Ко Дню Красной Армии «мой подарок человечеству», посвящается народному герою гражданской войны, Василию Ивановичу Чапаеву, кто мне подарил
счастливую советскую жизнь, о которой мечтал
1. КУЛЬТУРА – КАК ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЛЕЗНОСТИ ДЛЯ ЖИЗНИ
После долгих мучений я пришел к выводу, что лучшее определение культуры, ее физической сути, следующее (первое).
Культура – это качественная (т. е. относительная) характеристика данного (сложного, подразумевается) объекта или процесса, отражающая его полезность для Жизни (как процесса самоорганизации материи, «созидания»).
Или, в развернутом виде:
Культура – это интегральная характеристика качественного совершенства объекта (процесса), отражающая степень его развития, то есть внутренней организации, (как за счет естественных, внутренне «генетически» заложенных, для биообъекта, так и за счет его «внешней» «тренированности», «образованности», в частности, то есть искусственной дополнительной подготовленности, формировки), позволяющая наиболее полно (эффективно) использовать все внутренние ресурсы объекта (путем их оптимального перераспределения) с целью максимального использования (то есть овладения ими объектом) наличных (доступных) внешних материальных ресурсов (пространственно-временных и массо-энергетических) для совершения полезной работы для Жизни. В итоге, наличие культуры позволяет объекту достигать максимального пикового результата, в его полезной функции, при ограниченных возможностях по ресурсному обеспечению. [Например, в ограниченных условиях окружающей среды для плодовых деревьев, в нашем случае садоводства (по питанию, энергообеспечению, времени и пространству для развития). Или при ограниченных возможностях обычного человека, который после тренировок достигает гораздо больших пиковых результатов, в частности, при длительных погружениях под воду или во многих видах спорта].
Прим. 1. Культура может быть как «естественной», внутренне исходно заложенной при создании (на «генетическом» уровне, для биообъектов, или конструкторами технических объектов), так и искусственно приобретенной (формируемой внешне, дополнительно, из природного объекта «полуфабриката»: например, при тренировке, самим человеком - спортсменом, повысившим свою «физическую культуру», или путем внешних организующих воздействий – например, садоводом при формировке оптимальной кроны дерева; преподавателем – «образованного» ученика; гранильщика алмазов – отшлифованного бриллианта).
Прим. 2. «Полезной» считается только такая работа, «созидательная», которая приводит к приращению уровня организации материи, то есть полезная для Жизни (в смысле ее развития, «прогресса»).
Прим. 3. Для победы в жизни важно обычно достижение именно пиковых (предельных) результатов, как в мощности (интенсивности) процесса, так и в выносливости, на определенном отрезке (например, для зимостойкости дерева в некотором интервале зимних дней, или засухоустойчивости – в интервале летних дней; или минут – при погружении ныряльщика, или часов – у спортсменов, бегунов стайеров, марафонцев). Именно на этом принципе (его понимании и ему преклонении) построено все Олимпийское движение.
Очевидно, что подобная трактовка определения «культуры», как «полезности» (для Жизни, или для организации материи, «наведения порядка в мире») близка к широко используемому в технике параметру «коэффициент полезного действия», сокращенно «КПД», или «Кпд» - (например, у двигателя, преобразующего химическую энергию топлива в механическую или электрическую, или других преобразователей энергии из одного вида в другой.). Однако эти параметры: «уровень культуры» Ук, или «коэффициент полезности» Кп, введенный нами в качестве количественной меры «культуры» (объекта/процесса), и параметр Кпд, используемый в физике и технике, не одно и то же, а только связаны следующим соотношениями:
Ук= Кпд/(1-Кпд) (2)
Или, наоборот: Кпд = Ук/(Ук+1) (3)
Физическая и математическая разница этих параметров в том, что один из них - Кпд, нормирован к общей мощности процесса, принятой за сто процентов, и относительно нее в процентах показывает полезную составляющую процесса. Поэтому он не может быть больше единицы. Тогда как второй показатель – Ук, нормируется относительно «бесполезной», неорганизованной, «шумовой» составляющей процесса, и показывает, как по отношению к ней выглядит полезная составляющая. Она может быть, в высококультурных объектах/процессах, много больше единицы. По физической сути она точно соответствует «добротности» колебательной системы – как образца простейшей сложной системы.
2. КУЛЬТУРА – ОРГАНИЗАЦИЯ.
