Информационного строения материи

Вид материала

Содержание

Рецензент кандидат технических наук, доцент Глухарев Ю.Г.
Фгуп ”гнпп “сплав”
Информационная форма движения материи (автоматизм) есть причинная зависимость энергетических структур.
M- число информационных структур; N+K
Изложена теория массо-энерго-информационного строения Вселенной.
K, число частиц каждого вида I
L=2 (два возможных значения спина частицы), K
I когерентных квантовых микрочастиц (информационный ресурс )будет J=log
В работе обосновывается массо-энерго-информационное строение материи и развивается информационная теория механики, атомов и моле
Полученные в работе результаты являются новыми

Подобный материал:

ИИЕТ им. С. И. Вавилова РАН-ФГУП «ГНПП «Сплав»

ДМИТРИЕВ В.Ф.

Физика

ИНФОРМАЦИОННОГО СТРОЕНИЯ МАТЕРИИ

сборник трудов

ТУЛА 2011

УДК 681.31 530.16 523.165 629.76 629.783

ББК 32.973 22.382 22.632 39.65 39.62

Дмитриев В.Ф. Физика релятивистской квантовой информации.- Тула : ФГУП «ГНПП «СПЛАВ»,2010.-66с.

В работе обосновывается массо-энерго-информационное строение материи. Показано, что физическим носителем информационной формы движения материи является причинная зависимость энергетических структур. Получены зависимости для определения информоемкости элементарных частиц. Используя уравнения теории относительности и уравнения квантовой физики, доказывается, что фундаментальные частицы представляют собой информационные объекты. Показано, что информационным полем является физический вакуум. Рассмотрено информационное состояние Вселенной в момент возникновения и физика возникновения галактик, звезд, планет. Используя матеметической аппарат вторичного квантования, доказывается возможность квантовой телепортации из «черных дыр». Математическая модель, массо-энерго-информационных систем, приведенная в работе в обобщенном виде, может быть использована для определения условий нормального функционирования и предотвращения катастроф ракетных комплексов, реактивных самолетов, гидроэлектростанций и т.д. Содержание разделов книги логически взаимообусловлено. Приведены опытные и экспериментальные данные, подтверждающие выдвинутые теоретические положения. Для облегчения освоения материала книги в приложении приводится необходимый математический аппарат. Книга может быть полезна студентам старших курсов, аспирантам, докторантам, научным работникам, преподавателям средней и высшей школы.

Рецензент кандидат технических наук, доцент Глухарев Ю.Г.

Дмитриев В.Ф.2010

Содержание		Лист
Предисловие		4
Книга 1.	Физические системы	-
Книга 2.	Космические системы	-
Книга 3.	элементарные системы	7
Книга 4.	фундаментальные системы	41
Книга 5.	мировая система	69
Книга 6.	физика информационных систем	103
Книга 7.	электронно-нуклонные системы	137
Книга 8.	физика релятивистской квантовой информации	171
Книга 9.	Информационное строение материи	-

Заказы и отзывы на книги Дмитриева В.Ф.

Физические системы. - Тула:

ГНПП”СПЛАВ”,2000.-66с;

Космические системы.-Тула:

ГНПП”СПЛАВ”,2001.-66с;

Элементарные системы.-Тула:

ГНПП”СПЛАВ”,2003.-66с;

Фундаментальные системы.- Тула: ГНПП”СПЛАВ”,2004.- 66с;

Мировая система.-Тула:ГНПП”СПЛАВ”,2007.-66с;

Физика информационных систем.- Тула: ГНПП”СПЛАВ”,2008.-66с;

Электронно-нуклонные системы.- Тула: ГНПП”СПЛАВ”,2009.-66с;

Физика релятивистской квантовой информации.- Тула: ГНПП”СПЛАВ”,2010.-66с;

Физика информационного строения материи.- Тула: ГНПП”СПЛАВ”,2011.-408с;

направлять по адресу: г. Тула,300053, ул. Бондаренко, д.7, кв.64, Дмитриеву В.Ф.,

Высылка наложенным платежом.

