən 14 Hz) xüsusi hazırlanmış kompozit maddədən keçməsi ilə yaranır. Bu kompozit maddə qeyri-xətti mexaniki xassələrinə görə infrasəsi xüsusi şəkildə modulyasiya edir. Mürəkkəb maddədəki daxili fraktal strukturların səslə həyəcanlanmasından və bu səsin modulyasiyasından suya dağıdıcı təsir haqqında fərziyyə irəli sürə bilərik. Bu cür qeyri-müəyyənliyə baxmayaraq, cihazın [27] yaratdığı səsə məruz qalmasının suya təsirini qaz karbohidrogenləri ilə Sn arasındakı konvektiv təbəqələrdə fraktal strukturların karbohidrogenlərə təsiri ilə analoji hesab etmək olar: Öz təcrübələrimizdə bi ərintisi və ya səs dalğaları makro kvant dalğa paketlərinin formasına bənzəyir.

4. Nəticələr

Özünü təşkil edən fraktal interfeysləri əhatə edən dinamikadan irəli gələn yan təsirlərdən istifadə edən nisbətən nadir mühəndislik sistemlərinin ümumi təsvirini təqdim etdik. Belə sistemləri tədqiq etmək və inkişaf etdirmək üçün həm nəzəri, həm də praktiki məlumatlar təqdim edilmişdir. Oxucuları təqdim olunan nəzəri yanaşma və bu yanaşmadan istifadə etməklə şərh edilən eksperimental nümunələr əsasında öz perspektiv mühəndislik tətbiqlərini inkişaf etdirməyə təşviq edirik.

Təşəkkürlər

Müəlliflər ictimai müzakirə və eksperimental əməkdaşlığa görə patentin digər sahibi [24] Şostak Taras Anatolieviçə və bu işə maliyyə dəstəyinə görə Sintos Systems OU-ya öz minnətdarlıqlarını və təşəkkürlərini bildirirlər.

Əlavə materiallar

Əlavə materiallara AVI və MP4 formatlı iki video daxildir. Birinci video Ukraynada, ikincisi isə İsveçdə qeydə alınıb. Birinci video mikser, termocüt və qızdırılan məsaməli bərk maddələrlə şüşə lampada metanın aşağı temperaturda pirolizini göstərir. Qaz Ukraynanın təbii qaz təchizatı şəbəkəsindən verilir.

İkinci videoda həmçinin Sn : Bi xəlitəli U formalı sınaq şüşə boruda əridilmiş propan/butan qarışığının aşağı temperaturda pirolizi göstərilir. Qazlarla təmasda olan bərk maddələrin və ərintilərin temperaturu 200 +/- 20 °C aralığındadır.

Buraya iki fotoşəkil də daxildir: 1. Fizioterapiya üçün kabinetdə İФС-1 infrasəs cihazı. 2. Cihaz tərəfindən işlənmiş su ilə həcmlər.

