12 феврала автором был прочитан в МАТИ
доклад
«Вселенная и жизнь»
Часть1
http://youtu.be/2g4c9YCmzu4
Часть2
http://youtu.be/d358eWJQ31E
Краткая аннотация.
В докладе рассмотрены системные законы отличия живой материи от косной. Выделен наиболее важный признак – плотность иерархической структуры.
В живой материи она предельно высока, что обеспечивает основные отличия, в том числе и плотность энергетического потока в континууме «пространство-время».
Рассмотрим один из любопытнейших примеров. Сравним удельную плотность потока энергии, которая проходит через человека и Солнце.
Светимость Солнца 4 1033 эрг/с
Это интеграл по объему, а хотя энергия излучается с поверхности, вырабатывается она всей массой Солнца.
Чему равна «светимость» человека» ?
Человек потребляет в день в среднем 2000 Ккал. Если он ведет постельный режим и вся его энергия расходуется на выработку тепла (инфракрасное излучение), то ему хватит около 1000 Ккал в сутки (106 кал). В сутках порядка 105 секунд. Следовательно, энергия пищи, которая переходит в итоге почти вся в тепло, будет уходить через излучение. В секунду тело человека в постели будет излучать примерно 10 калорий (106/105). 1 кал = 4 107 эрг. Следовательно, тело человека излучает 4 108 эрг/с
А теперь учтем не только удельный поток по времени, но и по массе.
Выберем другой параметр – интегральную удельную светимость – количество энергии, приходящуюся на единицу массы тела, излучаемую в секунду. Такая оценка дает нам возможность определить поток энергии в пространственно-временном (LT) континууме.
Плотность Солнца и человека примерно одинаковы и близки к плотности воды.
Человек весит порядка 100 кг = 105 г.
Солнце «весит» порядка 1033 г.
Разделим поток энергии (светимость) Солнца и человека на их массу, чтобы получить удельную переработку энергии на 1 г. Получим:
для Солнца 1 эрг/с г
для человека 4 103 эрг/с г.
Это в 4000 раз больше, чем у Солнца!
И это для постельного больного!
Для здорового активного человека это соотношение может быть до
10 000 раз выше.
Что это означает?
Это означает что удельное потребление и переработка энергии у человека в десять тысяч раз более интенсивна, чем у Солнца.
Кто бы мог подумать!
Далее в докладе дается системное объснение этому удивительному факту.
http://rutube.ru/tracks/5508870.html
Выходит, человек производит намного больше энтропии нежели Солнце?
Это сложный вопрос.
За все надо платить, за производство новой информации тоже.
Но из «песни слов не выкинешь». Можете проверить мои расчеты. Что есть, то есть.
Если так дальше рассуждать, то птица имеет еще меньшую массу. Следовательно, ее «удельное потребление и переработка энергии» будет больше чем у человека.
рассмотрим вообще отношение какого-либо числа к массе.
1. Берем заряды электрона и протона и относим к их массе.
(q/m)_e=1.75*10^(11) Кл/кг
(q/m)_p=10^(8) Кл/кг
У кого меньше масса у того заряд на единицу массы больше.
2. Возьмем к примеру расход топлива грузовой (m=20 т и 20 л на 100 км) и легкой (m=1 т и 10 л на 100 км) машины.
грузовая: 10^(-3) л/кг
легковая: 10^(-2) л/кг
Снова вывод: у кого меньше масса, у того и больше расход бензина на единицу массы.
Поэтому результат «Кто бы мог подумать!» не является уж таким неожиданным. Физика знает, что с величинами отнесенными к массе надо быть осторожным. А лучше по этому параметру даже и не сравниваться.
PS: Так можно взять волны де Бройля и там настроить теорию для человека. Длина волны для человека очень хорошо счтается.
Да, Вы правы.
И я это знал.
Но не все так однозначно.
Удельный поток энергии через массу и время нужно считать при равном размере (можно при равной массе). Все данные необходимо нормировать относительно масштабной оси. Более того, необходимо учитывать множество еще других важных параметров. Об этом в лекции не говорилось по одной простой причине.
Это популярная лекция. Она расчитанана то, чтобы разбудить воображение, привлечь внимание к теме.
