Электростатика

7.3. Автоволновая электроника 
 
Особое место в молекулярной электронике занимают пер-
спективные идеи автоволновой электроники. 
В
автоволновой электронике
изучаются процессы, про-
исходящие в неравновесных открытых кинетических системах, 
которые проявляются в виде разнообразных нелинейных авто-
волн, стационарных пространственных структур, стратов, до-
менов и других типов динамических неоднородностей. 
Наибольший, пожалуй, интерес представляют собой
авто-
волны
- класс нелинейных волн, распространяющихся в актив-
ных континуальных средах за счет запасенной энергии. Следует 
особо подчеркнуть, что автоволны распространяются в средах, 
в каждом локальном объеме которых осуществляется независи-
мая накачка энергии (равно как и вещества) и имеется диссипа-
тивный сток для отработанных «продуктов» накачки (рис. 7.9). 
В качестве континуальных сред в устройствах автоволно-
вой электроники используются активные распределенные сре-
ды, в которых возможна реализация большого числа самоза-
держивающихся нелинейных пространственно-временных воз-
буждений. К таким средам можно отнести биологические ак-

---

265 
тивные мембраны, мышечные волокна, нейронные сети, рас-
пределенные биохимические среды, а также некоторые сообще-
ства живых организмов. 
Рис. 7.9. Типы автоволновых процессов: 1 - плоский волновой 
фронт огибает препятствие; 2 - спиральные волны:
а
- двумерная среда, 
б
- вращающийся свиток, 
 в
- вихревое облако 
Генератором динамических неоднородностей автоволно-
вой природы являются: импульсы внешней накачки, различные 
флуктуации. 
Автоволны способны аннигилировать при столкновении 
двух встречных волновых фронтов, не отражаются от препятст-
вий и границ среды, однако дифрагируют на препятствиях в со-
ответствии с принципом Гюйгенса. Различают плоские и спи-
ральные волны (рис. 7.9). 
Управление автоволновыми процессами может осуществ-
ляться с помощью тепловых полей, локальным энергетическим 
воздействием, введением дополнительной массы вещества. 
Автоволновые среды обладают свойством ассоциативной 
памяти. Это обусловлено рядом причин, среди которых важной 
является отсутствие локальной пространственной адресации 
записываемой информации. Адресация и считывание возможны 
только по содержанию информации, по характерным призна-
кам. Автоволновые среды способны регистрировать предысто-
рию своего функционирования путем накопления определен-

---

266 
ных качеств или свойств в материале. Такие среды обладают 
распределенной памятью и способны к обучению под воздейст-
вием внешних условий. 
Реализация памяти с использованием автоволновых про-
цессов происходит по следующей схеме. В сосуде 1 находится 
вещество 2 и его расплав 3 (рис. 7.10). В режиме записи (рис. 
7.10, 
а
) опорный источник создает однородный лоток тепла. 
Возникший градиент температуры 
dТ/dy
возбуждает в диссипа-
тивной автоволновой среде конвективные ячейки.
Если на опорную матрицу воздействовать тепловым сиг-
налом от источника
В
, то произойдет перестройка потоков, аде-
кватная информационному воздействию потока
В.
Возникнет 
структура, описывающая поверхность изотермы плавления 
. Эта структура характеризует структуру конвективных 
потоков, интенсивности тепловых выбросов и т. д. Другими 
словами, можно изготовить копии рельефа в виде
а ∙ b.
Таким 
образом, реализуется память. 
Рис. 7.10. Схема ассоциативной памяти: 
а
– запись; 
б
- воспроизведение структуры 
Ассоциативное восстановление можно провести по схеме 
рис. 7.10, 
б
. Условия неравновесности создаются источником
А
, 
а дополнительным организующим фактором является структура 
рельефа
.
Достижение комплементарного соответствия 
вложений
и 
является актом распознавания образа. 

---

267 
Этот метод имеет некоторое сходство с волновой голографией, 
а именно - реализуется в опорную упорядоченность в условиях 
самоорганизации. 
Можно ожидать, что в дальнейшем исследования будут 
развиваться с использованием синергетического подхода к по-
ведению автоволновых сред. Под