Посвящается моему учителю
профессору кафедры
«Теоретическая и общая теплотехника»
Томского политехнического института
Григорию Ильичу Фуксу

ПРЕДИСЛОВИЕ

В настоящей работе сделана попытка обобщить опыт автора в вопросах моделирования процессов окружающего нас мира, который был приобретен при  исследовании различных объектов,  встречающихся в промышленности. Речь идет о таких процессах как   теплообмен в радиоэлектронных устройствах широкого назначения; тепловые и электромагнитные поля в различных электротехнических устройствах от высоковольтного трансформатора до ускорителя электронов; теплопроводность в анизотропных средах; изучение и исследование теплофизических свойств различных анизотропных и изотропных  тел, включая и элементы радиоаппаратуры  и электротехнических устройств; исследование теплоотдачи при свободной и вынужденной конвекции от тел различной формы и для различных каналов при различных гравитационных условиях; исследование и разработка различных моделей для физических явлений с использованием аппарата численных схем (от известных численных схем, в которых сеточные уравнения находятся с помощью различных аналитических методов, до численных схем с произвольным числом лучей в сетке, построенных на основе методов подобия аналитических и численных решений); исследование аналитических моделей (от классических, описываемых уравнениями эллиптического и параболического типов, до использования  названных уравнений, но для обобщенных функций, рассматриваемых как функционалы над пространством бесконечно дифференцируемых финитных функций); исследование эмпирических моделей, основанных на использовании теории подобия, моделирования и размерности. Кроме того, в работе использован опыт автора при исследовании таких явлений как выщелачивание при добыче определенных веществ из горных пород, находящихся под землей на значительной глубине; тампонаж обводненных горных пород вокруг карьеров, шахт и тоннелей; явления конденсации, кипения и плавления при разработке специальных систем охлаждения для радиотехнических и электротехнических устройств различного применения; газодинамические исследования сопел и каналов при сверхзвуковом течении газа, когда необходимо было устранить колебания последних при определенном включении каждого конкретного сопла или канала  из целого их пакета; тепловые поля в телах довольно сложной формы при затвердевании в них металла при условии, что в каждой точке тела не будут возникать тепловые напряжения, которые приводили бы к разрушению металла на микроуровне; исследования автора так называемой пушки «Магомета» применительно к охотничьим ружьям и т.п.

Богатый перечень явлений, которые исследовал автор на своем научном пути, наталкивали на мысль о поразительном сходстве явлений, не говоря о явлении аналогии, с помощью которой (например, электротепловой аналогии) автором исследовались явления не только теплопроводности в твердых анизотропных и изотропных телах. На протяжении всей своей научной карьеры перед автором постоянно возникал вопрос о природе аналогии, о которой в литературе или практически ничего не было сказано, или высказывалась мысль  о практической нецелесообразности изучения или познания природы этого явления (бессмысленности). Однако исследование автором все новых и новых явлений природы и приобретение в связи с этим богатого практического опыта постоянно наталкивал автора на мысль о необходимости и целесообразности познания природы аналогии. Дело в том, что интуитивно всегда чувствовалось, что раскрыв природу аналогии, можно получить аппарат познания окружающего нас мира с невероятными возможностями. Более того, с его (аппарата) помощью один человек, владеющий только узкими познаниями в какой-либо области знаний, может достаточно легко исследовать другие явления, даже не будучи узким специалистом в этих областях знаний.

Отсюда один шаг до метода обучения специалистов нового типа, когда они будут иметь возможность без труда ориентироваться в быстроменяющемся мире, будут быстро адаптироваться в различных явлениях природы, и что самое важное, - специалисты различных направлений знаний будут легко понимать друг друга при работе, например, над одной проблемой. Кроме того, специалисты не будут себя чувствовать ущербными при появлении и использовании на практике новых эффектов, явлений, приборов и технологий, основанных на этих явлениях. Процесс их обучения на новые технологии и методы будет идти практически незаметно и без особых усилий с их стороны.

