Инженеры, физики и ученые из других областей, привели к развитию

Понимания того, что, скажем, соответствие звуков органной трубы или

Песни сверчка снежного дерева не случайны, но могут быть описаны единым

Теория. В следующих главах мы намерены продемонстрировать, что эти и многие другие

Других, казалось бы, различных эффектов имеют общие характерные черты и могут быть

Понимается в единой системе.

1.2

Синхронизация: просто описание

Мы показали несколько вводных примеров (и проиллюстрируем это с помощью

дальнейшие примеры ниже), что синхронизация встречается в различных областях

Наука, инженерия и социальное поведение. Мы не собираемся давать какие-либо строгие

Определение этого явления сейчас. Прежде чем мы обсудим это понятие подробно, хотя

Без математических методов, в Части I, и прежде, чем мы представим теоретические

Описание в частях II и III, мы просто даем здесь простое качественное описание

Эффект; этот раздел могут быть пропущены читателями с базовыми знаниями физики

1 Цитатаиз [Buck and Buck 1968].

Стр.30

8

Вступление

и нелинейная динамика. На нескольких характерных примерах поясняем, что

Синхронизация, и обрисовать общие свойства систем, которые позволяют это

Эффект должен произойти. Однако ответ на вопрос «Почему это происходит?» является

Осталось в Главе 2.

1.2.1

Что такое синхронизация?

Под синхронизацией мы понимаем настройку ритмов колеблющихся объектов.

Из-за их слабого взаимодействия. За исключением редких случаев, когда прямо сказано

В противном случае эта концепция используется во всей книге. Чтобы объяснить эту концепцию в

В качественном отношении сосредоточимся на следующих четырех вопросах.

Что такое колеблющийся объект?

Что мы понимаем под понятием «ритм»?

Что такое взаимодействие колебательных систем?

Что такое регулировка ритмов?

Чтобы проиллюстрировать это общее определение, возьмем классический пример - маятник.

Часы.

Автогенератор: модель собственных колеблющихся объектов

Давайте обсудим, как работают часы. Его механизм трансформирует потенциальную энергию

поднимаемого груза (или сжатой пружины, или электрического аккумулятора) в колебательный

Движение маятника. В свою очередь, это колебание переходит во вращение

стрелок на циферблате (рис. 1.6а). Нас не интересуют конкретные

Конструкция механизма; важно только то, что он забирает энергию из

Источник и поддерживает устойчивые колебания маятника, которые продолжаются без

Любые изменения, пока не истечет запас энергии. Следующим важным свойством является то, что

Точная форма колебательного движения полностью определяется внутренним

Параметры часов и не зависит от того, как маятник был помещен в

Движение. Более того, после некоторого возмущения после некоторого переходного процесса

Маятник восстанавливает свой прежний внутренний ритм.

Эти особенности характерны не только для часов, но и для многих колеблющихся объектов.

Разнообразного характера. Набор этих функций составляет ответ на первый из

вопросы выше. Такие колебательные объекты в физике называют самоподдерживающимися.

Осцилляторы; ниже мы подробно обсудим их свойства. В дальнейшем мы часто опускаем

Словом «самоподдерживающийся», но по умолчанию мы описываем только системы этого класса. Здесь

Кратко резюмируем свойства автоколебательных систем.

Этот осциллятор - активная система. Он содержит внутренний источник энергии

Что превращается в колебательное движение. Будучи изолированным, осциллятор

Продолжает генерировать тот же ритм, пока не истечет источник энергии.

Стр.31

Синхронизация: просто описание

9

Математически это описывается автономным (т. Е. Без явного времени

Зависимость) динамическая система.

Форма колебаний определяется параметрами системы и

Не зависит от того, как система была «включена», т. е. от переходного процесса.

К установившимся колебаниям.

Колебание устойчиво к (по крайней мере, относительно небольшим) возмущениям: будучи

Возмущенные колебания вскоре возвращаются к своей первоначальной форме.

Примерами автоколебательных систем являются электронные схемы, используемые для

Генерация радиочастотной энергии, лазеры, Белоусова – Жаботинского и др.

Колебательные химические реакции, кардиостимуляторы (сино-предсердные узлы) человеческого сердца или