книги / Элементы и устройства систем низких и сверхвысоких частот
..pdfУДК 621.371 |
И.А.Володин |
|
В .И .Сергеев |
|
Е.А.Сергеева |
ГИПОТЕЗА О ДАЛЬНОДЕЙСТВИИ РЕАКЦИИ ВЕЩЕСТВА (МАТЕРИАЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ) НА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ОБЛУЧЕНИЕ
Настоящая работа посвящена вопросам возможности передачи реакции облучаемого (электромагнитными им пульсами) вещества (материальных объектов) на некото рое расстояние - дальнодействию электромагнитного об лучения. В работе приводится постановка задачи и фор мулировка проблемы, а также - гипотетическое обосно вание возможности дальнодействия.
Цель работы - описать вероятностную возможность передачи электромагнитного воздействия, через некото рое" расстояние, на материальные объекты, что проявля ется в реакции таких объектов на электромагнитное об лучение, которому подвергаются аналогичные материаль ные объекты, расположенные в ином месте. Такая пере дача электромагнитного воздействия называется дально действием, или, более точно,- дальнодействие реакции материальных объектов на электромагнитное облучение.
Ранее уже указывалась вероятностная возможность
пространственного |
перемещения |
(туннелирования) элек |
|||||||||||
тронов |
(в |
виде |
трёхмерных фигур Лиссажу - |
солитонного |
|||||||||
образования, |
состоящего из |
одномерных солитонов) |
[1]. |
||||||||||
Туннелирование отдельных элементарных частиц (как |
|||||||||||||
предшествующее |
туннелированию |
материальных |
объектов) |
||||||||||
с учетом того, |
что |
солитонное |
представление |
есть |
вол |
||||||||
новое |
представление |
частиц, |
в |
свою очередь., |
предпола |
||||||||
гает возможность пространственного перемещения элек |
|||||||||||||
тромагнитной |
волны на макроуровне. |
|
|
|
|
||||||||
Первоначально формулировка гипотезы о туннелирова |
|||||||||||||
нии электромагнитной |
волны |
любого |
уровня |
(макро- |
или |
||||||||
микро-) и, как частный случай, |
о |
дальнодействии, |
мо |
||||||||||
жет быть следующей: При определенном электромагнитном |
|||||||||||||
воздействии на некоторый локальный континиум идентич |
|||||||||||||
ное воздействие будет (одномоментно) проявлено |
на |
||||||||||||
другом континиуме, имеющем аналогичные свойства и |
ха |
||||||||||||
рактеристики. |
У |
данной |
формулировки гипотезы есть |
не |
|||||||||
сколько особенностей: |
включает в |
себя как |
|
случай |
тунне |
||||||||
а) |
|
формулировка |
|
||||||||||
лирования, |
так и случай |
дальнодействия; |
|
|
|
б) туннелирование или дальнодействие в рамках од ного континиума суть частный случай приведенной фор мулировки гипотезы;
в) в случае наличия некоторого количества конти-
ниумов, имеющих свойства и характеристики, |
аналогич |
ные первоначальному континиуму (на который' |
оказывает |
ся электромагнитное воздействие), при прочих равных условиях туннелирование или дальнодействие будут про явлены на всем количестве таких континиумов.
Так как настоящая работа касается вопросов дально действия, то в дальнейшем вопросы туннелирования в настоящей работе, рассматриваться не будут.
Необходимо также отметить, что до настоящего вре мени нет описания глобального электромагнитного поля, как носителя и передаточного звена электромагнитных волн (по аналогии с дуальностями: звук, аккустические колебания - атмосфера, газ; волны, гидродинамические колебания - океан, жидкость). Следовательно, очевидно отсутствует вероятность какого-либо аналитического описания дальнодействия и динамики дальнодействия (по крайней мере, до аналитического описания глобального электромагнитного поля)., за исключением приведенного в настоящей работе (с последующим расширением анали тического поля), а также феноменологического и эмпи рического описания.
Проблема состоит в определении вероятности и опи сании возможности вызывать реакцию материального объ екта на внешнее электромагнитное воздействие, оказан ное на другой объект. При этом на рассматриваемый объект не оказывается непосредственного воздействия. Кроме того, на материальном объекте, подверженном не посредственному воздействию, проявляется реакция, идентичная реакции объекта, не подверженного непо средственному воздействию.
Помимо названного, проблема, нуждающаяся в разре шении, состоит также в описании логики как самого дальнодействия, так и процесса возникновения дально действия .
