Часть вторая

Ро = Рс ср + Р ш ср = Рс ср + Рмин лет ср = Р(t) ср - средняя мощность  смеси сигнала с шумом, общей мощности обменного процесса Р(t) на интервале сезона Т. Линия Ро (подобно «ватерлинии» корабля) служит для определения жизнестойкости ПД, в том смысле, что по ней, как уровню средней мощности, находятся основные параметры модели, по которым определяется эффективность (качество) процесса жизнедеятельности ПД, содержащееся в параметре «культурность» Ук пд. А именно: ширины основных лепестков активности функции Р(t), Шр и Шс, и ширины «ямы», провала  ∆ (дельта), между этими лепестками (их значение описано ниже, в разделе «Вывод формулы Ук ПД.)

Ш1=Шр – ширина (на оси  времени сезона) первого лепестка («роста») функции Р(t), отражающая длительность процессов сезонного роста в ПД, измеряемая по уровню половинной  мощности процесса Ро, между точками 1 и 2, на рис. 1. В «простом» дереве она составляет Ш= ¼ Т.  В «сложном» дереве эта относительная ширина лепестка сужается, за счет расширения зоны провала между лепестками, с одновременным увеличением его амплитуды Рмакс (точка 5), поскольку энергия лепестка (в нормированном виде) Елеп=(Рмакс)Шлеп остается примерно одинаковой, = const. Таким образом, относительная ширина лепестка, Ш/Т, напрямую отражает степень концентрации (и интенсивности) процесса роста дерева, что означает высокий коэффициент его общего качества ПД и физиологических обменных процессов в нем, содержащийся в параметре «культурность» сорта Укс (или Укд с пд). На этом интервале наблюдается большая часть прироста веток дерева.

Ш2=Шсозр (сокр. Шс) – ширина (на оси  времени сезона) второго лепестка («созревания») функции Р(t), отражающая длительность процессов сезонного созревания в ПД, тоже измеряемая по уровню половинной  мощности процесса Ро между точками 3 и 4.  (Параметр Шс=Шр.) Это интервал максимальной интенсивности процессов созревания (точнее – наливания) плодов, плодовых образований и сырой массы ветвей и кроны в целом, происходящий в пике отливной (нисходящей) волны сокодвижения. Прим. Термин «созревание», ставший для меня привычным и использовавшийся в предыдущих работах, я оставляю без изменений. Хотя надо бы заменить его для справедливости на «наливание». Поскольку само «созревание», в полном смысле, обычно применяемое к плодам, и «вызревание», как я именовал его применительно к древесине (переход сырой вегетативной массы камбия в сухую, древесины – происходит позже, на 1/8 фазы вегетативного цикла, в момент 7/8 Т (где пик интенсивности) и полностью заканчивается в момент 8/8 Т=Т.

Параметр Ш2=Шс полностью отражает агро параметры «дружность (одновременность) созревания» и «одномерность» плодов, которые являются важными характеристиками качества ПД сорта, (или просто сорта). Поскольку, особенно при правильной нормировке плодов, качество плодов такого сорта (одномерность, товарность, внешний вид), сильно выигрывает по сравнению с сортами с «размазанным» сроком созревания, и общая «полезная» урожайность тоже. (Хотя это важно, в основном, для промышленного садоводства, а в любительском многим, вроде меня, даже нравится, когда сорта плодоносят раздвинуто по времени, что позволяет их легче собирать и полнее использовать). 

∆ (дельта) – ширина провала («ямы») в центральной части функции Р(t), в середине лета, равна расстоянию между точками 2 и 3. Это область стационарной активной части «импульса жизни» (как я его назвал), в «узком» смысле, только для «накопительной» составляющей процесса Wн. В аппроксимированной модели, (пунктирная зеленая ломаная линий на рис. 1.), она представлена плоской частью трапецеидального «импульса жизни». Где «чисто» проявляются свойства дерева только к накоплению энергии, которое происходит, когда строительство конструкции (листового аппарата кроны) закончено, в переходном процессе «роста» (выраженного первым лепестком «роста» функции Р(t)), и продолжается до начала другого переходного процесса, «созревания», отраженного вторым лепестком функции Р(t). (В жизни это происходит плавно, как показано на основных функциях Р(t) и Wн(t), а в упрощенной аппроксимированной модели в виде ломаной прямой, трапецеидального «импульса жизни».)