Кроме критерия удального потока энергии, как Вы заметили, в ней приведено множество других не мене интересных (надеюсь не очень тривиальных) фактов.
Если Вас интересует тема удельного энергопотока, то готов открыто обсудить ее детально с цифрами и аргументами.
Всего наилучшего, спасибо за внимательный просмотр.
Вот вы говорите, что поток можно считать при равной массе или размере. Тогда как можно сравнивать Землю и Человека. Это вообще два совсем разных объекта. В них даже разные физические процессы проходят. Поэтому я остаюсь пока при своем мнении, что сравнивать величины отнесенные к единице массы некорректно. Либо приведите пример где в физике используется величина отнесенная к единице массы. Я знаю плотность энергии,скорости изменения величин, но не отнесенных к единице массе. Хочется увидеть более точные данные с вашей стороны («Если Вас интересует тема удельного энергопотока, то готов открыто обсудить ее детально с цифрами и аргументами.»).
Мне кажется, что первый пост от Ивана Райляна поднимает более важный вопрос – энтропии. Вот поэтому параметру можно сравнивать. Энтропия человека меньше, чем у Солнца. Можно поднять вопрос как изменяется энтропия у человека (от каких параметров). Или как человек влияет (на энтропию) на Землю.
PS: Давайте сперва обсудим энергопоток, а потом перейдем к другим вашим результатам.
PS2: Удивила ваша лекция про происхождение человека. Почему то вы ссылаетесь на философские работы при этом научные данные, что известно про человека не учитываете.
Вы полагаете, что моя ГИПОТЕЗА о том, что решающим фактором в происхождении человека от обезьяны было преодоление страха перед огнем не научна?
Всё научно. См. http://www.trinitas.ru/rus/doc/0016/001c/00161618.htm.
В становлении человека много разных ключей.
Безусловно, огонь стал значимым фактором в его эволюции.
Но в происхождении вряд ли.
Кстати в библии с её выдержкой в эпиграфе есть и другие оттенки-осмысления огня: «Я зажгу в тебе огонь», «возгорелся у них огонь Господень», «помолился Моисей Господу, и утих огонь», и т.п.
Может, похожий огонь пришёл из космоса (внеземные цивилизации, радиация и др.) и в мгновение ока «синтезировал» человека. Без всякого там разделения труда, которое появилось уже потом. Ну и так далее.
Здесь был комментарий не к огню, а к Данилвскому и Ханингтону.
Давайте. Вы много пишите о том, что я «незаконно» применил критерий потока энергии черех единицу массы системы. В чем здесь незаконность? Это элементарная попытка получить удельный критерий не только по времени, но и по пространству. Ведь масса через плотность переводится в объем. В чем незаконность? В том, что до меня это никто не делал?
Теперь по сути. Если сравнивать удельный энергопоток в любом государстве, а это делается в социологических расчетах, для этого и введена такая единица как Б.Т.Е. то окажется, что в разных странах он существенно разный. И отличается в сотни раз у стран с неразвитой экономикой и развитой. Только здесь не считается удельный энергопоток на единицу масс. Здесь считается на единицу населения, на человека. Но что это меняет? Средний вес человека практически одинаков, во всяком случае толстые американцы не в сто раз больше весят худых индусов. И по сути дела здесь используется тот самый запрещенный критерий, авторство которого вы приписываете мне. И этот критерий , который известен всем экономистам, действительно показывает, какая страна более развита. Причем, этот критерий прост как палка и понятен. И по нему действительно очень легко сравнивать степень эволюционной продвинутости государств.
Возьмем людей. Сравним постельного больного и активного спортсмена (или шахтера). У кого удельный энергопоток выше?
Теперь сравним несколько таксонов многоклеточных организмов. Например, растения, хладнокровные и теплокровные. При одинаковом размере (и даже весе) удельный энергопоток в ходе эволюции растет. Это настолько очевидно, что и считать не хочется.
Впрочем, я бы с удовольствием все посчитал, если бы нашел четкие данные по метаболизму.
Если сравнивать разные типы галактик, то более развитыми морфологически являются спиральные ( по сравнению с эллиптическими). И здесь удельный энергопоток выше у спиральных.
Единственно, с чем я соглашусь, то этот критерий необходимо дополнять некоторыми другими, иначе можно получить абсурдные результаты.
