Геннадий Салтанов
Газотермодинамика новой России

К теории аналогий. Вместо введения

В1. Время перемен

Эта книга о 30-летии геополитических потрясений 1991– 2021 годов, от распада огромной страны – Советского Союза, до глобальной пандемии Covid-19.

Глобальная турбулентность, «шоковая» (ударная) терапия, фазовые переходы, метастабильность и кризисы, а теперь ещё и «гиперзвук»!

Близкие мне термины теплофизика-газодинамика становятся широко и часто употребляемыми политиками, экономистами, социологами, журналистами, да и просто – народом.

Общепризнано, что наибольшие успехи в описании и исследовании сложнейших турбулентных неравновесных систем достигнуты в области газотермодинамики.

Именно здесь во всей своей красе проявили себя «царица наук» – математика.

Математическое моделирование! Приобретает черты своеобразной натурфилософии эпохи глобальной цифровизации.

Растёт интерес к естественнонаучным методам исследования, анализа и прогнозирования социально-политических, экономических, гуманитарных процессов и событий особенно в нашу эпоху быстрых и радикальных изменений.

«Природа разговаривает с нами языком математики». Галилей, 16 век.

Активно развиваются такие новые трансдисциплинарные направления, как Синергетика, теория Хаоса, конвергенция технологий.

Естественно-научные подходы активно и агрессивно захватывают области экономики, социологии, политики, истории.

В2. К теории аналогий. Общность неравновесных систем

Аналогия – познание путём сравнения.

Во времена потрясений и нестабильности выявление и использование аналогов физических процессов и структур с процессами и особенностями общественного развития становится трендом развития науки.

Акцент – на проблемах, характерных для современной стадии ускоренных технологических и социально-политических изменений. В этом плане особенно интересны проблемы неустойчивости, нелинейных взаимосвязей, когда малый сигнал (флуктуация) на входе в неустойчивую неравновесную систему может вызвать сильнейший отклик на выходе (Знаменитый «эффект бабочки», когда взмах крыльев бабочки в Бразилии может вызвать торнадо в Техасе). Аттрактор Лоренца.

Рис. 1. Аттрактор Лоренца¹

Удивительно похоже на известные конспирологические версии зарождения Covid-19, (выход на волю этой «заразы» – взмах крыльев бабочки) и стремительное распространений пандемии по миру (торнадо в Техасе – отдыхает).

И здесь многое прояснила неравновесная газотермодинамика.

Отечественные и зарубежные исследования сверхзвуковых течений с неравновесной и спонтанной конденсацией выявили ряд интереснейших физических явлений и эффектов.

Это скачкообразные фазовые переходы («скачки конденсации»), кризисы неравновесных течений, спонтанное (мгновенное) возникновение автоколебательных процессов, возможности активного влияния на кризисы различного типа (управление изменениями) и др.

Основные и во многом новые результаты комплексных исследований и открытий кризисов метастабильности впервые были представлены в монографии автора «Нестационарные и неравновесные процессы в газодинамике», М. Наука, 1979 г.

И именно в этом – 1979 году опубликована монография моего «термодинамического наставника» Ильи Пригожина «Самоорганизация в неравновесных системах. От диссипативных структур к упорядоченности через флуктуации».

Удивительные и практически одновременные совпадения решения, взглядов и концепций. Да и время интереснейшее.

Нарастает стремление использовать столь эффективные естественно-научные подходы к решению социогуманитарных сложнейших задач т.н. «социальной» турбулентности.

Формируется концепция синергетики как трансдисциплинарного направления изучения и анализа социально-экономических и политических процессов особенно в периодах нестабильности, неравновесности и турбулентности.

Развиваются такие новые направления, как теория динамического Хаоса, базирующиеся на инструментах неравновесной газодинамики, математического моделирования и вычислительного эксперимента.

В этом аспекте важными и определяющими являются понятия выявления и идентификации аналогий естественно-научных и социогуманитарных процессов.

«Наука должна опираться на опыт» – И. Ньютон. И такой уникальный опыт трансформации глобальной неравновесной системы – есть.

Это – трансформация моей страны 1991–2021 гг.

В3. О причастности автора

Так по жизни получилось, что автору удалось не только наблюдать, документально фиксировать, но и активно участвовать в этих удивительных событиях минувшего 30-летия, событиях рождения и трансформации новой России.

Следуя своему первому профессиональному образованию теплофизика-газодинамика, это явление можно определить как скачкообразный фазовый переход «обратного» преобразования страны и ментальности народа в направлении «от социализма к капитализму».

Многолетний опыт исследователя, владеющего богатейшим документальным и вербальным материалом, обусловили потребность попытки поиска и систематизации этих физических и социогуманитарных аналогий.

Этим и объясняется выбор автора близкого ему естественно-научного подхода – газотермодинамики – как базы анализа и познания скачкообразных турбулентных, неравновесных процессов и явлений, происходивших в новой России в минувшее 30-летие (1991–2021).

В4. Почему именно сейчас?!

Назову три основные причины.

Первый – формальный. Все-таки 30-летие таких крутых событий – это знаковая цифра. «И тянется рука к перу, перо к бумаге».

