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2022年度文章:孤城之夢善默域

 ppk730 2022-12-31 發(fā)布于云南

普洱生茶第二研究范式概貌下的品茗研究:孤城之夢善默域

摘要:本文正式宣稱普洱生茶茶學研究第二范式面世,任何一個普洱生茶茶學研究范式都有其出發(fā)點,都必須有對應其范式出發(fā)點的品茗方向,本文就是研究普洱生茶茶學研究第二范式在普洱生茶上的品茗方向:生津回甘,并發(fā)現,在特殊的普洱生茶沖泡方式:利用普洱生茶制程特有的、保留下來的茶葉內源酶,并在一定合適的茶湯濃度范圍內,對人體產生了持久的生津回甘過程:孤城之夢,及其每一個普洱生茶都存在的、產生孤城之夢投茶量、潤茶、沖泡水溫的善默域。

普洱生茶研究目前有兩個范式【1】

第一個范式是茶學院研究普洱生茶的普遍范式,基于分析普洱生茶和沖泡后茶湯的化學成分,品茗對應的是普洱生茶的香氣、口感,結論部分是感官評價。

第一范式下,香氣、口感這類感官評價的科學基礎是嗅覺、味覺基于化學成分在嗅蕾、味蕾中產生神經電位,通過腦神經傳遞到腦。

就嗅覺來說,嗅覺信號從嗅球沿溴神經—束神經纖維,到達顳葉皮質的某個部位;味覺信號則沿舌咽神經和面神經的分支到達大腦皮質的味覺中樞。目前嗅覺神經信息模型中應用最多的是 Freeman 【美國】KIII 模型【2】,解決嗅覺的神經網絡與信息傳遞。

這是一個由14 個微分方程組成的單通道的嗅覺系統(tǒng)神經網絡方程,當通道數增加時,需要將方程組略加改動,同時每增加一個通道增加 5 個二階微分方程。仿真時常取的通道數目為 8、16、32、64、128,通道數越多越完備,上述模型包含了眾多參數,這些參數值的確立是嗅覺系統(tǒng)建立模型的一個關鍵問題,有些參數可以通過試驗測量獲得,有些無法直接得到取權值參量。詳情見附錄【1】。

味覺神經模型還未見有嗅覺神經模型那樣成熟的方程。

感官評價是繞過了這些模型,直接用人的感覺來描述了。

普洱生茶明顯是一個指向未來的茶類,從當下指向未來就必須構造普洱生茶的描述時空,在第一范式下,描述時空只能是由幾百個呈味物質、呈香物質數據集構成,這些物質當下趨向未來是變化的,時空軸有的會消失,有的會加入。第一范式下的科學共同體成員未見有構造這類時空的,也就無法從普洱生茶當下的香氣、口感指向未來的香氣、口感。

任何一個普洱生茶研究范式必須有好茶指標,從當下指向未來,顯然,在香氣、口感這類感官評價中,無法形成這類指標。

普洱生茶當下和未來的化學成分數據集合,無法回答普洱生茶兩個最基本的問題:什么是好茶?什么是越陳越香?

第二個范式是在研究了普洱生茶制程的人工目的性【3】后,基于分析普洱生茶和沖泡后茶湯的能量與茶性及制程保留下來的茶葉內源酶,品茗對應的是普洱生茶茶葉內的能量、物質在被人體利用時,能量轉移產生放熱驅動的人體生理機制:生津回甘,茶性對應的是普洱生茶沖泡后形成的物質分布狀態(tài)在人體內聚集的部位(并且可以由普洱生茶的不同沖泡產生的物質分布不同狀態(tài)來微調),這可由聚集部位的放熱反應來確定。

通過生命形態(tài)的熵流耗散必須有對物質(自由能)的攝取,這里有能量轉移必然伴隨的放熱過程,以及生命耗散結構通過對能量的耗散遠離體系自身的熱力學平衡,還包括遠離與環(huán)境的熱力學平衡,人的體溫應保持在37℃左右,這是因為能量耗散需要溫度梯度,要高于人所依賴的環(huán)境【4】。見附錄【2】。