Дополнение к ответу. Цитата из доклада (извините, что такая длинная).
Развитие живых систем не остановилось на человеке. Кроме пищи современный человек потребляет (а, следовательно, и излучает) внешнюю энергию. Точнее потребляют и излучают технические системы. Но поскольку все это направлено на развитие социальных систем, мы можем говорить об энергетических потоках, протекающих через отдельные социумы. И естественно, на каждого человека в мире приходится некоторое количество потребляемой энергии. Часто этот показатель измеряют в британских тепловых единицах – б.т.е.
Чему соответствует условная единица?
Британская тепловая единица (б.т.е.) показывает, сколько тепла нужно для того, чтобы нагреть один фунт воды на 1 градус Фаренгейта. Единица кошмарная, введена она была на рубеже XVIII—XIX вв., но по традиции ее употребляют многие западные энергетики, особенно в США с их пристрастием к архаичным мерам. 1 б.т.е. соответствует 252 калориям.
О чем говорит показатель?
Не только о том, сколько энергии потребляется. Это прекрасный показатель уровня экономического развития. В некотором отношении он даже лучше, чем известный всем ВВП на 1 жителя. Ведь теоретически можно представить совершенно дремучую, дикую страну, добывающую алмазы, получающую груды долларов и сидящую с ними в лесу. Но никак не назовешь совершенно неразвитой страну, где ярко светятся окна, мчатся автомобили и троллейбусы, работают станки и автоматы.
Какой уровень энергопотребления на 1 человека можно считать хорошим?
Вряд ли среднемировой (66 млн б.т.е. на 1 чел.). Его тянут вниз многолюдные бедные страны Африки и особенно Азии (у миллиардных Индии и Китая показатели составляют всего 13 и 33 млн). Приличный уровень — уровень Западной Европы — 150 млн б.т.е. на 1 чел. в год. При таком количестве — в домах умеренного климата хватает тепла и света — можно, не ограничивая себя, пользоваться электроприборами; на заводах и в полях — почти нет тяжелого ручного труда и мускульного труда животных: машины, станки, сельхозтехника приводятся в движение потребляемыми источниками энергии; много транспорта и т.п.
Хорошо ли, когда энергопотребление растет?
Вообще говоря, да. Это признак экономического развития. И когда мы видим, что за последние два десятилетия среднедушевое энергопотребление в Южной Корее выросло более чем вчетверо, это явный признак экономических достижений страны.
Согласно статистике на 2002 год показатель по б.т.е. для некоторых стран такой (в млн. б.т.е.): Камбоджа – 0.6, Индия – 13, Европа – 150, США – 340.
Средний по миру на душу населения – 66. Переведем этот показатель в условную «светимость», для чего приведем все к эрг/с.
1 кал = 4 107 эрг. 1 б.т.е. = 252 кал.
1 год = 365 дней = 365х 105 с = 4 107 с.
66 106 б.т.е. = 1,66 1010 кал = 6,6 1017 эрг
Средняя «светимость» внешней среды обитания (социальной ниши) одного потребителя – 6.6 1017/ 4 107 с =
1.66 1010 эрг/с.
А для жителя США – почти в 100 раз больше!
Разделим теперь эту «светимость» на вес одного человека, например, 60 кг.
И мы получим удельный энергопоток равный 2,5 000 000 эрг/с г.
Примерно в 1000 раз больше, чем физиологический энергопоток.
Уходим в понятия, но я не писал «незаконно». Было написано некорректно. Это две разные вещи.
Теперь по сути. Объясни чем этот параметр лучше энтропии. Я до сих пор не понимаю его преимущества. Я не знаю не одного параметра отнесенного к единице массы, кроме e/m и то для удобства одной константы вместо двух. Можно вводить параметры отнесенные ко времени: скорость, ЭДС индукции, ЭДС самоиндукции при добавлении индуктивности. Параметры отнесенные к единице поверхности тоже много. Плотности и плотности энергии тоже мне известны. Но параметр отнесенный к массе ни чего не дает в плане понимания, в моем представлении. За чем тогда вводить лишний параметр!? В науке всегда ценятся теории в которых минимум параметров.
PS. Еще раз убеждаюсь, что лучше энтропии ни чего еще нет. На данный момент универсальный параметр.