Второй триггер написания – «черный лебедь – COVID-19». Неожиданная точка бифуркации, новая шоковая турбулентность.

Мощный стимул к поискам выбора в условиях неопределенности.

Третья причина – лирично-сентиментальная. Возраст автора, ну и конечно, «наше всё» – А.С. Пушкин.

«Пора мой друг, пора! Покоя сердце просит.

Летят за днями дни,

И каждый день уносит частичку бытия…»

Такая удивительная «частичка бытия», даже с учетом многовековой истории России, достойна незабвения.

Салтанов Г.А.

Глава 1. Ударные волны и человек

Дача. Лето. Тишина. Высоко в небе беззвучно летит самолет. Неожиданно сильный хлопок по ушам, и сразу же слышен звук работы двигателя авиадвигателя. «Перешел через скорость звука» – со знанием дела заявляет внук лет восьми-девяти. «Да нет!», возражает дед. «Это самолет летит со сверхзвуковой скоростью. Причем, судя по силе хлопка – значительной – в несколько Махов. А это сейчас через нас прошла ударная волна или по газодинамическому понятию – косой скачок уплотнения. А число Маха (М) – это отношение скорости самолета к скорости звука в воздухе и сейчас оно больше 1,0».

1.1. Сверхзвук, гиперзвук и число Маха

Понятия, недавно известные лишь специалистам-газодинамикам, сейчас знают все – от мальчишек и бабушек на скамейках до руководства великих стран. (Чего стоит одна лишь дискуссия по поводу гиперзвуковых ракет).

Эрнст Мах (1838–1916). Физик, механик, один из основных основоположников газодинамики как великой науки. Открыл и исследовал процессы возникновения ударных волн.

В философии – основоположник «махизма» – (по В.И. Ленину), или эмпириокритицизма как реакции на кризис классической физики.

Эрнст Мах был единственным человеком, которого Альберт Эйнштейн называл своим Учителем. Именно благодаря Э. Маху Эйнштейн впервые получил место штатного профессора в Карловом университете (Прага), ректором которого Э. Мах состоял неоднократно. Число Маха (М) – важнейший критерий газодинамики – названо в его честь. Определены и типы течений: М < 1 – дозвуковые, М > 1,0 – сверхзвуковые, М > 5,0 – гиперзвуковые.

При «гиперзвуке» за возникающей перед летящим телом ударной волной начинают происходить интенсивные неравновесные изменения структуры воздуха (диссоциация, ионизация).

Тело (пуля, самолет, ракета), движущееся в воздухе со сверхзвуковой скоростью (М > 1) генерирует ударную волну (скачок уплотнения). (Рис. 1-1).

Рис. 1-1²

При достижении поверхности земли скачок давления на ее фронте воздействует на барабанные перепонки человека и воспринимается как резкий и громкий хлопок. Интенсивность воздействия такой ударной волны зависит от высоты и скорости полета (число Маха) Так, по оценкам специалистов, при полете крупного самолета со скоростью 1,2 М (около 1500 км/час) на высоте около 500 м. в строениях на поверхности земли могут быть выбиты стекла, а человек оглушен, сбит с ног или контужен. Именно поэтому еще в СССР были приняты правила, ограничивающие высоту полетов со сверхзвуковой скоростью не ниже 10 тыс. м.

Различные типы ударных волн, в том числе и от взрыва атомных бомб, виды их воздействия прекрасно описаны в известной книге моего коллеги И. Гласса «Ударные волны и человек», 1974 г., которую он презентовал мне много лет назад (Рис. 1-2).

Практически этот подарок – ответ на мою первую монографию «Сверхзвуковые двухфазные течения», 1972 г. А самые первые мои работы по гиперзвуку относятся к 1961-1962 гг. (см. напр. «Аэродинамика гиперзвуковых скоростей»). Сборник статей ВВИА им. профессора Н.Е. Жуковского, издание академии, 1962 г.

Понятно, насколько близок мне и профессионально, и по жизни газодинамический подход к анализу сложнейших физических, а теперь и социально-политических процессов и явлений.

Рис. 1-2³

1.2. Гидродинамика и финансовые потоки.

Гипотеза А. Колмогорова

Можно утверждать, что наибольших успехов наука достигла именно в области решения сложнейших проблем газогидродинамики, понимания ключевых явлений в природе.

Философия самых современных инструментариев исследования и анализа, математическое моделирование, способность формулирования постановки сложнейших задач (атомная техника, ракеты, космос), классно отработаны на решениях многих естественнонаучных проблем. Вполне обоснованы попытки использовать эти успехи и для решения многих трудно формализуемых социогуманитарных проблем.

Философия Маха и создание гидродинамики как естественной науки – яркий пример «сочетания несочетаемого». Формирование трансдисциплинарного подхода к решению проблем «технология – социум».

Так, академик А. Колмогоров еще в 60-х годах ХХ века выдвигал идею о подобии гидродинамических и финансовых потоков. Такие понятия, как ударные волны и человек, «социальная» физика, глобальная турбулентность, метастабильность, все интенсивнее входят в обиход гуманитариев, политиков и социологов. Особенно интересно использовать эти подходы в условиях сильной «турбулентности», неравновесности и нестабильности социума, ударных (шоковых) изменений его состояния, структуры, окружения среды.

