Выдвигается новая постановка задача о глобальной динамике Земли как самогравитирующего небесного тела. Задача сводится к отысканию решения, выражающего изменение во времени момента инерции или потенциальной (кинетической) энергии Земли под действием собственного силового поля. Искомое решение должно описывать невозмущенное колебание и вращение планеты в собственном силовом поле, отвечающее условию теоремы о вириале сил, на которое накладывается внешнее возмущение силового поля Солнца, Луны и планет. Это возмущение в общем случае может быть произвольной заданной функцией времени, функцией момента инерции и их первых производных. Для получения решения о движении Земли в собственном внутреннем силовом поле это движение отделяется от относительного движения во внешнем силовом поле Солнца. Поле внутренних сил тяжести и сил инерции (реактивных сил) приводится к равнодействующему сфероиду (эллипсоиду) сил тяжести и инерции. Потенциальная и кинетическая энергия разлагаются на нормальную, тангенциальную и диссипативную составляющие. Через соотношение между потенциальной и кинетической энергией, определяемое теоремой о вириале сил, вводится условие динамического равновесия тела. Наконец, записываются два скалярных вириальных уравнения Якоби. Их решение дает периодическое изменение момента инерции или потенциальной (кинетической) энергии оболочек Земли, которые определяют ее радиальные колебания, вращение и прецессию. Внешние силовые поля Солнца и Луны, будучи на три порядка слабее земного, возмущают эти эффекты в третьем порядке малости. Качание (нутации) земной коры планеты, находящейся во взвешенном состоянии, определяют ее инерционные эффекты под влиянием приливных взаимодействий Земли и Луны.

Исследовать Природу предлагается с позиции её иерархичности. Вводится понятие «метаэволюции» – процедуры наращивания уровней/ярусов в иерархической системе Вселенной в ходе её развития, которая формирует как иерархический «каркас» собственно подсистем неживой, живой и «человеко-искусственной» природы, так и «реперные точки» процессов их исторического развития. Для изучения метаэволюции предложены информатико- кибернетический язык и соответствующий формальный инструментарий – механизм иерархической адаптивной поисковой оптимизации (целевых критериев энергетического характера). Причем последний рассматривается как «внутренний» (имманентный) механизм организации приспособительного поведения системы Природы. Сущность работы этого механизма представлена графически, с помощью ряда упрощенных наглядных схем. Отмечается, что «первичными факторами» метаэволюции «социально-технологического» являются: для нижне-палеолитического общества – «общественная протопамять», верхне-палеолитического – «проторечь/протоязык», неолитического – «протописьменность», индустриального – «прототехнология тиражирования информации», компьютерного – «прототехнология производства компьютерной аппаратуры и электронной памяти» и т.д. Делается вывод, что процесс развития Вселенной в целом выглядит как целенаправленный (на формирование “себя” как целостной системы иерархической поисковой оптимизации, имея целью перманентную максимизацию её эффективности).

Представлена квази-трехмерная модель динамики дерева, имеющая источником двухмерную модель, разработанную ранее и использованную при исследованиях конкуренционных эффектов в растительных сообществах. Предложено при трехмерном рассмотрении роста дерева рассматривать его структурно состоящим из секций, периодически возникающих на макушке дерева и дающим начало виртуальным “деревьям”, которые (деревья) реально существуют в пределах промежутка времени до появления следующей секции. Секции реально имеют динамику отличную от динамики самого дерева и их биомасса со временем постепенно отмирает, что дает наблюдаемый в природе эффект оголения ствола снизу, что в данном случае происходит не вследствие конкуренции с соседними деревьями, а по “математическим причинам”. Продемонстрирован эффект “зонтика” как предельной формы дерева достаточно большого возраста, непосредственно следующий из бесспорного результата И.А.Полетаева об ограничении роста дерева в высоту физическими причинами и из S-образности динамики биомассы дерева. Сделано заключение о невозможности S-образной динамики фитомассы дерева (P-тип роста). Показано, что биологическая очевидность необходимости некоторой малой начальной биомассы для появления и роста дерева и новой секции является также и математической необходимостью – т.е. имеет место эффект “затравки”. Показано, что потоки подвижной фитомассы (ассимилятов) по величине и направлению вдоль ствола дерева определяются соотношением “силы” источников и стоков и расстояний до них, что давно известно биологам (Курсанов, 1976). Модель демонстрирует особенности такого распределения потоков и, в частности, возможность появления зоны определенной автономности некоторых секциий, которые находятся в ситуации равновесия между двух аттрагирующих центров – корни и макушка дерева.