普洱生茶第二范式研究體系內,正是利用了人體正常靜態(tài)狀態(tài)和舒適環(huán)境下,人的體溫保持在37℃下,攝入普洱生茶茶湯一定量后,茶葉能量轉移時產生的放熱過程,人體的體溫變化會高于37℃,在人體體溫控制機制下,產生一個處于窄幅的、高于37℃的體溫震蕩區(qū)間,過強的熱運動將導致蛋白質的細致平衡被破壞,而溫度過低時“化學反應的自我延續(xù)”將無法維持【2】,當人體體溫過高時,人體會采用出汗的形式,來加速人體的散熱。在控制環(huán)境避免人體出汗條件下(人體平穩(wěn)基礎代謝區(qū)域)并在普洱生茶餅茶倉平衡條件下更設定沖泡規(guī)范和茶湯攝入量后及人體體溫晝夜節(jié)率變化考慮下,用這個高于37℃的震蕩區(qū)間的長度來側面度量茶葉能量值的大小,畢竟,這個體溫高于37℃的震蕩區(qū)間是攝入一定量的普洱生茶茶湯所致,這是在茶葉能量、物質被人體利用下,茶葉能量轉移必然產生的放熱過程,人體控溫機制能控制人體內部的溫度限高,會以一種受控后的形式呈現在攝入一定量普洱生茶茶湯后的體溫測量圖上。茶葉單位能量越高,這種攝入普洱生茶茶湯后產生的高于37℃體溫震蕩的時間就越長。

在這個普洱生茶研究范式下,產生了普洱生茶的好茶判據:能量與茶性,并且用這兩個指標構造了普洱生茶的描述時空,普洱生茶一生的倉儲結果,就是在這個普洱生茶描述時空中的一條軌跡,時間軸則是一種“內部時間”。“內部時間”是一種“生成時間”,不是物理時間 t 。

兩種普洱生茶的研究范式具有不可通約性【1】,特別是在品茗方向上。

本文普洱生茶的品茗研究,是在普洱生茶研究的第二個范式內進行。

第二個生茶研究范式就是普洱生茶一生(新生茶到倉儲后的老茶)的演化之舞,演化,某指定時空內所有事件之和。

演化之舞這個舞臺上,將茶樹、倉儲、人,三位一體構造一個整體性的體系,這樣的體系具有巨大的復雜性,包含了兩個生命體和一個“活”(普洱生茶倉儲中,在制程保留下來的內源酶驅動下的茶性轉變)。如此復雜的體系,運用了近可分解層級思維【3】、【5】、【6】,構造一個生茶研究路線圖,并且構造一個描述普洱生茶的描述時空。

符號定義:

E值:普洱生茶能量值,

R值:普洱生茶茶性【7】,(見附錄【3】),利用其群子參數,規(guī)定  為高陰(----)、  為高陽(++++),依據陰陽的趨勢在坐標軸上第一個單位為,第十六個單位為  。這樣,這個坐標軸就顯示了茶性由高陰性往高陽性變化的方向。

2021年度移除大小問題

                     圖一:普洱生茶研究路線圖

關于自然的近可分解層級系統(tǒng)【3】、【5】、【6】,參見附錄【4】。

    普洱生茶研究路線圖,是在近可分解層級系統(tǒng)上,分析從初始狀態(tài)產生出目標狀態(tài)的各種相互關聯的層級系統(tǒng)的狀態(tài)描述,將感受到的世界與受到作用的世界區(qū)別開來,從狀態(tài)描述向過程描述轉化,達到我們的目標。

沖泡規(guī)范定義:

蓋碗容積:130ml,

潤茶、沖泡水溫、潤茶次數及規(guī)范:

沖泡設定為四組每組三泡,

沖泡水溫及潤茶模式簡記為 XXX,第一個X位置表示潤茶水溫,第二個X位置表示沖泡水溫,第三個X位置表示潤茶次數,示例:111 ,這是簡化表示當地海拔下最高水溫潤茶一次并且當地最高水溫沖泡,這類沖泡往往用于普洱生茶毛茶選茶時的測試沖泡。792,這是簡化表示設置水壺控溫在70℃水溫潤茶兩次90℃水溫沖泡(市面水壺控溫不太準,背后實際對應一個水溫值)。

沖泡規(guī)范簡記為 YYYY,第一個Y位置表示第一組三泡的沖泡時間,如果全部是10秒的倍數值則去掉0簡寫,非10秒倍數則全寫,如此類推。示例:1236,表示第一組三泡的沖泡時間為10秒,以此類推,此類沖泡規(guī)范往往用于測試沖泡,3236,表示第一組三泡的沖泡時間為30秒,以此類推,這類沖泡往往用于特殊的茶湯濃度控制下的品茗要求。