Дмитриев Валерий Филиппович

Физика информационного строения материи

Научное издание

ФГУП ”ГНПП “СПЛАВ”

Г.Тула,2010г.,

34п.л.,тираж101экз.

Компьютерный дизайн Дмитриев С.В.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Развитие физики квантовой информации произошло в последние 40 лет.

Физика, начиная с древнегреческого философа Демокрита, развивается на материалистической основе.

Материя есть объективная реальность, данная нам в ощущениях. Материализм признает материю первичным, а ощущения - вторичным.

В настоящее время в связи с развитием автоматики, электронных вычислительных машин, автоматизированных систем управления необходима теоретическая работа, обобщающая полученный научно-технический и практический опыт развития общества. Диалектический материализм основан на признании диалектической логики в развитии материи, поэтому развитие диалектического материализма вызывает появление информационной теории материи.

Материя образует природу. Наука, изучающая природу носит название «Физика»(греческое- природа).

Природа информации(физика информации) есть часть физики, изучающая информационное строение материи.

Основное положение работы:

Информационная форма движения материи (автоматизм) есть причинная зависимость энергетических структур. В частности, отражение- один из видов информационной формы движения материи. Информация – субстанция более тонкая, чем энергия. Информационное поле выступает в виде физического вакуума. Физический вакуум имел решающее значения на начальных этапах большого взрыва в момент возникновения нашей Вселенной (до 10^-33 с после начала расширения). Физический вакуум объясняет также взаимопревращение ЭЧ. С другой стороны информация включает в себя энергию и массу. В частности, Бриллюен доказал, что 1 нит информации содержит при температуре  энергию E=, что одновременно на основании теории относительности Эйнштейна соответствует массе m=E/c².

Наиболее ранней работой по этому направлению была работа Котельникова. В дальнейшем появился ряд работ Левитина, Митюгова, Бриллюэна, Глушкова, Шипова, в которых обосновывалось информационное движение материи в различных сферах: микромире (фундаментальные частицы, элеметарные частицы, атомы и молекулы), макромире (твердые, жидкие, газообразные тела, планеты и звезды), мегамире (нейтронные звезды, «черные дыры», галактики и квазары).

Таким образом, была установлена всеобщность информации, энергии и массы.

Триединство массы, энергии, информации отражает внутреннюю сущность материи.

Введение меры позволяет количественно оценить три стороны существования материи.

Работы Эйнштейна позволили установить взаимосвязь массы и энергии, работы Котельникова установили связь между минимальной единицей измерения и импульсом в электромагнитном канале связи, а работы Бриллюена позволили установить количественную связь энергии и информации.

Многочисленные книги и статьи последних лет показали, что использование квантовой и релятивистской физики совместно с теорией информации открывают большие возможности в технических приложениях: электронно – ядерный коллапс, квантовые компьютеры, квантовые линии связи, гамма-лазеры.

За счет электронно-ядерного коллапса, являющегося отличным от ядерной реакции синтеза и деления, можно получить новый неисчерпаемый источник энергии, аналогичный взрывам сверхновых звезд.

Квантовые компьютеры могут решить задачи, на решение которых с использованием классической физики требуются миллиарды лет: расшифровка кодов, структурно-параметрический синтез машин, осмысленный перевод с одного языка на другой.

Квантовые линии связи, в которых передача информации осуществляется когерентной системой фотонов, принципиально невозможно взломать, так как при попытке прочесть квантовое сообщение со стороны когерентность нарушается и сообщение исчезает.

Гамма-лазеры используют для излучения когерентных квантов переходы внутри атомного ядра и могут защитить особо важные объекты (крупные города, атомные и гидроэлектростанции, крупные нефтепромыслы) от падения болидов (наподобие Сихотэ-Алинского), комет (наподобие Тунгусской) и астероидов(которых очень много в поясе Койперта за пределами орбиты Плутона).

В данной работе и ранее опубликованных на основе квантовой теории поля обосновано информационное строение материи. Центральным понятием в работе является информоемкость ЭЧ, для вычисления которой выведены формулы для ЭЧ, находящихся в различном состоянии.