PS2. Сравнивать экономики по среднему весу или по употребления мяса тоже некорректно. Если же у вас общество потребителей, то тогда эти статданные важны. А если общество созидателей, то эти статданные ни чего не описывают.
«Теперь сравним несколько таксонов многоклеточных организмов. Например, растения, хладнокровные и теплокровные. При одинаковом размере (и даже весе) удельный энергопоток в ходе эволюции растет. Это настолько очевидно, что и считать не хочется.» Над этим призадумаюсь, чуть позже дам ответ.
Никто не запрещает сравнивать что угодно и по отношению к чему угодно. Лишь бы не было явного противоречия или просто надуманного в единицах измерения.
Конечно, есть нюансы, детали. Но это вторично. Так же как и солнце-человек. Ведь «горит» с выделением энергии только поверхность солнца. Здесь прямое деление на массу не вполне корректно. И всё же… Обычная биологическая клетка, возможно, перерабатывает питательных веществ (с выделением удельной энергии на единицу массы)
ещё больше, чем солнце и человек, вместе взятые.
Сергей!
Эффективность удельного энергопотока клетки скорее всего выше, ведь человек состоит из клеток.
У меня вообще была идея посчитать этот параметр для всех типичных живых существ. Но руки не дошли, данных почти нет.
Что касается Солнца. Согласно современным астрофизическим теориям вся энергия вырабатывается в ядре, там где идет термоядерный синтез. Поверхность – это граница между самим Солнцем и эфиром (или если угодно вакуумом). И вообще, если так подходить, то выделяет энергию у человека только желудок? В котором перерабатывается пища.
Я полагаю, что нам необходимо уйти от деления любого целостного объекта на части и брать его интегральные показатели.
Пожалуй, верно.
Мне просто показалось, что в случае с солнцем считаются вместе дрова, которые горят в топке и которые ждут своей очереди в сарае. = Тогда самый маленький энергопоток будет при пожарах. Возгорание на 1 га, а леса много. = Или когда дымит одна квартира в Москве, но делим на всю жилплощадь столицы. = Примерно так.
Похоже на иронию, но тут вы задели тонкий момент в этом подходе.
Одно дело – жизнь, процесс. Человек живет 70 лет, Солнце будет жить еще несколько миллиардов лет.
Другое дело – гибель, смерть. Пожар в квартире – мелочи. Вот во время взрыва сверхновой столько энергии в секунду выбрасывается, что человеку и не снилось. А атомная бомба?
Понимаете? Нельзя сравнивать жизнь и взрыв (гибель). Это принципиально разные процессы, тут критерий работать не будет.
Cергей!
Роль огня в становлении человека никто не оспаривает. Я лишь акцентировал внимание на этом.
А вот роль огня в происхождении человека – это моя оригинальная (полагаю) идея. Мне она очень нравится. Сейчас я работаю над историей становления человека, которая по разным оценкам началась 10-11 млн. лет назад. Когда закончу реконструкцию, обязательно поделюсь информацией.
Понимаете, в происхождении человека сыграли очень многие факторы: прямохождение, использование и обработка камней и т.п. Но любой из этих традиционных факторов должен был «производить» человека сотни тысяч лет. Это так и было – медленный эволюционный процесс. А вот представьте себе медленное привыкание к огню. Это как? Миллион лет обезьяна подходила к нему на расстояние 10 метров, потом еще миллион лет поближе на метр. А уж потом взяла палку горящую в руку?
Чепуха!
С огнем все было скачком, это было озарение, вспышка, это было мгновенно. Как только обезьяна преодолела свой страх к огню и взяла горящую палку в руку, она тут же (!) стала человеком. Хотя внутри обезьяней «формы».
Не уверен, что это все выглядит убедительно, но мне идея очень нравится. Тем более, что она совсем не такая нудная, как миллионы лет обкалывания камня у Энгельса.
Идея хорошая.
Огонь как вспышка. В том числе сознания.
Таким может быть и огонь, загоревшийся в самом человеке.
Тогда я не понял о чем идет речь. Если есть желание – поясните.
Очень сложно отвечать, когда вам вообще непонятно, зачем я ввожу удельный энергопоток.
Но попытаюсь.