將潤茶、沖泡水溫、潤茶次數及沖泡規(guī)范合起來簡記為:XXX.YYYY。這是控制普洱生茶茶湯濃度必須的設定。

H值:在對環(huán)境溫度對人體代謝量和體溫的影響8研究數據下及人體體溫晝夜節(jié)律,并且考察了普洱生茶餅茶的倉平衡狀態(tài)后,規(guī)定:設定測試室內的環(huán)境適當溫度值26℃、濕度值50~55% rH,午飯兩小時后、茶湯冰箱冷藏室內二小時,茶湯溫度低于人體體溫,低海拔地區(qū)農夫山泉水(pH>7.2、TDS<60)111-1236測試沖泡規(guī)范,130ml蓋碗,投茶量10.5克,四組茶湯混合后取450ml,一次性攝入,測量人體腋下體溫,從靜坐狀態(tài)起始到人體腋下體溫線37℃上的震蕩,五分鐘一次測量,到有效下穿人體腋下37℃體溫線三個點為止,記錄人體腋下37℃及以上體溫線有效時長。H值采用指數上升記法:

2022年度H值定義

                   圖二:H值定義

H值本質上是普洱生茶能量和物質在人體中被利用時,茶葉能量轉移產生的放熱過程,也直接關聯測試沖泡規(guī)范下的每組茶湯濃度,畢竟茶葉能量由物質攜帶。H值度量的時長正比于茶葉能量大小。

普洱生茶沖泡用水,特別是水的pH值和硬度值,極大的影響一個沖泡規(guī)范下的每組每泡茶湯濃度,分子料理創(chuàng)始人提斯 【9】 ,一段關于法國農婦煮豆子,提斯 考慮是離子層面,植物的細胞是由一層細胞壁所圍住,而壁層的成分是果膠跟纖維素。要讓植物組織軟化,首先要改變這硬得跟水泥墻一樣的果膠外殼結構。在酸性溶液中,果膠會被中和。它們的羥基( 2013 <wbr>水 <wbr>(上篇) ),因為跟酸中的帶正電的氫離子( 2013 <wbr>水 <wbr>(上篇) )結合而呈中性( 2013 <wbr>水 <wbr>(上篇) ),結果,中性的果膠分子不會彼此互斥,因而可以緊密地結合在一起,讓扁豆堅硬。相反的,在堿性溶液中碳酸氫鈉會造成羥基把氫離子釋放出來而帶負電,而彼此都帶負電的果膠分子就開始互斥,結果造成植物纖維外墻的分解跟崩離,扁豆就變軟了。水的硬度指標是鈣、鎂離子,帶有二價正電,會跟兩個植酸(在植物細胞質里)或是果膠結合,把它們連在一起,因而強化而非弱化它們的結構。單價離子,像是鈉離子,就不會產生這種作用。

結論也簡單,我們這個體系需要看測試規(guī)范下沖泡的茶湯濃度表現,要求水能泡出茶來,這樣的水指標就是兩個,pH值高和水硬度(二價正離子少)低,市面符合這兩個條件的市售瓶裝水而且全國范圍都容易買到的就是農夫山泉(一般pH值7.3左右,最好的目前測試到的是陜西太白水源地約在pH 7.5左右,水硬度直接測量很繁瑣費時,一般用T.D.S值來看,農夫山泉隨各水源地不同,一般在T.D.S 35~55范圍內)。我們選用以下四種水:屈臣氏蒸餾水(pH 5.70)、怡寶飲用純凈水(二級反滲透工藝 pH 6.41)、農夫山泉(萬綠湖水源地 pH 7.41)電解水機可調pH水(自來水 pH 9.17),用同一個茶,測試了這個茶的H圖:

2013春易武善元 pH 9.17、 pH 7.41、pH 6.41 對比圖

圖三:不同水的pH值同一個茶產生的H圖

以下為2012年春茶四個茶的H圖(使用農夫山泉萬綠湖水源地,pH 7.55):

2012 春 易武 勐海 蠻磚四個茶 H 圖

                     圖四:普洱生茶H圖

C值:品茗經驗決定的普洱生茶茶季茶山高海拔曬場直出毛茶的等級值,

普洱生茶成茶過程有其特殊點,從毛茶狀態(tài)到壓制成型為餅茶,毛茶狀態(tài)是選茶的開端,一般處于茶季高海拔區(qū)域,經過初制所勻堆后進入加工廠靜電除塵、人工精選后壓制成型。

高海拔茶山茶季選茶是極度干燥的陽光干燥曬場直出毛茶狀態(tài),選茶時間很短,不可能使用H值判定等級,H圖的形成是低海拔餅茶,從開始測量到人體恢復正常,需要間隔三天的時間。