Удивление и испуг мальчика от «хлопка» ударной волны от пролетевшего высоко в небе самолета – детский лепет по сравнению с разрушительной «ударной волной», пролетевшей по Советскому Союзу в 90-х годах ХХ века.

Так, в ночь на 1 января 1992 года ударным способом мы оказались в новой, во многом непонятной реальности формата «Гуляй поле».

Вроде бы готовились к переменам, ждали, хотели (модный клич «Мы хотим перемен»). Но вот – ударная волна (шок). Все вокруг стало каким-то другим: слова, люди, отношения, структуры, бандиты, «лихие» деньги.

В общем – «Картина маслом»! Хирургия без анестезии, или «шоковая терапия».

А ведь именно газодинамики давно доказали, что за ударной волной происходит интенсивное развитие турбулентности, возникновение крупномасштабных вихрей, развитие нелинейных процессов. В общем – сплошные аналогии физической и структурной трансформации. (Рис. 1-3)

В этом плане последние десятилетия радикальных изменений в России – уникальный полигон для попытки выявления и верификации аналогий физических и социогуманитарных процессов и явлений. Задача – использование продвинутых естественнонаучных методов для анализа и прогнозирования изменений социума.

Рис. 1-3. Турбулентность за ударной волной.⁴

Глава 2. Турбулентность «шоковой» терапии

2.1. Об очевидных аналогиях

«Shock therapy» и «Shock waves & man». «Ударное» лечение» и «Ударные волны и человек». Такое впечатления, что мой коллега из Канады И. Гласс (см. Рис.1-2) еще задолго до 1992 г. предвидел, сколь мощное воздействие на человека и общество могут оказать ударные волны, хотя речь шла о газодинамике.

Переход через новогоднюю ночь с 1991 на 1992 год для советского человека был так же ошеломителен, как воздействие мощной ударной волны (число Маха > 1,0). Проснулись, за окном – свобода и ощущение растерянности – что делать? (как у крестьян в России в 1861 году – свобода есть, а земли нет)! Ну и самое потрясающее – магазины, ларьки («комки»), полные товаров, но с бешеными ценами.

«Пили мы за перемены, За здоровье и успех… Только вдруг – взлетели цены, Изумив буквально всех. Сникерс, ваучер, аренда,

Рэкет, доллар, нал-безнал, Спирт «Рояль», «Комок», фазенда.

Новый интернационал.

Все мы стали чуть с приветом.

«Русь, куда несешься ты? Дай ответ». Но нет ответа, Лишь просветы … темноты.

Состояние «а поутру они проснулись» ярко описано в известной книге Э. Тоффлера. «Шок будущего», изд. Москва, 2002 (написана в 1970 году).

«Вы проснетесь утром и обнаруживаете, что мир, который многие годы воспринимался как фон вашей жизни, переменился. Причем в рекордные сроки. Перемены лавиной обрушиваются на ваши головы и большинство людей до абсурда не подготовлены к тому, чтобы справиться с ними».

Вот примерно в такой ситуации оказалось общество, именуемое «Мы – советский народ» – в январе 1992 года, после Цены на продукты – до и после «шока» прохождения оглушительной ударной волны (распада СССР, «шоковой» терапии) и попадания в область сильной турбулентности. И ведь никто не предупреждал «пристегните ремни, вы входите в зону турбулентности».

Пенсия в среднем 80–120 руб.

В широкое употребление термин «Эпоха турбулентности» вошел после издания мемуаров экс председателя Совета управляющих Федеральной резервной системы США Алана Гринспена, человека, участвовавшего в принятии ключевых экономических решений на протяжении десятков лет. («Эпоха турбулентности. Приключения в новом мире» (Theage of turbulence), 2007).

Турбулентность (turbulence (лат.) – бурный, беспорядочный) – любимое поле исследований для физиков-газотермодинамиков.

В последнее время это понятие начало приобретать более широкое философское значение.

Знаменитый ученый Теодор фон Карман (Сверхзвуковые и гиперзвуковые течения) (1881–1963) как-то образно сказал, что когда предстанет перед Создателем, первое откровение о котором он будет просить – открыть тайну турбулентности!

Вслед за Т. Карманом другой физик Вернер Гейзенберг с его знаменитым «принципом неопределенности» перед своим уходом признал, что хотел бы задать Господу богу всего два вопроса:

1. Об основах турбулентности;

2. О причине турбулентности. «Но думаю, что Господь может ответить мне только на первый из них».

Для меня, со студенческих лет, турбулентность (турбо- вихрь) – гидродинамическая проблема. В гидродинамике турбулентный поток – это движение жидкости, характеризующееся хаотическими изменениями давления и скорости.

В повседневных явлениях – прибой, грозовые облака, воздушные «ямы» для самолета: «Пристегните ремни, вы входите в зону турбулентности».

При самом общем подходе турбулентность – одно из глубочайших явлений нашей природы, оно смыкается с философским проникновением в суть вещей.

В эпоху потрясений социума это хорошо поняли социологи, экономисты, политологи, философы.

