Keywords
steady state
Eskov–Zinchenko effect
How to Cite
Abstract
within the existing theory of dynamic systems, steady states of any dynamic system are described as dx/dt=0, for the state vector of the system x=x(t)=(x1, x2, ... , xm)T in the m-dimensional state phase space. From the stochastic point of view, the preservation of the statistical distribution function f(x) or its properties (statistical mathematical expectation <x>, statistical variance Dx*, the spectral density of the signal, autocorrelation, etc.) within certain (statistical) assumptions is sufficient for the system to remain unchanged. However, in the living nature any parameters xi (t) of the entire state vector x(t) of the biosystem show continuous, chaotic motion in the state phase space. There are no statistical stability in xi (t) samples, which is called the Eskov-Zinchenko effect. We introduce the concept of a pseudoattractor similar to the Heisenberg uncertainty principle and define two types of uncertainties: 1st and 2nd. As a result, we inverse the concepts: what in physics (and biomedicine) is now considered to be a steady state is kinematics (the motion of x(t) in the state phase space), and the motion of biosystems is (for them) a steady state.
References
Betelin V. B., Eskov V. M., Galkin V. A., Gavrilenko T. V. Stochastic Volatility in the Dynamics of Complex Homeostatic Systems. Doklady Mathematics. 2017;95(1):92–94. DOI: 10.1134/S1064562417010240.
Eskov V. M., Eskov V. V., Gavrilenko T. V., Vochmina J. V. Biosystem Kinematics as Evolution: Stationary Modes and Movement Speed of Complex Systems: Complexity. Moscow University Physics Bulletin. 2015;70(2):140–152. DOI: 10.3103/S0027134915020046.
Eskov V. M., Eskov V. V., Vochmina J. V., Gavrilenko T. V. The Evolution of the Chaotic Dynamics of Collective Modes as a Method for the Behavioral Description of Living Systems. Moscow University Physics Bulletin. 2016;71(2):143–154. DOI: 10.3103/S0027134916020053.
Eskov V. M., Eskov V. V., Vochmina Y. V., Gorbunov D. V., Ilyashenko L. K. Shannon Entropy in the Research on Stationary Regimes and the Evolution of Complexity. Moscow University Physics Bulletin. 2017;72(3):309–317. DOI: 10.3103/S0027134917030067.
Eskov V. V., Filatova D. Y., Ilyashenko L. K., Vochmina Y. V. Classification of Uncertainties in Modeling of Complex Biological Systems. Moscow University Physics Bulletin. 2019;74(1):57–63. DOI: 10.3103/S0027134919010089.
Еськов В. М., Галкин В. А., Еськов В. В., Филатов М. А. Физические и живые системы различаются существенно. Сложность. Разум. Постнеклассика. 2020;4:52–59. DOI: 10.12737/2306-174X-202157-64.
Галкин В. А., Попов Ю. М., Григоренко В. В., Архипкина М. В. Новые подходы в математическом моделировании биосистем. Сложность. Разум. Постнеклассика. 2020;4:60–69. DOI: 10.12737/2306-174X-2021-65-73.
Хадарцев А. А., Гавриленко Т. В., Горбунов Д. В., Веденеев В. В. Математические Аспекты Статьи W. Weaver “Science and Complexity”. Сложность. Разум. Постнеклассика. 2020;4:70–79. DOI: 10.12737/2306-174X-2021-74-84.
Филатов М. А., Еськов В. М., Козлова В. В., Филатова Д. Ю., Мельникова Е. Г. Доказательство гипотезы W. Weaver в электрофизиологии. Сложность. Разум. Постнеклассика. 2021;1:5–12. DOI: 10.12737/2306-174X-2021-5-8.
Еськов В. В. Математическая трактовка стационарных состояний в биомеханике. Сложность. Разум. Постнеклассика. 2021;1:69–82. DOI: 10.12737/2306-174X-2021-60-69.