КУЛЬТУРНОСТЬ – КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ОРГАНИЗАЦИИ.
ЕДИНИЦА ИЗМЕРЕНИЯ («МЕРА») КУЛЬТУРЫ – «ПРОСТОЙ», МИНИМАЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ, ИЛИ ВЕЛИЧИНА СТУПЕНЬКИ РАЗРЕШЕНИЯ ПО ПАРАМЕТРУ, (которым описывается и определяется функция жизнедеятельности объекта).
Это краткие определения содержательной сути «культуры» (любого сложного объекта/процесса), как понятия, и ее количественной оценки, отражаемой введенным нами параметром «уровень культуры» Ук, сокращенное название «культурность».
Единицей измерения культуры, в которых измеряется параметр «культурность» - является «простой» («бескультурный») элемент данного объекта (процесса), на который он дробится, или из которых он состоит. Это может быть или минимальная величина исследуемой функции (процесса во времени) или объекта (как целого, «системы»), в пространстве. Или величина «ступеньки» разрешения (исследуемого объекта, в частности, прибора) по данному параметру (например, по напряжению, мощности, яркости, цветности, насыщенности, длине, времени, частоте, пространственной частоте, фазе, чувствительности оптического или акустического устройства, емкости памяти ЗУ, производительности процессора и т. д.).
Например, (пример 1), «мерой» культуры многоэтажного дома является «один этаж», а величина его параметра «культурность» (уровень культуры Ук) будет находиться как количество этажей дома N, минус 1, то есть по формуле: Ук= N – 1. (4).
Пример 2. Мерой культуры дисплея является минимальный уровень «черного», которым меряется количество разрешимых градаций (ступенек) яркости, от минимального значения до максимального, определяемое параметром «контрастность» К. Здесь Ук дисплея = К-1. (5). (Заметим, что при контрастности К=1, что соответствует черному экрану по всей площади – подобно «черному квадрату Малевича», культурность Ук такого дисплея равна 0: Ук = К-1 = 1-1 = 0. О «феномене» Малевича, его «гениальном» творении «бескультурного» произведения, см. в специальном разделе ниже).
Пример 3. Мерой культуры информационного устройства, перерабатывающего информацию, считается одно переключение схемы процессора, 0-1, названное «битом» информации, в секунду.
3. КУЛЬТУРА – КАК ИНТЕГРАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КАЧЕСТВА ОБЪЕКТА
Еще одно хорошее и важное для понимания определение культуры, второе (тесно коррелирующее с первым).
Культура – это интегральная (общая) качественная характеристика объекта (процесса), отражающая его способность к концентрации всех внутренних ресурсов для получения максимального результата в полезной внешней деятельности, (по приращению Жизни, как уровня организации материи). (Например, по переработке массо-энергетических ресурсов из простых неорганических форм вещества в более сложные виды органического вещества и биоэнергии, в химической форме, как это совершает процесс биосинтеза. Или, в радио- и антенной технике, объединение отдельных элементов антенной фазированной решетки в едином полотне ФАР, с совместным управлением фазой, позволяющее объединить их усилительные, по пространству, свойства в одном мощном луче, узко сконцентрированном, с возможностью его сканирования. Совершаемое в целях сохранения Жизни.).
Пример 4. «Пуля убивает слона». Этот пример высокой культуры изделия – ружья – я привожу всегда в качестве примера культуры объекта (сложного, искусственного). Заметим, что ружье есть тоже инструмент Жизни (наш вождь В. И. Ленин говорил, что «человек с ружьем имеет гораздо больший вес в обществе»), поскольку обладает большими возможностями управления процессами материи, (в том числе и революциями, войнами) в целях, в конечном итоге, по повышению уровня их организации, то есть в общих целях прогресса (другие, деструктивные, цели мы не рассматриваем, а «воинственные» методы используем только как «оборонительные», «по справедливости» - от агрессоров всех видов, включая буржуазию, высасывающую силы людей путем эксплуатации). А такую «управляющую» мощь (в природе) ружье приобретает благодаря способности концентрировать энергию в пространстве (узкого ствола) и времени (в импульсе взрыва пороха заряда пули).
4. КУЛЬТУРА – ЭТО ХАРАКТЕРИСТИКА (ВНУТРЕННЕЙ) ГАРМОНИЧНОСТИ ОБЪЕКТА (ПРОЦЕССА),
отражающая количество гармонических составляющих (в энергетическом выражении) по отношению к хаотическим (тоже в энергетическом эквиваленте), или к постоянным, неизменным. Это третье определение, по сути, тоже вариант первого.
