Колебания и бегущие полны в химических системах - Филд Р.
Скачать (прямая ссылка):
Даже этот мощной стимул для исследований колебательных реакций мог бы остаться безответным, если бы А. М. Жаботин-скиП не продолжил работ Белоусова (см. «Введение»). Он проверил її расширил эту экспериментальную работу и в итоге опубликовал две статьи [1039, 1040J в доступных журналах [306]. Они были замечены и нашли последователен, потому что к этому времени уже была создана достаточно хорошая теория колебательных реакций [370]. Однажды начавшись, активность в этой области росла благодаря как общему теоретическому значению колебательных реакций, так и их собственной научной привлекательности и важности.
Изучение названий статен по колебательным реакциям от 1910 до 1980 г. (рнс. 16.2) показывает, как время от времени центр исследований в этой области смещается. Теоретические работы преобладали с 1910 до 1920 г., тогда как с 1921 до 1932 г. выходили только экспериментальные работы нз лаборатории Брея. Теория снова преобладает после второй мировой войны благодаря пионерской работе Тьюринга [947]. Позже Пригожий и его сотрудники разработали до очень высокого уровня термодинамику н теорию химической кинетики химических систем вдали от равновесия. Они показали, что колебательные химические реакции не только возможны, но и вероятны в таких системах. Таким образом, когда появилась реакция Белоусова — Жаботннского, теоретическая основа уже имелась, и исследования, посвященные этой реакции, быстро распространились. Осциллятор Брея — Либавского вызвал новый интерес, особенно в 1970 г. Около 1973 г. начались исследования новых колебательных химических систем. Здесь все еще имеется щиро-
кос поле деятельности. Появились обзорные работы, максимумы которых приходятся на 1965 и 1975 гг 4
Хотя колебательные химические реакции являются сами но себе интересными и важными химическими системами роет исследовании в этой области в значительной степени опредеіяется взаимодействием теории и эксперимента. Названия статей в материалах конференций, посвященных этой области, удивительно разнообразны. Имеются очень абстрактные теоретические статьи •а также феноменологические, экспериментальные работы. Этот рост является примером того, что в иауке теория не может уйти далеко без экспериментальной проверки, а эксперимент не будет быстро развиваться без интеллектуальной теоретической базы.
16.2.3. Общий рост числа публикаций и авторов
Обычно считается, что скорость накопления знаний в данной области пропорциональна скорости общего роста числа научных работ, публикуемых в ней. Предположим, что р, мера уровня развития подобласти науки, пропорциональна общему числу публикуемых в этой области работ. Получаем экспоненциальный рост, если его скорость (dp/dt) пропорциональна р:
dp/dt = kp, k > О
Интегрируя это уравнение с начальным условием р = ро при і = 0, мы получаем уравнение экспоненциального роста
р (I) = р0е = рае^ л)
где k — константа, a Td— время удвоения.
Рис. 16.3 показывает общее число работ по колебательным химическим реакциям, а также число ученых, которые опубликовали по крайней мере одну статью в этой области. Накопление знаний началось в 1910 г., но остановилось в 1930 г. После этой задержки быстрый экспоненциальный рост снова начался в 1963 г. С тех пор общее число работ удваивалось каждые три года. Рост числа работающих следует тому же закону с тем же временем удвоения. Специализированные конференции также демонстрируют экспоненциальный рост сообщений.
Отмеченное выше общее время удвоения, равное трем годам, является средним времен удвоения для разных подразделов. Рнс 16 4 показывает, что теоретическая литература и литература по реакции Белоусова-Жаботинского (БЖ), реакции Брея-Ливанского (БЛ) и новым осцилляторам подчиняются экспоненциальному закону роста с различными W»™**j усвоения Однако число обзорных статей не росло экспоненциал!, но что привело к необходимости создания этой книги.
Наиболее быстро растущей подобластью является область новых колебательных реакций (Та = 2,1 года). Развитие общих теорий колебательных реакций требует создания как можно более широкой и разнообразной группы химических осцилляторов [270], и работа в этой области была интенсивной [208, 573, 823]. Однако первой новой системой, которая вызвала значительный интерес, была реакция Брпггса — Раушера [122J. Эта новая система внесла большой вклад в разряд «прочие» так же, как открытие иекаталнзируемых броматных осцилляторов [726, 727]. Обе эти системы более или менее связаны с реакцией БЖ. Важной вехой было открытие оксигалогеиовых осцилляторов в ПРПП, которые действительно отличаются от реакции БЖ (например, [216, 733—735]). Открытый недавно осциллятор метиленовая синь — сульфид-ион — кислород [137] уникален, так как не содержит ни иона оксигалогепа, пи иона металла.
Число теоретических работ незначительно колеблется около прямой, соответствующей времени удвоения в 2,8 года (рис. 16.4). Время удвоения статей по реакции БЖ возросло от 1,9 до 3,7 лет
Колебательные P^^Kjy^
Теория, 7^, =2,8года ,^,БЖ, Jd=ъу года