Козлова В. В., Филатов М. А., Еськов В. В., Шакирова Л. С. Новые подходы в измерении биосистем с позиций “Complexity” W. Weaver и “Fuzziness” L.A. Zadeh. Сложность. Разум. Постнеклассика. 2021;1:83–93. DOI: 10.12737/2306-174X-2021-70-78.
Eskov V. M., Bashkatova Y. V., Beloshchenko D. V., Ilyashenko L. K. Cardiointervals Parameters of Human Body in Response to Hypothermia. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2018;10:39–45.
Shakirova L. S., Filatova D. Yu., Ilyashenko L. K., Bashkatova Yu. V. Integrally-Temporal and Spectral Parameters of Cardiovascular System of Pre-Adolescent Population of Khanty-Mansi Autonomous Okrug – Ugra under the Conditions of Latitudinal Displacements. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2018;11:32–36.
Eskov V. M., Bazhenova A. E., Ilyashenko L. K., Grigorieva S. V. Effect of Cold on Involuntary Movements in Men with Different Levels of Physical Fitness in the Russian North. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2019;6:39–44.
Filatova O. E., Berestin D. K., Ilyashenko L. K., Bashkatova Yu. V. The Influence of Hypothermia on the Parameters of the Electromyogram at Low Muscle Tone State. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2019;5:43–48.
Filatov M. A., Ilyashenko L. K., Makeeva S. V. Psychophysiological Parameters of Students before and after Translatitude Travels. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2019;4:18–24.
Eskov V. V., Filatova O. E., Bashkatova Y. V., Filatova D. Y., Ilyashenko L. K. Age-Related Changes in Heart Rate Variability among Residents of the Russian North. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2019;2:21–26.
Filatov M. A., Ilyashenko L. K., Kolosova A. I., Makeeva S. V. Stochastic and Chaotic Analysis of Students’ Attention Parameters of Different Ecological Zones. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2019;7:11–16.
Weaver W. Science and Complexity. American Scientist. 1948;36:536–544.
Bashkatova Yu. V., Filatov М. А., Shakirova L. S. State of Athletes’ Cardiovascular System under Physical Load in the Russian North. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2020;6:41–45.
Khadartseva K. A., Filatov M. A., Melnikova E. G. The Problem of Homogenous Sampling of Cardiovascular System Parameters among Migrants in the Russian North. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2020;7:27–31.
Eskov V. V., Popov Yu. M., Filatova D. Yu., Simanovskaya O. E. Сhaos of Involuntary Movements under Conditions of Local Cooling. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2019;12:26–31.
Eskov V. M. Gudkov A. B., Filatov M. A. Eskov V. V. Principles of Homeostatic Regulation of Functions in Human Ecology. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2019;10:41–49.
Filatova D. Yu., Bashkatova Yu. V., Melnikova E. G., Shakirova L. S. Homogeneity of the Parameters of the Cardiointervals in School Children after North-South Travel. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2020;1:6–10.
Filatova O. E., Bashkatova Y. V., Filatova D. Y., Ilyashenko L. K. Human Organism in the Conditions of Homeostatic Dynamics of Meteoroligical Parameters of the Russian North. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2019;9:24–30.
Filatova O. E., Gudkov A. B., Eskov V. V., Chempalova L. S. The Concept of Uniformity of a Group in Human Ecology. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2020;2:40–44.
Попов Ю. М., Сазонова Н. В., Полухин В. В., Ивахно Н. В., Мельникова Е. Г. Статистическая неустойчивость параметров симпатической вегетативной нервной системы аборигенов Севера РФ. Вестник новых медицинских технологий. 2019;26(4):141–145. DOI: 10.24411/1609-2163-2019-16557.
Филатова О. Е., Еськов В. В., Григорьева С. В., Хакимова В. В., Гумарова О. А. Биомеханика и биофизика сложных систем с позиций квантовой механики. Вестник новых медицинских технологий. 2019;26(4):146–151. DOI: 10.24411/1609-2163-2019-16564.