C值是特別應對茶季茶山上選茶用的毛茶好茶判據,這是避不開的普洱生茶特殊的成茶過程中間的一個環(huán)節(jié),從高海拔陽光干燥曬場直出毛茶中選茶。

而身體放熱有疊加性,茶季茶樣多,不能完整試茶,只能根據各個低海拔餅茶H值在高海拔茶季陽光干燥曬場直出毛茶表現下的經驗,觀察四組茶湯的濃度表現,一杯或者二杯茶去體驗身體放熱強度來判定茶葉等級。         

C值,它具有和成餅茶后,在低海拔區(qū)域、餅茶狀態(tài)、倉儲條件一致下與H圖直接對應的關系,是一種經驗判據,但是能在低海拔地區(qū)倉儲餅茶上來驗證。

C值影響因素最大的是當地海拔影響的沸水水溫,測試沖泡的沸水水溫直接影響規(guī)范測試沖泡的茶湯濃度,其他影響較大因數有沖泡用水,取決于水的pH值和硬度值,第二個普洱生茶研究范式下對水的要求為pH值大于7.2,TDS值小于60,這兩個指標直接影響規(guī)范測試沖泡的每組茶湯濃度。影響較大的還有山上毛茶的含水量,因為選茶時是陽光干燥曬場直出,毛茶含水量很低,影響固定測試沖泡程序下的每組茶湯濃度。

本文一律采用茶季山上選茶時的毛茶C值判定的等級標識,海拔1140米(海拔對應的是每年茶季在西雙版納易武茶區(qū)的選茶據點和壓制成型的勐海地區(qū)),毛茶曬場直出測試,在蒸壓成型后低海拔地區(qū)的C值上,茶湯濃度有海拔降低沸水溫度高的茶湯濃度加成、毛茶壓制成型(等效物理揉捻,容易出湯)加成、茶葉含水量(倉儲穩(wěn)定態(tài))加成,三個主要因素的加成,經驗上可以提高一個等級。凡是處于海拔1000米以上,言說普洱生茶等級,一律用當初在茶季茶山高海拔地區(qū)的曬場直出毛茶判定的C值,如果是餅茶狀態(tài)有修正的加成。

餅茶上一個普洱生茶的最終等級判定是H值,是海拔地區(qū)、蒸壓成型的餅茶壓制松緊度、倉儲態(tài)決定的。

高海拔茶季陽光干燥曬場直出毛茶C值與低海拔餅茶H值對應表:

海拔1140米曬場直出毛茶C值與H值對應關系

表一:高海拔茶季曬場直出毛茶C值與低海拔餅茶H值對應表

并非任何人都有這種攝入茶湯后,身體放熱的明顯體驗,可以通過訓練,包括已經在發(fā)展的特殊訓練:奶中撈月(另文),已經成功訓練達成這種體驗。

霍蘭【5】在其復雜適應系統(tǒng)(簡稱:CAS)中曾經這樣描述:適應是生物體調整自己以適合環(huán)境的過程,生物體結構的變化是經驗引導的結果。因此,隨著時間的推移,生物體將會更好地利用環(huán)境達到自己的目的。把學習與相關過程也包括進來。時間尺度確實因情況而異,一旦重新標度時間,這些情況所涉及的機制是共同的。”                《隱秩序--適應性造就復雜性》【5】P 9

高海拔茶山上,茶季陽光干燥曬場直出毛茶狀態(tài)的選茶:“對一個給定主體,一旦我們指定了可能發(fā)生的刺激的范圍,以及估計到可能作出的反應集合,我們就已經確定了主體可以具有的規(guī)則的種類。然后,按行為的順序考查這些規(guī)則,我們就可以得到主體行為的描述”。

                             《隱秩序--適應性造就復雜性》【5】P 9  

在C值的應用上:“在定義這些規(guī)則時,我們的意圖并不是要宣稱我們能夠在真實主體中明確地找出其規(guī)則。規(guī)則只不過是用來描述主體策略的一種方便途徑”。                          《隱秩序--適應性造就復雜性》【5】P 8

任何一個普洱生茶研究范式必須解決兩個基本方向:品茗方向及描述時空構造。

E值、R值是所有普洱生茶的共性,無論新茶還是老茶,普洱生茶新生茶好茶判據是高E,并且具有自然賦予的新生茶的R值。普洱生茶老茶通過適當的倉儲,在其制程下保留的茶葉內源酶、外界微生物的外源酶、氧化作用驅動下,茶性R由寒涼轉向溫熱,并且適當倉儲控制還能維持較高的E值,普洱生茶老生茶具備的高E、高R,是所有茶類中唯一具備的性質。新生茶自然賦予的R值各茶區(qū)、茶類型不相同,也是茶區(qū)、茶類型選擇的判據,因為新生茶具備一定程度的趨溫性方向后,未來在相同倉儲條件下,指定一個未來R值下品茗,相對的比新生茶趨寒性的茶區(qū)、茶性到達時間(物理時間 t)為短,茶葉能量E值耗損會小。

