В.Г. Широносов - Резонанс в физике, химии и биологии
Ижевск. Издательский дом “Удмуртский университет”, 2000/01. 92 с.
В книге рассмотрены резонансные задачи в различных областях физики, химии и биологии с единой точки зрения – экстремальности резонансных состояний движения в природе. Анализируются задачи динамики движения и удержания атомарных, макроскопических частиц, микроорганизмов в неоднородных полях, вне и в условиях резонанса; вопросы динамической устойчивости неустойчивых состояний, бифуркации, хаоса, дискретности, эволюции нелинейных динамических систем, не содержащих в явном виде малый параметр. Изложены основы резонансной теории динамических систем. Отмечены нерешенные проблемы и намечены пути их решения, в частности: шаровой молнии, активированной воды, резонансного воздействия сверхслабых полей на биологические системы, в том числе корреляции между периодами Солнечной активности и процессами, происходящими в это время на Земле.
На кого рассчитана эта книга? На широкий круг читателей, желающих увидеть лес из-за деревьев. Ее прочтут старшеклассники, студенты, специалисты с высшим образованием и без - все, кто не равнодушен к загадкам окружающей нас удивительной Природы и кто еще не потерял желание и терпение разобраться в них.
Предисловие
Эта книга возникла как результат многочисленных лекций и семинаров, на которых я попытался в общедоступной форме изложить достижения различных исследователей, в самых различных областях деятельности на единый объект нашего исследования ее Величество - Природу. Содержание книги окончательно оформилось после того, как мне пришлось в зимнем семестре 1999/2000 года прочесть курс лекций для студентов биофизиков физического факультета Удмуртского государственного университета.
Заметное место в книге занимает явление резонанса, позволившее осознать единую связь многообразных окружающих и пронизывающих нас явлений. Более того, мне и моим сотрудникам в целом ряде случаев посчастливилось повлиять на “развитие событий” в этой области.
В первую очередь, я глубоко признателен своему учителю и наставнику Александру Ивановичу Филатову, чьи плодотворные идеи и глубокое видение первооснов природных явлений помогали мне в моих исследованиях. Большое влияние на меня оказали встречи и дискуссии на семинарах с Л.И. Седовым, А.Г. Гуревичем, В.И. Ожогиным, С.П. Курдюмовым, В.Л. Гинзбургом, С.В. Вонсовским, В.Г. Веселаго. Эта книга, безусловно, не была бы никогда закончена, если бы не одобрение и поддержка моей жены. Многие друзья и коллеги помогали мне в моей работе. Я благодарю всех, кто помогал мне в этой работе. И конечно этой книги просто бы не было, если бы не поддержка в течение всей жизни со стороны моих родителей. Поэтому светлой памяти моих родителей Георгия, Марии и Ивана посвящаю эту книгу.
Ижевск, 23 ноября 2000 года.
Валентин Широносов
Содержание1. Введение ………………………………………………………………………………..5
2. Резонанс в линейных системах. Ловушки для частиц …………………………..9
2.1. О динамической устойчивости неустойчивых состояний ……………………9
2.2. Атомарные ловушки ..…………………………………………………………..15
2.3. Задачи удержания неточечных магнитных частиц ..………………………….22
2.4. "Проблема 1/R3 " в системе двух диполей .…………………………………….24
2.5. Клетки в "атомарных" ловушках ..……………………………………………..29
2.6. Пондеромоторное действие волн на "резонаторы"……………………………33
3. Резонанс в нелинейных системах …………………………………………………. 43
3.1. Простой метод расчета для нелинейных динамических систем .…….……...43
3.2. О маятнике П.Л. Капицы вне и в зоне параметрического резонанса ……….46
3.3. Динамическая устойчивость седловых точек в автономных системах .….…48
3.4. Об устойчивости неустойчивых состояний, бифуркации, хаосе нелинейных динамических систем….…………………………………….....................................................……..50
3.5. Дискретность, хаос и эволюция в нелинейных динамических системах .……51
4. Резонансные ловушки .……………………………………………………………...54
4.1. Пондеромоторное действие волн на образцы в условиях магнитного резонанса …………………………………………..................................................................…...54
4.2. Резонансное удержание тел и частиц с собственным магнитным моментом..56
4.3. Задача двух магнитных диполей с учетом уравнений движений их спинов...61
5. Вместо заключения - нерешенные проблемы ……..……………………………..65
5.1. О природе шаровой молнии …...……………………………………………….65
5.2. Аномальные свойства активированной воды …..……………………………..68
5.3. Резонансное воздействие полей на биологические системы …………………73
5.4. Солнце, излучение и жизнь ……………………………………………………..78
Список литературы ……………………………………………………………………..83
Приложение – отдельные штрихи истории вопроса………………………………..88
