stringtranslate.com

Артур Ибералл

Артур С. Ибералл (12 июня 1918 г. – 8 декабря 2002 г.) был американским физиком/гидродинамиком и инженером, который был пионером гомеокинетики , физики сложных самоорганизующихся систем. Он был создателем концепции линий непротяженности на человеческом теле, которая использовалась для создания работоспособных космических скафандров.

Биография

Артур С. Ибералл родился в Нью-Йорке . [1] Его мать, Анна Кац, иммигрировала в США из Каунаса, Литва . Его отец, Бенджамин Ибералл, иммигрировал из Варшавы, Польша . У него был один брат, психолог Розалинд Ротман. Он женился на Хелен Рубенштейн (1913-2016) в 1940 году, и у них было четыре дочери: Элеонора И. Роббинс, Пенни И. Рубин, Теа Ибералл и Валери И. О'Коннор.

Ибералл учился в Городском колледже Нью-Йорка , где получил степень бакалавра по физике в 1940 году, а затем продолжил изучать машиностроение . С 1942 по 1945 год он работал над степенью магистра под руководством Джорджа Гамова и Эдварда Теллера в Университете Джорджа Вашингтона .

С 1941 по 1953 год Ибералл работал в Национальном бюро стандартов в Вашингтоне, округ Колумбия . В 1953 году он оставил государственную службу и работал в частном секторе в ARO (1954) и Rand Development Corporation (1954-1964). В 1964 году он основал General Technical Services с Сэмюэлем З. Кардоном в городке Аппер-Дарби, штат Пенсильвания . В 1976 году он был удостоен почетной степени доктора наук от Университета штата Огайо в знак признания его достижений в междисциплинарных научных исследованиях. По приглашению Ф. Юджина Йейтса Ибералл присоединился к Институту медицинской инженерии имени Крампа при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. [2] С 1981 по 1985 год Ибералл был приглашенным ученым Крампа, где он проводил исследования и преподавал. В 1991 году он вышел на пенсию и начал публиковаться в издательстве Cri-de-Coeur Press. [3]

Ибералл умер в 2002 году от застойной сердечной недостаточности.

Работа

Под руководством Уильяма Г. Бромбахера в Национальном бюро стандартов Ибералл работал над теорией приборов, оборудованием для обеспечения безопасности и проблемами измерения, такими как физика атмосферы . В то время ВМС США и ВВС США создавали самолеты, которые могли бы путешествовать все дальше и дальше в верхние слои атмосферы . Пилоты подвергались воздействию на больших высотах, что привело к финансированию исследований физиологии человека с целью понять, как организм реагирует на высокие перегрузки и недостаток кислорода. Он также работал над разработкой нового дыхательного аппарата, что привело к инновациям в области подводного плавания . [4]

В Rand Development Corporation [5] Ибералл работал над проблемами инженерии и физики. Вместе с химиком Сэмюэлем З. Кардоном он решал технические проблемы для таких предприятий, как Cleveland Pneumatic Tool Co. [6] Westinghouse , [7] Sherwin-Williams , [8] [9] Illinois Tool Works , [10] Ohio Brass Co., [11] и Industrial Fasteners Institute . [12] Они также работали над техническими вопросами, такими как анализ вод США для Министерства здравоохранения, образования и социального обеспечения США , [13] [14] инженерия для военных приложений для армии США [15] [16] и исследования на больших высотах и ​​скафандры для ВВС США . [17]

В General Technical Services Ибералл и Кардон решали такие проблемы, как физиологические реакции млекопитающих на высокое давление [18] [19] и поток в артериях для NASA , загрязнение воды для Службы общественного здравоохранения . [20] Для командования армии США они проводили исследования осцилляторов, дизайна одежды, [21] технического прогнозирования, планирования, приложений системной науки, кибернетики и компьютерных приложений, автономных систем и выживания сложных систем. Для Управления военно-морских исследований они работали над инерциальными системами наведения, [22] уравнениями гидродинамики, [23] [24] динамикой жидкости. Другие работы включали факторы дозовой радиации для Комиссии по атомной энергии , приложения системной науки для Министерства транспорта США , [25] [26] [27] взаимодействия сложных систем для Национального института старения и мобильные скафандры для ВВС США . [4]

В Институте Крампа в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе Ибералл присоединился к группе сложных систем, которая привлекала профессоров из многих университетов и федеральных агентств, чтобы узнать, как включить системную науку в различные области. Он также преподавал курсы по термодинамике живых систем для студентов-химиков, которые спонсировались коллоквиумом Маршака Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. [28]

