МОНТАЖ (франц. montage - подъём установка, сборка, от monter - поднимать), сборка и установка сооружений конструкций, технологического оборудования агрегатов, машин (см. Сборка машин, аппаратов, приборов и др. устройств и готовых частей и элементов.
МОНТАЖ в строительстве - основной производственный процесс, выполняемый при возведении зданий и сооружений или и реконструкции, в результате которого устанавливают в проектное положение строительные конструкции, инженерное технологическое оборудование и др. МОНТАЖ технологического оборудования включает также присоединение его к источникам энергоснабжения системам очистки и удаления отходов оснащение приборами, средствами автоматизации и контроля.
СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНЫЕ ОРГАНИЗАЦИИ в СССР, организационно обособленные производственно-хозяйственные единицы, основным видом деятельности которых является строительство новых, реконструкция, капитальный ремонт и расширение действующих объектов (предприятий, их отдельных очередей, пусковых комплексов, зданий, сооружений), а также монтаж оборудовани я. К государственным СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНЫМ ОРГАНИЗАЦИЯМ относятся строительные и монтажные тресты (тресты-площадки, тресты гор. типа, территориальные, союзные специализированные тресты); домостроительные, заводостроительные и сельские строительные комбинаты; строительные, (монтажные) управления и приравненные к ним организации (напр., передвижные механизированные колонны, строительно-монтажные поезда и др.).
ПРОЕКТИРОВАНИЕ (от лат. projectus, буквально - брошенный вперёд), процесс создания проекта - прототипа, прообраза предполагаемого или возможного объекта, состояния. Различают этапы и стадии ПРОЕКТИРОВАНИЯ, характеризующиеся определённой спецификой. Предметная область ПРОЕКТИРОВАНИЯ постоянно расширяется. Наряду с традиционными видами ПРОЕКТИРОВАНИЯ (архитектурно-строительным, машиностроительным, технологическим и др.) начали складываться самостоятельные направления ПРОЕКТИРОВАНИЯ человеко-машинных систем (решающих, познающих, эвристических, прогнозирующих, планирующих, управляющих и т. п.) (см. Система "человек и машина"), трудовых процессов, организаций, экологическое, социальное, инженерно-психологич., генетическое ПРОЕКТИРОВАНИЕ и др. Наряду с дифференциацией ПРОЕКТИРОВАНИЯ идёт процесс его интеграции на основе выявления общих закономерностей и методов проектной деятельности.
ПРОМСТРОЙПРОЕКТ, проектный институт в ведении Госстроя СССР. Находится в Москве. Организован в 1933. В составе института архитектурно-строительные и конструкторские отделы; ПРОМСТРОЙПРОЕКТ возглавляет объединение "Союзхимстройниипроект" с проектными институтами в Киеве, Ростове-на-Дону, Тольятти, Алма-Ате. Разрабатывает проекты (архитектурно-строительные и сан.-технич. части) производственных зданий и сооружений крупнейших промышленных предприятий автомобильной, машиностроит., металлургич., химич. и др. отраслей пром-сти; схемы генеральных планов пром. узлов и упорядочения существующих пром. районов; мероприятия по повышению уровня индустриализации строительтсва за счёт унификации и типизации зданий, сооружений и конструкций и внедрения эффективных строит. материалов; нормативные документы и методич. указания по проектированию пром. зданий и сооружений. Периодически публикует реферативную информацию "Строительное проектирование промышленных предприятий". Награждён орденом Трудового Красного Знамени (1958)
| нистрацией условий договора рабочий вправе расторгнуть его. Л. М. Данилов.
ОРГАНИЧЕСКАЯ АРХИТЕКТУРА, направление в архитектуре 20 в. (особенно распространённое в 30-50-е гг., гл. обр. в США и Зап. Европе), провозгласившее своей задачей создание таких произв., форма которых вытекала бы из их конкретного назначения и конкретных условий среды, подобно форме естеств. организмов. Впервые сформулированные в 1890-е гг. амер. арх. Л. Салливеном под влиянием эволюц. теории биологии, идеи О. а. были развиты в теоретич. трудах и творчестве его ученика Ф. Л. Райта. Основу концепции Райта составляла идея непрерывности архит. пространства, противопоставленная подчёркнутому выделению его отд. частей в классицистич. архитектуре,; эта концепция впервые реализована им в т. н. домах прерий (дом Уиллитса в Хайленд-Парке, шт. Иллинойс, 1902; дом Роби в Чикаго, 1909). Раскрытие специфич. свойств естеств. материала сочеталось у Райта с романтич. отношением к природному ландшафту, неотъемлемой частью к-рого должны были быть постройки; вместе с тем Райт отвергал значение внеш. аналогий с формами органич. природы. В полемике с техницистскими крайностями функционализма в сер. 30-х гг. О. а. становится одним из распространённых направлений совр. архитектуры, противопоставляя функционализму стремление к учёту индивидуальных потребностей и психологии людей. Под воздействием идей О. а. сложились региональные архит. школы в сканд. странах и в Финляндии (напр., творчество А. Аалто и др.). В США её принципы использовала т. н. калифорнийская школа архитекторов во главе с Р. Нёйпгрой. В ряде стран под влиянием О. а. возродился интерес к местным архит. традициям и нар. архитектуре. В дальнейшем популярность концепции О. а. росла одновременно с повсеместным разочарованием в функционализме. Во 2-й пол. 40-х гг. теория О. а. была подхвачена в Италии арх. Б. Дзеви; в 1945 в Риме создана группа АРАО (Associazione per l'Architettura Organica, Ассоциация органич. архитектуры), подчёркивавшая в программе гуманистич. направленность своих устремлений. Однако направление в целом было идейно расплывчатым, его объединяющим началом оставался личный авторитет Райта. Абстрактно-гуманистич. идеи уводили О. а. от решения насущных социальных задач, стоящих перед архитектурой. Программным устремлением О. а. к индивидуализму отвергалось использование в стр-ве методов стандартизации и индустриализации. Элементы дезурбанистич. утопии (см. Дезурбанизм) входили в противоречие с реальными архит.-строит, задачами, возникшими после 2-й мировой войны 1939- 1945,- с необходимостью массового индустриального стр-ва. Всё это ограничивало диапазон О. а. гл. обр. стр-вом особняков, вилл, загородных отелей. После смерти Райта (1959) О. а. окончательно растворилась среди различных тенденций архитектуры 60-х гг., направленных на расширение диапазона рационалистич. методов архит. творчества. Нек-рые общие принципы формообразования, отд. приёмы, выработанные О. а., продолжают широко использоваться в архитектуре и художеств, конструировании.
Органическая архитектура. Ф. Л. Р а й т. Дом Уиллитса в Хайленд-Парке (штат Иллинойс). 1902. План 1-го этажа (1 - подъезд и вестибюль; 2- гостиная; 3 - столовая; 4 - хозяйственные помещения).
Лит.: Р а и т Ф. Л., Будущее архитектуры, пер. с англ., М., 1360; W г i g h t F. L., An organic architecture. The architecture of democracy, L., 1939; Z e v i В., Towards an organic architecture, L., 1950. А. В. Иконников.
ОРГАНИЧЕСКАЯ ГЕОХИМИЯ, раздел геохимии, изучающий органическое вещество в различных геосферах Земли. В задачу О. г. входит рассмотрение эволюции органич. соединений (углеводородов и их производных) с момента возникновения, изучение дальнейшего изменения их состава и закономерностей распространения. О. г. изучает исходные для органического вещества биохимич. соединения (углеводы, белки, лигнин и др.) и продукты их преобразования во внешних геосферах под влиянием бактериальной жизни, темп-ры, давления и др. геол. факторов (гумус, сапропель, угли ископаемые, горючие сланцы, нефть и др.).