Физическая, социальная, глобальная – все это о турбулентности и о близости и даже аналогии этих явлений. А значит и о возможностях их описания, расчета и прогнозирования методами неравновесной газотермодинамики.

Прошедшее 30-летие новой России дало мне, как газодинамику, массу примеров и аналогий «турбулентных» социальноорганизационных событий, с которыми я соприкасался или в которых активно участвовал непосредственно.

Жизненный многолетний опыт исследователя, а также владение серьезными конкретными документами и материалами обусловили потребность попытки найти и систематизировать эти физические и социогуманитарные аналогии. Показать принципиальную возможность эффективного использования естественно-научных подходов к осмыслению событий «социальной» турбулентности 90-х годов ХХ века.

Физики – газодинамики давно уже научились определять, как эффекты от ударной волны, так и переход ламинарного (спокойного) режима течения в турбулентный. Великий физик-газодинамик Осборн Рейнольдс (1842–1912) еще в XIX веке определил критерии такого перехода. В его честь критерий назван числом Рейнольдса – Re, характеризующим отношение сил инерции потока к силам вязкости.

При достижении критического значения Reкр происходит турбулизация потока (так, например, при течении в трубах Re = 2300).

2.2. Пристегните ремни: Критическое число Рейнольдса

«Пристегните ремни – мы входим в зону турбулентности». Знаменитая фраза, ставшая поговоркой, а сколько анекдотов, книг, кинофильмов использовали этот парафраз. И всегда он связывается с чем-то малообъяснимым, пугающим, непонятным и до сих пор до конца непознанным.

2.3. Турбулентность «дикого» рынка 90-х

Ощущение начала 1992 г. аналогично попаданию пассажиров самолета в так называемую «воздушную» яму с не пристёгнутыми ремнями (типичная «атмосферная турбулентность»). Что делать, за что держаться, куда бросаться?! А когда в свободном доступе появилось буквально всё – все бросились торговать (покупать – перепродавать) этим «всем».

Самолеты и вертолеты, помидоры и кофе, цветные и редкоземельные металлы и т.д., и т.п. Наибольшим успехом почемуто пользовалась никому неизвестная «красная ртуть». (Даже ко мне, как к известному профессору-атомщику, приходили какие-то «серьезные» люди и просили найти выход на эту самую «красную ртуть» за сумасшедшие деньги).

Операция «Самолеты» как пример «самоорганизации» турбулентной системы.

Даже сейчас – 30 лет спустя – не могу понять, какая флуктуация забросила меня на авантюру организации/посредничества купли/продажи авиационной техники. Может быть, как эксгазодинамика? И веру в аналогии гидродинамических и финансовых потоков (по А. Колмогорову), а может быть кажущаяся серьезность и нетривиальность инновационного для меня процесса? Но это было! Причем все делалось с увлеченностью, азартом, мощным выбросом адреналина (Риски были немалые!).

Определенную роль для «новых русских» сыграла моя статусность, звания, представительность и, как они полагали, – мои связи.

Как бы сами собой рождались схемы проектов (сказывался опыт межотраслевого и международного сотрудничества, увязка цепочек взаимодействия самых разных структур).

Все это казалось мне новым, захватывающим, интересным и лишь в последнюю очередь – выгодным. В общем, как на Олимпиаде.

«Важен не результат, а сам процесс».

Типичный подход советского физика.

Вот кейс документального подтверждения одного из реально происходивших процессов проведения сделки «Самолеты».

В формате самоорганизации явно неравновесной и сильной турбулентной экосистемы 1992 г.

Инициаторы сделки – коллеги, руководители одного из крупных ранее подопечных предприятий. Просьба – оказать содействие в установлении контактов с авиа производителями с целью приобретения авиатехники.

Далее приведена одна из бизнес-схем и примеры конкретных реальных документов организации такого проекта»:

• Личные переговоры (не протоколируется).

• Доверенность о предоставлении интересов компаньонов (март 1993) (Рис. 2-1).

• Гарантийное письмо-заявка (Рис. 2-2).

Далее – пакет документов типа:

• Доверенность производителя авиатехники Доверителю (ген. директора, авиаконструктора).

• Справка о разрешении на приобретение.

• Справка о наличии аэропорта.

• О праве на эксплуатацию.

• О наличии экипажей.

• Цена-запрос.

Таких предложений было немало. Для справки: Цена самолета ИЛ-76 ТД в 1992 г. была в пределах 206,5 млн. руб.

Как удалось организовать, собрать, оформить такие «инновационные» документы и сделки, не могу понять до сих пор. При этом «турбулентная болтанка» была захватывающе разнообразной.

Была торговля: кофе из Израиля, помидоры из Грузии, даже редкоземельные металлы, например, скандий. Для справки. Сейчас Sc (скандий) в свободной продаже (см. интернет). Его цена в пределах 4,0–4,5 тыс. USD за 1 кг или 300–400 тыс. руб. за 1 кг.

Рис. 2-1⁵

Несмотря на существенную прибыль это сильно напрягало и быстро утомило. Бифуркация явно затянулась, начались поиски выхода из этой «турбулентности» в более близкие мне направления самореализации и самоорганизации (см. гл. 4, 5).