Вклады

Космические скафандры и линии нерастяжимости

В 1947 году Ибералл начал работу в NBS над скафандрами для ВВС США и Национального консультативного комитета по аэронавтике . Они признали, что астронавты должны быть защищены от экспансивных сил. Ибералл разработал один из первых скафандров для решения этой проблемы; его первым приближением было использование сетки (linknet), чтобы помочь костюму сохранять форму. [29] Окончательное решение пришло из анализа линий нерасширения (LONE), [30] [31] [32] т. е. частей тела, которые мало двигались, поэтому костюм не нуждался в специальной обработке там. Астронавт Скотт Кроссфилд летал на X-15 в этом костюме, как и астронавты в миссиях Gemini между 1962 и 1664 годами. [30] Федеральное правительство потребовало, чтобы бизнес-интересы взяли на себя дальнейшую разработку и производство для коммерческих приложений, поэтому компания David Clark Company выиграла контракт на разработку скафандра и в конечном итоге повела проектирование в другом направлении. [33] Спустя годы Дава Ньюман из Массачусетского технологического института попросила своих студентов продолжить разработку LONE в качестве дизайна для следующего поколения космических скафандров. [34]

Для разработки космического скафандра требовалось глубокое понимание физиологии. Пока Ибералл изучал эту проблему, его старшая дочь заболела полиомиелитом, и он отправился на поиски самых инновационных идей, чтобы спасти функционирование ее пораженной ноги. Он нашел Рене Кайе , новоиспеченного доктора медицины в Институте Кабата-Кайзера [35], который преподавал Ибераллу физиологию. Позже, будучи профессором медицины в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, Кайе стал автором широко известной серии учебников по костно-мышечной медицине, и некоторые из его самых ранних идей были включены в разработку космического скафандра. [36]

Ибералл также изучал физиологию у своего наставника, нейрофизиолога и кибернетика Уоррена С. Маккалока . Когда они работали над биофизическими исследованиями для программы NASA по экзобиологии, анализируя динамику физиологических процессов млекопитающих, начали появляться первые идеи, которые впоследствии стали гомеокинетикой . В 1967 году они провели полный системный анализ повседневной деятельности, составляющей человеческое поведение. [37] [38]

Гомеокинетика — физика сложных систем

Гомеокинетика — это изучение сложных систем — вселенных, галактик, социальных систем, людей или даже систем, которые кажутся такими же простыми, как газы. [39] Вся вселенная моделируется как атомистические единицы, связанные в интерактивные ансамбли, которые образуют системы, уровень за уровнем во вложенной иерархии. [40] Гомеокинетика рассматривает все сложные системы на равных основаниях, как одушевленные, так и неодушевленные, предоставляя им общую точку зрения. Сложность изучения того, как они работают, уменьшается за счет появления общих языков для всех сложных систем.

Жизнь, рождение и смерть сложных систем связаны иерархическими процессами, имеющими как боковые, так и внутренние компоненты. Как и более простые аналоги, сложные системы демонстрируют фазы покоя, плавные или ползущие потоки, турбулентность и хаотические фазы; они чередуются в бурности и спокойствии, а также в своей прерывистости и изменчивости.

Работая в NBS над проблемой людей в высотном космосе, Ибералл все больше и больше занимался междисциплинарными исследованиями с использованием кинетической теории для разработки приборов, охватывающих основные переменные давления, температуры, плотности и потока, как стационарного, так и динамически изменяющегося. [40] Работа над прикладными проблемами авиационной промышленности, метеорологии и высотных военных привела к его исследованиям высокоскоростных так называемых скоростей потока со скоростью звука, более чем однофазного потока (например, газов и жидкостей), теории двух- или более потоков, метастабильности, исследованиям твердотельных металлов как для стационарных нагрузок, так и для динамических (или изменяющихся) состояний. Это необратимо привело к проблеме турбулентности, отличной от ламинарного потока. Это также привело к полному набору уравнений Навье-Стокса , нелинейной высокоупорядоченной математической физической конструкции, которая все еще оставляет желать лучшего в решении. С гомеокинетической точки зрения эти уравнения Навье-Стокса связывают атомистически-подобные компоненты нижнего уровня с коллективными процессами верхнего уровня в материально-энергетической субстанции.