Исходя из выражения для волновой функции свободных элементарных частиц и выражения дли минимальной единицы измерения по теории относительности

в работе получена формула для информоемкости J_c фундаментальных частиц

.

Здесь: v-скорость ЭЧ; c- скорость света в вакууме; m - масса; E-энергия.

Реально существующие материальные объекты представляют собой иерархические системы. Математической гомоморфной моделью таких систем может быть формула.

При моделировании многоуровневой системы формула этой системы получается также многоуровневой. Формула физической системы отображает причинную зависимость параметров, характеристик и операторов этой системы. В случае математической формулы в связи с иерархическим строением физической системы формула может быть функциональной (использующая функции “”-например sin ), операторной «О»(использующая операторы- например интеграл), представления «П»(использующая представления операторов, например с помощью теории групп либо логических функций) и далее по увеличению сложности. Количество возможных иерархических физических систем бесконечно и имеет мощность 0 для конечного числа, 1-для рациональных параметров,2- для иррациональных параметров, 3-для функциональных систем,4 – для операторных систем, 5- для систем представления и т.д.(мощности не имеют промежуточных значений).

В символическом виде формула многоуровневой системы микромира, макромира, мегамира может быть записана в виде

(*)

Здесь: M- число информационных структур; N+K- число энергетических структур; max(I,J,K)- число обобщенных координат; P- число параметров.

При изменении структуры рассматриваемой материальной системы формула ее меняется, что отражается выводимостью формул. В случае релейных автоматов выводимость формул является обоснованием материальной основы формальной логики. В случае аналоговых автоматов выводимость формул обосновывает материальность интегральных соотношений. Представление (логическими функциями, логическими кванторами, передаточными функциями) причинностной связи между операторами энергетических систем дает возможность создать математическую модель массо-энерго-информационных систем.

При математическом моделировании единой массо-энерго-информационной системы функции используется для задания связей при движении материи, операторы используется для описания динамики физической формы движения материи, представления используются для описания информационной формы движения материи. Математическая модель реализуется программно на ЭВМ.

Математическая модель (*) массо-энерго-информационных систем, приведенная в данной работе в обобщенном виде, может быть использована для описания функционирования ракетных комплексов, реактивных самолетов, гидроэлетростанций и т.д. для определения условий их нормального функционирования и предотвращения катастроф. Разработанная матмодель использовалась при проектировании и отработке РСЗО.

При наличии в системе N элементарных частиц информоёмкость системы определяется(в случае независимых состояний) по формуле

В сборнике рассмотрены информационные основания строения материи исходя из квантовой теории поля. Используя методы квантовой хромодинамики, рассмотрена возможность вычисления информоёмкости кварков. Рассмотрена информационная теория коллапсаров ("чёрных дыр"). Получена зависимость для пропускной информационной способности квантовых каналов связи, используемых в технике.

Рассмотрены эры от начала расширения Вселённой до наших дней с позиции квантовой информации.

Показано, что в результате квантовой телепортации из первоначальной сферы за ее пределы образовались реальные фундаментальные частицы, что является конкретизацией положения Эверетта о фазовом переходе физического вакуума в реальные микрочастицы.

Изложена теория массо-энерго-информационного строения Вселенной.

Рассмотрена возможность возникновения живых организмов с начала возникновения Вселённой. Подсчитана информоёмкость живых организмов.

Исходя из численного решения уравнений пространственного нестационарного течения плазмы, обнаружено возникновение вихревых течений в эру возникновения вещества Вселённой, что является свидетельством возникновения Галактик в эту эру. Таким образом, расширена космогоническая теория Лапласа на происхождение галактик

Расчет по разработанной программе для ЭВМ позволяет исследовать влияние различных параметров на возникновение антициклонов и их распад, что имеет большое практическое значение, в частности обосновать различные методы разрушения антициклонов за счет образования атмосферных вихрей: вбрасыванием большого количества машинного масла, имеющего в 1000 раз большую вязкость, чем воздух, в центр антициклона; использование мощной электромагнитной пушки для образования вихрей; сжигание большого количества нефти за время порядка одной минуты. Образование большого количества вихрей приводит к распаду антициклона и восстановлению нормального состояния атмосферы.