Рис. 2-2

2.3. Газодинамика торнадо и финансовые пирамиды

1962 г. Советская «оттепель». Открытие мира.

Академик Колмогоров обнаружил, что спектры колебаний финансовых и гидродинамических потоков подобны друг другу.

1992 г. Лихие 90-е с элементами торнадо – знаменитого красивого и ужасного вида турбулентности.

По определению газодинамики, торнадо – это сильный вихрь, распространяющийся к поверхности земли в виде огромного вращающегося столба или воронки. При достижении этой воронкой поверхности земли в ней создается точечная зона очень низкого давления, куда устремляются потоки приземного воздуха. Торнадо втягивает в себя все, что попало и затем быстро распадается.

Рис. 2-3⁶

И вот 90-е годы. С их пышным расцветом знаменитых финансовых пирамид – полных аналогов торнадо, только перевернутых. Функционал тот же – отъем денег у неискушенного бывшего советского народа. Инструментарии – оглушающая реклама. По всем программам купленных TV каналов – обещания быстрого и гарантированного обогащения, демонстрация «первых осчастливившихся», (доли процентов от всех завлеченных в эту воронку). Финал – быстрое исчезновение пирамид, денег, ну и таких организаторов (кто в могилу, кто на острова, ну а самые знаменитые – даже в Государственную Думу).

И вот снова – реинкарнация пирамид. Пример: фирма «Кэшбери». Крутое название «Финансово-инвестиционный холдинг». Обещания вкладчикам до 600% (!!!) дохода в год. Рекламные лица компании – певцы, артисты, популярные видеоблогеры.

В сентябре 2018 г. Центробанк признал «Кэшбери» финансовой пирамидой и обратился в Генпрокуратуру и МВД. Спустя два месяца, в ноябре 2018 г., пирамида рухнула. Оценка ущерба около 3,0 млрд. руб.

В ряде новых пирамид используются современные интернет-технологии, беттинг – игровые процессы («Гафаров и партнеры», сейчас в международном розыске), работа с криптовалютами и т.п.

Но адептов пирамид ничто не пугает. Даже, например, то, что организатор очередной пирамиды, (пример – «Finiko») уже получил турецкое гражданство.

В 90-е годы – было хотя бы объяснено, как народ «ловился» на эти завлекалочки. Но вот люди, которые 30 лет спустя в 20-й раз наступают на те же грабли – это повод исследования социологов и психологов. Поэтому очень кратко о наиболее популярных финансовых пирамидах 90-х годов, в ряде которых автору пришлось поучаствовать лично.

1. Банк «Чара» (1993–1996) был наиболее популярен среди интеллигентной публики (актеры, режиссеры, научные работники) с демонстрацией руководством уважения к своим известным клиентам. (Рис. 2-4).

2. Фирма «Властилина». Самая известная из потерпевших – наша Примадонна. Хотя мне знакомы и клиенты

,

Рис. 2-4⁷

успевшие что-то получить с выгодой от своих вкладов. «Властилина» обманула вкладчиков на сумму 550 млрд. руб. Суд над хозяйкой демонстрировали все телеканалы России.

3. Фирма «Хопер-инвест». Известная тем, что ее активно рекламировала знаменитая телеведущая. «Тетя Валя» – Валентина Леонтьева. (В наше время – пирамиды тоже рекламируют «знаменитости»).

Прославилась также слоганом в телеролике «Ну вот я и в Хопре». И, правда, в этом самом «Хопре» оказалось немало постсоветских людей, воспитанных на вере в телевидение и «тетю Валю» (или в 2020 – в «дядю Колю»).

4. AVVA – автомобильный Всероссийский Альянс. 1994 г. По легенде , известна тем, что известный поэт Андрей Вознесенский по предложению Бориса Березовского – главного бенефициара, дал это название.

5. Ну и конечно одна из крупнейших и известных финансовых пирамид АО «МММ» (Рис. 2-5).Характеристики:

• Большой объем акций (около 27 млн) и билетов (около 72 млн).

• Мощная пропаганда в СМИ (Леня Голубков).

• Обещания вкладчикам 500 – 1000% годовых.

• Вкладчикам (а их 10–15 млн) никаких документов.

• Запрет на свободные обращения бумаг (купить могли только сами компаньоны).

• Курс устанавливал сам Мавроди.

Рис. 2-5⁸

Дикий ажиотаж. Цена билета достигала 125 тыс. руб.

Потом – слухи о проблемах Мавроди. Запреты пунктов купли-продажи билетов. Дикая паника, резкое падение цены билета (в 100 раз). Штурм офиса, арест Мавроди (4,5 года тюрьмы). Его личный заработок около 4-5 млрд. руб.

Таких «торнадо», втягивающих (всасывающих) в себя деньги, ваучеры вкладчиков и оставляя их у «разбитого корыта», мгновенно возникающие как мыльные пузыри и столь же быстро исчезающие с прибылью, или в тюрьме, или бесследно (например, банкир Владимир Рачук – Банк «Чара») в те годы (1993–1996) было не счесть.

И вот новый ренессанс последних лет. Новые пирамиды.

