Не зря говорится, что все новое - это хорошо забытое старое. Перелистывая страницы интернета http://www.politron.freeservers.com/books.html#top/
музей электронных раритетов http://www.155la3.ru/lf_9p.htm
старые книги и журналы - можно найти много интересного, так и попалась любопытная информация о ПОЛИТРОНЕ - электронной лампе, времен СССР, основанной на регистрации квантовых явлений, возникающих вследствие интерференции когерентных электронных пучков. Гордость прямо берет....
Лампа ЛФ-9П, серийно выпускалась по частным техническим условиям 3.355.017 ТУ. Паспорт 3.355.017 ПС
I,II Подогреватель
III Модулятор - М
IV Катод - КТ
V Анод 1 - 1А
VI Пластина корректирующая - У
VII Анод 2 - 2А
VIII Пластина корректирующая - У
IX Пластина развертывающая - Х
X Электрод ускоряющий - ЭУ
XI Пластина развертывающая - Х
1,2,3,4,5,6,7,8,17,18 Пластина функциональная - ФП
9,10,11,12,13,14,15,21,22,23 Пластина функциональная - ФП
16 Электрод противодинатронный
19 Коллектор 1 - К1
20 Коллектор 2 - К2
Функциональная характеристика
При проверке приборов важное значение имеет функциональная характеристика, которая представляет собой функцию тока с коллекторов при равных, чередующихся по знаку напряжениях на функциональных пластинах и линейной развертке в инфранизком диапазоне частоты. При экстремальном значении напряжений на функциональных пластинах это будет базовая функциональная характеристика.
На рисунке показано семейство характеристик, где функция тока зависит от горизонтально отклоняющего напряжения Ux и напряжения на каждой паре функциональных пластин Uф.п.
Режимы напряжения на функциональных пластинах чередуются в такой последовательности, что нечетные пластины одного ряда находятся под одинаковым положительным напряжением, а четные — под таким же по абсолютному значению отрицательным. Для второго ряда пластин распределение напряжений обратное. Базовая функциональная характеристика показана на рисунке для одного коллектора, для второго с учетом того, что сумма их токов постоянна, она будет в противофазе.
Практическое значение базовой функциональной характеристики заключается в оценке качества сборки конструкции прибора. В частности, оценивается ортогональность между плоскостями горизонтально отклоняющих пластин и функциональных пластин, коллекторами. На вид характеристики оказывают влияние соотношение между шириной ФП и промежутком между ними, форма луча, равномерность распределения электронов в луче и т. д.
В идеальном случае базовая функциональная характеристика должна представлять собой синусоиду с пятью периодами.
Общие принципы построения схем преобразования сигналов на основе политрона
Физические особенности работы политрона позволяют сформулировать общие принципы его использования в схемах преобразования сигналов:
1) форма представления входного электрического сигнала может быть цифровой, аналоговой и комбинированной;
2) прибор можно использовать в качестве преобразователя многомерных сигналов с возможностью их последующего восстановления;
3) политрон позволяет реализовывать динамические операторы преобразования сигналов, обладающие свойством адаптивности;
4) прибор обладает высокоомным входом и низкоомным выходом, что делает удобным его согласование с внешними устройствами;
5) частотный диапазон, габариты, малая потребляемая мощность и долговечность позволяют использовать политрон с современной элементной базой.
Одно из первых применений политрона было основано на использовании формы поля в приборе для моделирования полиномов Чебышева. Это свойство политрона используется для апериодического умножения частоты. Развитием этого подхода явилось исследование возможностей применения политрона при построении аналоговых функциональных преобразователей.
Возможности политрона нелинейно преобразовывать сигналы случайного характера были использованы при построении систем опознавания, классификации и распознавания (к примеру, при обработке низкочастотных сигналов, лежащих в диапазоне инфранизких частот).
Среди иных областей использования политрона, которые были исследованы и получили практическое воплощение, можно выделить следующие задачи: генерирование электрических сигналов специальной формы, статистического моделирования и измерения, решения уравнений в частных производных, пространственной фильтрации.
