Научные труды по моделированию систем, оптимизации их параметров и управлению этими системами


Естественные науки

Экономика и социология

Программирование

Книгa

Диссертация

ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ

Механика для квантовой механики - цикл статей под общим названием "Механика для квантовой механики" в которых будут рассмотрены начиная с момента их зарождения основные законы физики от простейших законов классической механики Ньютона и до умопомрачительных "законов" квантовой механики, которые я постараюсь объяснить не выходя за рамки здравого смысла и наиболее простыми путями. Причем все вопросы будут рассматриваться ПРАКТИЧЕСКИ, т.е. минимум формул и максимум экспериментального материала. А в том, чтобы экспериментального материала было достаточно, нам помогут созданные для рассмотрения каждого вопроса математические модели, которые все будут оформлены в виде компьютерных программ, которые можно будет скачать здесь же.

Предисловие

Часть-I Две меры механической формы движения материи - в статье рассматривается какая из двух мер механической формы движения материи mv - количество движения (импульс) или mv^2/2 - кинетическая энергия (в общем случае просто энергия) наиболее полно отвечает требованиям предъявляемым к МЕРЕ механического движения, т.е. отвечает требованиям объективности, универсальности (всеобщности) и удобству применения. Из статьи следует, что этим требованиям отвечает только мера mv^2/2, которая позволяет описывать механические системы, функционирующие с проскальзыванием, с помощью уравнения мощностей, а частным случаем этого уравнения является принцип Даламбера, который применим ко всем системам функционирующим без проскальзывания отдельных элементов системы. Что касается меры mv, то ее можно считать таковой только как исторический анахронизм, т.к. в природе нет таких процессов, в которых движение измерялось бы этой величиной и даже в единственной области динамики - теории удара, где эта мера как будто имеет какой то смысл, эта мера абсолютно не применима, кроме случаев искусственных (учебных) задач. А сама формулировка закона сохранения количества движения, где как раз сохраняется эта мера mv, есть ни что иное как математическая интерпретация первого закона Ньютона для движения центра масс замкнутой системы со всеми вытекающими из этого закона Ньютона последствиями.

Часть-II О принципах кратчайшего времени и наименьшего действия - в статье рассматриваются как история зарождения, так и правомочность применения существующих сейчас принципов кратчайшего времени Ферма и наименьшего действия Мопертюи, а также рассматривается, как частный случай принципа кратчайшего времени, задача Бернулли о брахистохроне. Как следует из результатов вычислительных экспериментов, выполненных на программе Hrono1, даже простейший принцип (кратчайшего времени) соблюдается не во всех случаях, а принцип наименьшего действия только в постоянном плоском поле, что не позволяет говорить о них как об универсальных и объективных законах Природы и тем более ставит крест на дальнейшей карьере принципа наименьшего действия в его борьбе за должность закона над законами Природы, т.е. присвоения ему звания закона божественного происхождения. Таким образом использование сейчас принципа наименьшего действия не только в экономике, термодинамике, квантовой механике и т.д., но и в механике, где он и родился, является грубейшей ошибкой.

Часть-III О формуле Планка и кванте действия - в статье рассматриваются как история возникновения формулы Планка, так и правомочность ее применения при рассмотрении процессов теплового излучения а также возможность использования кванта действия как меры механической формы движения материи в микромире. Из проведенных теоретических исследований этого вопроса, подтвержденных экспериментальными данными полученными при проведении вычислительных экспериментов на программах Plank5 и Runge2, можно сделать выводы о том, что формула Планка является одним из типичных статистических распределений и таким образом описывает со статистической точки зрения только результат процессов излучения и поглощения энергии атомами вещества, но ни коим образом ни сам процесс поглощения энергии или излучения. А экспериментально полученные частоты излучения атома водорода при воздействии на него периодически меняющейся силы (поля) различной величины при одном значении частоты этого воздействия говорят о том, что получить различные значения частоты излучения и мощности излучения можно и при вращении электрона вокруг протона по одному постоянному радиусу с использованием законов классической механики. Таким образом отпадает необходимость в изобретении квантовых скачков и прочей ерунды на которой строится квантовая механика в которой кроме слова в ее названии нет никакой механики и все ее достижения можно поместить в раздел статистики.