Считаю, что исследование и математическое моделирование этих столь похожих и мощных явлений – интереснейший объект для ряда докторских диссертаций на тему «Гидротурбулентность и социальная динамическая турбулентность».

2.4. Цунами и ваучеризация

По определению – цунами, это гигантские волны крупного размера, образующиеся вследствие сильного ударного воздействия (подземное или прибрежное землетрясение, извержение вулкана в океане). Средняя высота волн около 10–40 метров, скорость распространения до 900 км/час (почти сверхзвук). Чистая гидродинамика.

Последствия цунами.

Цунами широко известны. Многократно описаны. Это разрушение прибрежных конструкций, портов, гибель морей, зачастую – катастрофическое разрушение инфраструктуры с мультипликационными эффектами. Наиболее яркий пример – цунами, разрушившее АЭС Фукусима, Япония. Высота волн достигала 40 метров. Материальный ущерб составил несколько сотен млрд. долларов.

Прогнозирование цунами. Скорости распространения.

Долгосрочное прогнозирование заключается в оценке Рисков для определённых территорий. Вероятность возникновения, скорости и высоты волн.

Расчет параметров цунами. Оценочно для определения скорости распространения волны цунами пользуются формулой Лагранжа, с учетом глубины океана. При допущении, что дно океана горизонтально, формула дает величины скоростей, хорошо согласующиеся сданными наблюдений.

Для оценки воздействия волны типа цунами на прибрежную инфраструктуру разработаны различные рекомендации, основанные на гидродинамических подходах.⁹

Ваучеризация в России, и причём тут цунами.

Анализу процессов ваучеризации в России уделено столько внимания и публикаций, что мы не будем останавливаться на его обсуждении, тем более, что оценка этого радикального явления прямо противоположны.

Если кратко.

Апологеты считают, что ваучеризация позволила сформировать частные компании, круг собственников и запустить структурную перестройку экономики.

Организаторы процесса считали, чтобы изменения стали необратимыми, важно, как можно скорее приватизировать государственную собственность. Отсюда быстрота, и «ударный» подход.

Противники.

Ваучеризация не привела к образованию массового российского среднего класса, скорее наоборот – загубила его зачатие. Произошла радикальная деиндустриализация страны.

Тысячи крупных предприятий, в том числе нефтеперерабатывающие, металлургические, трубопроводные, шахты, морские пароходства «уходили с молотка» без учета бушевавшей инфляции (дикая турбулентность), т.е. недооцененные в десятки раз.

Приватизированные предприятия зачастую уничтожались: оборудование продавалось как лом, заводы (да и институты) превратились в склады, работников сокращали, хозяйственные связи рушились.

Оставим в стороне оценки и политику.

В рамках подхода теории турбулентности и хаоса нам интересно лишь проследить наличие возможных аналогий.

С точки зрения гидрогазодинамики «ваучеризация» сильно похожа на «цунами», разрушающую советскую промышленность, правда, с надеждой на последующую дехаотизацию и самоорганизацию новой социально-экономической структуры (почти по Колмогорову-Пригожину плюс знаменитый слоган «рынок все отрегулирует»).

Далее – аналогия ваучерзации с гидродинамикой цунами.

• Суперскорость ваучерной приватизации (скорость волны цунами достигает 900 км/час).

• Абсолютная неготовность государственных институтов и населения к адекватной и быстрой реализации на такие события. (И что это за штука – ваучер?)Это сейчас продвинутые россияне (особенно загран. туристы) хорошо знают, что ваучер – это документ, устанавливающий право туриста на получение услуг, входящих в состав оплаченного ваучера.

И снова о гидродинамике.

Так известно, что знаменитые уравнения Навье-Стокса (задача века) успешно используются для математического моделирования сложнейших технических задач и природных явлений: океанских течений, обтекания крыла, даже погоды.

Полагаю, что при адекватной постановке задачи эти методы могут использоваться и для моделирования аналогичных, правда, не технических, а социально-экономических явлений.

Глава 3. Трансформеры неравновесных турбулентных систем

3.1. Наука умеет много «Гитик

¹⁰

»

Трансформеры – любимые игрушки детей и современной молодежи.

В науке трансформеры – это модели преобразования и самоорганизации неравновесных систем.

К концу 1993 г. понял: самолеты, помидоры, металлы, кофе – купля продажа, фантастические и зачастую нереализованные организационно-финансовые схемы сделок – все это не мое.

И куда бросаться в этой турбулентной «болтанке»?

Но, как говорится, «Наука умеет много гитик», а в ней – базовое и комфортное для меня направление – «неравновесная газотермодинамика» и математическое моделирование в формате трансдисциплинарности (синергетики).

Концептуально подходы синергетики используются в близких мне областях науки: неравновесная газотермодинамика, нелинейный математический анализ, теория Хаоса и др.

Апологеты полагают, что синергетика не образ мира, но стиль, образ мышления о нем.

Для моих задач синергетика – направление науки, объясняющее образование и самоорганизацию моделей и структур в открытых нелинейных системах, далеких от термодинамического равновесия.

Основные принципы синергетики, используемые в данном исследовании.