В течение длительного времени (с начала 60-х годов) рядом научных коллективов, руководимых А.И. Ставицким и А.Н. Никитиным, выполнялись научно-исследовательские работы, связанные с возможностью получения информации за пределами классических методов ее обнаружения. Для этой цели использовался электроннолучевой прибор политрон, освоенный отечественной промышленностью в начале 70-х годов.
В политроне удалось получить интерференционные явления на медленных электронах, заданные характером граничных условий. Процесс интерференции удается зарегистрировать в виде непрерывно изменяющейся величины тока на выходе политрона, поддающегося непосредственному измерению. Насколько известно, подобный результат другими методами пока получить не удавалось.
Возможность непосредственной регистрации квантовых явлений, возникающих вследствие интерференции (т.е. процесса наложения когерентных электронных пучков, возникающих при их отражении от электродов), приводит к возможности регистрации любых явлений как контактным, так и бесконтактным методом. Именно по этой причине политрон является предельно чувствительным прибором ко всему окружающему. В частности, к так называемым фантомам. Квантовая взаимосвязь между различными объектами хорошо известна в разделах экспериментальной физики по квантовой механике. Однако, зарегистрировать ее в явном виде в низкочастотном диапазоне при нормированных граничных условиях до сих пор не удавалось. По мнению специалистов по квантовой механике решение этой задачи может рассматриваться как фундаментальное открытие.
Полученные результаты были многократно апробированы на примерах решения целого ряда прикладных задач в интересах военно-промышленного комплекса, что подтверждено большим числом протоколов, публикаций и авторских свидетельств (более 100).
Получены также убедительные результаты по использованию политронных методов в медицине, биологии и т.д. В частности, при решении задач ранней диагностики и реабилитации различных патологий.
Полученные результаты ставят на повестку дня практическое решение многих других актуальных задач, связанных, в частности, с прогнозированием чрезвычайных ситуаций, как естественного, так и искусственного происхождения.
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОЛИТРОНЕ
Политрон представляет собой электронно-лучевой прибор (рис.) с электростатическим управлением пучком медленных (нерелятивистских) электронов. Такие электроны обладают электронно-механическим дуализмом, т.е. одновременно имеют свойства как электрических, так и механических частиц, которые рассматривает квантовая механика. Первоначально прибор был задуман как электрически управляемый нелинейный или функциональный преобразователь величин тока или напряжения в широком диапазоне частот от 0 Гц до 30 мГц. Однако, как оказалось в процессе эксплуатации, в нем проявились феноменальные свойства, связанные с процессом обработки информации. Они до сих пор не получили строгого математического описания, что ни в коей мере не ограничивает возможности его практического использования в задачах преобразования информации.
Конструктивно политрон очень напоминает обычную электронно-лучевую трубку (кинескоп), установленную в любом телевизоре. Здесь также имеется электронная пушка 1. формирующая электронный пучок 2, и две пары отклоняющих пластин X,Y, установленных вдоль движения электронов. Однако, если в телевизионной трубке пучок электронов фокусируется в "точку", которая путем сканирования создает изображение на экране, то здесь дело обстоит иначе. Электронный пучок, оставаясь размытым, в виде электронного пятна попадает одновременно на две коллекторные пластины 3, 4. которые в реальной конструкции имеют корытообразную форму, что исключает рассеивание электронов за пределами этих пластин. Они выполняют роль детектора, автоматически разделяющего пучок на две части подобно тому, как это делает призма в оптических приборах при разложении белого света на спектральные составляющие. Поэтому при движении электронов пучка в любом из направлений, определяемых осями координат x, у, z. образуются своеобразные "электронные весы", автоматически отражающие баланс электронов, содержащихся в пучке в любой момент времени t. Причем точность взвешивания, или, иначе говоря, разрешающая способность таких весов оказывается очень высокой, вплоть до одного электрона. Это объясняется тем, что коллекторные пластины в реальной схеме соединяются с источником электронов - катодом, входящим в состав электронной пушки 1. В результате образуется пространственно-временная обратная связь, приводящая к автоматической устойчивости происходящих в политроне процессов. При этом действует закон сохранения зарядов. То есть электроны, создаваемые катодом, никуда не исчезают и не перемешиваются с частицами в других электрических цепях, обеспечивающих заданный режим работы политрона, в силу действия известного принципа суперпозиции.