Для разрешения поставленной проблемы требуется ре шить следующие задачи:
1. Определить критерии причинности дальнодействия. То есть определить причины, по которым не любое, а именно конкретное электромагнитное воздействие может быть проявлено в дальнодействии (в противном случае
практически любое облучение материальных объектов электромагнитными волнами приводило бы к проявлению идентичных реакций на всём многообразии аналогичных объектов облучения, что до настоящего времени, не от мечено) .
2. Определить критерии аналитического, феноменоло гического и эмпирического описания дальнодействия. То есть определить - как, каким математическим, логиче ским или иным аппаратом можно описать дальнодействие и каков механизм такого' описания. На первом этапе ис следований необходимо и достаточно не только опреде лить и обосновать названные критерии, но и получить
функциональные |
(а |
не |
строгие) |
аналитические выраже |
|||
ния для описания возможности дальнодействия. |
иссле |
||||||
3. |
Наиболее |
важной |
задачей |
(на первом этапе |
|||
дований) |
является |
обоснование |
логичности (возможно |
||||
сти) |
проявления |
дальнодействия |
и обоснование |
логики |
|||
(а также |
механизма |
и |
динамики) |
дальнодействия. |
Такая |
задача является постановочной и определяющей дальней шее направление проведения исследований.
Очевидно, что решение поставленных задач и опреде ление логической непротиворечивости и возможности проявления дальнодействия (в каких-либо условиях) приводят к тому, что описание дальнодействия стано вится всего лишь научно-технической задачей, решение которой и реализация является вопросом времени и фи
нансирования . |
|
|
|
возможности дальнодейст |
|||||
|
Обоснование вероятностной |
||||||||
вия: |
Возможность дальнодействия заложена в самом оп |
||||||||
|
1. |
||||||||
ределении |
энергии, |
как |
величины, не зависящей от рас |
||||||
стояния, что легко видеть из рассуждений, связанных с |
|||||||||
излучением энергии |
(в общем случае): |
|
|||||||
|
П = - р £ ; |
Р2 = n s ; |
5 = ^ - ; |
Р , = А = Р ; |
Е ~ Р т |
||||
|
|
4nR |
|
|
|
D |
|
|
|
где П - плотность потока мощности излучаемого сигна |
|||||||||
ла; |
Pi - |
импульсная |
мощность |
излучения; |
Р2 - импульс |
||||
ная |
мощность |
облучения; |
D |
- коэффициент |
направленного |
||||
действия; |
R |
- расстояние |
до |
|
объекта облучения; S - |
||||
облучаемая площадь; Е - энергия облучения, она же |
|||||||||
энергия излучения; т - длительность импульса. |
|||||||||
|
Исходя из того, что энергия не изменяется (не |
||||||||
уменьшается) |
после излучения и не зависит от расстоя |
||||||||
ния |
(таковые |
изменения |
существуют только в энергети |
ческих характеристиках,. например, в плотности потока
мощности), следует отметить, что |
при излучении тако |
вая энергия (излучаемого сигнала) |
может проявляться |
на любом расстоянии от излучателя одномоментно с из лучением .
2 # Известно аналитическое обоснование (как прави ло, используемого в рамках традиционной солитонной теории) и экспериментальное подтверждение возврата Ферми-Паста-Улама (ФПУ), который связан с рассредото чением энергии (приложенной к конкретной точке или объему), с приведением локального уровня энергии к
глобальному уровню |
с последующим |
восстановлением |
ло |
||||
кального |
уровня энергии |
(большего, |
чем глобальный |
||||
уровень). В данном случае |
рассматриваем сам факт |
то |
|||||
го, |
что |
при определенных |
условиях, |
в |
конкретном |
объ |
|
екте |
(объеме) может |
быть |
проявлена |
какая-либо энер |
гия . без оказания непосредственного воздействия на
таковой |
объект |
(в отличие от непосредственного |
облу |
|||||
чения |
объекта, |
находящегося |
на |
каком-либо расстоянии |
||||
от излучателя). |
|
с учетом отсутствия |
ана |
|||||
3, |
Следует |
отметить, что |
||||||
литического |
описания |
глобального электромагнитного |
||||||
поля, |
также отсутствуют какие-либо запреты или огра |
|||||||
ничения |
на |
проявление |
дальнодействия. |
|
||||
В результате анализа было установлено следующее: |
||||||||
а) |
Дальнодействие |
может |
быть |
проявлено на объекте |
2 при наличии связи между локальным электромагнитным полем, входящим в континиум объекта 2 (на который не оказывается непосредственное воздействие) и локальным электромагнитным полем, входящим в континиум объекта 1 (который непосредственно облучается) с учетом анало гичности состава и структуры объектов. То есть даль нодействие зависит от аналогичности свойств и харак теристик локальных континиумов и от наличия электро магнитной связи между ними (энергетический канал: фактически, такие локальные континиумы должны быть идентичными частями некоторого распределенного континиума, принадлежность к которому и является названной электромагнитной связью или энергетическим каналом)•
б) Возникновение реакции на объекте 2 (при прояв лении дальнодействия) является одномоментным с воз никновением реакции объекта 1 на электромагнитное об лучение .