Примеры для пояснения. Для музыкантов. Есть расстроенный инструмент, допустим, пианино или гитара. Он издает противный «грязный», диссонансный, звук, близкий к шуму. Но вот, по мере настройки отдельных струн, по очереди, из общей «каши», какофонии звуков, начинают выделяться отдельные чистые, звонкие составляющие. Здесь, в этом примере, культура объекта (музыкального инструмента) выражается, в количественном виде (параметр «культурность» Ук, см. далее), через отношение мощности (интенсивности звучания) чистых спектральных составляющих, (условно пиковой мощности сигнала Рс макс, в радиотехнических аналогиях), в их доле, превышающей мощность шума в полосе сигнала Рш, то есть Рмакс-Рш=Рмакс-Рмин, к мощности «шума», «фона» Рш. (При этом часть мощности этих полезных гармоник сигнала Рс мин, равная мощности шума Рш в полосе сигнала: Рш = Рс мин, уходит – будучи в противофазе, на компенсацию вредных составляющих шума Рш, «залезающих» в его, сигнала, частотную полосу, и отдается на образование общего однородного, т. н. «белого шума», «фона», в общей смеси с «полезным», гармоническим сигналом Рс).
Другой пример – запись фонограммы пения птицы на фоне шума леса, (водопада и пр.). Здесь уровень культуры Ук (мера культуры фонограммы) есть отношение мощности голоса птицы Рмакс, в части превышающей мощность шума леса Рс макс – Рш (насколько он «перепоет» его), к мощности шума (леса) в его спектральном «окне» звука Рш. Которая численно равна доле мощности голоса птицы Р мин, которая ушла на компенсацию мощности шума леса Рш в этом спектральном «окне», где Рш=Рмин. Итого: Ук=(Рс макс – Рш)/Р ш = (Рс макс – Рш)/Рс мин.
Для оптиков, специалистов в видеотехнике. Культурность света есть доля чистого спектрального цвета (по мощности) по отношению к мощности белой (т. н. яркостной) составляющей, в общей смеси цветной и яркостной составляющей. Рассмотрим более конкретно. Например, пусть красный цвет преобладает в смеси трех цветов, образующих белый (красного, синего и зеленого), при этом его относительная яркость в два раза превышает яркости двух других составляющих (подразумевается, что при этом пропорции этих составляющих в составе белого сохраняются, они равны, как известно, соответственно 30, 11 и 59%). Тогда половина мощности красной составляющей уходит на компенсацию двух других цветовых составляющих, чтобы превратить их в общей смеси в белый цвет, яркостный «белый шум», или фоновую белую подсветку. А вот вторая половина красной спектральной составляющей, оставшаяся свободной, превысившая порог «белого шума», поделенная на мощность шумовой «белой» составляющей (сбалансированной, равномерной смеси всех спектральных составляющих) – и даст численное значение «уровня культуры» Ук, или параметра «культурность». Эта величина, Ук, связана с параметром насыщенность цвета Н, широко используемом в оптике, отношением:
Ук= Н/(1-Н) (5)
В данном примере Ук = 0,5/(1-0,5) = 1, то есть при насыщенности цвета Н, равной 0,5, «культурность» такой цветовой смеси равна 1.
Для всех, особенно знающих русскую литературу, и поучительные басни Крылова. Герои одной из них, Лебедь, Рак и Щука, дают пример полной дезорганизации (точнее – еще хуже, организации с отрицательным знаком, когда силы подавляют друг друга), когда тянут в разные стороны, в результате «а воз и ныне там» (так кончается басня). Теперь представим, что вдруг Лебедь стал в два раза сильнее «противников», и стал перетягивать их в своем направлении. При этом половину силы он отдал на компенсацию их общей силы. (Заметим, что, поскольку они действуют по векторам, направленным под углами 120 градусов, то их общая сила, двух «противников», проецируется на направление действия силы Лебедя, как половины от каждого – это синус 30 градусов, а вместе они, в результате, равны по результату, при равной силе, действию одного Лебедя.). А вот вторая половина силы, свободная, превышающая силу компенсации «противников», идет на совершение «полезной» работы по перемещению (в направлении тяги Лебедя). В этом примере уровень культуры (Ук) данной, плохо организованной системы, (где двое участников только мешаются третьему), будет равен отношению полезной составляющей действия Лебедя (половины его мощности), к той «неорганизованной» его составляющей, которая ушла на компенсацию мешающих, «деструктивных» контр сил. В данном случае, Ук=0,5/(1-0,5) = 1.