Именно благодаря этим междисциплинарным исследованиям начало появляться определение сложности Ибералла и ее мера сложности. Ибералл и Гарри Судак поняли, что они наблюдают область, которую физика пренебрегла, область сложных систем с их очень длительными внутренними задержками в течение дня. [39] Эти системы связаны с вложенной иерархией и с широким спектром процессов временной шкалы. Именно такие связи, называемые как связи вверх-вниз или внутри-вне (как вложенная иерархия), так и физика стороны-стороны или плоской земли среди атомистических компонентов (как гетерархия ), стали отличительной чертой гомеокинетических проблем. К 1975 году они начали описывать эти проблемы природы, жизни, человечества, разума и общества. [39]

Гомеокинетический подход к сложным системам применялся для понимания жизни, [41] экологической психологии, [42] разума, [43] [44] [45] антропологии, геологии, права, управления движениями, [46] биоэнергетики, методов лечения, [47]  и политологии.

Он также применялся к социальной физике , где гомеокинетический анализ показывает, что необходимо учитывать переменные потока, такие как поток энергии, материалов, действия, скорость воспроизводства и ценность обмена. [48] [49] [50] [51] [52] [53] Догадки Ибералла о жизни и разуме были использованы в качестве трамплина для разработки теорий умственной деятельности и действия. [54]

Брифинги Конгресса

1960 г. — Проблемы образования и науки, Подкомитет Сената США по вопросам государственного управления
1962 г. — Научные потребности США, Подкомитет Сената США по вопросам правительства
1963 г. — Наука как профессия в США, Подкомитет Сената США по вопросам государственного управления
1977 г. — Научные потребности США, Подкомитет Сената США по вопросам правительства

Патенты

Почести

Публикации

Ибералл является автором 8 книг, 95 рецензируемых статей и 49 расширенных тезисов научных конференций. Он также написал серию брошюр: « CP2 » (Комментарии, физические и философские) [3], опубликованных Cri-de-Coeur Press с 1991 по 2002 год, в которых обсуждаются такие разнообразные темы, как проблемы эволюции, учебник по социальной физике и принципы работы систем и разума. Полный список его опубликованных работ доступен в Интернете. [4]