Геохимия нефти и угля превратилась в самостоят, науч. направления. Важный раздел О. г.- изучение роли органич. вещества в миграции и концентрации мн. хим. элементов в земной коре и формировании месторождений урана, меди, ванадия, германия, молибдена и др.
О. г. близко соприкасается с органич. космохимией, предметом исследования к-рой является органич. вещество космич. тел.
По вопросам О. г. регулярно (с 1962) собираются Междунар. конгрессы. 6-й конгресс состоялся во Франции в 1973.
Лит.Органическая геохимия. Сб. ст., пер. с англ., в. 1-3, М., 1967-71; The encyclopedia of geochemistry and environmental sciences, ed. by R. Fairbridge, v. 4B, N. Y., 1973. H. Б. Вассоевич.
ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ, раздел химии, естественнонаучная дисциплина, предметом изучения к-рой являются соединения углерода с др. элементами, называемые органич. соединениями, а также законы превращения этих веществ. Углерод образует соединения с большинством элементов и обладает наиболее выраженной способностью по сравнению с др. элементами к образованию молекул цепного и циклич. строения. Скелет таких молекул может состоять из практически неограниченного числа атомов углерода, непосредственно соединённых друг с другом, или включать наряду с углеродом атомы др. элементов. Для соединений углерода наиболее характерно явление изомерии, т. е. существование веществ, одинаковых по составу и мол. массе, но различающихся последовательностью сцепления атомов или расположением их в пространстве и вследствие этого по хим. и физ. свойствам. В результате этих особенностей число органич. веществ чрезвычайно велико, к 70-м гг. 20 в. известно более 3 млн., в то время как соединений всех остальных элементов - немногим более 100 тыс.
Органич. соединения способны к сложным и многообразным превращениям, существенно отличным от превращений неорганич. веществ, и играют осн. роль в построении и жизнедеятельности растительных и животных организмов. К органич. соединениям относятся углеводы и белки, с к-рыми связан обмен веществ; гормоны, регулирующие этот обмен; нуклеиновые кислоты, являющиеся материальными носителями наследств, признаков организма; витамины и др. О. х. представляет собой т. о. как бы своеобразный "мост" между науками, изучающими неживую материю и высшую форму существования материи - жизнь. Многие явления и закономерности хим. науки, напр, изомерия, впервые были открыты при изучении именно органич. соединений.
Классификация органических соединений. Все органич. соединения подразделяются на три осн. ряда, или класса: ациклические, изоциклические и гетероциклические. К первому классу (жирных, или алифатических) соединений относят углеводороды и их производные с незамкнутыми цепями: гомологич. ряд метановых углеводородов, называемый также рядом насыщенных углеводородов, или алканов; гомологич. ряды ненасыщенных углеводородов - этилена (алкенов), ацетилена (алкинов), диенов и др. (см. Ациклические соединения). К классу изоциклических (карбоциклических) соединений относят углеводороды и их произ-
водные, в молекулах которых имеются циклы из атомов углерода: углеводороды и их производные циклопарафинового, или полиметиленового, ряда, циклич. ненасыщенные соединения (см. Алициклические соединения, Циклоалканы), а также ароматические углеводороды и их производные, содержащие бензольные ядра (в частности, и многоядерные ароматические соединения, напр, нафталин, антрацен). К классу гетероциклических соединений относят органич. вещества, в молекулах к-рых имеются циклы, содержащие, кроме углерода, атомы О, N, S, Р, As или др. элементов.
От каждого углеводорода образован отд. генетич. ряд (см. Гомологические ряды), представители к-рого формально производятся путём замены атома водорода в углеводороде той или иной функциональной группой, определяющей хим. свойства соединения. Так, в генегич. ряд метана СH4 входят хлористый метил СН3С1, метиловый спирт СН3ОН, метиламин CH3NH2, нитрометан СН3МО2 и др. Аналогично представители генетич. ряда бензола СвН6 - хлорбензол C6H5Cl, фенол С6Н5ОН, анилин C6H5NH2, нитробензол C6H5NO2 и др. Одноимённо замещённые представители различных генетич. рядов составляют гомологич. ряды производных: галоген-содержащих соединений, спиртов, аминов, нитросоединений и др.
О названиях органич. соединений см. Номенклатура химическая.
Историческая справка. Истоки О. х. восходят к глубокой древности (уже тогда знали о спиртовом и уксуснокислом брожении, крашении индиго и ализарином). Однако ещё в средние века (период алхимии) были известны лишь немногие индивидуальные органич. вещества. Все исследования этого периода сводились гл. обр. к операциям, при помощи к-рых, как тогда думали, одни простые вещества можно превращать в другие. Начиная с 16 в. (период ятрохимии) исследования были направлены в основном на выделение и использование различных лекарственных веществ: был выделен из растений ряд эфирных масел, приготовлен простой диэтиловый эфир, сухой перегонкой древесины получены древесный (метиловый) спирт и уксусная к-та, из винного камня - винная к-та, перегонкой свинцового сахара - уксусная к-та, перегонкой янтаря - янтарная. Большая роль в становлении О. х. принадлежит А. Лавуазье, к-рый разработал основные количеств, методы определения состава хим. соединений, в дальнейшем последовательно улучшенные Л. Тенором, И. Берцелиусом, Ю. Либихом, Ж. Дюма. Принципы этих методов (сожжение навески вещества в атмосфере кислорода, улавливание и взвешивание продуктов сгорания - СО2 и Н2О) лежат в основе совр. элементного анализа, в т. ч. и микроанализа. В результате анализа большого числа различных веществ доминировавшее ранее представление о принципиальном различии веществ растительного и животного происхождения постепенно отпадало.
Впервые назв. "органические соединения" встречается к кон. 18 в. Термин "О. х." был введён Берцелиусом в 1827 (в написанном им первом руководстве по О. х.). Явление изомерии было открыто Ф. Вёлером и Либихом в 1822-23. Первый синтез органич. вещества осуществил Вёлер, получивший в 1824 щавелевую к-ту из дициана и в 1828 - мочевину нагреванием циановокислого аммония. Начиная с сер. 19 в. число органич. веществ, получаемых синтетически, быстро возрастает. Так, в 1842 Н. Н. Зинин восстановлением нитробензола получил анилин, в 1845 А. Колъбе синтезировал уксусную к-ту, в 1854 П. Бертло - вещества типа жиров. В 1861 А. М. Бутлеров получил первое искусств, сахаристое вещество, названное им метиленитаном, из которого впоследствии была выделена акроза. Синтетическое направление в О. х. приобретает всё большее значение. В результате успехов синтеза господствовавшее идеалистич. представление о необходимости "жизненной силы" для создания органич. веществ (см. Витализм) было отвергнуто.
Теоретич. представления в О. х. начали развиваться со 2-й четв. 19 в., когда была создана радикалов теория (Либих, Вёлер, Э. Франкленд, Р. Бунзен и др.). Основное её положение о переходе группы атомов - радикалов из одного соединения в другое в неизменном виде остаётся в большом числе случаев справедливым и в наст, время. На этом представлении основаны многие физ. и хим. методы исследования веществ неизвестной структуры. Впоследствии (1834-39) Дюма показал возможность замещения положительно заряженных атомов в радикале на электроотрицательные без серьёзных изменений электрохимического характера радикала, что до Дюма считалось невозможным.