5. КУЛЬТУРА – ЭТО ХАРАКТЕРИСТИКА РАЗЛИЧИМОСТИ. Например, организованной, сложной, «гармонической», части объекта/процесса относительно простой, неделимой, «элементарной» его части. Или относительно единичной, минимальной, различимой градации этого объекта, процесса. Или неорганизованной, «шумовой» его части. Или менее организованной (т. е. менее «культурной») «фоновой» средой, в данном случае это будет «относительная» культура. (Например, современное высотное здание среди усредненных малоэтажных зданий старого города. Или выдающийся биообъект, по какому-то параметру, среди «серого» окружения, например высокое дерево среди кустарников). Причем количественно культура измеряется (параметром «уровень культуры Ук», названным «культурностью») как отношение (величины) «надстройки» сложного объекта (или пика функции процесса) над окружающим фоновым уровнем, из простых объектов (или элементов сложного процесса).
Например. Для многоэтажного дома, из Н этажей, (пусть Н=10), его «культурность» составит Ук=(10-1)/1 = 9 – то есть определится количеством этажей этого многоэтажного дома, выступающих над «простым» уровнем одноэтажного окружения. Здесь «неделимым» минимальным структурным элементом градостроительства будет одноэтажное здание, высота которого определяется необходимой величиной для проживания человека (примерно 3 м).
Другой пример, разных дисплеев. У первого, «простого», однородная яркость по всему экрану, то есть она не способна изменяться ни в каких пределах. Здесь отношение переменной составляющей яркости к постоянной его части равно 0, а значит и «культурность» такого дисплея равна 0 тоже. (Ук=0).
У второго достигнута контрастность К=Рмакс/Рмин, (где Рмакс и Рмин соответственно максимальная и минимальная мощности возможные яркости дисплея), равная 1024, которая позволяет изменять уровень яркостного сигнала, отображаемого дисплеем, в 1024 раз. Здесь переменная часть яркости составляет диапазон К -1 = 1023, тогда как постоянная его часть – только 1. Поэтому отношение их (по мощности, яркости) будет равно 1023. Таким образом, Ук =1023 у такого дисплея, или качественные показатели его в 1023 раза выше. (При больших К, более 10, «культурность» дисплея Ук примерно равна величине его контрастности К, единичкой пренебрегаем).
Обобщенно можно назвать этот показатель качественного совершенства дисплея «добротностью» - термином, который широко используется не только в технике, но и в разных общих областях жизни для отражения качества товаров, устройств. И который, по своей физической сути, эквивалентен параметру с таким названием, используемым в физике и технике для определения интегрального качества колебательных систем, различного назначения: электрического контура, механической струны, упругой пленки и т. п..
Прим. Важная поправка. Однако, в реальной жизни (имеющей плавный, «аналоговый» характер), для определения общей различимости изменяющегося параметра, (отраженного в количестве ступенек различения, «разрешения»), то есть нахождения общего количества ступенек разрешения, важно не сравнение его максимального значения с минимальным, а каждое следующее значение яркостной ступени надо сравнивать с предыдущим, и чтобы оно отличалось, как принято в цифровых системах – вдвое. Таким образом, сравнение надо проводить на по чисто относительной величина К=Рмакс/Рмин, а по логарифму этого отношения по основанию два, то есть по логарифмической шкале. (Подобно тому, как это делается в цифровых информационных системах, где величины сравниваются в битах, что соответствует логарифму отношения по основанию два). Заметим, что в других случаях, например, в радиотехнике, акустике, оптике - сравнение идет по логарифмической шкале, но с другим основанием, обычно 10, а иногда равным е (основанию натурального логарифма; е примерно равно 2,7). В этом случае отношения сигналов, или сигнала к шуму, измеряют в децибелах (это 10 логарифмов, по основанию 10, отношения Рс макс/Рс мин, по мощности). Из вышесказанного следует, что в нашем примере дисплея с коэффициентом контрастности К=1024, его логарифм по основанию 2 будет равен 10, а его Ук = 10-1 = 9.
