Эткин В.А. Энергодинамика (синтез теорий переноса и преобразования энергии). - СПб.: Наука, 2008. - 409 с.

             В монографии предложен системный подход к интеграции наук на основе единой термодинамической (безгипотезной) теории скорости процессов переноса и преобразования любых форм энергии независимо от их принадлежности к той или иной области знания. Теория, названная для краткости энергодинамикой, базируется на введении дополнительных параметров пространственной неоднородности, позволяющих перейти к изучению части через целое и рассматривать объекты с любым конечным числом степеней свободы вплоть до изолированных систем. Обобщая классический термодинамический метод характеристических функций на пространственно неоднородные и локально неравновесные системы, она позволяет осуществить синтез равновесной и неравновесной термодинамики, классической и квантовой механики, теории теплообмена и массообмена, гидродинамики и электродинамики. При этом важнейшие принципы, законы и уравнения этих дисциплин получены дедуктивным путем как логические и математические следствия энергодинамики. Значительное внимание уделено в книге устранению ряда паралогизмов термодинамики, обусловленных ее необоснованной экстраполяцией, и анализу нетривиальных результатов, полученных практически в каждой области приложения энергодинамики. 

Книга ориентирована на широкий круг читателей, интересующихся базовыми концепциями современного естествознания, явлениями на стыках наук, проблемами эволюции и альтернативной энергетикой. Она может быть полезной также для специалистов, заинтересованных в поиске путей преодоления современного кризиса теоретической физики, в укреплении концептуальной базы естествознания, в междисциплинарной подготовке студентов и интеграции знаний.

Примечание: Монография выдержала конкурс издательских проектов и издана при финансовой поддержке РФФИ в одном из престижнейших российских издательств. По мнению издательства "эта работа делает переворот в науке", а "многочисленные вклады в термодинамику" её автора еще раньше отмечались нобелевским лауреатом Ильей Пригожиным (здесь).

Etkin, V.A. Energodynamics (Synthesis of Energy Transfer and Conversion Theories). SPb.: Nauka, 2008, 409 pp.

The monograph offers a system approach to the integration of sciences based on a unitary thermodynamic (non-hypothetic) theory of transfer and conversion rate of energy in any forms regardless of the field of knowledge these processes belong to. The theory termed for short energodynamics is based on introducing additional parameters of spatial heterogeneity enabling studying a part through the whole and considering objects with any final degrees of freedom up to isolated systems. Generalizing the classic thermodynamic method of characteristic functions to systems spatially heterogeneous and locally non-equilibrium this theory enables synthesis of equilibrium and non-equilibrium thermodynamics, classic and quantum mechanics, heat exchange and mass exchange theories, hydrodynamics and electrodynamics. In this approach the fundamental principles, laws and equations of these disciplines have been obtained by deductive method as logical and mathematical consequences of energodynamics. High emphasis is placed in this book on eliminating a number of paralogisms of thermodynamics caused by its ungrounded extrapolation and on analyzing non-trivial results obtained in practically every field energodynamics applies to.

            The book is directed toward a wide audience being interested in fundamental conceptions of present-day natural science, phenomena on the interface between sciences, problems of evolution and alternative power engineering. It may be useful also for specialists keen-set for searching ways to overcome the present-day crisis of theoretical physics, for strengthening the conceptual basis of natural science, for interdisciplinary schooling of students and the knowledge integration.

The edition is sponsored by the Russian Fund of Fundamental Studies

Заключение.

Как справедливо заметил А.Эйнштейн, теория производит тем большее впечатление, чем меньше предпосылок кладет она в свою основу и чем шире круг решаемых ею проблем. Энергодинамика тем и интересна, что делает гораздо меньше допущений относительно объекта исследования и характера исследуемых процессов, нежели классическая термодинамика, не говоря уже о других дисциплинах. С другой стороны, эта теория охватывает весь диапазон реальных процессов - от практически обратимых до предельно необратимых, и самый широкий круг систем - от развивающихся минуя состояние равновесия, до таких, которым тепловая форма движения не присуща вовсе.

Своеобразен и метод энергодинамики. Он базируется на математических свойствах энергии и ее составляющих как функции координат всех (равновесных и неравновесных) процессов, протекающих в системе. Это позволяет исследовать разнообразные явления независимо от их принадлежности к той или иной области знания, сводя их к процессам взаимопревращения этих составляющих энергии. В таком случае основные уравнения целого ряда естественных наук, выражающие их законы и принципы, удается получить дедуктивным путем как математические и логические следствия энергодинамики.

Немаловажную роль играет и безгипотезный характер энергодинамики, отказ ее от привлечения "экзотических" теорий, требующих ломки существующей научной парадигмы; формирование единой детерминистской концепции естествознания и т.п. Принципиально важно при этом, что энергодинамика подтверждает незыблемость законов термодинамики в рамках применимости ее исходных концепций, показывая, что все возникшие в ее недрах парадоксы и паралогизмы вызваны необоснованной экстраполяцией ее понятий и принципов за рамки их справедливости.

Конструктивность энергодинамики обусловлена тем, что она образует самосогласованную, логичную и компактную форму систематизации информации, добытой в различных научных дисциплинах многовековым опытом. Чтобы получить аналогичную информацию обычным путем, потребовался бы очень трудоемкий процесс изучения и освоения целого ряда отдельных научных дисциплин с их специфической понятийной системой, экспериментальным базисом, математическим аппаратом и плохо обозримыми внутренними связями. В этом отношении энергодинамический метод исследования обладает несомненными преимуществами там, где речь идет о явлениях на стыке различных дисциплин.