Книги

Избранные статьи

Ссылки

  1. ^ Ибералл, Артур. «Индекс государственных записей США». Семейный поиск.
  2. ^ "Институт медицинской инженерии UCLA Crump". UCLA .Получено 24 ноября 2016 г.
  3. ^ ab "CP2 Комментарии, физические и философские". CP2 .Получено 24 ноября 2016 г.
  4. ^ abc "Arthur Iberall Curriculum Vitae" (PDF) . UCONN . Архивировано из оригинала (PDF) 2016-11-26 . Получено 2016-11-26 .Получено 24 ноября 2016 г.
  5. ^ «Корпорация развития Рэнд».Получено 24 ноября 2016 г.
  6. ^ Ибералл, А.С. и Д.Э. Платт. Конструкция бампера. Cleveland Pneumatic Tool Co., 1955.
  7. ^ Ибералл, А.С. Конструкция плоской горелки. Westinghouse Electric, Two Reports, 1955.
  8. ^ Ибералл, А.С. Измерение вязкости краски в банке. Шервин-Вильямс, 1956.
  9. ^ Ибералл, А.С. Цветовое соответствие красок. Шервин-Вильямс, 1956.
  10. ^ Ибералл, А.С. и Р. Хичкок, младший. Изучение некоторых фундаментальных соображений при проектировании винтовых креплений и запирающих устройств. Illinois Tool Works, 1956.
  11. ^ Ибералл, А.С. Теория бамперного стопора. Ohio Brass Co., 1958
  12. ^ Ибералл, А.С. Фундаментальные инженерные соображения при применении винтовых креплений, 2 отчета для Industrial Fasteners Inst., Кливленд, 1961 (издано Институтом в качестве национального справочника).
  13. ^ Ибералл, А.С. и С.З. Кардон. Изучение потребностей в исследованиях по защите качества вод в США. Отчет в HEW, контракт SAPH 76238, 1960.
  14. ^ Ибералл, А.С., С.З. Кардон и Х. Шнайдер. Исследование физического описания гидрологии большого массива суши, относящегося к водоснабжению и контролю загрязнения. 4 Отчета в HEW, Контракт SAPH 78640, 1961-62.
  15. ^ Ибералл, А.С. и С.З. Кардон. Развивать прикладную науку о человеке-системах. Прогнозы США--1970-2050. Заключительный отчет для Исследовательского института армии США, апрель 1975 г.
  16. ^ Ибералл, А.С. Исследование инженерных аспектов наук о жизни для военных нужд. 4 отчета для армии США, контракт DA-49-183-MD-2152, 1961.
  17. ^ Ибералл, А.С. Разработка высотного костюма с полным давлением. Отчет для ВВС США, WADC TR 58-236, 1957.
  18. ^ Ибералл, А.С., М. Эренберг и С.З. Кардон. Общая динамика физико-химических систем у млекопитающих. Отчет подрядчиков в НАСА, NASW-1066, август 1966 г.
  19. ^ Ибералл, А.С. и С.З. Кардон. Анализ реакции динамических систем некоторых внутренних систем человека. Информационный центр федеральной научной и технической информации; Отчеты в НАСА: CR-129, октябрь 1964 г.; CR-141, январь 1965 г.; CR-219, май 1965 г.; Промежуточный отчет, декабрь 1965 г.
  20. ^ Ибералл, А.С. и С.З. Кардон. Исследование по разработке усовершенствованных методов измерения загрязнения воды. 3 отчета для служб общественного здравоохранения, контракт PH-86-62-106,1962.
  21. ^ Ибералл, А.С., С.З. Кардон и Дж. Эллис. Исследования принципов проектирования одежды для минимизации помех движению тела. 3 Отчета в Natick Labs., Контракт армии США DA-19-129-AMC-45(R), 1963-64.
  22. ^ Ибералл, А.С. Новый класс инерциальных систем наведения. Отчет в Управление военно-морских исследований (ONR), контракт NONR 3778(00), 1962-63, 1965-66, 1968-69.
  23. ^ Ибералл, А.С. Вклад в решение уравнений гидродинамики. Часть А. Континуальные ограничения динамики жидкости. Отчет в ONR, 1963.
  24. ^ Ибералл, А.С. Вклад в решение уравнений гидродинамики. Часть B. Примитивные решения для флуктуирующих компонентов турбулентного потока между параллельными пластинами. Отчет в ONR, 1965.
  25. ^ Ибералл, А.С. и С.З. Кардон. Физические основы социально-экономического моделирования для планирования транспорта, части I и II. Заключительный отчет, контракт DOT-TSC-1157, декабрь 1976 г.
  26. ^ Ибералл, А.С. и С.З. Кардон. Грузоподъемность транспортных средств. Заключительный отчет Департаменту транспорта, контракт DOT-TSC-1169, январь 1977 г.
  27. ^ Ибералл, А.С. и С.З. Кардон. Применение физической науки к исследованию и анализу политики в области транспорта. Задача I: Обзор анализа текущей политики и проблем. Отчет Департаменту транспорта, 1977 г.
  28. ^ "Marshak Colloquim". Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе .Получено 24 ноября 2016 г.
  29. ^ Томас, КТ; Макманн, Х.Дж. (2006). Американские космические скафандры. Исследование космоса. Springer Praxis Books/Исследование космоса. ISBN 9781441995650.
  30. ^ ab "Encyclopedia Astronautica". Архивировано из оригинала 26 ноября 2016 г.
