- КУЛЬТУРНОСТЬ ПЕЛЕНГАТОРА С ФАР
Самый яркий пример иллюстрации смысла параметра «культурность», (который я «изобрел») – это работа пеленгатора с ФАР, который был темой моего дипломного проекта в ВУЗе.
ОТСТУПЛЕНИЕ В ИСТОРИЮ, КАК ВОЗНИКЛА ИДЕЯ «КУЛЬТУРНОЙ МОДЕЛИ»
Конечно, не я его один делал, а только принимал участие в данной работе, под «опытным руководством», но в ней есть и доля моего труда, в части проведения испытаний по подбору наилучших расстановок элементов ФАР. Я лично, тогда «всего» лишь младший техник, только что закончивший радиотехникум, сделал макет-имитатор антенны (ФАР) такого устройства, и на нем проверял эффективность действия разных расстановок их на «кресте», по критериям обеспечения ракете как наибольшей точности наведения, так и надежности от помех, как шумовых, так и уводящих. Компьютеров тогда (1967 г) практически не было, поэтому больше полагались на ручные испытания.
Испытывались «наугад» разные варианты расстановок, например, по законам синуса, тангенса, логарифмическому, показательному, простых нормальных чисел и пр. Я, как человек тщательный и аккуратный, крутил отвёрткой сопротивления фазовращателей, у каждого аналога элемента антенны, и на экране осциллографа рассматривал через накладку-миллиметровку полученную диаграмму направленности (ДН) антенны. Измерял относительную ширину главного (полезного) лепестка ДН, Шл, по уровню 0,5 от Рмакс по мощности, (или по уровню 0,7 от Uмакс, по напряжению); ширину окна функции «неопределенности» ∆, между основными лепестками (окно однозначности) и уровень боковых лепестков, по максимальному помеховому лепестку (Рбок макс/Рмакс). Затем делал фотографии, (через тубус, аппаратом Зенит), самых интересных расстановок, и фотографии нес начальству для анализа. Для разного числа антенн, до 6 (на одной панели), с возможными повреждениями отдельных элементов.
Тогда мой главный начальник (лаборатории, В.В. Лебедев) ещё не знал, в обобщенном виде, как определить правильный критерий подхода (в общем виде) к определению предельной «оптимальности» расстановки, и мы с ним обсуждали, какие расстановки и почему оказывались самые лучшие. Он, кандидат наук, писал статьи и изобретения, а я тогда почти ничего не понимал в «теории», только честно делал свое маленькое дело техника, за зарплату, меньшую стоимости одного танталового конденсатора, (80 руб., это самого маленького из используемых, в 90 мкф). И я знаю, что на эту тему он «ломал голову» до конца своей жизни.
Однако не всегда надо знать все, чтобы сделать правильно. Тогда мы конкретно нашли нужные оптимальные расстановки, чисто экспериментально. А потом, в течение нескольких лет, проверили их с помощью расчетов на ЭВМ. (Она была одна на весь институт, огромная, в главном корпусе, в очередь записывались на машинное время на месяц вперед, по графику). Этим занималась девушка программист, с которой мы учились в одной группе вечернего института. Оптимальными оказались расстановки нарастающих кратных простых чисел. Но суть не в этом, важно здесь то, что в этих расстановках, обеспечивающих наиболее эффективное ведение радиоэлектронной борьбы (РЭБ), отражаются все законы Жизни в целом. И именно тот задел моих мыслей, помноженный на многообразный опыт из других областей жизни за 50 последующих лет, и привел меня к нынешнему пониманию понятия «КУЛЬТУРА», с физических позиций.
Прим. России понадобилось 50 лет, чтобы от посевов знаний, созданных первым русским математиком Л. Ф. Магницким, «русским Ньютоном», родился русский гений великий М. В. Ломоносов. А мне понадобилось «всего» 50 лет, чтобы из начинающего техника стать инженером («не из последних», как охарактеризовал меня начальник на последнем месте работы, Сонин Е. К., заслуженный изобретатель, автор 90 изобретений), и понять то, что мы делали во времена СССР, а заодно и смысл Жизни. А недавно я узнал, что моя жена – потомок славного рода Магницкого, замечательного человека с очень интересной биографией, которую я изучил, и привел выдержки о нем в своей статье «О Магницком». /18/ Конец прим.