в) Облучение объекта 1 должно (для последующего проявления дальнодействия) производиться, исходя из возбуждения солитонов, как электромагнитного воздей ствия . Облучение обыкновенными или ударными электро магнитными волнами объекта 1 не может вызвать прояв ление идентичной реакции на объекте 2.
г) Электромагнитное воздействие на объект 1 и ре акция объекта описывается солитонными уравнениямиТо есть, не только воздействующее поле представляется солитонами, но и объектом воздействия также являются солитоны (структура объекта 1 в солитонном представ лении) .
д) До настоящего времени не описан механизм уста новления электромагнитной взаимосвязи (энергетическо го канала) континиумов объектов 1 и 2. То есть не ясен факт установления принадлежности локальных кон-
тийиумов к |
распределенному континиуму |
(как и факт ус |
|
тановления |
идентичности локальных континиумов, ввиду |
||
того, |
что |
в рамках распределенного континиума могут |
|
быть |
и не |
идентичные локальные континиумы, либо дол |
|
жен наличествовать критерий запрета |
на существование |
не идентичных локальных континиумов в составе распре деленного континиума). Определено также, что не иден тичность объектов должна приводить к искажениям (на рушениям идентичности) реакций объектов при проявле нии дальнодействия.
4* Воздействию подвергается не объект, как тако вой, а характеристики полей, образующих солитоны, со ставляющие структуру объекта. При решении солитонных уравнений (описывающих воздействие, которое также яв ляется трехмерной суперпозицией солитонов, и реакцию солитонов структуры) и их включении в макроуравнения реакции объекта, будут получены матрицы составляющих расстояния в названных уравнениях.
Соответственно, исходя из необходимости умень шения энергетических затрат при достижении воздейст вия на структуру объекта> определяется и частотный диапазон. В общем случае возможны два диапазона - СВЧ (и более высокие диапазоны) и СЫЧ. СВЧ диапазон - для малоразмерных объектов, а также для случаев использо вания различных радиолокационных сигналов и объектов, т.к. воздействие на солитонную структуру объекта в других диапазонах (за исключением более высоких) представляется достаточно сложным и энергетически не
состоятельным. Для объектов крупных форм и геологиче ских (геофизических) объектов, можно рассматривать
вопрос об уменьшении частот воздействия |
до |
СНЧ (в |
||
этом случае рассматриваются |
макросолитоны, |
образующие |
||
структуру объектов). То есть |
критерии |
выбора |
частот |
|
ного диапазона определяются |
размерами |
и видом |
объек |
та, целью дальнодействия и видом сигналов облучения,
или, |
более точно, |
видом структуры, на которую обраще |
||
но |
воздействие |
(микро-, макро-) и характеристикой |
||
воздействующего |
поля. |
Соответственно, |
проявление |
дальнодействия при воздействии на частотах НЧ-УВЧ диапазонов - маловероятно.
6$ Как указывалось, дальнодействие должно описы ваться аналитическими выражениями, одномерные проек ции которых являются уравнениями солитонного типа. В частности, для описания механизма дальнодействия и проявленных реакций объектов, следует исходить не из аналитики энергии, но рассматривать аналитику энерге тических характеристик (мощность, плотность потока мощности и т.п.), которые зависят от расстояния (в данном случае - обратно пропорциональны квадрату рас
стояния) . То есть должна описываться |
реакция объекта |
1 на электромагнитное облучение. При |
этом солитонные |
уравнения являются составной частью макроуравнений, описывающих реакцию объекта 1. Вероятность дальнодей ствия определяется тем, что в макроуравнениях (после того, как в них включается солитонная составляющая) зависимость от расстояния описывается либо сингуляр ностями (что приводит к топологической связи между объектами) , либо в виде матриц, включающих в себя один из нижеприведенных вариантов зависимости от рас стояния (т.е. мощность или плотность потока мощности представляется функцией от расстояния):
а)
где Rx - расстояние от излучателя до объекта 1, a R2 -
расстояние до |
объекта 2. |
|
|
объ |
||
В |
варианте |
(а), в итоговом выражении реакции |
||||
екта |
1, |
должна присутствовать |
(не |
рассматривая |
при |
|
сутствие сингулярности) матрица в приведенном |
виде |
|||||
(т.е. |
матрица, |
подразумевающая |
идентичную реакцию на |
|||
объекте |
2). В |
этом случае, очевидно, |
что реакция |
объ- |
екта проявляется как на расстоянии Rx, так и на рас
стоянии R2. При этом, однако, правомерен вопрос об одномоментности реакций (т.к. скорость распространения
электромагнитных волн в одной среде не обеспечивает одномоментности их достижения до объектов, располо
женных на разном расстоянии). Следовательно, вариант
(а) не должен рассматриваться как достаточный для описания вероятности дальнодействия.