  31. ^ Ибералл, А.С., «Экспериментальная конструкция мобильного скафандра», Журнал базовой инженерии, Труды ASME, июнь 1970 г., стр. 251-264
  32. ^ Iberall, AS (ноябрь 1964 г.). "Отчет корпорации RAND Development Corporation AMRL-TR-64-118: Использование линий нерастяжимости для улучшения мобильности в костюмах полного давления" (PDF) . Лаборатория поведенческих наук, Лаборатории аэрокосмических медицинских исследований, Отдел аэрокосмической медицины. Командование систем ВВС, База ВВС Райт-Паттерсон, Огайо. Архивировано из оригинала (PDF) 26 августа 2014 г.
  33. ^ Дженкинс, Деннис Р. (2012). Одеваемся для высоты: авиационные скафандры США, Wiley Post to Space Shuttle . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США. стр. 241. ISBN 9780160901102.
  34. ^ "Система Astronaut BioSuit™ для исследовательских миссий" (PDF) . NASA . 2011. Получено 18 июня 2023 г.
  35. ^ "Институт Кабат-Кайзер". Kaiser Permanente .Получено 24 ноября 2016 г.
  36. ^ "Страница автора Рене Кайе". Amazon .Получено 24 ноября 2016 г.
  37. ^ Ибералл, А.С.; Маккалок, В.С. (1968). «Поведенческая модель человека 1967 года — его цепи раскрыты». Currents in Modern Biology . 1 (5): 337–52. doi :10.1016/0303-2647(68)90038-5. hdl : 2027/uiug.30112106771113 . PMID  5649995.
  38. ^ Ибералл, А.С. и Маккалок, В.С. «Организующий принцип сложных живых систем». J. Basic Engr., ASME 290-294, 1969.
  39. ^ abc Ибералл, А.С., Гомеокинетика: Основы. Strong Voices Publishing, 2016.
  40. ^ ab Soodak H. и AS Iberall, «Гомеокинетика: физическая наука о сложных системах», Science 201:579, 1978.
  41. ^ Йейтс, FE (2008). «Гомеокинетика/Гомеодинамика: физическая эвристика для жизни и сложности». J Ecol Psych . 20 (2): 148–179. doi :10.1080/10407410801977546. S2CID  62661405.
  42. ^ Ибералл, А., Физическое (гомеокинетическое) обоснование гибсоновской теории восприятия и действия, Экология и психология 7(1): 37-68, 1995.
  43. ^ Дешмукх, В. Д. Гомеокинетический разум: невозмутимость (стхита-праджня) и самообновление, презентация семинара, Массачусетский университет, Дартмут, 2009 г.
  44. ^ Келсо, Дж. А. С. Эссе о понимании разума, Экол. Психология, 20:2, 180-208.
  45. ^ Келсо, Дж. А. С. Фазовые переходы и критическое поведение в бимануальной координации человека. Американский журнал физиологии и регуляции, 246(6), июнь 1984 г., R1000-4.
  46. ^ Kelso JA, Holt KG, Rubin P, Kugler PN (1981). «Модели координации движений конечностей человека возникают из свойств нелинейных колебательных процессов предельного цикла: теория и данные». J mot Behav . 13 (4): 226–61. doi :10.1080/00222895.1981.10735251. PMID  15215072.
  47. ^ Росс, С. и Уэр, К. Гипотеза о гениальности тела, запускающей и самоорганизующей свое исцеление: 25 лет использования стандартизированной нейрофизической терапии, Front. Physiol., 19 ноября 2013 г.
  48. ^ Ибералл, А.С., Х. Судак и К. Аренсберг. Гомеокинетическая физика обществ - Новая дисциплина: автономные группы, культуры, политики. В: Х. Ройл и др. (ред.). Перспективы биомеханики, т. I, часть A. Harwood Academic Press, Нью-Йорк, стр. 433-527, 1980.
  49. ^ Ибералл А. (1985). «Очерк социальной физики для современных обществ — определение местоположения культуры, экономики и политики: пересмотр Просвещения». Труды Национальной академии наук . 82 (5582–84): 5582–5584. Bibcode : 1985PNAS...82.5582I. doi : 10.1073/pnas.82.17.5582 . PMC 390594. PMID  16593594 . 
  50. ^ Ибералл, А., Хасслер, Ф., Судак, Х. и Уилкинсон, Д. Приглашение на предприятие: от физики к всемирной истории и изучению цивилизаций, Comparative Civilization Review, 42, весна, 2000 г., стр. 4-22
  51. ^ Ибералл, А., Характерный 500-летний процесс-время в культурной цивилизации, Comparative Civilization Review, 32: 146-162, весна, 1995.
  52. ^ Ибералл, А. Физика для изучения цивилизаций. В: FE Yates, (ред.), Самоорганизующиеся системы: возникновение порядка. Нью-Йорк: Plenum Press, 1987, стр. 521-540.
  53. ^ Ибералл, А. и Уилкинсон, Д. Динамические основы сложных социальных систем. В: G. Modelski, (ред.), Exploring Long Cycles. Lynne Rienner Publishers, Боулдер, Колорадо, 1987.
  54. ^ Келсо, JA Скотт (2008-04-18). «Эссе о понимании разума». Экологическая психология . 20 (2): 180–208. doi :10.1080/10407410801949297. ISSN  1040-7413. PMC 2768408. PMID 19865611  . 
  55. ^ "Центр экологических исследований восприятия и действия". UCONN . Архивировано из оригинала 12.04.1997 . Получено 26.11.2016 .Получено 24 ноября 2016 г.

Внешние ссылки