∆ (дельта) - исключительно очень важный параметр, сразу отражающий визуально общий уровень качества ПД сорта (параметр общая «культурность» сорта Укс пд)  и степень его интенсификации, (отраженная в р/т модели параметром Ксж=N-1=∆/Ш – коэффициент временного сжатия, или «база» сложного сигнала, «коэффициент сложности», и параметром «временная  культурность» сорта Укт пд).  

Здесь параметр Укт= N-1 есть сомножитель для параметра Ук общ для «сложных», интенсивных ПД :             Ук общ = (Укм)(Укт), где параметр Укм есть параметр «мощностная культурность», который для «простых» ПД, у которых Укт=1,  равен общему Ук общ.

***

Прим. Переход от «простых», одноконтурных ПД, к «сложным», многоконтурным – сразу дает огромный (кратный) прирост качества биосистемы ПД, отражаемое ее параметром «культурность» Ук пд, благодаря влиянию сомножителя этого параметра, подпараметра «временная культурность» Укт.  Поскольку коэффициент сжатия Ксж=N-1=∆/Ш приводит к увеличению параметра Укт слож («временная культурность», индекс т обозначает «время»), для сложного дерева, (состоящего N контуров), по сравнению с Укт=1 ( у одноконтурной модели), в Ксж раз, по формуле:

 Укт слож=(Укт прост) Ксж  =(Укт прост) (N-1)= (Укт прост) (∆/Ш)

Такой переход от «простой» модели ПД к сложной можно сравнить в автомобилестроении с переходом двигателя от одноцилиндрового к многоцилиндровому. Или, в вычислительной технике - от одноядерного процессора компьютера – к многоядерному. Или, в антенной технике - от однолучевой зеркальной антенны – к многоэлементной ФАР. Или, в радиолокации – переход от простых моноимпульсных сигналов к сложным, что позволяет многократно повысить качество РЛС, по соотношению сигнал/шум. И т. д. и т. п. Когда у одноэлементного объекта кончаются пределы развития и вступают в силу физические ограничения дальнейшего улучшения параметров, (по пути экстенсивного количественного «простого» развития, «роста»), то приходит пора переходить на качественные пути развития. Сложное, «многоконтурное» ПД и является как раз примером такого интенсивного развития дерева. Которое делает большой рывок в своем качестве, то есть экономичности преобразования «мертвой» материи в «живую», чем и является биообъект ПД, в частности.            Конец прим.

На рис. 2 приведен пример такого «сложного» интенсивного ПД с коэффициентом (временного) сжатия Ксж=Укт =2  (при коэффициенте  «сложности», или базе сигнала, равной 3). В реальности физически это означает, что обменные процессы в объекте сжались, по отношению к элементу «неопределенности», которым является единичная энергия шума, заключенная под лепестком активности процесса (первым или вторым, неважно), в интервале Ш. То есть организованная (сигнальная, в модели) часть обменного процесса выросла по отношению к неорганизованной (шумовой) в 2 раза. Что отражается, на практике, в повышении энергетической экономичности функционирования ПД.

Важное прим. Однако, не все так просто, и у сложных объектов, в модели – колебательных систем в виде фильтров из нескольких контуров – возникают другие неприятные шумы – «структурные», (так их я условно назвал). Они возникают из-за рассогласования работы отдельных «простых» компонентов, объединенных в систему, и проявляются в виде биений (по напряжению) или волн (по мощности) процесса Р(t), на  среднем ее участке между пиками её всплесков ∆ (дельта). Они добавляются к «обычным», тепловым шумам, которые имеют место быть у «простых» одноконтурных систем, и тоже снижают эффективность (качество) работы такой системы (и функционирования  ПД, её аналога в жизни).  Причем амплитуда этих биений, по мощности, (параметр Рш бок макс) может превосходить величину «простых» тепловых шумов Рш т (т. н. шумовой дорожки, измеряемой среднеквадратичным значением амплитуды шума, или эффективным значением мощности, параметр Рмин лет ср на рис.1).

Поскольку эти шумы, структурные и тепловые, имеют разную природу, я не решился их смешивать, и в данной работе «структурный» шум не учитывал,  считая Рш бок =0, и находил Рш макс по значению только теплового шума Ршт. Что, как только сейчас понял -  неправильно. Думаю, лучше всего их (структурные шумы)  надо учитывать как среднее значение мощности боковых лепестков Рш бок ср – волн в средней части ∆ (дельта). (Хотя, возможно, нужно учитывать уровень организационных помех по амплитуде максимального лепестка, как это делается в технических системах при оценке диаграммы направленности РЛС. Но, думаю, здесь не тот случай, поскольку нет смертельного риска от помехи в этом лепестке.)

