НЕКОТОРЫЕ АНАЛОГИИ ПЛАЗМА - БИОЛОГИЯ
(Стр. 91-107)

Подробнее об авторах
Минеев Анатолий Борисович канд. физ.-мат. наук, ведущий научный сотрудник, научно-исследовательского института электрофизической аппаратуры им. Д.В. Ефремова (АО «НИИЭФА»), доцент Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ), Санкт Петербург, Россия.
научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д.В. Ефремова (АО «НИИЭФА»); Санкт-Петербургский государственный университет (СПбГУ)
Чтобы читать текст статьи, пожалуйста, зарегистрируйтесь или войдите в систему
Аннотация:
Данная работа является благодарностью старшему поколению ученых-плазменщиков НИЦ «Курчатовский институт», живущих и уже ушедших от нас. Часть из них, помимо успешной работы в области физики плазмы, занимались также и анализом биологических явлений (А.А. Веденов, Б.А. Трубников, Б.Б. Кадомцев). Кроме того, имеются и прямые аналогии в физике плазмы и в биологии (похожие зависимости, близкие методы решения проблем…). Такие параллели и легли в основу публикации.Перечислим некоторые из них, затронутые в статье:монотонные зависимости с плато. В общей физике и физике плазмы такие зависимости, как правило, указывают на фазовый переход или изменение топологии. Объяснение биологического примера такой зависимости, относящейся к геометрическим параметрам деревьев, сложнее и определяется действием разных ограничений для небольших, средних и высоких деревьев, а также временной эволюцией;универсальные распределения, типа закона Парето или принципа 80 : 20 (распределения по массе малых космических тел или частиц вулканического пепла, числа землетрясений по мощности и т.д.). Прослеживание такой аналогии в биологии (на примере возобновляемых покрытий) приводит к тому, что бóльшая часть энергии, поступающей в организм с пищей, тратится на обновление недолговечных клеток в организме;наличие минимального размера (меньше - сложное строение, больше - среда), В физике плазмы - это дебаевский радиус, в биологии - размер клеток;образование блистеров и вискеров при взаимодействии плазмы с поверхностью и ботанические аналогии;скейлинги, инварианты, фрактальные образования;предельные возможности теплоотвода.
Образец цитирования:
Минеев А.Б., (2018), НЕКОТОРЫЕ АНАЛОГИИ ПЛАЗМА - БИОЛОГИЯ. Computational nanotechnology, 1: 91-107.
Список литературы:
Минеев А. О высоких деревьях // Квант. 1992. № 3. С. 13-17; № 4. С. 10-15; статья перепечатана в журнале Quantum. Jan/Feb, 1994. Р. 4-10 под названием «Trees Worthy of Paul Bunyan (physics and tree growth)».
West G.B., Brown J.H., Enquist B.J. A general model for the structure and allometry of plant vascular systems // Nature. 1999. V. 400. P. 664.
Веденов А., Иванов О. С какой скоростью растет зеленый лист? // Квант. 1990. № 4. С. 11.
Веденов А. Моделирование элементов мышления. Сер.: Современные проблемы физики. М.: Наука, гл. ред. физ.-мат. литературы, 1988. Раздел «Рост растений».
Минеев А. О камбии и рельефе коры на стволе дерева // Квант. 2004. № 3. С. 11-15.
Минеев А. От мыши до слона // Квант. 1993. № 6. С. 11-15.
Минеев А. Спринтеры и стайеры // Квант. 2017. № 11. С. 11-14.
Жданов С.К., Трубников Б.А. Квазигазовые неустойчивые среды. М.: Наука, гл. ред. физ.-мат. литературы, 1991.
Тpубников Б.А., Трубникова О.Б. Пять великих распределений вероятностей // Природа. 2004. № 11. С. 13.
Минеев А. Принцип 80 : 20 в биологии // Квант. 2017. № 11. С. 6-10.
Шафранов В.Д. Ненаучные труды. М.: РНЦ «Курчатовский институт», 2009.
Пастухов В.П., Арсенин В.В., Кукушкин А.Б., Курнаев В.А., Морозов Д.Х., Трубникова О.Б., Трубников А.С. В память о Борисе Андреевиче Трубникове // Доклад на 44-й конференции по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу. Звенигород, 2017.
Кадомцев Б.Б. На пульсаре. М.: УФН, 2001.
Кадомцев Б.Б. Динамика и информация. М.: УФН, 1999. Минеев А. Фауна и флора // Квант. 2001. № 4. С. 13-15.