在這個普洱生茶第二研究范式下,出發(fā)點是普洱生茶的E值,則品茗方向只能是茶葉能量在被人體利用時,能量轉移產生的人體放熱驅動下的人體生理機制::生津回甘。

時空構造上,時間軸是R(一種生成時間),指標軸是E。在這個時空構造中,普洱生茶的任何倉儲就是這個時空中的一條軌跡,也是普洱生茶的制程指向未來的倉儲結果,沒有時空構造就完不成這個任務。

普洱生茶,從它的制程看,并不是為了獲得新生茶當下的各種香氣(沒有高溫逼香制程,高溫會使得茶葉內源酶解構失效)、口感(不發(fā)酵,發(fā)酵使得茶葉能量耗損而降低)表現,而是以保留茶葉原始的內源酶為目標,這是普洱生茶經過未來的倉儲,茶性由新生茶的寒涼轉向溫性的驅動力??此茦O為簡單、粗糙的制程,卻隱含了隱秘的、指向未來的、不易察覺的動機。這一點,在生茶研究中是指導性的綱領,在回答生茶兩個最基本問題:什么是好茶?什么是越陳越香?上,顯得尤為重要。指向未來的具有高E、高R的茶類就是普洱生茶。我們如何刻畫這個過程?在科學研究中,這類問題必須有好茶指標,必須有時空構造,時空中的軌跡就是刻畫。這牽連了生茶的生態(tài)環(huán)境、茶季氣候、管理中的人工干預程度與過程、不同茶季好茶指標的變化、制程、倉儲。

茶是帶有人工目的性的人工物:“某些現象在某種非常特別的意義上是“人工的”。即,這些現象之所以是現在這個樣子,只是因為系統(tǒng)在目標或目的的作用下被改變得能適應它所生存的環(huán)境。如果說,自然現象由于服從自然法制而具有一種“必然性”(necessity)的外觀,人工現象則由于易被環(huán)境改變而具有一種“權變性”(contingency)的外觀”。

注:"權變"是指“隨具體情境而變”或“依具體情況而定”。                     《人工科學-復雜性面面觀》【3】(第二版序)

   人工物的那些東西并不脫離自然。它們并沒有得到無視或違背自然法則的特許。同時,它們又要適應人的目標和目的。它們之所以是現在這個樣子,正是為了滿足人們想飛翔或想吃得好些等等的愿望。人的目標變了,其創(chuàng)造物也隨之而變”?!?/em>

                                     《人工科學-復雜性面面觀》【3】  P3

在演化之舞這個舞臺上,通過對生茶制程的認知,歸納出生茶制程的核心就是:盡量保持自然賦予的茶葉能量(盡可能不發(fā)酵)、殺青溫度不高時間不長從而盡可能保留茶葉中本身的內源酶(未高溫提香)。更認識到,茶葉內源酶是未來普洱生茶通過倉儲達成茶性轉變的驅動力。普洱生茶制程根本就沒有考慮香氣(高溫制程可以獲得,這里茶葉內源酶開始解構了)、口感(通過適當發(fā)酵可以獲得,這里茶葉自然賦予的能量就有耗散了)。生茶制程以犧牲當下生茶的香氣、口感,保留內源酶獲得未來茶性轉變才是根本。

因此,演化之舞構造了一個生茶描述的時空:E&R時空,E是茶葉能量,R是茶性,茶性描述已經在【7】 中解決,茶性在第四統(tǒng)計力學視野下的群子理論當中,是一種各類化學成分的分布態(tài)描述,茶葉內源酶種類和數量分布形成的茶性轉變驅動力,會反應在一個過程描述的偏微分方程的系數中。

任何一個剛出生的新生茶,在E&R時空中,都有唯一一個點位,經過倉儲后,這個E&R時空中的點位就會產生移動,點位移動的必要條件是制程后的普洱生茶茶葉內源酶沒有被高溫解構。這個移動就表述了你的倉儲邊界條件控制下的茶性轉變過程。茶性轉變快慢,取決于生茶的制程后保留的內源酶多寡以及你的倉儲邊界條件。茶性轉化速度上限是控制到不霉變劣變。也可以在分布參數系統(tǒng)最優(yōu)控制理論指引下,完成指標類的最優(yōu)控制,要高E高R(物理時間t會漫長)還是快速要高R舍棄一些E值(物理時間t會短),取決于你的需求。