На смену теории радикалов пришла типов теория (1848-51, 1853), созданная Дюма, Ш. Жераром и О. Лораном. Последним удалось классифицировать органич. вещества по типам простейших неорганич. соединений. Так, спирты считались соединениями типа воды, амины- типа аммиака, галогеналкилы-типа хлористого водорода. Позднее Ф. А. Кекуле установил четвёртый тип - тип метана, от к-рого он производил все углеводороды. Теория типов позволила создать чёткую классификацию органич. соединений, к-рая лежит в основе совр. классификации органич. веществ. Однако эта теория стремилась лишь к объяснению реакционной способности органич. веществ и отрицала принципиальную возможность познания их строения. В 1853 Франкленд, изучая металлоорганич. соединения, ввёл представление о валентности. В 1857 Кекуле высказывает мысль о возможности сцепления атомов углерода друг с другом и доказывает четырёхвалентность углерода. В 1858 А. Купер, используя правило валентности и положение Кекуле о сцеплении атомов углерода, впервые отходит от теории типов и пишет формулы органич. веществ, очень близкие к современным. Однако идеи теории типов оставались ещё очень сильны и создание теории продолжало отставать от развития эксперимента.
В 1861 Бутлеров создал химического строения теорию органич. веществ. Он ввёл в О. х. ряд новых понятий: о химической связи, порядке связей атомов в молекуле, о взаимном влиянии атомов, непосредственно связанных или не связанных друг с другом, и др. Теория строения Бутлерова блестяще объяснила остававшиеся непонятными известные к тому времени случаи изомерии. В 1864 Бутлеров предсказал возможность изомерии углеводородов и вскоре (1867) подтвердил это синтезом изобутана. Созданное Бутлеровым стройное учение лежит в основе совр. представлений о хим. строении органич. веществ. Одно из важнейших положений теории строения - о взаимном влиянии атомов - впоследствии было развито В. В. Марковниковым. Детальное изучение этого влияния способствовало дальнейшему развитию теории строения и представлений о распределении электронной плотности и о реакционной способности органич. соединений.
В 1869 И. Вислиценус показал, что явление изомерии наблюдается и при совершенно одинаковой последовательности сцепления атомов в молекуле. Он доказал идентичность строения обычной молочной кислоты и мясо-молочной и пришёл к выводу, что тонкие различия в свойствах молекул с одинаковой структурой следует искать в различном расположении их атомов в пространстве. В 1874 Я. Вант-Гофф ц франц. химик Ж. Ле Бель создали теорию пространств, расположения атомов в молекуле - стереохимию. В основе этой теории, по Вант-Гоффу, лежит представление о тетраэдрич. модели четырёхвалентного атома углерода и о том, что оптич. изомерия является следствием пространств, асимметрии молекулы, в к-рой атом углерода соединён с четырьмя различными заместителями (см. Асимметрический атом). Вант-Гофф высказал также предположение о возможности др. вида пространств, изомерии при отсутствии в молекуле асим-метрич. атома углерода. Вскоре Вислиценус доказал, что фумаровая к-та, к-рую ранее считали полимером малеиновой к-ты, представляет собой её геометрич. изомер (геометрическая, или цис-транс-изомерия). Ясно, что стереохимич. учение могло быть создано только на основе представлений о строении (структуре) молекулы в бутлеровском понимании.
К кон. 19 в. накопился большой фактич. материал, в т. ч. и по ароматич. соединениям; в частности, широко была изучена химия бензола, открытого М. Фарадеем в 1825. Первая т. н. "бензольная теория" строения ароматич. соединений была создана в 1865 Кекуле. В ней высказывается мысль о том, что атомы углерода в органич. соединениях могут образовывать кольца. Согласно этой теории, бензол обладает симметричной структурой вследствие кольцеобразного строения сцепленных попеременно простыми и двойными связями шести метиновых СН-групп. Однако, исходя из строения бензола по Кекуле, следовало допустить наличие двух opmo-замещённых гомологов или производных бензола, чего на самом деле не наблюдалось. УСТОЙЧИВОСТЬ бензола к сильным окислителям и нек-рые др. т. н. ароматич. свойства бензола и его производных также противоречили предложенной формуле. Поэтому Кекуле ввёл (1872) представление об осцилляции (быстром перемещении) двойных связей и устранил формальные различия между двумя opmo-положениями. Несмотря на то, что строение бензола по Кекуле находилось в противоречии с данными о его физ. и хим. свойствах, оно долгое время без всяких изменений принималось подавляющим числом химиков. Т. о., остался ряд вопросов, не разрешимых с точки зрения "классической" теории строения. К этим вопросам относится и своеобразие свойств многих др. соединений с сопряжёнными системами связей. Строение бензола и др. ароматич. систем могло быть установлено лишь с появлением физ. методов исследования и с развитием квантово-хим. представлений о строении органич. веществ.
Электронные представления [В. Коссель (1916) и Г. Льюис (1916)] придали физ. содержание понятию химической связи (пара обобщённых электронов); однако в том виде, в каком они были сформулированы, эти представления не смогли отразить тонких переходов от ковалентной к ионной связи и в О. х. оставались в значит, степени формальными. Только с помощью квантово-химического учения было вложено принципиально новое содержание в правильные в основном представления электронной теории.
Представления Льюиса о паре электронов, образующих связь и всегда строго локализованных на этой связи, оказались приближёнными и в большинстве случаев не могли быть приняты.
Современные представления теории строения и значение О. х. Учёт квантовых свойств электрона, представления об электронной плотности и о взаимодействии электронов в сопряжённых системах открыли новые возможности для рассмотрения вопросов о строении, взаимном влиянии атомов в молекуле и о реакционной способности органич. соединений (см. Электронные теории в органической химии, Квантовая химия). В насыщенных углеводородах одинарные связи С-С (б-связи) действительно реализуются парой электронов; в симметричных углеводородах электронная плотность в пространстве между соединившимися атомами С-С больше суммы соответствующих электронных плотностей тех же изолированных атомов и симметрично распределена относительно оси, соединяющей центры атомов. Увеличение электронной плотности - результат перекрывания электронных облаков атомов по прямой, соединяющей их центры. В несимметричных парафинах появляется возможность неполной симметрии в распределении электронной плотности; однако эта асимметрия столь незначительна, vro дипольные моменты всех парафиновых углеводородов почти не обнаруживаются. То же касается и симметрично построенных непредельных углеводородов (напр., этилена, бутадиена), у к-рых атомы С соединены друг с другом двойной связью (а-и я-связью). Введение в молекулы этих веществ элект-ронодонорной метальной группы вследствие высокой поляризуемости л-связи приводит к смещению электронной плотности к крайнему атому углерода, и пропилен (I) уже имеет дипольный момент 0,35 Д, а 1-метилбутадиен - 0,68 Д. Распределение электронной плотности в этих случаях принято изображать одной из следующих схем:
[1833-2.jpg]
В представления о распределении электронной плотности хорошо укладывается ряд эмпирич. правил О. х. Так, из приведённой выше формулы пропилена следует, что при гетеролитич. присоединении к нему галогеноводородов протон должен фиксироваться в месте наибольшей электронной плотности, т. е. у наиболее "гидрогенизированного" атома углерода (см. Марковникова правило). Значительно сильнее сказывается введение в молекулы углеводородов атомов или групп, сильно отличающихся по электроотрицательности от атомов углерода или водорода. Напр., введение электрофиль-ного заместителя в молекулы углеводородов ведёт к изменению подвижности атомов водорода в связях С-Н, О-Н и др. Подобного рода взаимное влияние атомов, также объяснимое изменением распределения электронной плотности, быстро затухает у насыщенных соединений и почти без затухания передаётся по цепи сопряжённых связей (см. Сопряжение связей).