İstinadlar

  1. J. Feder, Fraktallar, Plenum Press, Nyu York, NY, ABŞ, 1991.
  2. A. Kurakin, “Özünü təşkil edən fraktal nəzəriyyə universal kəşf metodu kimi: həyat fenomeni”, Nəzəri Biologiya və Tibbi Modelləşdirmə, cild. 8, yox. 1, məqalə 4, 2011. Baxış: Publisher Site | Google Alim
  3. C. T. Brown və W. R. T. Witschey, "Qədim Maya məskəninin fraktal həndəsəsi" Arxeologiya Elmləri Jurnalı, cild. 30, yox. 12, səh. 1619–1632, 2003. Baxış: Nəşriyyat Saytı | Google Alim
  4. H.Haken, Sinergetika, Giriş: Fizika, Kimya və Biologiyada qeyri-tarazlıq faza keçidləri və özünü təşkili, Springer, Nyu-York, NY, ABŞ, 3-cü nəşr, 1983.
  5. L. Nottale, “Ölçək nisbilik və fraktal məkan-zaman: nəzəriyyə və tətbiqlər”, Kainatın Təkamülü və İnkişafı üzrə 1-ci Beynəlxalq Konfransın materialları, cild. 15-dən Elmin əsası, səh. 101–152, Paris, Fransa, oktyabr 2008. Baxın: Google Scholar
  6. L. Nottale və T. Lehner, “Makro-kvant təcrübəsinin ədədi simulyasiyası: salınan dalğa paketi”, Beynəlxalq Müasir Fizika Jurnalı C, cild. 23, yox. 5, Məqalə nömrəsi 1250035, 27 səhifə, 2012. Baxış: Nəşriyyat Saytı | Google Alim
  7. L.Notalle, “Ümumiləşdirilmiş kvant potensialları,” Fizika jurnalı A, cild. 42, yox. 27, səh. 275–306, 2009. Baxış: Nəşriyyat Saytı | Google Alim
  8. A. Alevanau, W. Yang, W. Blasiak və O. P. Kuznechik, “Yüksək temperaturlu piroliz prosesinin aralıq və son mərhələlərində kömürün mikroməsaməli strukturunda istilik və kütlə ötürülmələrinin perspektiv yan təsirləri”. 16-cı Beynəlxalq Konfransın Materialları Məktəb Vəqfləri & Qeyri-xətti Elmdə İrəliləyişlər, Belarus Dövlət Universiteti, Minsk, Belarus, 2012. Baxış: Google Scholar
  9. R. Ball, A. C. McIntosh və J. Brindley, "Sellulose termal parçalanmada əks əlaqə prosesləri: yanğını gecikdirən strategiyalar və müalicələr üçün təsirlər," Yanma nəzəriyyəsi və modelləşdirmə, cild. 8, yox. 2, səh. 281–291, 2004. Baxış: Nəşriyyat Saytı | Google Alim
  10. V. A. Klyuev, A. G. Lipson, P. Toporov və başqaları, “Bərk cisimlərin qırılması ilə müşayiət olunan yüksək enerjili proseslər”, Texniki fizika məktubları, cild. 12, səh. 551–552, 1986. Baxın: Google Scholar
  11. B. V. Derjaguin, A. G. Lipson, V. A. Kluev, D. M. Sakov və Y. P. Toporov, "Titan sınığı neytron verir?" Təbiət, cild. 341, yox. 6242, səh. 492, 1989. Baxın: Google Scholar
  12. A. G. Lipson və G. H. Miley, "Hidrogen/deyterium yüklü metaldan enerjili yüklü hissəcik emissiyası fenomeni" Soyuq Füzyon üzrə Beynəlxalq Konfransın materialları (ICCF '10), 2010. Baxın: Google Scholar
  13. L. I. Urutskoev, V. I. Liksonov və V. G. Tsinoev, "Elektrik boşalması zamanı kimyəvi elementlərin çevrilməsinin müşahidəsi", Annales de la Fondation Louis de Broglie, cild. 27, yox. 4, səh. 701–726, 2002. Baxın: Google Scholar
  14. L. I. Urutskoev, "Nüvənin aşağı enerjili çevrilməsi üzrə eksperimental nəticələrin nəzərdən keçirilməsi", Annales de la Fondation Louis de Broglie, cild. 29, yox. 3, səh. 1149–1164, 2004. Baxın: Google Scholar
  15. S. Adamenko, V. Bolotov və V. Novikov, "Müxtəlif məhdudiyyətlərə malik sistemlərin təkamül konsepsiyasının əsas prinsipləri" Məhdudiyyətli Çoxölçülü Sistemlərə Nəzarət, V. Andruschenko, Ed., cild. 1-dən Kompleks Sistemlərin Fənlərarası Tədqiqatları, yox. 1, səh. 33–54, Draqomanov Milli Pedaqoji Universiteti, Kiyev, Ukrayna, 2012. Baxış: Google Scholar