Подчеркнем, что органы чувств человека – глаз, ухо – реагируют на сигналы-раздражители именно по логарифмической шкале. Поэтому не поддавайтесь на рекламные ухищрения фирм, производящих электронику, когда они сравнивают параметры новых и старых изделий по линейной шкале: реальная разница, для восприятия человеком – будет намного меньше (хотя это не умаляет заслуг конструкторов, потому что технически достичь еще больших параметров порой даже много труднее, чем просто по «линейной» шкале, поскольку, по мере приближения к пределу качества, трудность дальнейшего улучшения параметров резко, «экспоненциально» возрастает.).
5.1. Наиболее удобно и показательно использование показателя различимости, как отношения сигнала к шуму (обычно по мощности, но иногда и по напряжению), то есть Рс/Рш, используемого в радиотехнике. Где сигнал отражает закономерный, детерминированный процесс, с помощью которого передается сообщение, информация. А «шум», (обычно для простоты принимаемый «белым», то есть однородным по всему спектру) является «паразитным» «дезорганизующим» фоном, на котором существует и обнаруживается, приемной схемой, сигнал. В этом случае в приемнике используется «фильтрующая» (адаптивная, по сути, под сигнал, настроенная на его резонансную частоту) колебательная система (например, самая простая – контур), которая выделяет в Н-ое количество раз (равное параметру добротность контура Q), сигнал, по отношению к шуму (шумовой составляющей, попадающей в полосу «пропускания» такого фильтра, контура). Таким образом, после прохождения фильтрующей системы увеличивается показатель различимости Рс/Рш в число Q раз.
Такой приемный фильтр, которым является колебательный контур, является сложной («культурной») системой обработки энергии, характеризуемой некоторым количественным показателем качества, который равен, физически, параметру «добротность» контура Q. Этот, ключевой, параметр колебательной системы, находится следующими способами.
Во-первых, как отношение (резонансной) частоты контура (или частоты его собственных колебаний), поделенное на полову пропускания контура по уровню половинной мощности (она имеет вид горба в частотно-спектральной области), минус единица:
Q = fo/2(дельта f) – 1 (6) В этом случае Ук контура = его Q.
Во-вторых, и, в-третьих, как соотношение внутренних энергетических параметров контура. Это либо отношение циркулирующей в контуре энергии к активной энергии потерь в нем на одном цикле колебаний. (Отсюда следует, что число затухающих колебаний контура, без подпитки, до уровня падения их энергии вдвое – равно Q. А время такого падения, или наоборот – нарастания колебаний до половины стационарных – будет равно «постоянной времени» контура Т = 1/(дельта f). Либо как отношение максимальных напряжений на реактивных элементах (емкости или индуктивности) к максимальному напряжению на сопротивлении (сдвинутому по фазе на плюс или минус 90 градусов относительно того и другого реактивного напряжения).
5.2. Хороший пример для отражения физической сути понятия культура и параметра «культурность» - это содержание понятия «коэффициент усиления» антенны. Физический смысл коэффициента усиления определяется как отношение пика основного лепестка диаграммы направленности (ДН) антенны к средней мощности излучения (среднему ее уровню, какой был бы в случае изотропного, ненаправленного излучателя). То есть, при сохранении равной общей мощности излучения, путем изменения формы ДН (благодаря изменению формы расположения, расстояний и сдвига фаз между элементами антенны), достигается увеличение концентрации излучения в одном, нужном направлении, за счет ослабления излучения в ненужных направлениях.
Здесь наблюдается яркий пример проявления культуры объекта (антенны), когда он, при сохранении равных потребляемых ресурсов от среды (массогабаритных и энергетических характеристиках) достигает лучших качественных параметров в своей функции жизнедеятельности (излучения мощности в заданном направлении), за счет гибкого перераспределения внутренних ресурсов. Поэтому мы будем часто обращаться к этому примеру, как аналогу или «модели», при рассмотрении физической сути и смысла параметра «культура» и определения формул для расчета оценочного (для количества «культуры») параметра «культурность», при исследовании гармонических и упорядоченных, (то есть «культурных»), процессов и объектов; особенно с использованием методов спектрального анализа (в области обычных и пространственных частот).