• Неравновесность является необходимым условием появ-ления нового порядка, т.е. – развития;

• Общее для всех эволюционирующих систем: неравновесность, спонтанное образование новых микроструктур, возникновение новых свойств системы, этапы самоорганизации и фиксации новых качеств системы;

• Развивающиеся системы всегда открыты и обмениваются энергией вещества с внешней средой, за счет чего и происходят процессы локальной упорядоченности и самоорганизации. В этом случае используется понятие – диссипативные структуры;

• Образование новых типов структур указывает на переход от хаоса и беспорядка к организации и порядку.

Эти подходы декларируются и в знаменитой монографии И. Пригожина¹¹, И. Стенгерс. «Порядок из Хаоса. Новый диалог человека с природой», М., Прогресс, 1986 г.

Поскольку «Наука умеет много Гитик» используем этот «мэм» (точнее «великую стратегию» GT) для анализа и применимости научно-технических явлений как полезных аналогий радикальных социогуманитарных процессов самоорганизации неравновесных систем эпохи бурной турбулентности последнего 30-летия (1991–2021).

3.2. Встреча со «странным» аттрактором

Мои первые соприкосновения с аттрактором – этой странной ипостасью непостижимой турбулентности произошли почти 50 лет назад.

Именно тогда я впервые услышал поразившее меня словосочетание «странный аттрактор». (Ассоциативно – слышится и «очарованный странник», и вообще – романтика математики). Пытаюсь выяснить у коллег – что же это такое – и не понимаю. Сейчас в 20-х XXI века, ясно, что это было только самое начало, зарождение новой удивительной науки – теории Хаоса, самоорганизации в неравновесных системах.

1977 год. Очередная школа молодых ученых, в основном – продвинутых мехматовцев. Все молодые (до 40 лет), активные, амбициозные. Будущие знаменитости (например, мои друзья – Роберт Нигматулин – будущий академик, Василий Фомин – тоже будущий академик, Юрий Буевич – будущий профессор Стенфордского университета и др.)

«Гуру» этой школы – (для меня – небожитель) – знаменитый академик А. Самарский. Именно он предвидел радикальное развитие математического моделирования, в том числе и в областях гуманитарных.

Самое удивительное для меня, что именно он как руководитель государственной программы по развитию математического моделирования в отраслях народного хозяйства [16] продвинул и реализовал идею создания системы Главных математиков в ведущих отраслях СССР.

И опять же зигзаги истории – первым Главным математиком в отрасли энергомашиностроения по его предложению был определен Г.А. Салтанов, а ВНИИАМ – головным институтом отрасли по внедрению математического моделирования и САПР в отрасли. Далее, формирование и развитие межотраслевого проекта АН СССР, ВНИИАМ, ВНИИАЭС (еще десятки НИИ, АЭС и заводов) на базе гос. программы «Атомэнергомашэксперт». Руководители – акад. Самарский А.А., Институт прикладной математики РАН (ИПМ), Г.А. Салтанов, д.т.н., профессор, зам. директора – Главный математик ВНИИ Атомного энергомашиностроения СССР. И это спустя 10 лет после школы на Енисее!

3.3. О неслучайных совпадениях

1977 г. События.

• Школа математиков на Енисее. Мое личное знакомство с великим академиком А.А. Самарским, а также со «странным аттрактором»;

• Защита докторской диссертации Салтанова Г.А. по на-правлению «Нестационарные волновые процессы в газодинамике неравновесных двухфазных сред». Главный оппонент и мой защитник – д.т.н. Роберт Нигматулин (будущий академик РАН);

• Илья Пригожин (Бельгийский виконт русского проис-хождения) получает Нобелевскую премию за работы в области термодинамики необратимых и неравновесных процессов и диссипативных систем.

1979 год. Прорывы, формирование направления

• Салтанов Г.А. «Неравновесные и нестационарные про-цессы в газодинамике однофазных и двухфазных сред. М., Наука, 1979г.;

• Николс Г., Пригожин И. «Самоорганизация в неравно-весных системах. От диссипативных структур к упорядоченности через флуктуации». М., Мир, 1979 г.;

• Моисеев Н.Н. «Математика ставит эксперимент». М., Наука, 1979 г.

1979 год.

• Крупнейшая авария на АЭС Три-Майл-Айленд, США.

Моя встреча с доктором Джексоном (Лос-Аламос, США) на международном Конгрессе в Югославии. Джексон в то время главный специалист по анализу и расчетам аварий на АЭС. Триггер моего осознания актуальности и приоритета математического моделирования вычислительного эксперимента при анализе гидродинамических процессов на АЭС.

Вот такое удивительное и вряд ли случайное совпадение встреч, интересов, увлеченностей и направлений. Как будто что-то вызревало и прорвалось.

Итак, для меня лично 1977–1979 годы – момент крутой бифуркации. Ветвление и выбор нового направления «математическое моделирование и вычислительные исследования сложных неравновесных систем».

3.4. Бифуркации и другие полезные понятия

Интересно посмотреть на события турбулентных 90-х годов новой России с позиции неравновесной газотермодинамики, бифуркаций и самоорганизации в неравновесных системах.