Филатова О. Е., Мельникова Е. Г., Афаневич К. А., Головачева Е. А., Фадюшина С. И. Сравнительная характеристика нейровегетативного статуса аборигенов — жителей Югры. Вестник новых медицинских технологий. 2020;27(1):125–129. DOI: 10.24411/1609-2163-2020-16614.
Зилов В. Г., Киричук В. Ф., Фудин Н. А. Экспериментальное обоснование иерархической организации хаоса в нервно-мышечной физиологии. Вестник новых медицинских технологий. 2019;26(1):133–136. DOI: 10.24411/1609-2163-2019-16375.
Зинченко Ю. П., Еськов В. М., Филатов М. А., Григорьева С. В. Стохастика и хаос в организации движений. Вестник новых медицинских технологий. 2019;26(2):101–106. DOI: 10.24411/1609-21632019-16376.
Попов Ю. М., Сазонова Н. В., Полухин В. В., Ивахно Н. В., Мельникова Е. Г. Статистическая неустойчивость параметров симпатической вегетативной нервной системы аборигенов Севера РФ. Вестник новых медицинских технологий. 2019;26(4):141–145. DOI: 10.24411/1609-2163-2019-16557.
Заславский Б. Г., Филатов М. А., Еськов В. В., Манина Е. А. Проблема нестационарности в физике и биофизике. Успехи кибернетики. 2020;1(2):61–67.
Галкин В. А., Еськов В. В., Пятин В. Ф., Кирасирова Л. А., Кульчицкий В. А. Существует ли стохастическая устойчивость выборок в нейронауках? Новости медико-биологических наук. 2020;20(3):126–132.
Еськов В. В. Математическое моделирование гомеостаза и эволюции complexity. Тула: Издательство ТулГУ; 2016. 307 с.
Еськов В. В., Пятин В. Ф., Филатова Д. Ю. Башкатова Ю. В. Хаос параметров гомеостаза сердечно-сосудистой системы человека. Самара: ООО «Порто-Принт»; 2018. 312 с.
Еськов В. В., Пятин В. Ф., Шакирова Л. С., Мельникова Е. Г. Роль хаоса в регуляции физиологических функций организма. Самара: ООО «Порто-принт»; 2020. 248 с.
Еськов В. В., Башкатова Ю. В., Шакирова Л. С., Веденеева Т. С., Мордвинцева А. Ю. Проблема стандартов в медицине и физиологии. Архив клинической медицины. 2020;29(3):211–216.
Еськов В. М., Галкин В. А., Филатова О. Е. Конец определенности: хаос гомеостатических систем. Тула: Тульское производственное полиграфическое объединение; 2017. 596 с.
Еськов В. М., Галкин В. А., Филатова О. Е. Complexity: хаос гомеостатических систем. Самара: ООО «Порто-принт»; 2017. 388 с.
Еськов В. М., Галкин В. А., Пятин В. Ф., Филатов М. А. Организация движений: стохастика или хаос? Самара: ООО «Порто-принт»; 2020. 144 с.
Еськов В. М., Пятин В. Ф., Башкатова Ю. В. Медицинская и биологическая кибернетика: перспективы развития. Успехи кибернетики. 2020;1(1):58–67.
Бернштейн Н. А. О построении движений. М.: Медгиз; 1947. 254 с.
Наточин Ю. В. Гомеостаз. Успехи физиологических наук. 2017;48(4):3–15.
Еськов В. В., Галкин В. А., Филатова О. Е., Шакирова Л. С., Хвостов Д. Ю. Моделирование эвристической деятельности мозга человека. Сложность. Разум. Постнеклассика. 2021;1:13–24. DOI: 10.12737/2306-174X-2021-9-17.