6. КУЛЬТУРА – КАК ОТРАЖЕНИЕ ОДНОГО ПЕРИДОДА (ГАРМОНИЧЕСКОЙ) ФУНКЦИИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ (МОЩНОСТИ ПРОЦЕССА) ОБЪЕКТА ИЛИ
УПОРЯДОЧЕННОЙ ФОРМЫ (ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СТРУКТУРЫ) ОБЪЕКТА
6. 1. ОТСТУПЛЕНИЕ ОБ ИССЛЕДОВАНИИ ФУНКЦИИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИЛИ ФОРМЫ ОБЪЕКТА, ВО ВРЕМЕННОЙ И СПЕКТРАЛЬНОЙ ОБЛАСТЯХ
Уровень культуры любого сложного объекта (или процесса) хорошо, практически полностью, отражается в одном периоде колебаний функции его работы, через форму этой кривой, во временной области: а) отношение максимальной и минимальной величин энергий функционирования, на интервале одного периода; б) относительную ширину основного «импульса» мощности (в реальной жизни обычно «колоколообразного»), по оси времени, которую можно отразить через параметр «скважность» q; в) относительную ширину линии (реально «лепестка», основного) спектральной функции, аналогичным образом, но уже по шкале частот; г) относительной высоты подъема (в положительной полуволне, над средней линией по мощности) или глубины провала (в отрицательной полуволне); д) по крутизне фронтов импульсов или подъемов-спадов на функции, напряжения или энергии, в спектральной или временной области. При этом для простой – «одноконтурной» колебательной модели, описывающей чисто синусоидальный процесс, достаточно знания просто значения отношения максимальной и минимальной мгновенной мощности, на интервале периода. Для более сложных процессов, (т. е в общем случае), может понадобиться спектральный анализ функции - т. е. исследование с помощью преобразования Фурье, в частотно-спектральной области, где порой легче выделить организованную «сосредоточенную» «полезную» составляющую сигнала, отражающего функцию работы исследуемого объекта, в сравнении ее с уровнем «шума» (отражающим уровень «разболтанности» сигнала, относительно его «матожидания»), чем анализируя сигнал (его моделирующий процесс) во временной области.
Аналогично можно найти и уровень культуры формы объекта, с помощью анализа в области пространства (периодических проявлений в конструкции, структуре объекта, и/либо их структурных нарушений, как ошибку «периодичности», «организации»); либо с помощью анализа в области пространственных частот, где упорядоченность структуры проявляется в степени «узости», (сгруппированности) спектральных составляющих конструкции объекта и организованности (упорядоченности) их взаимного расположения, по определенному закону. (Например, в простейшем случае, с кратной расстановкой гармоник пространственного спектра.)
7. КУЛЬТУРА – ЭТО ХАРАКТЕРИСТИКА «ТРАНСФОРМАЦИОННОЙ ГИБКОСТИ» ОБЪЕКТА, (ЧТО РАВНО «АДАПТАЦИОННОЙ ГИБКОСТИ» ДЛЯ БИООБЪЕКТА) ПО ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЮ ВНУТРЕННИХ РЕСУРСОВ И СОБСТВЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ. Например, в частности, биообъекта, обеспечивающего увеличение его выживаемости, то есть адаптационных возможностей, благодаря большему диапазону возможных его состояний: массо-энергетических, пространственных, временных, формообразующих и т. п - между его частями и в доступном пространстве и времени.
Количественно культура (параметр «уровень культуры» Ук, или «культурность») определяется как общее такое количество возможных состояний сложного объекта (системы), которое равно отношению самого большого элемента, определяющего общие «габариты» объекта в его максимальных размерах, (при предельном его расширении) к самому малому, в пределы которого может «сжаться» объект (по массе и размерам в пространстве). Либо подобное же отношение по уровню пиковой энергии (или по степени ее концентрации) в момент максимального проявления жизненной силы, к минимальной энергии, достаточной для выживания.
Простой пример. Представьте условный организм, типа плоской медузы, способной сжиматься в шарик малых размеров (или в высокий столбик на малой площади) или расширяться в плоский «блин». Первый случай удобен для концентрации сил для борьбы на победу с более слабым соперником, то есть для активной борьбы. Второй случай соответствует ситуации пассивной борьбы с врагом, когда направление его точечного удара неизвестно, но требуется минимизировать потери организма (например, от копья рыболова). Есть и третий случай - пассивной борьбы, но без потерь, при полном сохранении организма. Это способность либо формировать «дырки» в своем теле, в месте нанесения точечного удара противника (чтобы полностью пропустить удар); либо быстро наносить/надевать броню в этом месте (то есть полностью отражать удар).