Другой особенностью политрона является наличие в нем системы так называемых функциональных пластин (ФП)-5, 6, расположенных веерообразно по обе стороны пучка и гальванически изолированных друг от друга. Эти пластины также оказывают действие на пучок по всем трем координатам при его перемещении по коллекторным пластинам. Принципиально важным условием формирования пакета ФП является необходимость сохранения непрерывности поля между смежными парами пластин. Характеристика непрерывности имеет форму параболы. Таким образом, если пучок перемещать с помощью пластин X, а на ФП воздействовать совокупностью напряжений, определяющих характер граничных условий, то электронное пятно на коллекторных пластинах будет испытывать действие по всем трем пространственным координатам и времени t (независимо от того, задается оно в явном виде или нет) за счет конечной скорости движения зарядов. При этом возникает своеобразная "квантовая бомбардировка" электронами, как самих коллекторных пластин, так и других электродов, расположенных в непосредственной близости от пучка элек тронов. В результате такой бомбардировки возникают вторичные явления, которые можно было бы разделить на две части:
1 - выбивание первичными электродами вторичных, что обычно рассматривают как эффект вторичной электронной эмиссии,
2 - отражение первичных электронов от поверхностей электродов в результате так называемого "скользящего рассеивания".
Этот процесс можно сравнить с отражением пучка света в оптике от поверхности зеркала, что сопровождается явлением интерференции. В политроне пучок тоже делится как бы на две части: прямую и отраженную., которые являются когерентными и также приводят к процессу интерференции, характеризующему электронно-волновые свойства электронов, действующих в операционной зоне политрона.
Совокупность всех отмеченных процессов в конечном счете приводит к феноменальным способностям политрона, которые можно косвенным образом наблюдать в прямом эксперименте.
Внешний вид промышленного образца политрона показан на рис.. Важно отметить, что в силу закона сохранения зарядов и принципа суперпозиции политрон с подключенными к нему электрическими цепями или любыми другими электрически активными объектами, обладает реактивными свойствами. Это значит, что на его функционирование влияет не только характер заданных граничных условий, но и изменение этих условий самим политроном в процессе работы. То есть возникает пространственно-временная обратная связь, которая сопровождается при определенных условиях появлением устойчивых автоколебаний на доминирующей частоте внешнего нестационарного поля, не зависящей от импедансов подключенных к политрону внешних цепей. Прямым следствием этого процесса является многоустойчивость состояний политрона с сохранением производных высших порядков, сопровождающаяся его способностью отображать в явном виде пространственно-временные признаки как самого политрона, так и подключенных к нему объектов; в частности, качество сборки прибора, характеризуемое так называемой "нулевой линией", приводимой в паспорте каждого экземпляра в отдельности.
Политрон имеет 10 устойчивых состояний вследствие десяти пар функциональных пластин. В известных случаях устойчивыми состояниями обладает схема триггера, являющегося основным элементом любой цифровой вычислительной машины. В триггере также имеет место обратная связь, но уже не пространственно-временная, а временная в виде функций тока i(t) или напряжения u(t). Поэтому триггер или любая другая схема, использующая только временные параметры, принципиально не может иметь более двух устойчивых состояний, что неизбежно приводит к нарушению пространственно-временного континуума. Многоустойчивость в триггерных (или релейных) схемах достигается искусственным способом путем различных комбинаций элементарных двухустойчивых триггерных схем. Естественно, что с помощью таких схем принципиально невозможно реализовать процессы самоорганизации. Именно по этой причине многочисленные попытки создания "искусственного интеллекта" с помощью вычислительных машин, построенных на дискретных элементах, всегда приводили к неудаче.