Наряду с вихревым изложено также струйное течение материи. Используя зависимости квантовой механики, рассмотрена возможность осуществления электронно-ядерного коллапса за счет сталкивания кумулятивных струй.

На примере РСЗО показано, что физическим носителем информационной формы движения материи является причинная зависимость энергетических структур как в макромире, так в микромире и мегамире.

В работе получена формула для общего числа систем.

Если число видов частиц было K, число частиц каждого вида I , число состояний каждой частицы L , то число возможных систем частиц будет

При L=2 (два возможных значения спина частицы), K=2 (наличие и отсутствие частицы),

Информоемкость системы I когерентных квантовых микрочастиц (информационный ресурс )будет

J=log₂M=2^Iбит. (15)

Если имеется K кубитов, то общее число состояний в случае некогерентности так как I=1 равно

.

Информоемкость в случае некогерентности равна

Используя уравнения теории относительности и уравнения квантовой физики, доказывается, что фундаментальные частицы представляют собой информационные объекты. Показано, что информационным полем является физический вакуум.

В работе на основе квантовой теории поля обосновано информационное строение материи. Физические системы ЭЧ и их взаимодействие описываются математическим аппаратом теории информации (логическими операторами и передаточными функциями). Это позволяет сделать заключение, что в Эру образования элементарных частиц, Вселённая представляла собой квантовый компьютер. Вследствие глобального влияния гравитационных сил вещество, падающее в «чёрную дыру» распадается на ЭЧ. Взаимодействующие ЭЧ представляют собой причинно связанные энергетические структуры и, следовательно, единый компьютер.

Исходя из положения, что каждый живой организм происходит из живого организма, сделан вывод, что существует теоретическая возможность существования живых организмов в эру возникновения атомов ( 2 000 000лет после начала большого взрыва)

На основания исследования движения воздушных масс атмосферы делается вывод о необходимости использования для управления движением реактивного самолета газовых струй от ракетного двигателя на твердом или жидком топливе с целью обеспечения необходимой безопасности полетов.

В работе обосновывается массо-энерго-информационное строение материи и развивается информационная теория механики, атомов и молекул.

Приводится проект космического корабля для полета на Марс и обратно, использующего импульсно-ядерный ракетный двигатель.

Получены зависимости для определения информоемкости элементарных частиц. Рассмотрено информационное состояние Вселенной в момент возникновения и физика возникновения галактик, звезд, планет.

Содержание разделов книги логически взаимообусловлено.

Приведены опытные и экспериментальные данные, подтверждающие выдвинутые теоретические положения. Экспериментальным подтверждением теории являются: обнаружение на фотографиях звездного неба парных галактик (например VV21), квантовую телепортацию электронных состояний, осуществленную Готтесманном и Чангом, квантовую телепортацию античастиц из «черной дыры» в центре нашей галактики, обнаруживаемых по вспышкам в верхних слоях атмосферы с ИСЗ. Возможное обнаружение на других планетах и звездных системах живых организмов было бы подтверждением разработанной теории происхождения жизни на планете Земля и верности учения о множественности обитаемых миров Джордано Бруно..

Полученные в работе результаты являются новыми

Материалы книги основаны на лекциях по физике, теоретической физике, ядерной физике, математической физике, прочитанных автором в 1998-2008 годах в Тульском государственном педагогическом университете им. Л. Н. Толстого на факультетах: физики, математики и информатики, естествознания.

Для облегчения освоения материала приводится необходимый математический аппарат. Книга представляет интерес для широкого круга читателей и может быть полезна студентам старших курсов, аспирантам, докторантам, научным работникам, преподавателям средней и высшей школы.

Автор благодарит читателей, приславших свои отзывы и критические замечание на материалы книги. В работе сделаны уточнения и дополнения материалов, опубликованных ранее.

Книга 1, книга 2, книга 9 не вошли в сборник по техническим причинам. Сборник доступен в интернете на сайте itr.narod.ru

Член диссертационного совета при ИИЕТ им С.И. Вавилова РАН Дмитриев В.Ф.