"Перекидывая мостик" между целым рядом естественнонаучных дисциплин, энергодинамика рассматривает их с единых методологических позиций. Такой (дедуктивный) метод позволил получить нетривиальные результаты практически в каждой области ее приложения. В механике такими результатами стало обоснование принципа наименьшего принуждения, вывод всех законов Ньютона (включая его закон тяготения) и дальнейшее обобщение всех ее принципов. В квантовой механике таким путем удалось получить важнейшие положения теории на детерминистской основе, дополнив их расчетом электронных орбит. В термодинамике это выразилось в обобщении принципа исключенного вечного двигателя на нетепловые и нециклические машины, в нахождении точных аналитических выражений теплоты и работы в неравновесных системах и в расширении границ применимости классического термодинамического метода потенциалов. В теории необратимых процессов такой подход позволил дать последовательно термодинамическое обоснование всех ее положений, осуществить дальнейшее сокращение числа содержащихся в уравнениях переноса кинетических коэффициентов и распространить эту теорию на некоторые нелинейные системы и состояния вдали от равновесия. В электростатике и электродинамике такой подход позволил обобщить законы Кулона и Ома и вывести уравнения Максвелла, дополнив их конвективными составляющими токов смещения, обосновать возможность передачи энергии по однопроводной линии и существование продольных волн. В физической химии удалось вскрыть векторную природу обратимых химических реакций, объясняющую их сопряжение с процессами метаболизма и вскрыть природу периодического изменения свойств элементов.

Энергодинамический подход позволил поставить и решить ряд новых задач, среди которых можно назвать разработку теории подобия процессов энергопревращения и теории производительности технических систем, теории процессов смешения реальных газов и теории частичных равновесий, теории самоорганизации биологических систем и т.п.

        Эвристическая ценность энергодинамики как метода анализа реальных процессов проявилась в целом ряде ее нетривиальных следствий, среди которых: необходимость перехода к  исследованию гетерогенных систем как целого с введением дополнительных параметров пространственной неоднородности; возможность диссипации тепловой формы энергии; невозможность совершения полезной работы пространственно однородной системой; неприменимость энтропии к анализу проблем эволюции; возможность выразить условия равновесия через силы; зависимость условий материального равновесия от условий однозначности; возможность установления материального и любого другого вида равновесия в отсутствие термического равновесия; асимптотическая достижимость абсолютного нуля любого потенциала и возможность "вырождения" тепловой формы движения; отсутствие скачка энтропии при смешении невзаимодействующих газов и зависимость энтропии смешения от свойств взаимодействующих газов и жидкостей; различие потерь от необратимости на стадии смешения взаимодействующих газов и на последующей стадии гомогенной химической реакции; отличие движущей силы химических реакций от стандартного сродства вследствие необратимости образования реакционной смеси; неадекватность химического потенциала условиям материального равновесия при наличии тепловых и объемных эффектов; векторная природа химический реакций в биологических мембранах как причина их сопряжения с процессами метаболизма; единственность движущих сил независимых процессов переноса; антисимметрия соотношений взаимности в процессах энергопревращения; возможность нахождения "эффектов наложения" из условий частичного равновесия; предсказание дополнительных связей между необратимыми процессами; возможность нахождения неизмеримых термодинамических параметров путем измерения эффектов наложения; доказательство более общих (дифференциальных) соотношений взаимности; справедливость соотношений взаимности в нелинейных системах и процессах, где линейны только недиагональные члены законов переноса; существование специфической "термодвижущей силы", обусловленной наличием в телах градиентов температуры; единство законов преобразования энергии в тепловых и нетепловых, циклических и нециклических, открытых и закрытых, прямых и обратных машинах; возможность использования рассеянного тепла окружающей среды в нетепловых машинах; наличие взаимосвязи термодинамической эффективности энергетических и технологических установок с их нагрузкой и мощностью; универсальность нагрузочных характеристик линейных энергопреобразующих систем; теоретическая возможность создания генераторов, использующих энергию естественных силовых полей; возможность возникновения в них самоподдерживающегося вращения за счет эффекта запаздывания потенциала; существование специфического ориентационного взаимодействия, обусловленного зависимостью энергии тел от их взаимной ориентации; непостоянство "гравитационной постоянной" вследствие  ее зависимости от взаимной ориентации тел; наличие конвективной составляющей тока смещения, обусловленной перемещением поляризационных зарядов; возможность преобразования импульса вращательного движения тел в импульс поступательного движения центра масс системы (и наоборот); возникновение продольных электромагнитных волн в процессах нестационарной поляризации диэлектриков и магнетиков; возможность вычисления параметров электронных орбит на основе спектрометрических данных; термодинамическая направленность биологической эволюции; существование самопроизвольных процессов упорядочивания систем; возможность развития изолированных мегасистем, минуя состояние равновесия; существование для каждой формы энергии абсолютной системы отсчета; неприменимость теории относительности к абсолютным величинам; возможность классического обоснования ряда положений квантовой механики и ее синтеза с механикой классической, и т.д.

Все это делает энергодинамику эффективным инструментом анализа реальных процессов.