Ранее, как результат обработки данных картирования расположения деревьев и проекций их крон в 90-летних еловых культурах Подмосковья был обнаружен эффект не монотонности коэффициента корреляции площади проекции кроны и площади полигона Вороного дерева в ряду пробных площадок, ранжированных по возрастанию коэффициента вариации диаметров стволов. Эффект анализируется с использованием оригинальной двухмерной модели динамики сообщества растений. Анализируются теоретические интегральные по сообществу меры конкуренции - мера по (Clements, Weaver,1929) и средняя угнетенность растений сообщества, демонстрирующие не монотонность процесса конкуренции в достаточно однородных сообществах. Прямым счетом показано, что упомянутый коэффициент корреляции также может рассматриваться в качестве меры конкуренции, а эффект его не монотонности действительно имеет место в однородных сообществах. Используя это, можно оценить длительность роста биомассы свободно растущей ели в Подмосковье ?1000 лет. В связи с ограниченностью двухмерной ресурсной модели ( двухсторонняя конкуренция) некоторые модельные характеристики сообществ (коэффициент вариации, корреляционные характеристики соседства), показывая реальные направления изменения, отличаются от натурных в несколько раз.

Было обнаружено, что в воде движение частиц гидрофильных суспензий отличается от любых видов конвекции высокой степенью упорядоченности и анизотропностью и быстро восстанавливается после любых гидродинамических возмущений. Сформулирована гипотеза о существовании гигантских (10-100 мкм) супранадмолекулярных комплексов воды, играющих роль направляющих, вдоль которых движутся дисперсные частицы.

Обнаружены супранадмолекулярные (СНМ) комплексы упорядоченной воды с размерами от 10 до 100 мкм, чередующиеся с менее упорядоченными участками. Применение лазерной интерферометрии позволило визуализировать динамику образования, осцилляции и движения СНМ комплексов. Показано, что, несмотря на время релаксации около 1-2 секунд, СНМ комплексы остаются ориентированными по направлению верх-низ. Размеры и пространственное расположение СНМ комплексов различны для легкой и тяжелой воды, а также зависят от состава водных растворов. Обнаружено, что при смешении этанола с водой или тяжёлой воды с H2O, спирт (или D2O) заполняет сначала участки неупорядоченной воды, а затем реагирует с СНМ комплексами. Обсуждаются условия термодинамической и кинетической стабилизации СНМ комплексов.

Предлагаются алгоритмы классификации типа активности в записях магнитной энцефалографии (МЭГ), и метод экстраполяции значений магнитного поля на область, незанятую датчиками для задач локализации источников патологии в областях коры головного мозга. Данная работа основана на использовании обобщенного спектрально – аналитического метода, который предполагает проведение полной обработки исследуемого объекта в пространстве коэффициентов Фурье разложения сигнала по сферическим гармоникам. Рассматриваются основные положения методов и результаты их приложения в реальных записях МЭГ для случая болезни Паркинсона.

Имитационная модель гидробиологической съемки основана на воспроизведении случайных перемещений не взаимодействующих особей в однородной среде и их отлова пробоотборником заданного размера. Ее модификация имитирует расселение организмов по биотопу из случайно расположенных на нем центров. На базе модельных экспериментов были получены комплексы выборок разного размера – 5, 10, 25, 50 и 100 проб. На основе их статистического анализа было установлено, что, в зависимости от паттерна пространственного размещения особей, для средних значений численностей особей рядов наблюдений, содержащих свыше 10 – 25 проб, справедлива центральная предельная теорема. Кроме того, было показано, что оценка средней численности организмов на основе выборок небольшого размера обладает систематической погрешностью, занижающей величину средней плотности популяции.

Предложен и реализован метод определения показателя преломления и плотности сверхкритических сред (СКС), основанный на измерении коэффициента отражения излучения ближнего ИК диапазона от границы “кварц-среда”. Соответствующее устройство выполнено в виде оптоволоконного датчика, позволяющего его быструю и надежную интеграцию со сверхкритическим реактором. В данном устройстве осуществлена нормировка сигнала на выходную мощность светодиода, что позволяет скомпенсировать ошибку измерений, вызванную флуктуациями источника излучения. Точность измерения абсолютного значения показателя преломления составляет 10-3, а точность определения относительного изменения показателя преломления составляет 10-4 при времени усреднения 25 мс. Возможности данного метода определения показателя преломления и плотности СКС продемонстрированы на чистых веществах (CO2 и CHF3) и смесях (циклогексан + CO2 и н-гептан + CO2) в широком диапазоне давлений 14ё2000 psi и температур 10ё45OC.

С использованием оригинальной двухмерной модели динамики сообщества растений анализируется обнаруженный при обработке данных картирования проекций крон в 90-летних еловых культурах Подмосковья эффект не монотонности коэффициента корреляции площади проекции кроны и площади полигона Вороного дерева в ряду пробных площадок, ранжированных по возрастанию коэффициента вариации диаметров стволов. Анализируются теоретические интегральные по сообществу меры конкуренции – мера по (Clements, Weaver,1929) и средняя угнетенность растений сообщества, демонстрирующие не монотонность процесса конкуренции в достаточно однородных сообществах. Прямым счетом показано, что упомянутый коэффициент корреляции также может рассматриваться в качестве меры конкуренции, а эффект его не монотонности действительно имеет место в однородных сообществах. Используя это, можно оценить длительность роста биомассы свободно растущей ели в Подмосковье 1000 лет. В связи с ограниченностью двухмерной ресурсной модели (“двухсторонняя” конкуренция) некоторые модельные характеристики сообществ (коэффициент вариации, корреляционные характеристики соседства), показывая реальные направления изменения, отличаются от натурных в несколько раз.