Часть-IV   Опять о принципе наименьшего действия (скачать в формате doc архив zip) В данной статье я продолжил исследование принципа наименьшего действия (ПНД), которое я начал в предыдущей статье «О принципах кратчайшего времени и наименьшего действия», где я на конкретных примерах показал локальность ПНД. А в этой статье я показал неправомерность построения всей механики Ландау на этом принципе и неправомерность применения этого принципа в интегралах по путям Фейнмана. Рассмотрены также основные отличия этого принципа в двух различных формулировках Эйлера-Лагранжа и Гамильтона-Остроградского а также конкретные примеры его применения для нахождения истинных, т.е. прямых путей, и из этих примеров следует полная беспомощность ПНД в этом вопросе.

Часть-V   Математическое описание явлений Природы (скачать в формате doc архив zip) В данной статье я собрал в одном месте весь материал посвященный этому вопросу, который был у меня разбросан по разным статьям и добавил его новым материалом по методу описания явлений Природы (различных систем) в приращениях. Этот метод является аналогом дифференциального описания, но все же отличается от него, как самим описанием, так и методом решения уравнений описания и изложен мною впервые, так же как и ранее мною были изложены различные подходы для описания явлений Природы (импульсный, силовой, мощностной и энергетический). При этом эти физические подходы рассмотрены мною теперь очень подробно на примере разгона топливной и безтопливной (ионной) ракет. А также очень подробно я рассмотрел и методы решения уравнений математического описания систем и привел численные оценки точности решения различных методов. В общем, в таком объеме и так всесторонне эти вопросы ранее не кем не рассматривались, поэтому эту статью можно смело назвать фундаментальной по этому вопросу.

Часть-VI   Эффект Доплера (скачать в формате doc архив zip)  В данной статье я рассматриваю как классические формулы эффекта Доплера, так и релятивистские, как в теоретическом плане, так и их экспериментальную проверку, которая проводилась не только по результатам натурных экспериментов, но и по результатам вычислительных экспериментов, выполненных на созданных мною математических моделях классического и релятивистского эффектов Доплера. Анализ различных классических формул этого эффекта выявил корректность только  формулы Лоренца, но только при ее применение в АСО, коей является среда в которой распространяется сигнал, и для частных случаев. А когда конструкция и источника сигналов и их приемника не мембранного типа, а сферического типа, то в этой формуле надо учесть еще и предложенные мною аберрационные поправки или, когда сигнал распространяется в среде с переменными свойствами, то надо учитывать скорость сигнала и углы наблюдения и около источника и около приемника.

 Таким образом, при наблюдение эффекта Доплера из разных (или в разных) ИСО эта формула Лоренца не позволяет получить именно наблюдаемые значения этого эффекта, а всегда дает те же значения, что были в АСО, т.е. для разных ИСО должна быть своя формула. А вот анализ различных релятивистских формул показал, что они все дают одинаковый результат, который совпадает с наблюдаемым результатом при использование в расчетах параметров наблюдаемых в разных ИСО, но эти результаты получаются в разных ИСО разными. И  получается, что формула Лоренца для классического эффекта Доплера инвариантна к преобразованиям Галилея, т.е. дает в разных ИСО одинаковые результаты, а релятивистские формулы не инвариантны к преобразованиям Лоренца, т.е. дают в разных ИСО разные результаты. К сожалению, критический анализ всех натурных экспериментов по проверке справедливости различных формул эффекта Доплера не выявил однозначного преимущества ни классической формулы ни релятивистских, т.к. эксперименты были спланированы не корректно. Но теоретический анализ этих формул позволяет сделать однозначный вывод, что релятивистские формулы однозначно являются ошибочными и не подлежат даже корректировке вследствие того, что сама СТО является явно ошибочной теорией, т.е. не имеющей ни какого отношения к реальности, т.е. к физике.



Скорость гравитации - цикл статей под общим названием "Скорость гравитации" в которых я постараюсь экспериментально найти скорость распространения гравитации. Это я буду делать используя гипотезу о том, что при скорости гравитации не равной бесконечности должно быть запаздывание по координатам точек откуда гравитация от одной планеты воздействует на другую по аналогии с планетной аберрацией. В этих случаях планеты будут двигаться по траекториям немного отличающимся от тех, по которым они бы двигались, если бы их движение определялось законами Ньютона, где скорость гравитации принята равной бесконечности и гравитация планет воздействует на другие планеты из той точки, где планеты находятся в данный момент времени.

Предисловие

Часть-I   О равноденствиях Гиппарха и Птолемея (скачать в формате doc архив zip) В данной статье мне наконец-то удалось примирить между собою данные наблюдений древних астрономов с данными наблюдений последних столетий и получить общую зависимость изменения параметров орбиты Земли на промежутке в 2000 лет, что мне необходимо для нахождения скорости распространения гравитации. А согласовать теории древних астрономов с современными теориями удалось во многом благодаря бесценным данным по равноденствиям Гиппарха, а вот данные Птолемея оказались фальсификацией, и по этому эта большая статья и называется именно так. А выяснилось то, что современные теории планет противоречат данным наблюдений древних астрономов, после того как я на своей программе Solsys, используя таблицы древних астрономов, определил параметры гелиоцентрической эклиптической орбиты Земли для времени создания этих таблиц.