В варианте (б) матрица содержит как расстояние до объекта 1, так и единицу (с размерностью [м]), что
позволяет говорить о том, что воздействие на объект 2 реализуется вне зависимости от его расстояния от из
лучателя (при наличии воздействия на |
объект |
1). Одна |
||||||||
ко |
приведенная |
матрица, |
в |
случае |
1< |
Ri, |
допускает |
|||
воздействие |
на |
объект |
2 |
ранее, |
чем |
электромагнитная |
||||
волна дойдет |
до |
объекта |
1 |
(что |
само |
по |
себе |
является |
||
не |
логичным |
и противоречивым). Следовательно, вариант |
||||||||
(б) |
не может |
рассматриваться, |
как отвечающий |
критери |
ям непротиворечивости и, соответственно, не может служить для описания вероятности дальнодействия.
Вариант |
(в) включает |
две (в виде |
матрицы) |
или |
одну |
||
(в случае |
объединения) |
вырожденную |
составляющую |
рас |
|||
стояния. |
В |
этом случае, |
в |
момент излучения, |
вне |
зави |
|
симости |
от |
расстояния от |
излучателя |
до объектов |
(на |
ходящихся на различных расстояниях), будут проявлены реакции сразу на двух объектах. Возможен также чис ленный (безразмерный) коэффициент при матрице (в) , который позволит считать вырожденную величину "l” - нормированным значением и который позволит учесть ре альное расстояние от излучателя до объекта 1 (в этом
случае реакция на объекте 2 будет проявлена одномо
ментно с реакцией на объекте 1) . Такой вариант пред ставляется более логичным и возможным к использованию
для описания вероятности дальнодействия.
Наиболее интересным является вариант (г), т.к. на
личие в итоговом выражении реакции объекта 1 состав
ляющей Ri |
уже |
подразумевает, что при проявлении |
реак |
|
ции объекта 1 |
(находящегося на расстоянии Rx от |
излу |
||
чателя), |
такая |
же |
реакция будет проявлена на объекте |
|
2 (на расстоянии |
R2 от излучателя). При этом |
обяза |
тельно представление составляющих расстояния в виде матрицы.
7, Следует отметить, |
равноправие |
(в |
R-зависимых |
|||
случаях) |
использования |
Ri |
и |
R2 в рамках |
одного (любо |
|
го) варианта из представленных R-зависимых выражений |
||||||
(варианты |
(а-г)). То |
есть |
одновременно |
существуют |
два равноправных возможных случая определения энерге тических характеристик.облучения для двух различных
расстояний. Так как |
эти случаи |
существуют |
одновремен- |
||
но, |
то и соответствующая энергетическая характеристи |
||||
ка |
воздействия будет |
проявлена |
(в одинаковой абсолют |
||
ной |
величине) |
одновременно на расстояниях |
Rx и R2. |
||
|
8, Кроме |
того, |
применение |
вариантов |
R-зависимых |
уравнений, как правило, подразумевает независимость
таких |
уравнений |
от |
времени. |
То |
есть |
описание |
R- |
|||||
зависимости, |
как |
правило, |
производится |
для |
одного |
и |
||||||
того |
же отсчета |
времени |
(например, |
для |
времени t0). |
|||||||
Следовательно, |
для |
обеспечения |
проявления |
дальнодей |
||||||||
ствия |
(то есть, |
одновременного |
проявления реакции |
на |
||||||||
двух |
разнесенных |
объектах) |
в тех |
же |
уравнениях (вклю |
|||||||
чающих в себя варианту (а-г)) |
должны присутствовать |
|||||||||||
либо |
сингулярность |
по |
времени |
(аналитически идентич |
ная сингулярности по расстоянию), либо дуальности, описываемые следующими вариантами:
Д)
где ti - время распространения электромагнитной волны
на расстояние от излучателя до объекта 1, a t2 - время
распространения |
электромагнитной |
волны на расстояние |
||
до |
объекта 2. |
в вариантах (д-з) |
дуальности |
являются |
|
Приведенные |
|||
аналогичными дуальностям (а-г) и |
разрешаются |
по тем |
||
же |
основаниям. |
|
|
|
Вэтом случае, результирующее выражение (опреде
ляющее |
возможность |
проявления |
дальнодействия) |
в об |
||||
щем |
виде (при зависимости от |
расстояния и |
от |
време |
||||
ни) |
фактически |
является кооперацией |
одного |
из |
вари |
|||
антов |
дуальности |
по |
вариантам |
(а-г) |
с одним |
из |
вари |
антов дуальности по вариантам (д-з), либо результи рующее выражение должно использовать сингулярности
(или по расстоянию, или.по времени). В целом, уравне ния для дальнодействия (которых может быть несколько,
для одного и того же случая) - суть кооперация любой дуальности (или сингулярности) по "R" с любой дуаль ностью (или сингулярностью) по "t", хотя, конечно, представляется более предпочтительным сочетание по добных дуальностей (сингулярности) с подобными (ду альности или сингулярность) по "R" и по "t".