***
В заключение скажу, что та ракета, на испытаниях в начале 1970-хх, перелетев «океан», попала прямиком в баржу, имитирующую авианосец, (хотя заданная точность была полкилометра, которой вполне хватало, чтобы ядерный взрыв перевернул авианосец). Начальники получили авторские, государственные премии, один даже квартиру купил кооперативную. В той заявке на изобретение поначалу было 4 человека: начлаб, начсектора, аспирант и я. Потом к ней стали подключать начальников: отраслевого отдела, комплексного отделения, замов директора и т. д. Когда список зашкалил 7 человек, разрешенных в заявке, меня исключили. О чем мне рассказал через 20 лет мой бывший начальник сектора, (у которого я проработал на двух предприятиях 10 лет, руководитель двух моих дипломных проектов, в техникуме и институте), когда приезжал к нам в командировку в головное предприятие.
Но я не в обиде, все понимаю, так устроена жизнь, главное для меня чтобы «жила бы страна родная, и нету других забот». Но никогда не прощу тех, кто потом без боя отдал буржуям (западным и нашим компрадорам, во время контрреволюции 1991-93 годов), все, что такой дорогой ценой накопили и сохранили наши предки за долгие века, особенно герои последней войны и многих локальных, что вел СССР в борьбе за мировой коммунизм. В чем участвовали и послевоенные поколения советских людей, по сути успевшие создать МТБК (материально-техническую базу коммунизма, на которой все мы существуем, не развиваясь, с 1990 года.).
А «буржуи» - это вся «элита» и есть, приспособившаяся к обществу неравенства, эксплуатации и несправедливости, бесстыдно посадившая простой народ на голодную пайку «МРОТ», от которого устанавливает свои зарплаты, (и сделавшая его на 80% вообще не нужным в условиях открытого мирового рынка), а себя вписавшую в стандарты западного «золотого миллиарда».
ОПИСАНИЕ культурной модели пеленгатора с ФАР
В роли «культурной модели» пеленгатора выступает диаграмма направленности (ДН) многоэлементной антенной фазированной решетки (ФАР). См. рис. 3. В зависимости от количества элементов и расстояний между ними сложность ДН возрастает (проявляемая количеством лепестков). Регулировкой фаз отдельных элементов достигают таких форм ДН, когда главный лепесток шириной Шл становится как можно уже (относительно окна неопределенности ∆, равного расстоянию между основными лепестками), а уровень боковых лепестков Рбок как можно ниже, относительного амплитуды главного Рмакс. Поскольку в реальности относительная ширина лепестка, параметр Шл/∆, отражает точность наведения на цель, а относительная высота Рмакс/Рмин=Рс/Рш структур – отражает степень надежности системы. (И через «вероятность правильного обнаружения» цели, что отражает чувствительность РЛС по обнаружению целей; и «вероятность ложной тревоги», это когда вместо цели обнаруживается уводящая помеха, и ракета улетает мимо цели, впустую.)
В этой модели содержится вся сермяжная суть Жизни: у каждого объекта есть предельная концентрированная сила (или мощность), которую условно назовем «силой меча». Используемая для победы в активных действиях по выживанию. И максимальная «способность» обороны, (назовём ее прочностью, или надежностью щита). Прим. В принципе, в качестве такой оборонительной функции может быть не просто минимальный средний уровень боковых лепестков, но и специально сформированный провал в ДН в направлении известной помехи, в пространстве. Это будет т. н. «режекторный» провал, «анти усиления», дополнительного ослабления в этом направлении. Конец прим.
Первый параметр, «сила меча» у объекта пеленгатор РЛС с ФАР, отражается степенью концентрации мощности в области пространственных частот (то есть в минимальном угловом секторе, направленном на цель), в импульсе «пространственный частот», равном ширине лепестка Шл. Это ширина луча антенны, в области пространственных частот, которая характеризуется параметром «коэффициент усиления антенны G». Который равен произведению КНД (антенны) х кпд (антенны) = G, где второй сомножитель отражает тепловые потери в самой антенне и внешние шумы (тепловой фон земли). Кпд антенны тоже влияет на общие качественные характеристики пеленгатора, поскольку потери (тепловой шум) снижают амплитуду основного лепестки и расширяют (размывают) его по ширине, что отражается на величине искомого параметра общего качества ФАР «культурность» Ук фар.