Принято различать два вида электронного влияния заместителей: индуктивное - по цепи а-связей и влияние сопряжения - по цепи с сопряжёнными связями. Так, увеличение кислотности хлоруксусной к-ты (II) по сравнению с уксусной СНэСООН объясняется индуктивным влиянием атомов хлора, а подвижность атомов водорода метальных групп в уксусном (III) или сорбиновом (IV) альдегиде - влиянием сопряжения:
[1833-3.jpg]
Перераспределение электронной плотности, особенно в момент реакции, происходит не только в связях, к-рые затрагиваются реакцией, но и в др. частях молекулы. Кажущаяся ненормальность солеобразования к-диметиламиноазобен-зола (V) с фиксацией протона слабоосновным атомом азота азогруппы объясняется перемещением реакционного центра молекулы вследствие сдвига электронной плотности в момент реакции в направлении, указанном стрелками:
[1833-4.jpg]
Влияние сопряжения проявляется и в тех случаях, когда два возможных направления реакции органич. веществ не обусловлены таутомерией. Так, алкили-рование натрийенолятов по атому углерода происходит вследствие перемещения реакционного центра благодаря сопряжению связей:
[1833-5.jpg]
Взаимное влияние атомов в результате сопряжения связей проявляется также в ароматич. соединениях (см. Ориентации правила). При электрофильном замещении электронодонорные (нуклеофильные) заместители (VI) ориентируют в орто-и пара-положения, электроноакцепторные (электрофильные) заместители (VII) - в леша-положение:
[1833-6.jpg]
Т. о., на основании совр. квантово-химич. представлений разнообразные процессы О. х. нашли естеств. объяснение. Теоретич. представления О. х. окрепли и получили предсказательные возможности.
В результате развития теоретич. и физ. методов исследования был окончательно решён вопрос о строении ароматич. систем, ъ т. ч. и бензола. Строение последнего описывается следующим образом: шесть атомов углерода бензольного кольца находятся в одной плоскости и соединены а-связями; шесть я-электронов составляют единую подвижную электронную систему. Следствием этого является полная подтверждаемая опытом равноценность связей С - С и высокая симметрия бензола с осью шестого порядка. Из этих положений следует, что бензол неполярен и обладает анизотропией диамагнитной восприимчивости. Аналогичными свойствами характеризуются все ароматич. системы, у к-рых число я-электронов равно 4n + 2 (правило Хюккеля). Бензол - далеко не единичный пример соединений с выравненными двойными и простыми связями; аналогичная картина наблюдается у трополона, тропилийбромида, ферроцена, дифенилполиенов и др. Вполне удачного графич. изображения строения бензола и др. ароматич. соединений выработать не удалось. Для описания их строения используют набор валентных схем (VIII), впервые предложенных Л. Политом в его резонанса теории, или систему обозначения (IX), где изогнутые стрелки показывают также выравненность связей (впервые применена в теории мезомерии):
[1833-7.jpg]
Этими же обозначениями пользуются для графич. интерпретации равномерного распределения электронной плотности в симметричных ионах, напр, в карбоксилат-анионе (соответственно X и XI), при объяснении слабоосновных свойств амидов кислот (XII и XIII) и в др. случаях:
[1833-8.jpg]
Приблизительно со 2-й пол. 20 в. О. х. вступила в новую фазу. Многие направления её развивались столь интенсивно, что выросли в большие специализированные разделы, наз. по научному или прикладному признаку (стереохимия, химия полимеров, природных веществ, антибиотиков, витаминов, гормонов, металлоор-ганических соединений, фторорганических соединений, красителей и др.).
Успехи теории и развитие физ. методов исследования (напр., рентгенографии молекул, ультрафиолетовой и инфракрасной спектроскопии, раманспектроскопии, ядерного магнитного резонанса, химически индуцированной динамической поляризации ядер, масс-спектрометрии), а также методов идентификации и разделения различных веществ с помощью хроматографии сделали возможным быстрый структурный анализ сложнейших органич. соединений и быстрое решение многих важных проблем. Применение физ. методов для исследования кинетики реакций органич. веществ (см. Кинетика химическая) позволяет изучать реакции с периодом полупревращения 10-8-10-9сек. Корреляционные уравнения, основанные на принципе линейности свободной энергии, дают возможность количеств, оценки зависимостей между строением и реакционной способностью органич. соединений, даже тех, к-рые обладают физиол. действием.
О. х. оказалась тесно связанной со смежными естеств. науками - биохимией, медициной и биологией; применение идей и методов О. х. в этих науках в значит, степени обусловило развитие нового направления - молекулярной биологии.
Методы О. х. наряду с физ. методами исследования сыграли важную роль в установлении строения нуклеиновых кислот, многих белков, сложных природных соединений; с их же помощью были раскрыты механизм и регуляция синтеза белков (см. Генетический код). Чрезвычайно возросли синтетич. возможности О. х., к-рые привели к получению таких сложно построенных природных веществ, как хлорофилл,витамин Bi2 (Р.Вудворт), полинуклеотиды с определённым чередованием звеньев (А. Тодд, X. Г. Корана) и др. Огромный успех этих методов - разработка автоматического синтеза многих полипептидов, в том числе и ферментов.
Синтезирован новый класс органич. соединений, образованных сплетением двух или более циклич. молекул подобно обычной цепи (к а т е н а н ы, на схеме слева) или подобно гантели, на ось к-рой надето кольцо (ротаксаны, справа):
Отд. части этих молекул связаны механич. силами. Наиболее значит, достижением синтетич. О. х. и биохимии можно считать синтез гена, к-рый осуществил X. Г. Корана с сотрудниками (1967-70).
Большое значение приобрели методы О. х. в современной технологии произ-ва каучуков синтетических, пластических масс, волокон синтетических, красителей, медикаментов, в пром-сти кинофотоматериалов, стимуляторов роста растений, средств борьбы с вредителями с. х-ва (пестицидов) и мн. др. Успехи О. х. в области основного органического синтеза и нефтехимического синтеза не только изменили технологию ряда произ-в, но и привели к созданию новых видов продукции. Благодаря установлению зависимостей между строением и свойствами органич. соединений становится возможным создание новых материалов различных назначений с заранее заданными свойствами. О. х. достигла такого уровня, к-рый отвечает её важной роли в создании материальной культуры совр. общества.
Научные учреждения и организации, периодические издания. Науч. работу по О. х. в СССР проводят н.-и. ин-ты АН СССР - Ин-т органич. химии им. Н. Д. Зелинского (ИОХ), Ин-т органич. и физич. химии им. А. Е. Арбузова (ИОФХ), Ин-т нефтехимич. синтеза им. А. В. Топчиева (ИНХС), Ин-т элемен-тоорганич. соединений (ИНЭОС), Ин-т химии природных соединений им. М. М. Шемякина (ИХПС); Сибирского отделения АН СССР - Новосибирский ин-т органич. химии (НИОХ), Иркутский ин-т органич. химии (ИИОХ), Ин-т химии нефти; респ. академий - ин-ты органич. химии Арм. ССР, Кирг. ССР, УССР, Ин-т тонкой органич. химии им. А. Л. Мнджояна (Арм. ССР), Ин-т фи-зико-органич. химии (БССР), Ин-т физич. и органич. химии им. П. Г. Мелики-швили (Груз. ССР), Ин-т органич. синтеза (Латв. ССР) и др.
Нац. комитет сов. химиков является членом Междунар. союза чистой и прикладной химии (International Union of Pure and Applied Chemie, IUPAC, ЮПАК), к-рый организует 1 раз в 2 года конгрессы, конференции и симпозиумы, в частности и по О. х.