Шмидт-Ниельсен К. Размеры животных: почему они так важны? М.: Мир, 1987.
West G.R., Brown J.H. Life’s Universal Scaling Laws // Physics Today. Sept. 2004, P. 36.
West G.B., Brown J.H., Enquist B.J. A General model for the Origin of Allometric Scaling Laws in Biology // Science. 1997. V. 276. P. 122.
Бегун П.И., Шукейло Ю.А. Биомеханика. СПб.: Политехника, 2000. C. 331.
Etienne R.S., Apol M.E.F., Olff H. Demystifying the West, Brown & Enquist model of the allometry of metabolism // Functional Ecology. 2006. V. 20. P. 394.
Apol M.E.F., Etienne R.S., Olff H. Revisiting the evolutionary origin of allometric metabolic scaling in biology // Functional Ecology. 2008. V. 22. P. 1070.
West G.B., Brown J.H., Enquist B.J. A General model for ontogenetic growth // Nature. 2001. V. 413. P. 628.
Днестровский Ю.Н., Костомаров Д.П. Математическое моделирование плазмы. М.: Наука, 1982; 1993 (2-е изд.).
Днестровский Ю.Н. Самоорганизация горячей плазмы. М.: НИЦ «Курчатовский институт», 2013.
Dnestrovskij Yu.N., Melnikov A.V., Pustovitov V.D. Approach to canonical pressure profiles in stellarators // Plasma Phys. Control. Fusion. 2009. V. 51. P. 015010.
Melnikov A.V., Eliseev L.G., Pastor I., et al. Pressure profile shape constancy in L-mode stellarator plasmas // 34-th EPS Conf. on Plasma Phys. Warsaw. 2-6 July 2007. ECA, V. 31F, Rep. P-2.060.
Минеев А. Листья улыбаются // Квант. 2006. № 4. С. 37-39.
Проскурин И.К. Биохимия. М.: ВЛАДОС-ПРЕСС, 2004. С. 177.
Беграмбеков Л.Б. Процессы в твердом теле под действием ионного и плазменного облучения. М.: МИФИ, 2008.
Крауз В.И., Мартыненко Ю.В., Свечников Н.Ю., Смирнов В.П., Станкевич В.Г., Химченко Л.Н. Наноструктуры в установках управляемого термоядерного синтеза // Успехи физических наук. 2010. Т. 180, № 10. С. 1055.
Житлухин А.М., Климов Н.С., Подковыров В.Л., Химченко Л.Н. Эрозия защитных покрытий первой стенки и дивертора ИТЭР и формирование пыли в условиях, имитирующих переменные нагрузки: ЭЛМы и срывы плазмы // Доклад на Звенигородской конференции по физике плазмы, 2009.
Колбасов Б.Н., Гусева М.И., Свечников Н.Ю., Станкевич В.Г., Хрипунов Б.И., Романов П.В., Зимин А.М. Исследования накопления изотопов водорода в контактирующих с плазмой материалах, проведенные в России в последние годы // Труды 8-го международного рабочего совещания по изотопам водорода в материалах термоядерных реакторов. Хуаншань, КНР. 29-30 мая 2006.
Иванов К.П. Основы энергетики организма: Теоретические и практические аспекты. В 5-и т. Л., СПб: Наука (РАН, Институт физиологии им. И.П. Павлова). 1990-2007; Т. 4. Энергоресурсы организма и физиология выживания, 2004.
Азизов Э.А., Айрапетов А.А., Беграмбеков Л.Б., Бужинский О.И., Вергазов С.В. и др. Установка для нанесения покрытия карбида бора и тестирования материалов и покрытий при интенсивном плазменном облучении // Вопросы атомной науки и техники. Сер.: Термоядерный синтез. 2014. Т. 37, вып. 4. С. 30.
Mirnov S.V., Azizov E.A., Evtikhin V.A., Lazarev V.B., Lyublinski I.E., Vertkov A.V., Prokhorov D.Yu. Experiments with lithium limiter on T-11M tokamak and applications of the lithium capillary-pore system in future fusion reactor devices // Plasma Physics and Controlled Fusion. 2006. V. 48. P. 821.
Ключевые слова:
плазма, биология, фазовые переходы, размер клеток, дебаевский радиус, ларморовский радиус, энер- гобаланс, скейлинг, канонический профиль, фрактал, инвариант, самоорганизация, возобновляющееся покрытие.