 

Часть-II  Кинематическая теория планет (скачать в формате doc архив zip) в данной статье я не только привожу получившуюся у меня теорию планет, но и подробно шаг за шагом описываю все свои действия при этом, чтобы каждый их мог повторить для планет с учетом имеющихся у него дополнительных данных наблюдений или для создания теории какой то кометы или астероида. Для обработки данных оптических наблюдений я создал методику с применением планов многофакторного планирования, которая позволяет получить теорию планет аналогичную теориям Птолемея и Кеплера, т.е. обработка данных идет без предположения, что планеты движутся по траекториям получающимся при использование каких то физических законов. Таким образом, мне удалось получить именно наблюдательные данные по смещениям параметров орбит не искаженные никакими физическими теориями, как, например, широко известные эфемериды DE405, созданные в Лаборатории реактивного движения (подразделение НАСА).

Часть-III  Аномальные смещения параметров орбит планет (скачать в формате doc архив zip) в данной статье я произвожу анализ имеющихся наблюдательных и расчетных данных по смещениям параметров орбит, на основание которых были найдены аномальные отклонения наблюдаемых данных от расчетных, которые послужили причиной создания теорий тяготения отличных от теории Ньютона а такжеи привожу свои значения этих отклонений. Приведен подробный анализ влияния каждой планеты Солнечной системы на смещения параметров орбиты исследуемой планеты, а также рассмотрены причины по которым при расчете могут получаться разные значения смещений. Отдельными рассмотренными вопросами являются формулы расчета начальных данных (координат и скоростей планет) для начала моделирования по заданным параметрам их орбит и предложенная мною двухступенчатая методика определения расчетных смещений параметров орбит при моделировании процесса движения планет Солнечной системы, а также рассмотрены различные критерии оптимизации для поиска оптимальных скорости гравитации и скорости Солнечной системы при использовании планов многофакторного планирования. Таким образом, рассмотрены тонкости всех вопросов, которые могут повлиять на полученные результаты при непосредственном поиске скоростей гравитации и Солнечной системы, который будет описан в следующих статьях.
                                                                                    


Часть-IV  Влияние скорости гравитации на изменения параметров орбит планет  (скачать_в_формате_doc_архив_zip)
файл Lagrange_Gerber.zip с выводом Формул Гербера и Вебера для силы взаимодействия между телами в пакете Maple

В этой
статье рассматриваются различные варианты усовершенствования закона тяготения Ньютона, где авторы пытаются учесть конечность скорости распространения гравитации. Это и эффект сопротивления гравитационной жидкости у Лапласа и потенциалы Вебера, Гербера и Лиенара-Вихерта, а также геометрическое решение этой задачи в ОТО. При этом я предлагаю и свой вариант решения этой задачи, а именно использование потенциалов запаздывающих по координатам, где предлагаю и свое решение учета динамического давления гравитационного поля. Только не надо путать мой вариант запаздывания потенциалов по координатам с тем, что дается в учебниках и который использовал Ван Фландерн в своих расчетах, т.к. там дается смесь моего вариант запаздывания потенциалов по координатам и варианта Лапласа с эффектом сопротивления гравитационной жидкости, что является элементарной ошибкой и подробно об этой ошибке я пишу в приложении 4. А в приложении 2 я привожу свою модификацию метода Рунге-Кутта для расчета ускорений по ускорениям, которая необходима при использовании формул Вебера, Гербера и Лиенара-Вихерта.
 
 
Эта третья редакция статьи отличается от второй тем, что я теперь, найдя первоисточники, не называю ошибочно потенциалы Лиенара-Вихерта потенциалами запаздывающими по координатам, а рассматриваю их как совершенно другие потенциалы. А также, кроме потенциалов Лиенара-Вихерта я теперь рассматриваю и решение с использованием ОТО. При этом из статьи убран материал по различным подходам для описания явлений Природы и по эффекту Доплера, которые рассмотрены мною в отдельных статьях (см. ссылки в списке литературы), а также я убрал материал, где я рассматриваю нарушение законов сохранения энергии и момента количества движения при использовании потенциалов запаздывающих по координатам, т.к. и по этому вопросу планирую написать отдельную статью, где планирую провести более точные вычислительные эксперименты с использованием третьей версии программы Solsys7. Таким образом, в статье остался только материал непосредственно относящийся к влиянию скорости гравитации при различных модернизациях закона тяготения Ньютона на вековые смещения параметров орбит планет, что позволило значительно сократить ее объем и не распылять внимание читателей на другие вопросы.