Еськов В. М., Колосова А. И., Фадюшина С. И., Мордвинцева А. Ю. Хаотическая динамика ритмики сердца. Сложность. Разум. Постнеклассика. 2021;1:25–34. DOI: 10.12737/2306-174X-2021-1828.
Галкин В. А., Еськов В. В., Попов Ю. М., Веденеев В. В., Салимова Ю. В. Социофилософские аспекты предложения W. Weaver о системах трёх типов. Сложность. Разум. Постнеклассика. 2021;1:35–47. DOI: 10.12737/2306-174X-2021-29-36.
Еськов В. М. Реформы образования России: сознательная деструкция или слабоумие? Сложность. Разум. Постнеклассика. 2021;1:48–58. DOI: 10.12737/2306-174X-2021-37-51.
Козлова В. В., Галкин В. А., Филатов М. А., Еськов В. М. Моделирование нейросетей мозга с позиций гипотезы W. Weaver. Сложность. Разум. Постнеклассика. 2021;1:59–68. DOI: 10.12737/2306174X-2021-52-59.
Grigorenko V. V., Eskov V. M., Nazina N. B., Egorov A. A. Information-Analytical System of Cardiographic Information Functional Diagnostics. Journal of Physics: Conference Series. 2020;1515:052027. DOI:10.1088/1742-6596/1515/5/052027.
Grigorenko V. V., Bashkatova Yu. V., Shakirova L. S., Egorov A. A., Nazina N. B. New Information Technologies in the Estimation of Stationary Modes of the Third Type Systems. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020;862:052034. DOI:10.1088/1757-899X/862/5/052034.
Zilov V. G., Khadartsev A. A., Eskov V. V., Ilyashenko L. K., Kitanina K. Yu. Examination of Statistical Instability of Electroencephalograms. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2019;168(7):5–9. DOI: 10.1007/s10517-019-04633-7.
Zilov V. G., Khadartsev A. A., Eskov V. M., Ilyashenko L. K. New Effect in Physiology of Human Nervous Muscle System. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2019;167(4):419–423. DOI:10.1007/s10517-019-04540-x.
Eskov V. M., Eskov V. V., Braginskii M. Ya., Pashnin A. S. Determination of the Degree of Synergism of the Human Cardiorespiratory System under Conditions of Physical Effort. Measurement Techniques. 2011;54(7):832–837. DOI: 10.1007/S11018-011-9812-Y.
Eskov V. M., Papshev V. A., Eskov V. V., Zharkov D. A. Measuring Biomechanical Parameters of Human Extremity Tremor. Measurement Techniques. 2003;46(1):93–99. DOI: 10.1023/A:1023482026679.
Eskov V. M. Models of Hierarchical Respiratory Neuron Networks. Neurocomputing. 1996;11(2–4):203– 226. DOI: 10.1016/0925–2312(95)00048-8.
Es’kov V. M., Filatova O. E., Ivashenko V. P. Computer Identification of Compartmental Neuron Circuits. Measurement Techniques. 1994;37(8):967–971. DOI: 10.1007/BF00977157.
Eskov V. M. Automatic Identification of Differential-Equations Simulating the Behavior of Neuron Circuits. Measurement Techniques. 1994;37(3):359–364. DOI: 10.1007/BF02614280.
Menskii M. B. Dissipation and Decoherence In Quantum Systems. Physics–Uspekhi. 2003;46(11):1163. DOI: 10.3367/UFNr.0173.200311d.1199.
Menskii M. B. Quantum Measurements, the Phenomenon of Life, and Time Arrow: Three Great Problems of Physics (in Ginzburg’s Terminology) and Their Interrelation. Physics–Uspekhi. 2007;50(4):397. DOI: 10.3367/UFNr.0177.200704j.0415.
Menskii M. B. Concept of Consciousness in the Context of Quantum Mechanics. Physics–Uspekhi. 2005;48(4):389. DOI: 10.3367/UFNr.0175.200504c.0413.
Prigogine I. R. The philosophy of Instability. Futures.1989;21(4):396–400.