Второй пример. У вас, в пространном государстве, есть армия из N человек, но рассредоточенная по всей территории, и на вас нападает армия противника. Здесь возможны два варианта тактики, в зависимости от соотношения сил. Если противник многократно более сильный и организованный в одну армию – то прямое «простое» сопротивление «лоб в лоб», при этом собрав и сконцентрировав все силы, что «под рукой» - это верное поражение в войне, с гибелью всей армии и долгими печальными последствиями. В этом случае лучше рассредоточиться, пропустить удар противника, измотать его по дорогам, и перейти на партизанское движение, нанося точечные неожиданные удары (как это был вынужден сделать Кутузов в начале войны с Наполеоном). Если же противник недостаточно силен и организован, то наоборот, надо сосредоточиться в большей степени и быстрее, чем он, и нанести сокрушительный концентрированный удар (подобно тому, как научились воевать наши генералы во второй половине войны, обеспечивая поддержку таковых, артиллерийских и авиа ударов перед наступлением пехоты).
Третий пример. Из садоводства, для конкретики. Представим дерево, содержащее 100 листьев, что равно его «базе» или «добротности» Q. (См. прим. 4). В нашем понимании это означает, что адаптационная гибкость равна 100, то есть что достаточно для выживания, по минимуму потребляемой энергии, действия всего одного (освещенного) листа, чтобы у дерева хватило «чувствительности» для его приема и полной переработки; то есть, чтобы его энергии хватило, чтобы «забросить» ее (минимальную различимую порцию) на высоту всего дерева, в верхний листок, самый «трудный» по доставке, чтобы он мог жить. Что обеспечит выживание и всего дерева, как (единой) системы, которое не засохнет, благодаря такому передвижению сока последовательно через все ткани. Это минимальный предел жизненных условий, со стороны окружающей среды, необходимых для выживания. А максимальный предел жизненной активности дерева в целом, как системы – будет проявляться при освещенности всех листьев, что даст общую мощность жизненной активности, в сто раз превышающей минимально необходимый ее уровень для выживания.
Прим. 4. Вообще-то, «мерой» культуры дерева, определяющей его добротность Q, (в нашей конкретной рассматриваемой модели дерева, объясняющей его сезонное функционирование) является не один лист, а его элемент, равный длине годового прироста ветви.
8. ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРИМЕР, ИЗ РАДИОТЕХНИКИ, ПРОЯВЛЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ КУЛЬТУРНОСТИ ОБЪЕКТА, (ФИЛЬТРА)
Наиболее удобен здесь пример, для пояснения физической сути Ук, из радиотехники, теории оптимальной обработки сигналов. Оптимальная обработка сигнала заключается в пропускании смеси сигнала с шумом через согласованный фильтр, с этим сигналом. Он устроен так, что усиливает полезные составляющие и ослабляет, «режектирует» - вредные, т. н. сосредоточенные помехи. Такой фильтр, в идеале, состоит из двух частей, фильтров.
Первый фильтр, («положительный», «концентрирующий») выделяет и усиливает полезные составляющие сигнала на фоне «белого» шума (улучшает соотношение сигнала к шуму по мощности, Рс/Рш). Если это «простой», одноконтурный фильтр, он выделяет всего одну частоту сигнала, «гармонику». При этом степень улучшения качества сигнала, измеряемого отношением сигнал/шум, и есть «уровень культуры» Ук фильтра, как сложной системы, и равна его параметру «добротность» Q. В сложных, многоконтурных системах, настроенных сразу на большое количество гармоник сложных сигналов, Ук находится как произведение Q х N, где N – количество контуров приемного фильтра, равное базе сложного сигнала, под который он создан (оптимизирован). Здесь Ук1=Уку = (Рмакс-Рср)/Рср, где Рср – средняя мощность процесса, содержащего гармоническую составляющую (относительно линии этой средней мощности и колеблется мощность сигнала - полезной составляющей процесса). (Добавленная буква у в индексе означает «усилительный»).
Второй фильтр отрицательный, «подавительный», «режекторный», «заградительный», радисты его называют «фильтр-пробка». Это как бы обратный фильтр, для вредных, помеховых сигналов – то есть сосредоточенных сознательных помех. Если нет информации о таких помехах, или возможности борьбы с ними, то обходятся, обычно, первым фильтром, поскольку нормальный (естественный) «белый» шум всегда присутствует. Культурность Ук2 второго фильтра, «пробки», вычисляется почти так же, как и первого, только здесь определяется не относительная мощность положительного подъема сигнала, то есть пика положительной полуволны, а относительная мощность «провала» частотной характеристики фильтра, или глубина его режекции. Это и есть его уровень культуры Ук, и он определяется как отношение (Рср-Рмин)/Рмин = Ук2 = Укр (добавленная буква р в индексе означает «режекторный»).