Периодич. издания, в к-рых публикуются работы по О. х.: в С С С Р - "Журнал органической химии" (с 1965); "Журнал общей химии" (с 1931); "Химия гетероциклических соединений" (Рига, с 1965); "Химия природных соединений" (Ташкент, с 1965); "Экспресс-информация. Промышленный органический синтез" (с 1960); за рубежом -"Journal of Organic Chemistry" (Wash., с 1936); "Journal of the Chemical Society. Perkin Transaction. I. Organic and Bio-organic Chemistry" (L., с 1972); II. "Physical Organic Chemistry" (L., с 1972); "Justus Liebigs Annalen der Chemie" (Weinheim, с 1832); "Bulletin de la Societe chimique de France", pt. 2 (P., с 1858); "Journal of the Society of Organic Synthetic Chemistry of Japan" (Tokyo, с 1943); международные - "Tetrahedron" (N. Y., с 1957); "Tetrahedron Letters" (L., с 1959); "Synthesis" (Stuttgart, с 1969); "Synthetic Communication" (N. Y., с 1971); "Journal of the Organo-metallic Chemistry" (Lausanne, с 1964); "Journal of Heterocyclic Chemistry" (L., с 1964); "Organic Magnetic Resonances- (L., 1969); "Organic Mass Spectrometry" (L., 1968); "Organic Preparations and Procedures" (N. Y., с 1969). Лит-рапоО. х. реферируется в журналах: "Chemical Abstracts" (Easton, с 1907), реферативный журнал "Химия" (с 1953), "Chemisches Zentralblatt" (совместно ГДР и ФРГ, В., с 1830).
Лит.: Бутлеров А. М., Введение к полному изучению органической химии, в. 1-3, Каз.,1864-66; его же, Избр. работы по органической химии, М., 1951; Марковников В. В., Избр. труды, М., 1955; Г ь е л ь т Э., История органической химии с древнейших времён до настоящего времени, пер. с нем., Хар.- К., 1937; Ш о р л е м-м е р К., Возникновение и развитие органической химии, пер. с англ., М., 1937; Д ж у а М., История химии, пер. с итал., М., 1966; Road's chemistry of carbon compounds, 2 ed., v. .1 - 2, Amst. - [a. o.], 1964-1968; Beilsteins Handbuch der organischen Chemie, 4 Aufl., bearb. von B. Prager [u. a.], Bd 1 - 34, В., 1918 - 1944 (с 1928 года изд. доп. тт.); Н о u b е n-W е у 1, Methoden der organischen Chemie, 4 Aufl., Bd 1 - 12, Stuttg., 1953-68; Краткая химическая энциклопедия, т. 1-5, М., 1961 - 67; Несмеянов А. Н., Несмеянов Н. А., Начала органической химии, т. 1 - 2, М., 1969-70; Н е н и ц е с к у К. Д., Органическая химия, пер. с рум., т. 1 - 2, М., 1962-63; Р о б е р тс Дж., К а с е р и о М., Основы органической химии, пер. с англ., ч. 1 - 2, М., 1968; Ф и з е р Л., Физер М., Органическая химия, пер. с англ., М., 1966; Ч и ч и б а б и н А. Е.„ Основные начала органической химии, т. 1 - 2, М., 1957 - 63; Ин гольд К., Теоретические основы органической химии, пер. с англ., М., 1973; Перспективы развития органической химии, под ред. А. Тодда, пер. с англ., М., 1959. II. Л. Кнунянц.
1831.htm
ОПЕРАТОРОВ ТЕОРИЯ, часть функционального анализа, посвящённая изучению свойств операторов и применению их к решению различных задач. Понятие оператора — одно из самых общих математич. понятий.
Общая О. т. возникла в результате развития теории интегральных уравнений, решения задач на нахождение собств. функций и собств. значений для дифференциальных операторов (см., напр., Штурма — Лиувилля задача) и др. разделов классич. анализа. О. т. установила тесные связи между этими разделами математики и сыграла важную роль в их дальнейшем развитии. Ещё до возникновения общего понятия оператора операторные методы широко применялись в решении различных типов дифференциальных уравнений, обыкновенных и с частными производными (см. Операционное исчисление). О. т. представляет собой основной математич. аппарат квантовой механики (см. Операторы в квантовой теории).
Операторы в линейных пространствах. Чаще всего встречаются операторы, действующие в линейных нормированных пространствах (см. Линейное пространство), в частности в функциональных пространствах, т. е. отображения у — А(х) линейного пространства R или его части в нек-рое линейное пространство R' (возможно, совпадающее с К). Этот класс операторов охватывает такие важнейшие понятия, как числовые функции, линейные преобразования евклидова пространства, дифференциальные и интегральные операторы (см. ниже) и т. д. Наиболее изученными и важными для приложений являются линейные операторы. Оператор наз. линейным,
его нормой. Ограниченность линейного оператора равносильна его непрерывности, т. е. тому, что А(хп)->А(х), когда хп —> х. Оператор дифференцирования (пример 2) представляет собой один из важнейших примеров неограниченного (а следовательно, и не непрерывного) линейного оператора. См. также Линейный оператор.
Приведённые выше примеры 1—4 представляют собой примеры линейных операторов. Дальнейшие примеры линейных операторов:
5) Пусть R(s, t) — непрерывная функция двух переменных, заданная в квадрате a <=s <= b, a <= t <= b. Формула
определяет линейный интегральный оператор, наз. оператором Фредгольма.
6) Каждой абсолютно интегрируемой на всей прямой функции f (t) поставим в соответствие функцию
наз. Фурье преобразованием исходной функции. Это соответствие также представляет собой линейный оператор.
7) Левую часть линейного дифференциального уравнения
можно рассматривать как результат применения нек-рого оператора, ставящего в соответствие функции x(t) функцию Y(t). Такой оператор носит назв. линейного дифференциального оператора. Простейшим частным случаем линейного дифференциального оператора является оператор дифференцирования.
Примеры нелинейных операторов:
8) Пусть A[f(t)] = f2(t); определённый т. о. оператор является нелинейным.
9) Пусть
(F — нек-рая ограниченная непрерывная функция). Соответствие g —> h, определяемое этой формулой, представляет собой нелинейный интегральный оператор.
Действия над операторами. Пусть дан оператор
y = A (x), причём никакие два разных элемента х и х' не переходят в один и тот же элемент у. Тогда каждому образу у отвечает его единств, прообраз х. Это соответствие наз. обратным оператором и обозначают х = А-1(у).
Построение обратного оператора эквивалентно решению уравнения у = А(х) относительно х (отыскание неизвестного прообраза по данному образу).
Если A1 и A2 — два оператора, отображающих R в R', то их суммой А = AI + A2 наз. оператор, определяемый равенством А(х) = A1(x) + А2(х). Если оператор Ai переводит R в R', а A2 переводит R' в R", то результат их последоват. применения представляет собой оператор, отображающий R в R"; его наз. произведением A2A1 операторов A1 и A2. Если, в частности, рассматриваются операторы, переводящие нек-рое линейное пространство в себя, то сумма и произведение двух таких операторов всегда определены. Результат последовательного применения п раз одного и того же оператора Л есть я-я степень Л" этого оператора. Напр., п-я степень оператора дифференцирования есть оператор «-кратного дифференцирования
Оператор Е, переводящий всякий элемент х в самого себя, наз. единичным. Нулевым наз. оператор О, переводящий каждый элемент в нуль. Очевидно, что при любом Л справедливы равенства: АЕ = ЕА = A и A + О = О + A = А; далее, если A-1 существует, то A-1A= AA-1 = Е (следует заметить, что для двух произвольных операторов A и В произведения AВ и ВA, вообще говоря, не равны между собой). С помощью операций сложения, умножения операторов и умножения операторов на числа можно определить многочлены от линейного оператора, а путём предельного перехода, понимаемого соответствующим образом,— и более сложные функции от оператора. Напр., если D — оператор дифференцирования, то еD означает оператор, определяемый формулой
имеющий смысл для тех f(t), для к-рых ряд справа сходится. Для аналитич. функций сумма этого ряда равна f(t + 1), т. е. еD — оператор сдвига, переводящий f(t) в f(t + 1).