Энтропия измеряется калориями, деленными на градус. Светимость – калориями (или эргами, или…) деленными на время. Удельный энергопоток – калориями, деленными на время и на массу.
Задумаемся, что хотят узнать о процессе, идущем в теле исследователи, которые применяют энтропию и светимость?
В первом случае их вообще не волнует, за сколько времени проходит через тело энергия. Для тех, кого интересует светимость важно понять, сколько энергии проходит за единицу времени. Но ведь это не до конца доведенная идея. Ясно, что мир определяется не только временем, но и пространством. Энергия – мера движения. Где? Во времени? А почему только во времени, а и не в пространстве. Если идти дальше, то светимость необходимо соотносить и с пространством. Самый простой путь делать это через массу (хотя и не совсем корректный).
Можно (и нужно) идти дальше. Ведь свойства системы определяются не только скоростью пропускания через нее энергии (скоростью метаболизма, скоростью переваривания «движения»), но и тем, сколько вещества в этом задействовано.
Такой не очень научный пример. Командование решило, что для прокорма полка им нужно каждый день тонну мяса, 10 тонн крупы и т.п. И стало по разнарядке направлять эту пищу в полки. Но тут оказалось, что в двух соседних и одинаковых полках ситуация разная. Один пол лежит в лазарете с дизентерией, ему вообще лучше не отправлять мясо, например. Более того, полки оказались разными по численности. Один полк в резервном варианте, другой полк пехотный, третий – танковый и т.п. Следовательно, не учитывать численность и состояние солдат здесь глупо. Необходима норма на одного человека, откорректированная с учетом его состояния.
Или, например, полк американцев, китайцев или эскимосов. Американцев нужно кормить «на убой», китайцев достаточно миской риса в день, эскимосы едят мясо и рыбу. Потребление энергии у них разное.
Последние примеры говорят о том, что необходимо учитывать поток энергии через систему отнесенный как к единице времени, так и к единице пространства. А еще важно знать, в каком эволюционном состоянии находятся те или иные системы. Удаву достаточно кролика на месяц, а человек ( с таким же весом) от такой еды впадет в тоску.
Продолжаю не понимать преимущества потока над энтропией.
1. Вы сравниваете параметры (энтропию и поток) по размерности, но не по сути. Энтропия все-таки учитывает количество микросостояний тела (то что в статфизике называется термодинамической вероятностью). Поток этим похвастаться не может. Энтропия – это величайшее открытие Больцмана, и не зря эта формула написана у него на могиле в Вене.
2. Под удельным потоком вы понимаете некую величину, отнесенную к единице массы. Продолжаю настаивать, что относить к единице массы некорректно. Например, есть в физике удельный тепловой поток. Удельный тепловой поток – это поток тепла в ЕДИНИЦУ ВРЕМЕНИ, отнесенный к ЕДИНИЦЕ ПОВЕРХНОСТИ. Обращаю еще раз внимание, что к единице поверхности, но не к единице мессы. Возвращаемся к вашей заметке: «Выберем другой параметр – интегральную удельную светимость». Помимо удельности возникает еще вопрос по интегральности. Вы интегрируете по какому параметру? По поверхности? По объему? Если по массе, то с чего вы взяли, что у вас плотность является постоянной величиной? Если даже взять человека (грубо), то он не является изотропным и однородным. А Солнце? Оптимально может быть привести к какому-то безразмерному параметру, но тут наверно не получится.
3. Почему-то вы не учитываете, что Человек и Солнце абсолютно разные объекты (с разными физико-химическими процессами, с разными уровнями Сознания). Пока не успел разобраться вами предложенной М-осью. Масштабный эффект в физике известен. Но ваша М-ось любопытна. Любопытно сопоставить вашу М-ось с энтропией. Энтропия должна падать с усложнением системы. А как с осью!? Возможно график будет вида перевернутой дельта-функции. Вот вам доказательство того, что человек будет по середине с минимумом энтропии (просто мысль в слух, не уверен до конца).
4. Из понимания энтропии и закона сохранения энергии можно получить основные законы Мирозания (важный плюс в сторону энтропии и универсальности этого параметра). Почему то ни кто еще не написал такую статью! Мне кажется, вы энтропию не любите или не хотите принимать в расчет.