Общий уровень культуры, «культурность» такого составного фильтра, как сложной системы, Укс определится произведением культурностей первого, усилительного, и второго – режекторного фильтров:
Укс = Ук1 х Ук2 = Уку х Укр = (Рмакс-Рср)/Рср х (Рср-Рмин)/Рмин = примерно = (Рмакс – Рср)/Рмин = примерно = 2(Рмакс-Рмин)/Рмин = примерно = 2 Рмакс/Рмин (7)
Прим. При Рмакс много больше Рмин, более чем в 10 раз.
9. КУЛЬТУРА – СОГЛАСОВАННЫЙ ФИЛЬТР (ОБЪЕКТА) ПРИРОДЫ С УСЛОВИЯМИ СРЕДЫ. Как ее инструмент, предназначенный для максимальной избирательности и усиления полезных воздействий (сил «Добра») и ослабления вредных (сил «Зла»). (Ну, чем не инструкция «Кодекса строителя коммунизма» - по оптимальному поведению человека, типа «Нагорных проповедей» в христианстве?).
Применительно к дереву, (как объекту в роли «согласованного фильтра») оно должно таким образом оптимизировать свои форму и процесс функционирования, чтобы максимально эффективно извлекать внешние ресурсы для своего развития, при минимизации потерь – как внутренних, (из-за «не экономичности» функционирования), так и от внешних вредных воздействий (различных негативных факторов, таких как морозы, отдельно и в сочетании с оттепелями, засухи, прохлады - разных длительностей и в разных сезонных фазах вегетации).
Каждое такое воздействие (позитивное и негативное) окружающей среды может быть представлено, в физической «радиотехнической» модели или интерпретации, как гармоника синусоидального сигнала определенной частоты (или суммой таких гармоник), а исследуемый объект – как «согласованный фильтр», с таким сигналом (состоящий из набора контуров, имеющих – в идеале - соответствующие резонансные частоты под каждую их принимаемых гармоник сигнала). (В упрощенном варианте «квазиоптимального» фильтра, какой обычно используется в «аналоговых» реальных «жизненных» системах, согласование идет только по огибающей сигнальной функции, что соответствует, в частотной области, согласованию полос сигнала и общей фильтра только по ширине, без учета «тонкой» внутренней структуры - с точностью до отдельных гармоник. Заметим, что в технических, более сложных и точных цифровых системах, обычно используются «гребенчатые фильтры», согласованные с каждой гармоникой сигнала).
Сложность («проблема») создания такого «согласованного фильтра» (с природными условиями) состоит в необходимости знания формы (и вида) приходящего сигнала, тогда как он нам не известен, в общем случае (для примера в деревом). Остается только возможность выделения среднестатистических (по годам) параметров входного сигнала (колебательного процесса) - его частоты и периода, скважности и т. п. – методом их «запоминания» (в приростах конструкции, например) и интегрального сравнения с предыдущими (используя метод скользящего «следящего окна», применяемый в радиотехнике при обработке сигналов). Примерно такой принцип и заложен адаптационном механизме у растений (и других «организмов» Жизни).
(См. также «Закон согласования культур объекта и окружающей среды», или «4-й закон Абакумова о культуре», в конце этой части.).
10. КУЛЬТУРА – ЭТО ХАРАКТЕРИСТИКА СЛОЖНОСТИ ОБЪЕКТА (ПРОЦЕССА), отражаемая количеством самостоятельных отдельных элементов N, взаимосвязанных общим (само) управлением в единую систему, (то есть самоуправлением отдельных элементов, но «сознательно» действующих в интересах всей системы). Фактически величина «культурность» есть (приблизительно) количество элементов, на которую разбита цельная система, или из которых она состоит, и называется она «базой» N (с точностью до единицы, ибо точно Ук= N-1, как следует из формулы 4). Аналогично тому, как это делается, например, при определении сложного сигнала, используемого в радиотехнике, радиолокации и пр., состоящего из N взаимосвязанных элементарных сигналов-импульсов. Или при определении ДН ФАР, состоящей из N взаимосвязанных (управлением) элементарных антенных элементов, объединенных с фазовращателями (в роли управляющих элементов).
Читать продолжение ...
|