9\ В используемых вариантах написания результирую щих выражений (с независимостью по времени) энергети ческих характеристик воздействия, использование поло жений, заключенных в п.8 настоящего раздела, в части создания t-зависимых выражений (для описания дально действия) является нецелесообразным, т.к. для исполь зования дуальностей (матриц) по расстоянию по единому отсчету времени и позволяет говорить о наличии двух вероятностных расстояний проявления реакции объектов
водин и тот же момент времени.
Вслучае получения зависимости (включающей солитонные составляющие) с присутствием одной из приве
денных |
матриц вариантов (в,г), совокупно с |
матрицей |
|||
из вариантов |
(ж,з), при соблюдении оговоренных усло |
||||
вий. или |
с |
наличествующими сингулярностями |
(по |
рас |
|
стоянию |
и |
по |
времени) представляется очевидной |
веро |
ятность проявления дальнодействия для двух разнесен ных объектов.
Следует, однако, отметить, что при рассмотрении дуальностей (д-з) необходимо учитывать относитель ность понятия одномоментности, которое, вероятно, оп ределяется характеристиками и свойствами энергетиче ского канала.
Внастоящее время, в результате развития описанных исследований разработан алгоритм получения набора алгебраических инвариантов, позволяющих описать дина мику дальнодействия. Такие инварианты позволяют опи сать также и известный парадокс Эйнштейна- Подольского-Розена.
Внастоящей работе даны основные положения, кото рые позволяют считать вероятным достижение дальнодей ствия в проявлении реакции материальных объектов на необращенное на них электромагнитное воздействие. По казаны основные критерии для последующего анализа и расчета дальнодействия. Кроме того, указываются кри терии выбора частотного диапазона электромагнитного
воздействия на материальный объект, которое влечет
проявление идентичной реакции на ином, |
аналогичном |
|||
объекте. |
практического |
применения |
дальнодействия |
|
Сфера |
||||
весьма обширна. Например: |
|
|
|
|
а) в области связи - передача сигналов на расстоя |
||||
ние (облучая объект, который используется |
в приемном |
|||
звене радиосети как приемная антенна, |
с которой сни |
мается полезный сигнал - идентичный проявленной реак ции на облучаемом объекте) с практическим отсутствием затухания и искажений (за исключением искажений, вы званных неидентичностью аналогичных объектов). Такая передача может быть произведена в условиях, затруд няющих обыкновенную радиосвязь (в т.ч. в условиях ио носферных возмущений). .Однако при реализации такого дальнодействия следует учесть наличие необходимых ус ловий (в частности, энергетического канала), частично описанных в настоящей работе, которые должны быть со блюдены и выполнены;
б) возможно использование дальнодействия и в иных областях (например, в области геофизики и геологии), т.к. описать всё многообразие возможных применений практически невозможно в настоящей работе.
Следует, однако, учесть, что для каждого конкрет ного случая использования дальнодействия, вероятно, требуется специальный расчет его параметров и харак теристик, которые могут быть отличны от параметров и характеристик дальнодействия, применяемого в иных случаях.
Предполагается, что настоящая работа привлечет внимание исследователей к описанной проблеме, что приведет к её успешному разрешению в ближайшее время.
ЛИТЕРАТУРА
1.I.A.Volodin, D.M.Sazonov, V.I.Sergeev, Yu.S.Chesnokov. About a Soliton Hypothesis Develop ment for Parametrical Absorption Effect Basising // Proc.ICARSM199.- Russia, Voronezh: VCB AD, 2000, CD (on Russian).