Кроме того, феноменальным свойством политрона может служить его предельно высокая разрешающая способность. Здесь под разрешающей способностью понимается количество характеристик политрона, поддающихся непосредственному измерению, оно равно 1010 и более, что по порядку абсолютного значения этой величины совпадает с внутриатомными размерами. Это число уже само по себе свидетельствует о большой сложности и трудоемкости исследований политрона, на которые потребовалось несколько десятков лет.
Несмотря на феноменальные свойства политрона, длительное время за ним сохранялся изначально принятый штамп: "электрически управляемый нелинейный или функциональный преобразователь" [имеется более 50 авторских свидетельств на применение политрона, которые для краткости здесь не приводятся]. Рядом авторов предлагались различные модели политрона, как физические, так и математические, которые рассматривали политрон как "нелинейный преобразователь". По иронии судьбы такая характеристика оставила за кадром те феноменальные свойства этого уникального прибора, которые проявились практически с момента его создания при воспроизведении гладких многоэкстремальных функций, позволяющих осуществлять операции пространственного умножения еще задолго до того, как об этом сообщал Н.Винер.
Под нелинейным преобразованием обычно понимают "искривление" чего угодно, но не поля или элементарных зарядов. Так же как и под функциональным преобразованием привыкли понимать преобразование какой-либо величины (например, тока или напряжения по заданному закону, а не по закону, установленному самой природой и отраженному соотношением неопределенностей Гайзенберга, лежащему в основе квантовой механики. Положение усугублялось еще и тем. что политрон действительно мог выполнять роль как нелинейного, так и функционального преобразователя совсем неплохо. Но в то же время он не смог конкурировать с твердотельными микросхемами, которые также обладают этими свойствами (как и любой реальный объект), но не на микро-, а на макроскопическом уровне, который казался неизбежным для создания реальных конструкций. Тут вроде бы и возник замкнутый круг. где одно противоречит другому, и задача стала казаться неразрешимой. Однако, сама конструкция политрона преодолевает это противоречие. Можно сказать, что политрон обладает свойством "макро-микроскопического" дуализма или. образно говоря, подобен кентавру. Кто знает, нареки его кентавром, судьба прибора сложилась бы иначе. Не пришлось бы долгие годы преодолевать свойственные человеку привычки или предрассудки, связанные с тем, что очень часто ищут клад там где светло, а не там, где он находится на самом деле. Ведь никому длительное время даже в голову не приходило корректно сравнивать результаты, даваемые политроном и нелинейными преобразователями в режиме классификации случайных или, точнее говоря, псевдослучайных процессов. А если и производились сравнения, то в них просто не верили или не хотели верить по самым различным причинам. Время в основном уходило на построение моделей политрона как нелинейного или функционального преобразователя, преследуя при этом цель чисто внешнего сходства, т.е. того, что лежит на поверхности. В связи с этим интересно отметить, что принцип действия политрона в основном понимали люди, обладающие богатой творческой интуицией или эмоциональным характером. К их числу можно отнести и крупных ученых, таких как И.Г.Кляцкин. П.К.Ощепков. П.В.Шмаков, Ю.Н.Демков и некоторые другие, в том числе зам. председателя Комитета по делам изобретений и открытий В.Е.Царьгородцев, который дал мощный импульс в деле развития политронной техники.
Только в последние годы такие понятия как интуиция, озарение, эмоции и им подобные приобретают "право на существование" в научных и . в первую очередь, системных исследованиях на ниве теории относительности и квантовой механики.
Далее мы покажем, что именно на этой основе удалось научно подойти к феномену политрона как самоорганизующейся системы. Такой же системой является и мозг человека, у которого одно полушарие ответственно за "практицизм", другое за "эмоционализм". Над этим стоит задуматься как физикам, так и физиологам, ведь заряды и поле везде едины.