事實上,世界上唯一具有高E高R的茶類,就是老生茶。如果以這個為生茶倉儲的首要目標,就可以構造一個受控于倉儲邊界條件(溫度、濕度)的偏微分方程,這個偏微分方程描述了能量E在茶性R轉變后的耗散,利用分布參數系統(tǒng)最優(yōu)控制理論,達到你的目標。

低R(茶性偏寒涼)茶葉傷身,這是經驗,不能多飲。高R(茶性偏溫熱)則沒有這個問題。歷史上為獲取高R茶葉,在制程上采取的策略就是部分發(fā)酵、半發(fā)酵、全發(fā)酵。但是,發(fā)酵是耗散茶葉能量的過程,這些茶葉制程上為獲取高R值是以犧牲(耗散)寶貴的自然賦予茶葉的能量E為代價的。這類短期制程達到高R的茶葉普遍茶葉E值不高。

自然賦予茶葉的能量就是初始采摘下來那一刻存在的能量,非常寶貴。這些寶貴的自然賦予的能量在茶葉中的維持,就是一個重大的課題。生茶制程,就是最大限度的保留了自然賦予茶葉的能量(制程過程中盡量不發(fā)酵),生茶的倉儲也應該繼續(xù)這個盡可能的原初能量維持過程(就這一點就剔除了濕倉)。

什么是好茶?在茶學研究第二范式下:新生普洱生茶原料尋找目標是高E值,高E值是普洱生茶的脊梁,不論新、老普洱生茶都是如此。高E值是普洱生茶的好茶指標之一。

什么是越陳越香?在茶學研究第二范式下:新生普洱生茶R值在制程約束下較低(偏寒),在普洱生茶制程保留下來的茶葉內源酶驅動下,通過適當貯存,普洱生茶從原初的低R值(偏寒)趨向高R值(偏溫)。高R值也是普洱生茶的好茶指標之一。

普洱生茶中的極大目標(就茶葉E、R值來說):高E高R老生茶的獲得,必要條件為普洱生茶制程保留下來的內源酶的存在,充分條件就是在適當倉儲下,以維持茶葉原初E值為目標,以漫長的物理時間t為代價換取高R值。

這就是圖一普洱生茶研究路線圖中,第七個近可分解層級是關于倉儲最優(yōu)控制部分,唯一連接的是路線圖上一個層次的倉儲律。

當我們有了好茶指標,有了描述生茶的時空,才可能談論這類問題。

從生茶的人工目的性出發(fā),生茶的未來就是通過倉儲,在盡量維持茶葉原初自然賦予的能量E值下,盡快達到期望的R值。達成這個目標,就是尋求倉儲的最優(yōu)邊界控制條件:倉儲溫度、倉儲濕度。

這顯然就是一個分布參數系統(tǒng),控制就是分布參數系統(tǒng)的最優(yōu)控制。

好茶指標確定后,倉儲邊界條件有兩個:溫度與濕度,這是一個偏微分方程描述的倉儲茶葉自然賦予的能量耗散過程。

我們先用語言簡單說說分布參數系統(tǒng)最優(yōu)控制問題,然后再嚴格用數學語言來說:如果原初尋找到頂級生茶,那么就是一個(R值目前是離散類判據,具有16個描述位置,等分能找到的、自然能產生的最大茶葉E值為16等分,與之對應離散判據R值,描述就會簡單些),我想倉儲過程盡力維持這個E值,實際上是不可能的,茶性R的變化會帶來E值的耗散,但是,最優(yōu)控制目標可以定為一條直線,就是這條線橫貫全部時空,這表明了盡量維持原初頂級生茶好茶指標的意圖。倉儲最優(yōu)控制計算結果會給出受控限制的邊界控制條件:倉儲溫度、倉儲濕度的值。這是不顧及物理時間t的結果的一個極端要求。實際計算得到的E&R時空軌跡,是最優(yōu)接近這個橫穿時空直線盡量不下降這個目標。

如果我想盡快達成某個最小物理時間t下的R值,而不考慮E值的耗散結果,在經驗上,必須給定濕度的控制范圍,這個范圍保證了茶葉不會霉變,霉變總是失敗的倉儲,沒有這一點,那就是濕倉了,必須有個濕度的控制范圍,計算結果就是給定倉儲濕度范圍約束條件下,在最短物理時間t達成目標R值的邊界控制條件:約束條件下的溫度、約束條件下的濕度。