Как нетрудно себе представить автор - против узких специализаций людей, когда в быстро меняющемся мире число узких специалистов по существующим ныне канонам в будущем должно расти бесконечно, несмотря на естественное отмирание части ненужных специальностей. Узкая специализация замыкает специалиста, отрывая его от общения с специалистами других (даже смежных) областей. Это приводит, как нетрудно себе представить из условия замкнутости, изолированности  (как, например, для термодинамических систем), только к деградации таких систем, что может весьма негативно сказаться  на развитии науки и промышленности в будущем.

Здесь мы интуитивно применили аналогию между термодинамической системой и работой узкого специалиста. Результат использования аналогии даже на уровне описания получился ошеломляющим. Это же явление в термодинамике, но применительно к исследованию проблем терроризма для развитых и очень богатых стран, приводит к еще более поразительным результатам. Так, не вдаваясь в тонкости процесса описания состояний системы типа «богатая страна», можно сказать, что чем более богатеет страна, тем меньше каждому ее члену до бед других людей и других стран. Люди и все общество в этих странах в целом замыкаются каждый в себе, и общество – в себе. Им нет дела до проблем других, т.к. им самим хорошо, и им кажется, что и всем хорошо. Такая замкнутая  в себе система может только деградировать в плане отсутствия сопереживания к бедам и нуждам других людей. Такие системы возбуждаются только в случае встряски, реагируя не совсем адекватно на те обострения в их жизни, которые были вызваны внешним миром. Замкнутость богатых стран приводит только к восстановлению против себя более бедных стран и людей, чаще всего чем-то обиженных. Они-то, эти люди, и являются питательной средой для терроризма.

Продолжая эту же мысль о замкнутости развитых стран, следует добавить, что в полном соответствии с законами о замкнутых системах, если развитые страны развивались в одних условиях (например, в противостоянии с какими-то странами или системами) и если причина развития каких-то отраслей страны (военной, биологической, технической или иной) была устранена, но не приняты меры по приведению в соответствие с изменившимися потребностями нового положения общества, то эти отрасли будут являться причиной еще большего замыкания общества, что еще больше ускорит процесс его деградации. Ведь внешне всегда кажется, что для сохранения общества его надо не открывать другим странам, а сохранять существующие отрасли,  заботясь о сохранении прежнего благополучия страны и его членов. В этом-то и состоит роковая ошибка страны вместо того, чтобы  открываться миру навстречу общего (мирового) благополучия через новую перестройку (подстройку) под новые реалии внешнего мира.

Книга задумывалась в виде двух отдельных книг, первая из которых касалась бы только, так называемых равновесных (линейных и нелинейных) или близких к ним процессов. Вторая книга задумывалась как чисто неравновесная термодинамика для сильно неравновесных систем. Однако отсутствие времени не позволяют провести исследования чисто неравновесных систем (сильно неравновесных систем). Более того, пришлось отказаться от детального изложения всех разделов и первой книги, например, от очень интересных, на наш взгляд, разделов нелинейных моделей и в связи с этим приближенного моделирования. Эти интересные модели находят свое воплощение в процессах конденсации, кипения и плавления. Не зря же опытные данные по исследованию этих процессов очень трудно обобщить (в пределах одного явления) с помощью теории подобия.

Пришлось идти по пути сокращенного изложения всего задуманного, касаясь только поверхностного (описательного) изложения обсуждаемого материала. Автор надеется, что даже из такого изложения читателю стает понятным, что имеется в виду, когда показывается важность внимательного подхода к сути моделирования по аналогии.

Автор считает своим долгом выразить благодарность всем своим коллегам, ученикам и просто своим друзьям и единомышленникам, общение  и работа с которыми и привели его к мысли изложить свой метод для обозрения и использования всем, кто проявит интерес к обозначенной в книге проблеме. Хотелось бы, прежде всего, чтобы изложенные в книге идеи были использованы в учебных процессах высших учебных заведениях, организованных на основе новых принципов формирования учебных планов - на принципах унификации описания всех процессов Природы и Общества.