Приведем несколько базовых и удивительных характерных терминов неравновесной термогазодинамики и теории Хаоса, которыми произвольно или в качестве речевых оборотов часто пользуются люди как в повседневной жизни, так и при кризисных событиях.

Бифуркация – раздвоение. В теории динамических систем – качественная перестройка системы. В синергетике – это точки неустойчивого равновесия, точки «выбора» дальнейшего развития системы. Предтеча некоего фазового перехода.

Принципы бифуркации удивительно разнообразны: от точки выбора «куда пойти учиться» после школы до выбора принципиально другой системы жизни.

Распад СССР, пожалуй, самая значимая точка бифуркации глобальной неравновесной турбулентной системы мира. В синергетике и теории Хаоса точка бифуркации представлена как критическое состояние системы, при котором система становится неустойчивой относительно флуктуаций. Возникает неопределенность: станет ли состояние хаотичным или система перейдет на новый, более дифференцированный и высокий уровень упорядоченности.

Флуктуации. В точке бифуркации большое значение имеют флуктуации, когда их случайное «вторжение» в неравновесную систему может резко нарушить баланс метастабильности.

В неравновесной газодинамике роль флуктуации проявляется наиболее ярко в процессах спонтанной конденсации перенасыщенности пара. [14]

Теория флуктуации (Д. Гиббс), их экспоненциального роста, расчета скорости образования центров конденсации, разработанные Френкелем и Зельдовичем, активно использованы в работах автора.

Диссипативные структуры.

Одно из основных понятий теории самоорганизации. Диссипативная структура – это открытая динамическая система, оперирующая вдали от термодинамического равновесия и связанная с рассеянием (диссипацией) энергии, вещества или информации.

По И. Пригожину – «динамические системы образуются как энергетически более экономные, выгодные образования в сильно неравновесных системах, условиях. При этом производство энтропии (неупорядоченности) и диссипация (рассеяние) энергии – минимальное.

Образование новых типов структур указывается на переход от хаоса и беспорядка к организации и порядку. Эти диссипативные динамические микроструктуры являются прообразами будущих состояний системы, так называемых фракталов.

3.5. Фракталы и аттракторы

И опять – математическое моделирование.

Фрактал – математическое множество, обладающее свойством самоподобия. Фрактальное моделирование, на основе развития компьютерных технологий – ключ к эффективной визуализации этих структур, их исследования, анализа и использования. Классический образец визуализированного фрактала – Множество Мандельброта (Рис. 3-1).

Примеров визуализации самых разнообразных фрактальных форм – великое множество. См., например, фрактал «Кочан капусты сорта Романенко» (Рис. 3-2), фрактал «Вязаные кружева» (Рис. 3-3) и др.

Рис. 3-1. Множество Мандельброта.¹²

Рис. 3-2. «Кочан капусты сорта Романеско».¹³

Рис. 3-3. Вязаные кружева.¹⁴

Фрактальные структуры отмечаются во многих областях реального мира. Ветви дерева, структура легких, графики данных о продаже акций, облака, снежинки, система кровообращения (Рис. 3-4) – все они обладают самопохожестью.

Рис. 3-4. Лист дерева.¹⁵

Фракталы – это структуры, состоящие из частей, которые в каком-то смысле подобны целому (самоподобные). Это означает, что небольшая часть фрактала содержит информацию о фрактале.

Инвариантность фрактала. В любом масштабе мы всегда видим одно и тоже, или нечто подобное. По идеологии создателя фрактальной геометрии Б. Мандельброта «Фрактальное мышление позволяет обнаружить закономерность в хаосе».

Создав фрактальную структуру объекта, мы можем с высокой точностью прогнозировать поведение реального прототипа, проводя компьютерный эксперимент с фракталами.

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

Примечания

1

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lorenz_attractor_Maple_graph.png

Вернуться

2

https://libmir.com/book/255023-nauka-i-tehnika-v-sovremennyih-voynah-georgiy-iosifovich-pokrovskiy/image

Вернуться

3

Из архива автора

Вернуться

4

https://www.shutterstock.com/ru/image-photo/turbulence-clouds-left-by-plane-during-1297412338

Вернуться

5

Из архива автора

Вернуться

6

https://www.slideserve.com/karen-lucas/twisters

Вернуться

7

Из архива автора

Вернуться

8

https://www.flickr.com/photos/mistermoss/182741570

Вернуться

9

Руководство по расчету воздействия волн цунами на портовые сооружения, акватории и территории. МИСИ, М., 1986 г.

Вернуться

10

От английского GreatTactics (GT) – лучшая стратегия (отличная тактика). См. также Л. Кассиль. «Кондуит и Швамбрания».

Вернуться

11

Илья Романович Пригожин. Бельгийский и российский академик. Один из основателей неравновесной термодинамики, первооткрыватель диссипативных структур (Нобелевская премия, 1977).

Вернуться

12

https://math.stackexchange.com/questions/323334/what-was-the-first-bit-of-mathematics-that-made-you-realize-that-math-is-beautif/323676

Вернуться

13

https://pixnio.com/ru/растения/овощи/романеско-брокколи

Вернуться

14

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Julia001-3.png

Вернуться

15

https://stocksnap.io/photo/fall-leaf-ATCU7OBQN7

Вернуться