Компьютерное моделирование некоторых биофизических задач: роль стохастических факторов

• Автор: Авакянц, Геворг Сергеевич
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 118 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Обзор литературы.

1. Развитие представлений о броуновском движении

1.1. Теория А. Эйнштейна.

1.2. Теория М. Смолуховского.

1.3. Теория П. Ланжевсна.

1.4 Теория информации и мышления Н.И. Кобозева

2. Миграция энергии в фотосинтетической единице

2.1. Строение фотосинтетической единицы.

2.2. Миграция энергии в модельной фотосинтетической единице.

3. Интуиция
. 3.1. Взгляды философов.
3.2. Различные типы интуиции .
3.3. Интуиция как продукт работы мозга человека.
3.4. Интуиция как необходимый элемент научного творчества ..
3.5. Интуиция и синергетика 7т.
3.6. Мышление человека и компьютер.
Глава 2. Экспериментальная часть. Описание моделей, методы программирования и алгоритмы обработки данных
1 Зависимость эффективности миграции энергии в модельной
фотосинтетической единице от ориентации диполей молекул хлорофилла
2. Интуитивное нахождение решения задачи.
2.1. Плоскостная модель .
2.2. Пространственная модель
Глава 3. Результаты и их обсуждение
1. Зависимость эффективности миграции энергии в модельной
фотосинтетической единице от ориентации диполей молекул хлорофилла
2. Интуитивное нахождение решения задачи
2.1. Плоскостная модель .
. 2.2. Пространственная модель..
Заключение.
Выводы.
Список литературы


Этот процесс представлен в виде двух компонент векторной и броуновском. Каким должно быть взаимное расположение диполей молекул хлорофилла, чтобы эффективность миграции энергии была максимальной Выяснению вопроса об оптимальной ориентации и сравнению полученных результатов с данными, описанными в литературе, и посвящена эта часть работы. Вторая часть работы посвящена разработке модели интуитивного мышления. В настоящее время не существует количественного подхода к проблеме интуиции. В литературе отсутствуют упоминания о попытках связать интуитивные процессы с математическим аппаратом, какимлибо способом выразить интуицию при помощи чисел. Соответственно, не существует и математических моделей, способных описать протекание, интуитивных процессов. Исключение составляют работы Д. С. Чернавского, на которых мы остановимся в литературном обзоре. Нами предложена модель, которую мы рассматриваем в двух модификациях плоскостная и объемная. В модель введен ряд параметров, варьирование которых существенно влияет на возникновение интуитивного озарения и, соответственно, на эффективность решения задачи соотношение векторной и броуновской компонент, роль памяти и т. Это позволяет проанализировать условия возникновения интуиции, выразив их через математические понятия. Следовательно, появляется возможность сделать качественный прорыв в понимании природы интуиции. Глава 1. Явление теплового движения было описано английским ботаником Р. Броуном, который году опубликовал свои исследования о движении мелких частиц пыльцы растений, сажи и пыли на поверхности воды, и впоследствии получило его имя. Но это явление было известно и раньше. Например, факт хаотического движения микрочастиц, наблюдая неживые объекты размельченные частицы древесного угля на поверхности спирта, установил Я. Ингенгхауз еще в году. Интересно, что Ингенхауз, одним из первых установивший факт хаотического движения микрочастиц, оказался причастен и к открытию столь важного процесса, как фотосинтез. В году он опубликовал книгу Опыты над растениями, где изложил основные черты фотосинтеза и выявил ряд закономерностей 1. Еще раньше А. Левенгук зарегистрировал похожее движение бактерий, сперматозоидов и простейших. На рис. Если бы отметки делались через каждую секунду, то каждый отрезок бал заменен ломаной из отрезков. Этот классический рисунок Ж. Перрен, г. Частицы размером порядка м, например, сажа или пыль, в жидкости демонстрируют стохастическое движение под действием как ударов молекул жидкости, так и взаимных столкновений бильярдная модель. Броуновская подвижность была теоретически описана в г. А. Эйнштейном. В г. П. Ланжевеном и, наконец, в г. М. Смолуховским. Рассмотрим эти основные моменты этих теорий 24. Рис. Теория А. Эйнштейна. Согласно общей теории флуктуаций, вероятность с Применив это соотношение к проблеме линейного перемещения а расстояние по оси х и заменив вероятности относительными числами молекул . число молекул, которые в произвольный момент времени находятся в интервале х, хс1х. Принимая во внимание, что число молекул г0, проходящих за 1с через точку х слева направо без флуктуаций концентраций равно пхВссосху где В подвижность частицы, т. ТВ. Теория М. Смолуховского. В результате молекулярных столкновений изменяется импульс частицы, и она совершает броуновское движение. Последующие хаотические столкновения могут с равной вероятностью как способствовать движению в первоначальном направлении, так и изменить направление движения на противоположное таким образом задача сводится к определению среднего расстояния, которое проходит частица в заданном направлении. Расстояние, пройденное за этот промежуток времени лА, где 5 р у. Р 1 . ЛГ ЛГ Ас Р 0. СХ. Р X 4 1. Теория П. Ланжевена. Чтобы применить это уравнение к перемещению частицы, находящейся в системе из множества других частиц, положим, что среднее значение энергии для всех молекул при равновесии системы равно ЫЖ2 кТ. Т 0.