Параметр «сила меча», или «точность» пеленгования, будет определяться отношением ∆/Шл, который отражает степень пространственной концентрации принимаемой мощности. Это параметр назовем «культурностью пространственной»: Ук простр = ∆/Шл. По физическому смыслу он соответствует параметру «коэффициент усиления» ФАР G.
Прим. В моей «культурной» модели ПД он аналогичен параметру «временная культурность» Укт, отражающий сжатие во времени сезонных фенофаз развития ПД. Конец прим.
Второй параметр, «прочность щита», отражающий надежность системы, будет параметр «культурность мощностная» Укм = Рмакс/Рбок макс -1, где Рбок макс – уровень максимального из боковых лепестков ДН, по которому задается «порог безопасности», при расчете параметра «культурность» пеленгатора (РЛС с ФАР): Ук пел фар. Эти боковые лепестки есть проявление т. н. «структурного» шума антенны, который добавляется к «тепловому» шуму (его можно представить в виде одномерной «шумовой дорожки», параметр Рш в нашей «культурной» модели).
Общий параметр культурности Ук пел фар будет вычисляться как произведение параметров «культурности» мощностной Укм, равной выражению Рмакс/Рбок макс-1= Ук пел фар м (сокращенно далее Укм), и параметра Укт=∆/Шл:
Ук пел фар=(Укм х Укт) (1.22)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ к п. 22
Выражение (1.22), если находить его визуально, на графике рис. 3, есть отношение площадей зоны «неопределенности» S∆ (эта дополнительная зона возможных перемещений лепестка относительно его собственных размеров), и зоны Sо (зоны единичной энергии «шумов», как «простого» элемента «неорганизованной» материи, на моем «птичьем» языке «культурной модели»).
Прим. Зона «неопределённости», как её принято называть в р/т теории, в моей работе обычно называется наоборот – зоной «организованности», поскольку отражает область организованной части процесса, «сигнальной». А зона «неопределенности» в моей модели – это чисто шумовая зона Sо, единичного элемента энергии шума. Прим.
Здесь Sо находится как произведение мощности Рбок макс на ширину основного лепестка Шл по уровню половинной мощности. (Она же равна и полной ширине бокового малого лепестка, при четко выраженной их структуре «биений» в решетках с дискретными расстояниями антенных элементов, как это было в наших оптимальных расстановках).
Смысл работы по нахождению оптимальных расстановок (выбора лучших антенн) заключается в том, каким образом, при заданных внешних габаритах антенного креста (несколько метров в раскрыве), так их оптимально расставить, чтобы добиться наиболее высокой точности при достаточной надежности работы системы. Эти требования вступают в противоречие (подобно требованию к ПД одновременно по выносливости и продуктивности качественных плодов). Поскольку увеличение точности пеленгации приводит к увеличению уровня боковых лепестков.
Если сигнал уверенный, (соотношение с/ш гарантированно высокое, на уровне 4-5 и более), то можно пожертвовать запасом прочности (надёжности) системы ради повышения точности (пеленгации и попадания ракеты). Однако, в условиях априорной неизвестности условий приема, когда на кону вообще правильное обнаружение цели, и не до того, чтобы обеспечить предельную точность попадания – то оптимальной стратегией является решение выровнять обе эти характеристики по качеству: силу меча и прочность щита. (Аналогично случаю, когда сила врага неизвестна, и потому непонятно, придется ли нападать или обороняться – то лучше выровнять требования к подготовке и меча, и щита.)
Это означает сбалансированность основных характеристик объекта Жизни – количественной (здесь в превосходстве общего уровня по энергетическому запасу над минимально необходимым, для победы над соперником); и качественной (силы, понимаемой здесь как точность нанесения удара, острота меча.)
Именно такая выровненность всех главных (независимых, или «ортогональных», в математике) параметров приводит к максимальной величине параметра «культурность» объекта, характеризующего его общее качество, или уровень внутренней организации, или полезность для решения задач в интересах Жизни. Прим. Это я и теоретически, и практически, на примерах, доказал в работах по нахождению научно обоснованной методики оценок сортов, по сумме их независимых качественных параметров. /3-6/. А также показано на рисунках к работе /8/.