這是兩個最極端的目標,我們普洱生茶倉儲最優(yōu)控制就是處于這兩個極端目標的范圍之內。

在合理期望目標R值下盡力維持E值,這需要給出一條最優(yōu)控制的目標曲線(系統(tǒng)指標的泛函),每個人倉儲目標不一樣,有尋求未來普洱生茶是高E值,有尋求未來在適當E值下盡快達到某個R值,這樣,每個人都會在E&R時空上畫出一條系統(tǒng)目標期望的曲線(系統(tǒng)指標的泛函),有了那個刻畫隨R值變化的E值能量耗散偏微分方程,就可以利用分布參數系統(tǒng)最優(yōu)控制理論,計算出你最優(yōu)的、最接近你畫出的那條期望曲線的邊界條件:倉儲溫度、倉儲濕度。

其實普洱熟茶已經是短時間物理時間t要求高R值以耗損E值為代價的這類要求的典型了。

目前,生茶描述時空的時間軸是R,是種生成時間,離散形態(tài)。R的變化是隨物理時間t受控于邊界條件:溫度、濕度變化的,這樣,帶入了物理時間t。內源酶多寡、樹齡大、小問題、環(huán)境氧氣濃度、環(huán)境微生物等都可以反應在偏微分方程的系數中。

這里的困難在于,一般數學方程上,是尋求E在物理時間t下的關系,但是E-t之間沒有顯著能呈現的關系,要分開處理成:E-R關系和R-t關系,這樣就能在R-t關系中引入物理時間t,根據E-R關系最優(yōu)控制R,解決R-t 受控于倉儲邊界條件:溫度、濕度的最優(yōu)控制,從而完成E-t關系,獲得目標的E 值。

考慮倉儲的R值隨t變化,寫成環(huán)境溫度、濕度兩個邊界條件控制的E值耗散的偏微分方程,這是一個分布參數系統(tǒng),控制類型是邊界控制,然后把偏微分方程轉為格林函數形式的積分方程組表達式。

倉儲最優(yōu)控制為:

見附錄【5】。

此問題分四步,第一步,完成E&R時空中R值隨物理時間t,約束受控于邊界條件:溫度、濕度的分布參數系統(tǒng)的偏微分方程數學模型,雖然目前時空上時間軸是R,而且是離散值判據,但是茶性本身是隨物理時間t連續(xù)變化的,只是判據R是離散值形態(tài)。第二步,將偏微分方程轉為格林函數形式的積分方程組表達式。第三步,應用 А.Γ.Буткоьский 定理,給定R值泛函目標下,去計算邊界參數的最優(yōu)控制。第四步,完成E-R耗散關系表象方程。方程第二步、第三步已經在【9】中知道如何做了,現在只需要完成第一步和第四步。

在E-R關系中,給定R值泛函目標,計算出最優(yōu)控制邊界條件:溫度、濕度的最優(yōu)控制,獲取倉儲最優(yōu)的E值,這是生茶倉儲的最高境界了。不論新生茶還是老茶,其E值都是好茶判據的脊梁。

如果經過幾代人的接力,達到倉儲最優(yōu)控制,還有另外一個方向:變分法。

一般變分法可以表述如下:

多元函數的目標泛函

約束條件

 (x倉儲溫度,y 倉儲濕度)

引入拉格朗日乘子  定義新泛函

該泛函取極值就是J[r] 取條件極值,問題轉變?yōu)榍鬂M足常微分方程

變分法是在偏微分方程沒有演繹出來的情況下,用工程實驗的經驗方程來完成倉儲最優(yōu)控制,困難的地方在于在生茶倉儲上談經驗方程?生茶倉儲有品茗價值期間可能長達百年,這超過一個人做研究的壽命期限了。當然科學的手段很多,突破這些限制也不是不能完成的任務。

不過,換一個思路,判定一下生茶茶性轉化,是內源酶(還會有高手的輔助酶)為主的生化反應,還是微生物新陳代謝為主,微生物問題,在生茶倉儲不同階段可能有不同的微生物,同一階段又可能有多種微生物共存,微生物問題復雜些。