Линейные операторы в гильбертовом пространстве. Наиболее полно О. т. разработана для случая линейных операторов в гильбертовом пространстве. Пусть Л — ограниченный линейный оператор в гильбертовом пространстве Н. Комплексное число X наз. собственным значением оператора Л, если существует такой элемент х не равно О из Н, что А(х) = Lx; при этом х наз. собственным вектором оператора A, отвечающим данному собств. значению. Число L наз. регулярной точкой оператора A, если оператор (A + LE)-1 существует, определён на всём Н и ограничен; остальные значения L наз. точками спектра оператора A. Каждое собств. значение принадлежит спектру, их совокупность образует точечный спектр, остальную часть спектра наз. непрерывным спектром. Тот факт, что спектр линейного оператора, вообще говоря, не исчерпывается его собств. значениями, представляет собой характерную черту линейных операторов в бесконечномерном пространстве, отличающую их от линейных преобразований конечномерного евклидова пространства.
Оператор А* наз. сопряжённым к А, если скалярное произведение (Ах, у) = (х, А*у) для всех х и у из Н. Оператор А наз. самосопряжённым, если А = А*, и унитарным, если А* = А-1. Самосопряжённые и унитарные операторы представляют собой важнейшие и наиболее полно изученные классы линейных операторов в гильбертовом пространстве. Их теория является обобщением теории самосопряжённых и унитарных линейных преобразований n-мерного евклидова пространства. См. также Спектральный анализ (математический ).
Одним из простейших классов ограниченных линейных операторов в гильбертовом пространстве являются вполне непрерывные операторы. Оператор А наз. вполне непрерывным, если он переводит всякое ограниченное множество из Н в компактное (см. Компактность). Спектр вполне непрерывного оператора состоит из конечного или бесконечного счётного числа собств. значений и не имеет отличных от нуля предельных точек. Каждому L не равному 0 отвечает лишь конечное число линейно независимых собств. функций. Непрерывный спектр отсутствует.
Самосопряжённый вполне непрерывный оператор А имеет хотя бы одно собств. значение, причём в Н можно выбрать полную ортогональную систему элементов, состоящую из собств. функций оператора А.
Неограниченные операторы. Понятие ограниченного линейного оператора оказывается во мн. случаях слишком узким. Поэтому возникла необходимость рассматривать т. н. неограниченные операторы. Соответствующее, более общее, определение гласит: оператор А наз. линейным неограниченным оператором в гильбертовом пространстве Н, если: 1) соответствие у = А(х) определено для всех х, принадлежащих нек-рому линейному многообразию Q, называемому областью определения оператора А; 2) А(ах + Ву) = = аА(х) + ВA(y).
Важнейшим классом неограниченных линейных операторов в гильбертовом пространстве являются дифференциальные операторы. Мн. задачи математич. физики, в частности теории колебаний, приводят к задаче о разыскании собств. функций и собств. значений различных дифференциальных операторов. Напр., цилиндрические функции, Лежандра многочлены и т. д. представляют собой не что иное, как собств. функции определённых дифференциальных операторов.
Нелинейные операторы. При изучении операторов предположение об их линейности играет весьма существ, роль. Однако в ряде случаев приходится рассматривать и нелинейные операторы. В частности, важное значение в механике и физике имеют нелинейные интегральные уравнения.
Лит.: Колмогоров А. Н., Фомин С. В., Элементы теории функций и функционального анализа, 3 изд., М., 1972J Д а н ф о р д Н., Ш в а р ц Д ж. Т., Линейные операторы. Общая теория, пер. с англ., М., 1962.
ОПЕРАТОРСКИЙ ТРАНСПОРТ в кинематографии и телевидении, предназначен для перемещения оператора и съёмочной аппаратуры в процессе киносъёмок .либо телевизионных передач. О. т. применяется при съёмках в движении и для облегчения переходов от одной точки съёмки к другой. К средствам О. т. относятся операторские тележки (рис. 1), краны (рис. 2, 3), в отдельных случаях - специально оборудованные автомобили, вертолёты, лодки, сани, плоты и др.
Операторские тележки используются для перемещения точки съёмки по горизонтали с незначительным изменением (в пределах 1,5 м) высоты установки киносъёмочного аппарата или телевизионной передающей камеры. Операторские краны применяются в тех случаях, когда необходимы значит, изменения положения точки съёмки в пространстве. В зависимости от высоты подъёма стрелы различают малые (до 2 м относительно уровня земли), средние (от 2 до 4 л) и большие (св. 4 м) краны. Операторские краны изготавливают с электроприводом всех движений стрелы. Большие операторские автомобили обычно оборудуются на базе либо легковых автомобилей высшего класса, имеющих наиболее спокойный ход, либо легковых вездеходов, позволяющих вести съёмку при движении по плохим дорогам.
Рис. 1. Операторская тележка с механизированным гидравлическим подъёмом штатива, на котором установлен киносъёмочный аппарат.
Рис. 2. Малый операторский кран типа 2МКТ с пневмогидравлическим приводом.
Рис. 3. Средний операторский кран, установленный на грузовом автомобиле.
Лит.: Головня Е. В., Киносъемки с движения, М., 1940; Григорьев В. И., Специальные приспособления и устройства для съемки динамических панорам, "Техника кино и телевидения", 1970, № 6. В. Б. Толмачёв.
ОПЕРАТОРСКОЕ ИСКУССТВО, кинематографич. вид творчества; создание совместно с режиссёром и художником методами киносъёмки художественно-изобразит. формы кинофильма и телевизионного фильма. В зрительных образах раскрываются содержание и идея произведения, замысел кинодраматурга и режиссёра. В кадре -необычайно пластичной изобразит, форме - могут быть изображены предмет и его детали, явление и его отд. элементы, переданы выразительность мимики и жеста, различные виды движения, его темп и скорость, выполнены оптич. "укрупнения" и др. Сцены и эпизоды фильма представляют собой изобразительно-монтажную композицию, как бы "вертикальную картину", развёртывающуюся на экране, время показа каждого монтажного кадра ограничено, поэтому важно оптически организовать и направить внимание зрителя, создать "эффект присутствия". Для решения этой задачи применяются съёмки движущимся киносъёмочным аппаратом, особые ракурсы, эффекты освещения и киноперспективы, вариооптика (трансфокаторы). В зависимости от специфики отд. сцен и эпизодов в О. и. используются принципы др. изобразит, иск-в и художеств, жанров - живописи, графики, пейзажа, портрета, батального, бытового и историч. жанров. О. и. во многом определяет выразительность экранных образов. Основой операторского мастерства является художеств, освещение объектов киносъёмки-актёрских мизансцен, архитектурных форм, декораций, интерьера. Обрисовывая светотенью пластич. формы фигур, жест и мимику актёра, обозначая освещением место и время действия, оператор решает светотональную и цветовую композиции каждой сцены, "настроение" эпизода. Кинокамера воссоздаёт на экране цвет и фактуру материалов, объёмно-пластич. форму фигур в движении, поэтому применяются различные степени яркости освещения как в чёрно-белом, так и в цветном киноизображении с целью выявления объёмности предметов, создания иллюзии глубины пространства и др. Важная роль в О. и. принадлежит композиции кадра - одному из методов организации киноматериала, дающему возможность наиболее полно воплотить идеи и образы фильма; раздельно поставленные и снятые монтажные кадры координируются по развитию действия и по изобразит, форме: по движению объектов съёмки и киносъёмочного аппарата, по ракурсам, цвету, освещению, колориту и др.