Короче, если учесть также и структурные шумы, то это сильно уменьшит общий результирующий параметр «культурность» общая (Ук общ). Но все равно выигрыш от перехода к сложным многоэлементным системам (здесь «многоконтурным» фильтрам и сложным интенсивным ПД) перекроет потери от их неправильного (неточного, не синхронного) соединения, (иначе бы не делали многоцилиндровые двигатели и многоядерные процессоры). Если рассмотреть пример сложного ПД на рис. 2, то проигрыш за счет учета добавки структурного шума составит пример 1,4 раза (при выигрыше в 2 раза, заметим, все по теории, см. дальше по тексту). Причем с увеличением сложности системы (числа её элементов N) структурный шум (аналог шума квантования) быстро уменьшается, как и его влияние на общий процесс. Есть даже такой физический закон, согласно которому полезная мощность системы (например, производительность компьютера) при увеличении числа компонентов (ядер) увеличивается пропорционально их количеству, а шумы (аналог потерь) – только как корень квадратный от этого значения. Такой закон существует для многоядерных компьютеров, на базе физических явлений. Я его даже рассчитал его на работе, в своем космическом отделе, когда доказывал преимущества покупки многоядерных компьютеров, тогда новинки. А потом рассказал молодым ребятам – продавцам компьютеров на Савеловском рынке, те подивились силе теории. Конец прим.

***

Тф1 – передний фронт «импульса жизни» (в «широком» его смысле, как всей длительности теплового летнего сезона). Расположен на отрезке временной оси от 0Т  до точки, соответствующей положению пика  первого лепестка функции  Р(t)=Рмакс (точка 5). Он отражает скорость роста  (через интенсивность прироста зеленой биомассы) вегетативных частей дерева (веток, листьев, камбия) в начале сезона. В «простом» дереве длительность Тф1=1/4Т,  у «сложных» (интенсивных) сортов деревьев этот параметр может (и должен) быть существенно меньше, реально до 2-х и более раз.

Этот параметр прямо связан с таким агро параметром, как «скороспелость» сорта. Но он отражает и поведение дерева сорта в целом, в зависимости от обоих факторов скорости роста, определяемых и сортом привоя, и типом подвоя. У деревьев на карликовых подвоях, сдерживающих рост дерева и ускоряющих его жизненный цикл в сезоне, этот параметр будет определяться суммой факторов: и степенью интенсивности самого сорта, и степенью его ускорения благодаря «интенсивному» подвою.

Тф2 – задний фронт первого лепестка, «роста», «импульса жизни», (или просто функции Р(t). Его длительность практически равна ТФ1 (в «простых» деревьях) и может быть существенно меньше для «сложных». У который она находится как разность времени между точкой на оси времени, соответствующей значению Рмакс, и точкой на оси времени, соответствующей точке пересечения функцией порога, по уровню максимального бокового лепестка в окне ∆ (дельта). (См. рис. 2) В принципе, этот параметр большого значения не имеет, поскольку в дальнейших расчетах Ук пд не участвует. Однако параметр полезен для визуальной оценки качества функционирования дерева в целом. Он отражает скорость падения интенсивности роста, и одновременного нарастания «импульса жизни» (в «узком» его смысле), как функции накопления Wн(т).

В середине этого фронта (точка 2 на рис. 1) мощности процессов роста и накопления сравниваются. В этот момент вектор направления тока поворачивается на 45 градусов,  а в момент окончания этого фронта (t=Т/2 в «простом» дереве) вектор поворачивается на 90 градусов, то есть ток в вертикальном направлении прекращается, и, условно в модели, переходит в горизонтальное. Это означает, что листья, без вертикального сокодвижения, (или продольного в волокнах, для горизонтальных веток),  просто аккумулируют световую энергию,  переводя её с помощью процессов фотосинтеза в химическую энергию массы. Напряжение (с положительным знаком) на листьях в этот момент достигает максимума, (см. рисунки. к /1,6/), как и потенциальная энергия в них, вместе с массой соков, которая готовится для отдачи потом, в отливной волне, в плоды, древесину и корни. Фактически в этот период, середины лета, каждая часть дерева, надземная и подземная, функционирует самостоятельно. А поскольку большая часть циркулирующей в дереве энергии (и сырой массы) в этот период находится в кроне дерева, то, (даже чисто теоретически, из модели), пересаживать дерево в таком состоянии нельзя, поскольку оно остается без запасов влаги и без «фундамента». (И наоборот, зимой, когда соки спускаются в корни, такая пересадка вполне безболезненна).