На рис. 3а и 3б отображены ДН ФАР двух вариантов пеленгаторов: с высокой точностью и низкой надежностью, (рис. 3а), и наоборот, низкой точностью и высокой надежностью (рис. 3б). Здесь общая «культурность» пеленгатора Ук пел, отражающая его качество в условиях неопределённости условий, будет равна произведению «культурностей» по каждому из параметров, «культурность мощностная» Укм=(Рмакс-Рмин)/Рмин (аналог надежности), и «культурность временная/пространственная» Ук пр = Укт = ∆/Ш (аналог угловой точности пеленгатора): Ук пел = (Укм) х (Укт). Прим. На осциллограмме нашего макета, в модели, (рис. 3), ось угловых (пространственных) частот отражалась осью времени Т. Поэтому, для общности подхода с рисунками 1,2 для моей модели ПД в садоводстве, поскольку они все отражают параметр «культурность», параметр Ук пр (пространственная) заменен на Ук т (временная).
- ПРИМЕР ОПРЕДЕЛЕНИЯ КУЛЬТУРНОСТИ КАК СЛОЖНОСТИ ТРАНСФОРМИРОВАННОГО ОБЪЕКТА
ИЗ ПРОСТОГО
На рис. 3 показан графический способ определения культурности сложного объекта, полученного из простого, поделенного на N=9 частей, и распределенного по двум осям координат m=2 (или двум параметрам, пусть по мощности и времени). В качестве «простого» объекта можно представить энергетический импульсный сигнал, который можно распределить по осям мощности и времени. Минимальная скважность такого сигнала должна быть равна 2 (в кратных числах).
Параметр «культурность» в данной задаче, отражающий сложность сформированного импульсного сигнала:
Ук импульса =Укм х Укт = [(Рмакс-Рмин)/Рмин] [(Т-ти)/ти]=(К-1)(q-1) (1.23)
Где К – контрастность, по оси У (мощности), а q – скважность импульсов, по оси Х (времени).
На нашем графике Ук имп = S∆ (1.24)
Очевидно (по виду графиков), что максимальное значение параметра «культурность» достигается при равномерном распределении сложности по обоим параметрам (у нас – это оси мощности и времени). Для N=9 максимальное значение культурности (сложности), Ук имп макс = S∆ макс, при двух осях распределения (параметров m=2) составит величину 16. Аналитически максимально возможную величину параметра Ук макс = f(N) можно определить по формуле:
Ук макс=[(N-1)/m](в степени m) (1.25)
Отсюда видно, что при наличии возможности распределять (большие) «простые» объекты по разным направлениям (для увеличения их сложности, например, ради сокрытия сокровищ из одного «простого» сундука, разделив их на части, от пиратов на острове), лучше это делать равномерно по максимально большому количеству направлений m. (См. также задачу определения пассивной оптимальной тактики выживания для командира партизанского отряда, раздел 21, там применима такая же формула для определения организационного качества решения командира Укоп.)
Рассчитанная по этой ф-ле (1.25) «культурность»=«организационная ценность» такого решения Укоц (для заданного N=9), как функция от числа выбора направлений для закапывания клада m, можно свести в таблицу:
Укоц(m=1)=8 Укоц(2)=16 Укоц макс(3)=19 Укоц(4)=16 Укоц(5)=10, Укоц(6)=5,6 Укоц(7)=2,5 Укоц(8)=1 Укоц(9)=0,34 Укоц(10)=0,1
ВЫВОДЫ. В данном случае оказалось, что оптимальным решением для получения наибольшей сложности задачи для пиратов в поиске клада будет выбор трех направлений, m=3. Это число совпадает с числом «корень квадратный из N=9, (думаю, это не случайность, а закономерность, можете проверить для других примеров с N и m, а я не успеваю). Одномерная модель, при m=1, явно уступает по сложности многомерным, когда m≥3, (её эффективность Укоц(1)=8 всего, тогда как Укоц макс (3)=19). Однако и дробление объекта по слишком большому количеству ортогональных осей (параметров), (m≥4), тоже не имеет смысла, т. к. не дает выигрыша в эффективности (в приращении сложности) системы, что тоже видно из данного численного примера.
***
В радиотехнике такое разбиение простого импульсного сигнала на сложный соответствует его одновременной дискретной модуляции по амплитуде и по частоте (или фазе).
- КУЛЬТУРНОСТЬ – АНАЛОГ СЛОЖНОСТИ ЖИЗНИ
Самое точное и простое определение культурности, любого объекта (или процесса) Жизни – это его сложность. То есть число (структурных) элементов, из которых состоит объект. Где элемент – это «простая» неделимая частичка, в качестве которой в цифровых процессах берется элемент квантования, а в аналоговых процессах берется единичный элемент шумовой энергии, в разрешимом элементе процесса во времени. В данной «культурой» модели качестве объекта рассматривается процесс массо-энергетического обмена в ПД, на протяжении одного цикла.