Часть-V  Обзор работ по определению скорости гравитации  (скачать_статью_в_формате_doc_архив_zip) 
 

В этом обзоре я подробно анализирую все работы (начиная с Лапласа и кончая последним открытием гравитационных волн), которые связаны или с определением скорости гравитации или с подтверждением, что эта скорость равна скорости света, как это следует из ОТО Эйнштейна. При этом я особое внимание уделил работам связанным с запаздывающими потенциалами и с двойными пульсарами. Ошибки в работах по потенциалам очень показательны в том плане, что наглядно демонстрируют, как делалась вся наука с конца 19 века, а ошибки по пульсарам не только подтверждают этот путь науки, но и сами пульсары оказались очень хорошими объектами для определения скорости гравитации. И за это открывателям первого дважды двойного пульсара B1913+16 даже дали Нобелевскую премию, хотя за астрономические открытия эту премию не дают.

 
И именно из-за этих возможностей я уделил особо пристальное внимание разбору ошибок приведших авторов работ по этому пульсару к выводу о том, что он уменьшает период своего обращения и делает он это именно за счет излучения гравитационных волн. Надо сказать, что и во всех остальных работах по определению скорости гравитации достаточно ошибок, но их количество именно в работах по пульсару просто зашкаливает. При этом я не просто указываю на ошибки во всех этих работах, но и указываю как это надо было делать грамотно. А изложенные мною методики по определению скорости гравитации с использованием данных наблюдений за пульсарами и планетами Солнечной системы, позволяют со стопроцентной вероятностью определить эту скорость. И при этом, все это исследование не требует никаких дополнительных финансовых затрат, а нужна только заинтересованность чиновников от науки в достижении этого результата по определению скорости гравитации (а с этим у меня пока получается плохо).


Модели и имитаторы в данной статье, которая является докладом на пятой международной научно-технической конференции "Комрьютерное моделирование 2004", проходившей в Санкт-Петербургском Государственном Политехническом Университете 29 июня 2004 года, дана полная и в тоже время компактная классификация моделей и имитаторов систем (термин имитатор введен впервые). Естественно даны и четкие определения как моделей, так и имитаторов и их как отличия так и общие черты, а также приведены их конкретные примеры. Более подробно этот вопрос освящен в моей книге /Моделирование систем и оптимизация их параметров/.

 ЭКОНОМИКА И СОЦИОЛОГИЯ

Искусственный интеллект и моделирование систем - В статье даются научные определения не только сознанию, но и простому и сложному интеллекту и описывается принцип их функционирования, который позволяет, используя существующие технические решения, смоделировать, как часть социально-экономических систем, искусственный интеллект, который при проведении вычислительных экспериментов на моделях этих ситем принимает решения за конкретных индивидов, являющихся частью этих систем. Даются также краткие рекомендации по моделированию социально-экономических систем, т.к. все то, что изложено в современных учебниках по этому вопросу, не имеет НИ КАКОГО отношения к моделированию этих систем. На множестве примеров с использованием эмуляторов нейросистем, многофакторного планирования и экспертных систем показаны основные отличия процессов моделирования от процессов имитирования, что приводит к абсолютно разным результатам.

Математическое моделирование социально-экономических систем - в данной статье, которая является докладом на второй Всероссийской научно-практической конференции "Информационные модели экономики", проходившей в Московской государственной академии приборостроения и информатики 24 марта 2004 года, рассматриваются основные принципы создания социально-экономических моделей. В частности, указывается на обязательное наличие в моделях кроме функциональных и причинно-следственных связей, что в обязательном порядке влечет за собой необходимость наличия в моделях искусственного интеллекта, принимающего во время работы модели решения за конкретных индивидов, которые влияют на весь ход дальнейших событий, происходящих в моделируемой нами системе.