Резюмируя сказанное, можно образно отметить, что политрон в роли нелинейного или функционального преобразователя (в обычном понимании этого слова) представляет собой только надводную часть айсберга. Чтобы убедиться в этом на практике, не вникая в сущность происходящих в политроне процессов, потребовалось объективное сравнение результатов классификации "случайных процессов", получаемых с помощью моделей политрона и самого политрона. Такая работа была проделана и также показала феноменальные результаты [В вышеприведенной книге - ссылка на литературу за номером 14]. В дальнейшем экспериментальные и теоретические исследования показали, что политрон с подключенной к нему внешней средой следует рассматривать как триединство: прибор-среда-информация.
О феноменальных особенностях политрона впервые было доложено в 1973г. в Комитете по делам изобретений и открытий СССР заместителю председателя Комитета В.Е.Царьгородцеву совместно с видными учеными. В результате обсуждения предъявленных материалов было принято решение о немедленном опубликовании полученных результатов в средствах массовой информации в газетах, радио, телевидении, с целью закрепления за ними государственного приоритета. Были привлечены опытные корреспонденты, специализирующиеся в области популяризации научно-технической информации. Особую активность и профессионализм здесь проявил А. Г. Пресняков, назвав новую область в процессах обработки информации "стереоэлектроникой", отражающей пространственно-временной подход к затронутой проблеме.
В результате авторы политрона получили большое количество писем от организаций и частных лиц с просьбой дать более подробную информацию о политроне, его практических способностях и возможностях приобретение. Последовали многочисленные выступления авторов с докладами в самых различных организациях, в том числе в высших сферах военно-промышленного комплекса. После публикаций в газетах был разработан, выставочный вариант лабораторного макета двухполитронного блока распознавания и диагностики (БРД), который находится в эксплуатации и по сей день. Разработчиком БРД совместно с автором явился один из горячих поклонников политронной техники А.Н.Никитин. БРД демонстрировался на одной из престижных выставок в г. Сетунь Московской области, где к нему был проявлен большой интерес со стороны специалистов, занимающихся вопросами распознавания и диагностики.
Вместе с тем, с определенной долей оптимизма все же можно сказать, что в силу естественного развития научно-технического прогресса "воз" в целом двигается вперед, а не назад. В первую очередь это подтверждается постоянно возрастающим интересом многих неортодоксальных исследователей подойти к проблеме передачи и обработки информации на основе системных методов, согласующихся с основными принципами квантовой механики. Насколько известно, до последнего времени теория информации и квантовая механика не увязывались в единое целое и занимали "собственные ниши". В этом единении гораздо больше преуспели философско-гуманитарные направления, а также многочисленные методы так называемой нетрадиционной медицины, которые до сих пор еще не имеют строгого научного объяснения. Сюда же можно отнести и психофизические явления, которые также не поддаются непосредственной приборной регистрации. Шаги в этом направлении сделаны авторами книги А.И. Ставицким и А.Н. Никитиным. еще в 70х годах прошлого столетия в стране, которой гордились - и это был СССР.....
Политрон ЛФ-9П довольно простая штука, при современном уровне технологий и внедрения новых конструктивных элементов, например - холодный катод (или фотокатод), тонкие пленки и фотолитография - устройства, подобные ПОЛИТРОНу можно производить сотнями тысяч ...... в комбинации с современной элементной базой данное устройство позволит реализовать иные подходы в обработке информации.
Вот и накатывается мысль - а в правильном ли направлении мы идем, только подражая известным странам?
Думаю стоит нашей науке и электронной промышленности вспомнить прошлое, и кроме копирования технологий, воссоздавать свои-же уникальные технологии и высокотехнологичные кластеры....
Как идея... - технологии квантовых вычислений, отработанные в ПОЛИТРОНЕ, идеально подходят для применения в условиях космического пространства. Ламповый квантовый процессор на электронах - всегда в вакууме, облака электронов чувствительны к пространственному перемещению и ускорениям, размер электронного "вычислительного" облака в космосе - не имеет значения..... может быть от очень маленького, до очень большого...