Возникновение и развитие О. и. тесно связаны со становлением киноискусства. Самые ранние фильмы представляли собой "живые фотографии". Постепенно в разнообразных по жанрам кинолентах выявилось богатство возможностей и значение О. и. В выдающихся сов. фильмах, снятых в 20-е гг., - -"Броненосец „Потёмкин"" (оператор Э. К. Тиссэ), "Мать" (оператор А. Д. Головня) и др., крупные планы, ракурсные съёмки, новаторские приёмы освещения были использованы для воспроизведения динамики революц. действия, создания образов людей революции. В стремлении к овладению новыми средствами выразительности для воплощения событий революц. истории и современности формировалась сов. школа О. и. В 30-е гг. в кинокартинах "Земля" (оператор Д. П. Демуцкий), "Чапаев" (оператор А. И. Сигаев), трилогии о Максиме (оператор А. Н. Москвин), "Ленин в Октябре" и "Ленин в 1918 году" (оператор Б. И. Волчек) и др. О. и. достигло высокого художеств, уровня в батальных сценах, живописного мастерства в кинопортрете и жанровых эпизодах. С сер. 50-х гг. одновременно с внедрением новых систем кинематографа, в т. ч. широкоэкранного и широкоформатного, совершенствуются и изобразит, возможности О. и. Создаются художественно-значит. по операторскому решению и мастерству фильмы: "Отелло" (оператор Е. Н. Андриканис), "Летят журавли" (оператор С. П. Урусевский), "Иваново детство" (оператор В. И. Юсов), "Дневные звёзды" и "Чайковский" (оператор М. М. Пилихина), "Война и мир" (оператор А. А. Петрицкий), "У озера" (оператор В. А. Рапопорт), "Белая птица с чёрной отметиной" (оператор Ю. Г. Ильенко), "Освобождение" (оператор И. М. Слабневич), "Невестка" (оператор X. К. Нарлиев), "Укрощение огня" (оператор С. А. Вронский) и мн. др. Интенсивное развитие системы выразит, средств характерно и для телефильмов, в к-рых осн. внимание сосредоточивается на возможности максимально глубоко и убедительно раскрыть внутр. мир человека; особенно показательны телефильмы "Адъютант его превосходительства" (оператор П. Н. Терпсихоров) и "Семнадцать мгновений весны" (оператор П. В. Катаев). Массовый характер, стремит, рост кинематографии и телевидения, расширение тематики и жанров фильмов определяют и рост требований к художественно-изобразит. культуре, её органич. подчинению идейной направленности произведения; большое значение приобретают все компоненты О. и.- портретные характеристики персонажей, светотональ-ное и колористич. решение, фотографич. и технич. качество изображения и др. Метод социалистич. реализма предоставляет деятелям сов. школы О. и. возможности полного раскрытия творческой индивидуальности, применения новаторских приёмов киновыразительности как необходимого условия воссоздания действительности в ярких и убедительных художеств, образах.
Развитию О. и. в капиталистич. странах большой ущерб наносили ремесленничество, стандартизация изобразит, формы, насаждавшиеся кинопредпринимагелями, влияние антиреалистич. тенденций, голливудских эстетич. норм в выборе планов, композиций мизансцен, схем освещения. Однако лучшие представители О. и. стремились обогащать и совершенствовать своё мастерство, правдиво отражать жизнь, развивать прогрессивные традиции национального изобразит, иск-ва. Большой вклад в О. и. разных периодов развития кинематографа внесли операторы Германии, Франции, США, Италии, Мексики, Японии. Значит, успехов достигли мастера О. и. Польши и др. зарубежных социалистич. стран.
Лит.: Головня А., Свет в искусстве оператора, М., 1945; его же, Мастерство кинооператора, М., 1965; Косматов Л., Операторское мастерство, М., 1962; его ж е, Свет в интерьере, М., 1973; И л ь и н Р. Н., Изобразительные ресурсы экрана, М., 1973. А. Д. Головня.
ОПЕРАТОРЫ в квантовой теории, математич. понятие, широко используемое в математич. аппарате квантовой механики и квантовой теории поля и служащее для сопоставления определённому вектору состояния (или волновой функции) ф др. определённых векторов (функций) ф'. Соотношение между ф и ф' записывается в виде ф' = ^Lф, где ^L - оператор. В квантовой механике физич. величинам (координате, импульсу, моменту количества движения, энергии и т. д.) ставятся в соответствие О. ^L (О. координаты, О. импульса и т. д.), действующие на вектор состояния (или волновую функцию) ф, т. е. на величину, описывающую состояние физич. системы.
Простейшие виды О., действующих на волновую функцию ф(x:) (где x - координата частицы),- О. умножения (напр., О. координаты ^х, ^xф = xф) и О. дифференцирования (напр., О. импульса ^p, ^pф=-ih/(дф/дх) где i - мнимая единица,
h - постоянная Планка). Если ф - вектор, компоненты к-рого можно представить в виде столбца чисел, то О. представляет собой квадратную таблицу - матрицу.
В квантовой механике в основном используются линейные операторы. Это означает, что они обладают след, свойством: если ^Lф1 = Ф'1 и ^Lф2 = ф'2 то
^L(с1ф1 + c2ф2) = с1ф'1 + c2ф'2, где C1 и с2 -комплексные числа. Это свойство отражает суперпозиции принцип - один из осн. принципов квантовой механики.
Существ, свойства О. ^L определяются уравнением ^Lфп = Лпфп, где Лn- число. Решения этого уравнения фп наз. собственными функциями (собств. векторами) оператора ^L. Собств. волновые функции (собств. векторы состояния ) описывают в квантовой механике такие состояния, в к-рых данная физич. величина L имеет определённое значение Лn. Числа Лn наз. собственными значениями О. ^L, а их совокупность - спектром О. Спектр может быть непрерывным или дискретным; в первом случае уравнение, определяющее фп, имеет решение при любом значении Лn (в определённой области), во втором - решения существуют только при определённых дискретных значениях Лn. Спектр О. может быть и смешанным: частично непрерывным, частично дискретным. Напр., О. координаты и импульса имеют непрерывный спектр, а О. энергии в зависимости от характера действующих в системе сил - непрерывный, дискретный или смешанный спектр. Дискретные собств. значения О. энергии наз. энергетич. уровнями.
Собств. функции и собств. значения О. физич. величин должны удовлетворять определённым требованиям. Т. к. непосредственно измеряемые физич. величины всегда принимают веществ, значения, то соответствующие квантовомеханич. О. должны иметь веществ, собств. значения. Далее, поскольку в результате измерения физич. величины в любом состоянии ф должно получаться одно из возможных собств. значений этой величины, необходимо, чтобы произвольная волновая функция (вектор состояния) могла быть представлена в виде линейной комбинации собств. функций (векторов) фп О. этой физич. величины; др. словами, совокупность собств. функций (векторов) должна представлять полную систему. Этими свойствами обладают собств. функции и собств. значения т. н. самосопряжённых О., или эрмитовых операторов.
С О. можно производить алгебраич. действия. В частности, под произведением О. ^L1 и ^L2 понимается такой О. ^L = ^L1 ^L2, действие к-рого на вектор (функцию) ф даёт ^Lф = ф", если
^L2ф = Ф' и ^L1ф' = ф". Произведение О. в общем случае зависит от порядка сомножителей, т. е. ^L1^L2 не равно ^L2^L1. Этим алгебра О. отличается от обычной алгебры чисел. Возможность перестановки порядка сомножителей в произведении двух О. тесно связана с возможностью одновременного измерения физич. величин, к-рым отвечают эти О. Необходимым и достаточным условием одновременной измеримости физич. величин является равенство ^L1^L2 = ^L2^L1(см. Перестановочные соотношения).