Тф3 – передний фронт второго лепестка «созревания» функции Р(t), находится между точками 9 и 6 (рис.1). Отражает время и скорость нарастания процессов созревания в ПД, и одновременно интервал и скорость падения интенсивности процесса накопления энергии листовым аппаратом Wн(t), как дополняющей зеркальной функции (относительно «ватерлинии», средней мощности процесса Ро).

Тф4 – задний фронт второго лепестка «созревания» функции Р(t), и одновременно всего «импульса Жизни» (в общем «широком» смысле). Находится между точками 6 и 11 (рис.1). Отражает время и скорость падения интенсивности процесса созревания в ПД.

Сумма длительностей фронтов, Тф3 и Тф4 равна полной длительности второго лепестка «созревания» дерева, который в «простом» дереве составляет полпериода летнего сезона, а для «сложного» дерева может быть гораздо меньше (думаю, до 2-3 раз). Но этот параметр прямо в расчетах искомого важнейшего параметра общего качества сорта Ук пд не участвует, поэтому нужен лишь для визуальной качественной оценки. Более важен параметр Шсозр = Шс – ширина второго лепестка функции Р(t) по уровню Ро=Рср (расстояние между токами 3 и 4 на рис. 1), отвечающий за такой параметр, как «дружность (одновременность) созревания плодов».

 S∆ - площадь на графике рис.1 области провала («ямы») между холмами (лепестками «роста» и «созревания») функции Р(t). Это, в физической р/т модели есть область «определенности» (аналог организованной части обменного процесса, или детерминированного, «закономерного» сигнала в модели). Очень важный параметр, для определения общего качества сорта «культурность» ПД сорта: параметра Укс пд. (См. далее раздел «Вывод формул для параметров Ук пд лет и Ук пд зим»).

So - площадь на графике рис.1 единичной зоны «неопределённости» (равной физически энергии единичного  /разрешимого/ элемента шума Еш1, вычисляемого как произведение средней мощности шума за сезон, Рш ср лет, [значение которой соответствует величине Р(t) в момент времени середины лепестка (любого), (для «простого» ПД это t=1/4Т)], на величину ширины лепестка (как  элемента разрешения) Ш (по уровню средней мощности Ро=Рср).    Еш1=(Рш ср лет)(Ш)

Физически (в модели) это аналог «неорганизованной» составляющей - хаоса, энтропии, «анти жизни» в общем процессе жизнедеятельности дерева на интервале сезона.

Оба эти параметра, S∆ и So, напрямую участвуют в вычислении главного параметра ПД, определяющего качество: «культурность» Ук пд, через простое соотношение: Ук пд= S∆/So.              (3)

(В этой простейшей формуле содержится вся суть и соль данной работы, в которой заключен мой напряженный труд последних 10 лет, если конкретно, а вообще весь опыт моей жизни).

Эта графическая, зрительная форма записи для параметра «культурность» Ук пд хороша тем, что позволяет быстро просто визуально оценить общее качество сорта, а также легко вычислить его, наложив прозрачную миллиметровку и подсчитав количество миллиметровых квадратиков в зонах S∆ и So, а затем просто найти их отношение.

Прим. 1. Поскольку форма площади S∆, в форме ямы в окружении холмиков (лепестков) функции Р(t), (наполненной «организованной» составляющей процесса, которая, по моему определению, и есть Жизнь), напоминает чашу, наполненную энергией – точнее сложностью, Жизни – то я развал эту двугорбую кривую Р(t), принятую за модель Жизни ПД, «чашей Жизни». Здесь холмы по краям ямы и ее дно есть как бы боковые стенки и дно чаши, в сечении. (Если аппроксимировать плавную функцию Р(t) ломаными прямыми, то получится сосуд в форме «стакана Жизни»). А произведение толщины боковых стенок на толщину дна, в аппроксимированной модели, в сечении – и даст элемент «неопределенности», по площади So. Чем больше (в сечении рисунка), площадь ямы, или Чаши Жизни (или, упрощенно,  Стакана Жизни), по отношению к площади элемента «неопределённости, (в Стакане Жизни площади So), тем выше качество сосуда. Это естественно – качество чаши или стакана измеряется его полезным вместимым объемом по отношению к объему материала самой чаши, отраженного толщиной стенок и дна в сечении рисунка, который можно померить, окунув ее в ведро, наполненное водой доверху, и померив вытесненную воду. Так же меряется качество судна или лодки. Конец прим.1

Читать продолжение...