Prigogine I. R. The End of Certainty: Time, Chaos, and the New Laws of Nature. Free Press; 1996.
Gell-Mann M. Fundamental Sources of Unpredictability. Complexity. 1997;3(1):13–19.
Penrose R. Newton, Quantum Theory and Reality. In: Hawking S.W., Israel W. 300 Years of Gravity. Cambridge University Press: Cambridge; 1987.
Ginzburg V. L. What Problems of Physics and Astrophysics Seem Now To Be Especially Important and Interesting (Thirty Years Later, Already on the Verge of XXI Century)? Physics–Uspekhi. 1999;42:353– 373. DOI: 10.1070/PU1999v042n04ABEH000562.
Ivanitskii G. R. 21st Century: What is Life From the Perspective of Physics? Physics–Uspekhi. 2010;53(4):327–356. DOI: 10.3367/UFNr.0180.201004a.0337.
Ivanitskii G. R. Self-Organizing Dynamic Stability of Far-From-Equilibrium Biological Systems. Physics– Uspekhi. 2017;60:705–730. DOI: 10.3367/UFNe.2016.08.037871.
Ivanitskii G. R. The Robot and the Human. Where’s their similarity limit? Physics–Uspekhi. 2018;61(9):871–895. DOI: 10.3367/UFNe.2018.03.038302.
Ivanitskii G. R. X-men: Humans with an Unusual Interaction between Receptor Systems Who Construct a World of New Images within Themselves (on the 140th Anniversary of the Birth of Academician P. P. Lazarev). Physics–Uspekhi. 2019;62(7):711–734. DOI: 10.3367/UFNe.2019.01.038524.
Еськов В. М., Хадарцев А. А., Филатова О. Е., Хадарцева К. А. Околосуточные ритмы показателей кардиореспираторной системы и биологического возраста человека. Терапевт. 2012;8:036–043.
Eskov V. M., Eskov V. V., Filatova O. E., Filatov M. A. Two Types of Systems and Three Types of Paradigms in Systems Philosophy and System Science. Journal of Biomedical Science and Engineering. 2012;5(10):602–607.
Еськов В. В., Вохмина Ю. В., Гавриленко Т. В., Зимин М. И. Модели хаоса в физике и теории хаоса-самоорганизации. Сложность. Разум. Постнеклассика. 2013;2:42–56.
Еськов В. М., Филатова О. Е., Фудин Н. А., Хадарцев А. А. Новые методы изучения интервалов устойчивости биологических динамических систем в рамках компартментно-кластерного подхода. Вестник новых медицинских технологий. 2004;11(3):5–6.
Еськов В. М., Зилов В. Г., Хадарцев А. А. Новые подходы в теоретической биологии и медицине на базе теории хаоса и синергетики. Системный анализ и управление в биомедицинских системах. 2006;5(3):617–622.
Еськов В. М., Филатова О. Е., Полухин В. В. Проблема выбора абстракций при применении биофизики в медицине. Вестник новых медицинских технологий. 2017;24(1):158–167.
Хадарцев А. А., Филатова О. Е., Мандрыка И. А., Еськов В. В. Энтропийный подход в физике живых систем и теории хаоса-самоорганизации. Успехи кибернетики. 2020;1(3):41–49. DOI: 10.51790/2712-9942-2020-1-3-5.
Галкин В. А., Гореликов А. В., Бычин И. В., Дубовик А. О., Ряховский А. В. Тестирование алгоритмов вычислительной магнитной гидродинамики на задаче с точным решением. Успехи кибернетики. 2020;1(4):29–37. DOI: 10.51790/2712-9942-2020-1-4-4.
Пятин В. Ф., Еськов В. В., Филатова О. Е., Башкатова Ю. В. Новые представления о гомеостазе и эволюции гомеостаза. Архив клинической и экспериментальной медицины. 2019;28(1):21–27.