Кто виноват и что делать - в данной статье я попытался используя свой опыт по решению задач исследования операций с применением математических моделей систем решить задачу по достижению цели сделать россиян счастливыми. А хорошо жить, т.е. счастливо - это жить так как ты привык, но с каждым годом немного лучше и чтобы все вокруг жили примерно одинаково, а если уж не получается жить одинаково в материальном плане, то обязательно должны жить одинаково в моральном плане (чтобы не было двойных стандартов для бедных и богатых, простых граждан и власть придержащих). А из анализа функционирования нашей системы власти был сделан вывод, что именно имеющаяся система не позволяет достичь этих целей не зависимо от того кто стоит во главе этой власти. Поэтому я предложил очень жесткое решение по усовершенствованию существующего механизма функционирования власти, т.е. предложил ввести в эту систему детектор лжи. Например, для кандидатов в депутаты проводить заседание избирательной комиссии в прямом эфире, где на экранах телезрителей, т.е. избирателей будут видны результаты работы детектора лжи и т.д. Да, это не панацея, особенно в условиях, так называемой, демократии, но это действительно решение, которое даст только положительный резульмат. 

ПРОГРАММИРОВАНИЕ

Выбор языка программирования для научных работников В статье на примере решения одной и той же задачи, а конкретно моделируется движение тела по различным направляющим в поле постоянной напряженности, рассматриваются достоинства различных языков программирования при решение этой задачи численными методами программами написанными на этих языках. Основное внимание было уделено сравнению двух языков программирования Visual Basic 6.0 и С++, которые являются как бы антиподами. Первый язык требует минимальных навыков от научного работника, но считается очень медленным, а второй очень сложен для научных работников, но считается самым быстрым среди языков высокого уровня. В результате сравнения различных языков по нескольким критериям был сделан выбор в пользу языка программирования Visual Basic 6.0, который пусть и не такой быстрый, но зато очень прост в изучение и к тому же позволяет всю задачу по написанию программы, ее отладке и непосредственному проведению вычислительных экспериментов решить даже быстрее, чем применение для этих целей языка С++. А рассмотренные в статье некоторые приемы улучшения кода программ, написанных на Visual Basic 6.0, позволяют и значительно повысить его быстродействие. При этом один из вариантов программы, написанной на Visual Basic 6.0, при некоторых режимах работы (кстати самых нужных при проведение массовых экспериментов) показывает результат по быстродействию даже выше, чем программа написанная на чистом С++.

КНИГА

В книге Моделирование систем и оптимизация их параметров изложен очень разносторонний материал. Это и моделирование систем и оптимизация параметров систем и использование методов многофакторного планирования и исследование операций и искусственный интеллект и т.д. и каждый из этих вопросов достоин отдельного изложения. Но я  объединил все эти вопросы в одном месте потому что изложил их под определенным углом, а именно с точки зрения возможности применения этих вопросов при принятие ответственных решений. При этом, под ответственными решениями следует понимать не только решения принимаемые руководителями государств или директорами предприятий, но и любые другие решения, которые повлияют на ход процессов в длительной перспективе. Это и принятие решения научным сотрудником при решение им какой то научной проблемы и принятие решения простым обывателем при решение вопроса о покупке автомобиля или строительстве дома. Да, нам часто приходится принимать и другие решения, например, пойти ли сегодня в театр или на футбол и частично я касаюсь вопросов и при принятие таких решений, но затраты времени и средств для научно обоснованного принятия решений по этим вопросам принесут нам больше вреда чем пользы и по этому в этих случаях разумнее будет принять решение чисто интуитивно, т.е. не используя исследование этой операции с применением математических моделей. Текст книги можно прочитать только с помощью программы-просмотрщика электронных книг Reader5, который позволяет читать текст и одновременно запускать на выполнение различные мелкие программы, которые иллюстрирую в динамическом режиме и при разных условиях излагаемый в книге материал. На данный момент в книге отсутствует материал по математической модели мясокомбината, т.к. в свое время я начал переделывать ее из под DOS под Windows и не закончил переделку. Так и ждет эта модель  многие годы своей очереди, но я надеюсь, что когда нибудь я освобожусь настолько, что доделаю и ее.


ДИССЕРТАЦИЯ

(В настоящее время диссертация пока не отсканирована и по этому не доступна для скачивания)

В своей диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук /Методы оценки эффективности применения МТА и оптимизации их параметров с использованием математических моделей/ я изложил основы оптимзации технико-экономических систем и привел несколько критериев оптимизации  параметров таких систем, а также заложил основы создания единого критерия оптимзации систем с использованием функционально-стоимостного анализа. Позднее я эти идеи развил в своей книге /Моделирование систем и оптимизация их параметров/. Особое место в диссертации занимает математическая модель МТА состоящего из колесного трактора и прицепной сельскохозяйственной машины, где я даю обширный экспериментальный и теоретический материал по вопросам моделирования колесного трактора и осбенно по моделированию процессов взаимодействия колеса как с несминаемым так и со сминаемым основанием.

Hosted by uCoz