  16. S. Adamenko, V. Bolotov və V. Novikov, "Fraktal nüvə izomerləri və klasterləri" Məhdudiyyətli Çoxölçülü Sistemlərə Nəzarət, V. Andruschenko, Ed., cild. 1-dən Kompleks Sistemlərin Fənlərarası Tədqiqatları, yox. 1, səh. 55–77, Draqomanov Milli Pedaqoji Universiteti, Kiyev, Ukrayna, 2012. Baxış: Google Scholar
  17. V. Adamenko, F. Selleri və A. van der Merve, Nəzarət olunan nukleosintez, eksperimentdə və nəzəriyyədə irəliləyişlər, Springer, Dordrecht, Hollandiya, 2007.
  18. S. J. Putterman, "Sonoluminescence: səsin işığa çevrilməsi", Elmi amerikalı, cild. 272, səh. 46–51, 1995. Baxın: Google Scholar
  19. R. P. Taleyarxan, C. D. West, J. S. Cho, R. T. Lahey, R. I. Nigmatulin və R. C. Block, "Akustik kavitasiya zamanı nüvə emissiyaları üçün sübutlar", Elm, cild. 295, yox. 5561, səh. 1868–1873, 2002. Baxış: Nəşriyyat Saytı | Google Alim
  20. D. Lohse, M. P. Brenner, T. F. Dupont, S. Hilgenfeldt və B. Johnston, "Sonoluminescing hava kabarcıkları arqonu düzəldir" Fiziki baxış məktubları, cild. 78, yox. 7, səh. 1359–1366, 1997. Baxın: Google Scholar
  21. F. Cardone, G. Cherubini, R. Mignani et al., "Neutrons from piezonuclear reaksiyalar", Annales de la Fondation Louis de Broglie, cild. 34, yox. 2, səh. 183–207, 2009. Baxın: Google Scholar
  22. F. Cardone, R. Mignani, M. Monti, A. Petrucci və V. Sala, "Piezonuclear neytrons from dəmir", Müasir Fizika Hərfləri A, cild. 27, yox. 18, Məqalə nömrəsi 1250102, 11 səhifə, 2012. Baxış: Nəşriyyat Saytı | Google Alim
  23. F.Kardone və R.Mignani, Enerji və həndəsə, World Scientific, 2004.
  24. OI Vyhoniailo və TA Şostak, “Fasil kömürdən sintez qazının hazırlanması prosesi,” UA79575, (C2), 2007, http://v3.espacenet.com/origdoc?DB=EPODOC&IDX=UA79575ɯ=0& #x26QPN=UA79575. Baxın: Google Scholar
  25. S. P. Malinowski və M. Y. Leclerc, "Konvektiv səth təbəqəsində temperatur dalğalanmalarının fraktal xüsusiyyətləri", Sərhəd-Layer Meteorologiyası, cild. 71, yox. 1-2, səh. 169–187, 1994. Baxış: Nəşriyyat Saytı | Google Alim
  26. B. Göktepe, R. Gebart, N. Leitão, I. V. Leitão, J. G. Merໜia və E. C. Fernandes, “150 kVt odun tozu ocağında eyni vaxtda təzyiq və istilik buraxılışının ölçülməsi”, SPEIC10 Prosesləri: Davamlı Yanğına Doğru, Tenerife, İspaniya, iyun 2010. Baxın: Google Scholar
  27. O. A. Kazakov, “Fizioterapiya metodu və onun tətbiqi üçün cihaz”, 003412 Qazaxstan, Avrasiya, 2003. Baxış: Google Scholar
  28. Şuranın redaktorları, “O. A. Kazakov tərəfindən Qazaxıstanda sensasiyalı kəşf”, Tehnika Molodeji, cild. 2, 2002. Baxın: Google Scholar
  29. Medpk, IFS-1, http://medpk.narod.ru/img�.jpg.

Müəllif hüququ

Müəllif hüququ © 2013 Aliaksandr Yurievich Alevanau et al. Bu, Creative Commons Attribution License əsasında paylanmış açıq giriş məqaləsidir və orijinal əsərə lazımi sitat gətirmək şərti ilə istənilən mühitdə məhdudiyyətsiz istifadəyə, paylanmağa və təkrar istehsala icazə verir.


Videoya baxın: Vətənimizin təbiəti (Iyul 2022).


Şərhlər:

  1. Junien

    Bəli, heç heyrətlədilər.

  2. Shaktitaxe

    Üzr istəyirəm, amma bu mənim yoluma gəlmir. Başqa variantlar varmı?

  3. Kajisho

    No doubt he is right

  4. Scottie

    Sizi maraqlandıran mövzuda çoxlu məqalələrin olduğu sayta gəlməyi tövsiyə edə bilərəm.

  5. Mazugore

    Mən görürəm ki, siz haqlı deyilsiniz. PM-də yazın.



Mesaj yazmaq