Уравнения квантовой механики могут быть формально записаны точно в том же виде, что и уравнения классич. механики (гейзенберговское представление в квантовой механике), если заменить физич. величины, входящие в уравнения классич. механики, соответствующими им О. Всё различие между квантовой и классич. механикой сведётся тогда к различию алгебр. Поэтому О. в квантовой механике иногда наз. q-числами, в отличие от с-чисел, т. е. обыкновенных чисел, с к-рыми имеет дело классич. механика.
О. можно не только умножать, но и возводить в степень, образовывать из них ряды и рассматривать функции от О. Произведение эрмитовых О. в общем случае не является эрмитовым. В квантовой механике используются и неэрмитовы О., важным классом к-рых являются унитарные операторы. Унитарные О. не меняют норм ("длин") векторов и "углов" между ними. Неизменность нормы вектора состояния даёт возможность интерпретации его компонент как амплитуд вероятности равным образом в исходной и преобразованной функции. Поэтому действием унитарного О. описывается развитие квантовомеханич. системы во времени, а также её смещение как целого в пространстве, поворот, зеркальное отражение и др. Выполняемые унитарными О. преобразования (унитарные преобразования) играют в квантовой механике такую же роль, какую в классич. механике играют канонич. преобразования (см. Механики уравнения канонические).
В квантовой механике применяется также О. комплексного сопряжения, не являющийся линейным. Произведение такого О. на унитарный О. наз. антиунитарным О. Антиунитарные О. описывают преобразование обращения времени и нек-рые др.
В теории квантовых систем, состоящих из тождеств, частиц, широко применяется метод квантования вторичного, в к-ром рассматриваются состояния с неопределённым или переменным числом частиц и вводятся О., действие к-рых на вектор состояния с данным числом частиц приводит к вектору состояния с изменённым на единицу числом частиц (О. рождения и поглощения частиц). О. рождения или поглощения частицы в данной точке х, ^ф(х) формально подобен волновой функции ф(x), как q- и с-числа, отвечающие одной и той же физич. величине соответственно в квантовой и классич. механике. Такие О. образуют квантованные поля, играющие фундаментальную роль в релятивистских квантовых теориях (квантовой электродинамике, теории элементарных частиц; см. Квантовая теория поля).
Лит. см. при статьях Квантовая механика, Квантовая теория поля. В. Б. Берестецкий.
ОПЕРАЦИЙ ИССЛЕДОВАНИЕ, научный метод выработки количественно обоснованных рекомендаций по принятию решений. Важность количеств, фактора в О. и. и целенаправленность вырабатываемых рекомендаций позволяют определить О. и. как теорию принятия оптимальных решений. О. и. способствует превращению искусства принятия решений в научную и притом математич. дисциплину. Термин "О. и." возник в результате буквального перевода амер. выражения operations research, являющегося модификацией англ, operational research, введённого в кон. 30-х гг. 20 в. как условное наименование одного из подразделений британских ВВС, занимавшегося вопросами использования радиолокац. установок в общей системе обороны.
Описание всякой задачи О. и. включает задание компонент (факторов) решения (к-рые можно понимать как его непосредственные последствия; обычно, хотя и необязательно, компоненты решения являются численными переменными), налагаемых на них ограничений (отражающих ограниченность ресурсов) и системы целей. Всякая система компонент решения, удовлетворяющих всем ограничениям, наз. допустимым решение м. Каждой из целей соответствует целевая функция, заданная на множестве допустимых решений, значения к-рой выражают меру осуществления цели. Сущность задачи О. и. состоит в нахождении наиболее целесообразных, оптимальных решений. Поэтому задачи О. и. обычно наз. оптимизационными.
Нек-рые наиболее важные и разработанные задачи О. и. получили назв. м о д е л е й О. и. Они обычно выделяются содержательной терминологией и имеют специфич. методы решения. К их числу относятся транспортная задача, задача размещения, теория надёжности, близкая к ней теория замены оборудования, теория расписаний (наз. также теорией календарного планирования), теория управления запасами и теория сетевого планирования. Одной из моделей О. и. считается массового обслуживания теория, хотя ещё не все её задачи приобрели оптимизационный характер.
Среди задач О. и. выделяются те, в к-рых имеется одна целевая функция, принимающая численные значения. Теория таких задач наз. математическим программированием (или оптимальным программированием). Им противостоят задачи с неск. целевыми функциями или с одной целевой функцией, но принимающей векторные значения или значения ещё более сложной природы. Эти задачи наз. многокритериальными. Они решаются путём сведения (часто условного) к задачам с единств, целевой функцией либо на основе использования игр теории.
Принятие решений происходит на основе информации, поступающей к принимающему решение субъекту. Поэтому задачи О. и. естественно классифицировать по их теоретико-информационным свойствам. Если субъект в ходе принятия решения сохраняет своё информационное состояние, т. е. никакой информации не приобретает и не утрачивает, то принятие решения можно рассматривать как мгновенный акт. Соответствующие задачи О. и. наз. статическими. Напротив, если субъект в ходе принятия решения изменяет своё информационное состояние, получая или теряя информацию, то в такой динамической задаче обычно целесообразно принимать решение поэтапно ("многошаговые решения") или даже развёртывать принятие решения в непрерывный во времени процесс. Значит, часть теории динамич. задач О. и. входит в динамическое программирование.
Соотношение между информационным состоянием субъекта и его истинным (•"физическим") состоянием может быть различным. Если информационное состояние охватывает целое множество истинных состояний (субъект знает, что он находится в одном из состояний этого множества, но более точно определить своё истинное состояние не может), то задача принятия решения наз. неопределённой и решается методами теории игр. Если информационное состояние состоит из неск. истинных состояний, но субъект, кроме того, знает ("априорные") вероятности каждого из истинных состояний, то задача наз. стохастической (вероятностно и) и решается методами стохастического программирования. Наконец, если информационное состояние совпадает с истинным, то задача наз. детерминированной.
При решении детерминированных задач важную роль играет аналитич. вид ограничений и целевой функции. Так, если целевая функция есть линейная форма компонент решения, а ограничения описываются линейными неравенствами, то задача относится к линейному программированию. Остальные детерминированные задачи рассматриваются в нелинейном программировании, в к-ром естественно выделяются выпуклое программирование и квадратичное программирование. Если по условиям задачи компоненты решения могут принимать лишь целые значения, то задачу относят к целочисленному (дискретному) программированию. Семейство задач, зависящих от параметра, иногда объединяют в одну задачу п а р а м е т р и ч е с к о г о программирования. Особым частным случаем детерминированных задач является нахождение минимакса (и мак-симина).
Первоначально О. и. было связано с решением задач воен. содержания, но уже с кон. 40-х гг. сфера его приложений стала охватывать разнообразные стороны человеческой деятельности. О. и. используется для решения как чисто технич. (особенно технологич.), так и технико-экономич. задач, а также задач управления на различных уровнях. Применение О. и. в практич. оптимизационных задачах даёт значит, экономич. эффект: по сравнению с традиционными "интуитивными" методами принятия решений увеличение выигрыша от использования оптимальных решений при одинаковых затратах ок. 10% .
Лишь отд. задачи О. и. поддаются аналитич. решению и сравнительно немногие - численному решению вручную. Поэтому рост возможностей О. и. тесно связан с прогрессом электронной вычислит, техники. В свою очередь потребности в решении задач О. и. влияют на рост и состав парка вычислит, машин. Т. к. для за |