То есть можно сказать, что Жизнь, в предельно концентрированном виде, это и есть сама «сложность», («организованность», детерминированность, закономерность любого объекта, по форме в пространстве, или процесса во времени), отраженная в материи (на материальном носителе). А её количество (в объекте Жизни) отражается параметром «уровень культуры» Ук (сокращенно «культурность»), который измеряется количеством таких элементов N (за вычетом единицы).
Фактически параметр «культурность» отражает количество информации о сложности объекта. А качество объекта, как носителя этой информации (о сложности), определяется отношением количества этой информации на единицы потребляемых материальных (физических) ресурсов Природы: массы, энергии, пространства и времени. То есть, сколько знаний (это уже полезная, обработанная, сжатая без потерь информация) содержится в данном объекте, на количество использованной массы, энергии, пространства и времени.
Например, для флэшки, (как сложного объекта и одновременно носителя информации), ее общее качество, отраженное параметром «культурность» Ук, будет равна её информационной ёмкости, поделенной на произведение её параметров (в условных единицах): массы, потребляемой энергии (в активном режиме, при заполнении/считывании), занимаемого объема и времени, заполнения/считывания (отражаемой скоростным потоком).
Но если эта флэшка несет особо ценную информацию, например, пароль (код) доступа к огромному банковскому счету, (см. замечательный фильм «Флэшка», о том, как Запад разложил души наших советских людей, разменявших любовь на деньги), то её параметр «культурность» многократно возрастает, по сравнению с просто информацией, содержащейся в фотографии цифрового кода. Поскольку ее содержание дает доступ к реальной многократно большей сложности, содержащейся в тех предметах, которые можно приобрести за те деньги, к которым она открывает доступ. (Но это уже отдельная тема).
Другими примерами такой избыточной ценности информации являются, например, наскальные рисунки древних людей. Сам по себе этот рисунок, если бы он был нарисован рукой современного ребенка – никакой ценности не представляет, но его историческое значение, передающее информацию о жизни древних людей – бесценно. Или рисунки и записки на бересте, найденные при археологических раскопках в Новгороде, которые тоже бесценны, поскольку говорят о великой исторической культуре России. Так же как и огромно значение множества неразгаданных артефактов, сохранившихся на Земле от древних людей, которые, в частности, показаны в нашумевшем в свое время фильме «Воспоминания о будущем».
Так что культура, (в её общепринятом гуманитарном понимании) – это аналог информации, накопленной человечеством за весь исторический период его развития, (переведенной в знание путем многократной переработки, выделяющей главные закономерности и устраняющей пустую информацию).
***
Получается, что Жизнь, в ее конечном концентрированном виде – это уже не материальные (даже высококультурные объекты, материального мира), а почти «идеальные», виртуальные, то есть сама информация о них, без их носителя. (Так, например, игроманы гоняют на машинках в компьютерных играх, заменяющих им реальную жизнь. И даже получают от этого удовольствия и болезни, от нервных вплоть до инфарктов. Эти люди уже живут в виртуальном мире.) А отсюда уже шаг до «идеализма», (философского учения, где считается, что материального мира нет, а есть лишь его восприятие в голове отдельного человека, а материальный мир к нему «прилагается»).
Однако это не верно, мир все равно остается реальным и материальным. Только все больше сдвигается в виртуальную сферу, интеллектуальной деятельности. И компьютерный мир, Интернета, тому способствует, куда перемещается все больше людей (во временном измерении пользования), заменяя реальное общение информационным, виртуальным. Нравится кому-то это или нет, но это естественный (равно физический) процесс развития Жизни, на «интенсивном» коммунистическом направлении. В этом, в хороших «правильных» руках, (нормально воспитанных людей), есть и огромные преимущества, гораздо большие, чем недостатки и «проблемы» такого развития. Мир просто не выдержит такого количества людей, какое есть уже сейчас, при дальнейшем нынешнем экстенсивном суетливом капиталистическом («рыночном») развитии. Так что привыкайте к этому и пользуйтесь, себе во благо, а врагам назло и во вред.
Читать продолжение...
|