如果是內源酶(包括高手的輔助酶)是茶性轉變的主力,雖然還需考慮酶類的自然解構,但是至少變分法方向就會簡單一些了。

在討論了普洱生茶研究第二范式的時空構造、未來普洱生茶倉儲目標達成的分布參數系統(tǒng)最優(yōu)控制問題后,本文討論的是普洱生茶新生茶在普洱生茶第二研究范式下的特殊品茗過程,正是普洱生茶制程保留下來的茶葉內源酶必要條件下,在茶葉E值和通過適當潤茶、沖泡水溫、適當投茶量、適當通過沖泡規(guī)范程序下產生的。

術語定義:

孤城之夢 

一種普洱生茶特殊沖泡規(guī)范下的人體生理機制的反應過程,在潤茶、沖泡水溫及沖泡規(guī)范下,一定投茶量產生的一定區(qū)域內的茶湯濃度,人體產生如下特征:微醺騰騰 、生津脈脈 、回甘徐徐 、盈香裊裊。

孤城之夢是一種由攝入茶湯量決定,但是比其他沖泡持續(xù)時間更長的生津回甘過程。

孤城之夢一個顯著特征是:進食打不斷。

善默域

產生孤城之夢過程的所有沖泡規(guī)范、投茶量的點位區(qū)域。

普洱生茶沖泡會被內、外各種參數影響茶湯濃度,

善默域參數:

測試者:精神飽滿、體力充沛、睡眠充足、專心致志。

隱性參數:

1:生茶制程,關聯茶葉自然的內源酶,

2:茶葉E值:關系到在一個沖泡規(guī)范、一個投茶量下的茶湯濃度,

3:茶葉含水量與環(huán)境的平衡程度,關系到在一個沖泡規(guī)范、一個投茶量下的茶湯濃度,

4:沖泡用水,關系到在一個沖泡規(guī)范、一個投茶量下的茶湯濃度,

5:量產茶的勻堆一致性,

6:茶區(qū)自然的生茶茶性,云南各個茶區(qū)自然的茶性不同,

7:毛茶與餅茶,相差一個蒸汽壓制,餅茶相當于經歷了一次物理揉捻,毛茶會比餅茶在沖泡規(guī)范下,溶出物質慢,茶湯會淡一些。

顯性參數:

1:沖泡環(huán)境,關系到蓋碗內實際沖泡水溫,也關聯人體新陳代謝與環(huán)境的基礎量,

2:茶葉條索完整程度,關系到在一個沖泡規(guī)范、一個投茶量下的茶湯濃度,

3:沖泡規(guī)范,關系到四組茶湯的濃度,規(guī)范用的是:3236,

4:投茶量,關系到四組茶湯的濃度,蓋碗使用130ml容積,

5:潤茶水溫,不太敏感,在一個很寬的范圍內,潤茶兩次,低溫60秒、高溫30秒,

6:沖泡水溫,很敏感,也關系到四組茶湯的濃度,

7:茶湯攝入量,關系到人體內孤城之夢的持續(xù)時間,四組十二泡。

使用設備

130ml蓋碗,TILIVING (鈦立維)TD6006A 1℃可調水壺,德圖(testo)106 水溫計,德圖testo 206-pH1 pH計,韓國HM COM100 TDS電導率檢測筆,水溫在線插入式測試熱電偶及軟件,美國奧豪斯 MB 25 ZH 水分測定儀。

善默域參數控制

各種參數對一定沖泡規(guī)范下,茶湯濃度的影響程度大小不一,處于核心位置的是沖泡用水及普洱生茶倉儲狀態(tài)的含水量,本文測試用水為農夫山泉四川峨眉山水源地,pH 7.37 ,TDS 32.6 ppm。使用2021春新生茶餅茶,茶葉等級為C 3(處于云南普洱生茶茶葉等級的中等程度)。餅茶倉儲狀態(tài)取出后密封袋保持倉儲狀態(tài)(這對應了茶葉含水量,含水量測試為9.8~9.9%),盡量取完整條索測試。

環(huán)境參數方面選擇當地氣候穩(wěn)定在室內溫度在25℃±2℃區(qū)間,實驗地點為云南西雙版納傣族自治州勐??h,海拔 1100 米左右。

沖泡規(guī)范是130ml蓋碗下的 XX2.3236,可變動潤茶水溫、沖泡水溫及投茶量。攝入四組茶湯體驗孤城之夢。

實驗結果如下:

選用2021年春一個中等等級普洱生茶,茶區(qū)是易武,曬場直出毛茶、海拔1140米判定的茶葉等級為C 3,蒸壓成形為餅茶后,倉儲于云南省西雙版納傣族自治州勐??h茶倉。

測試地點同為茶倉所在地,海拔1100+米,

沖泡用水為農夫山泉四川峨眉山水源地,pH 7.37,TDS 32.6 ppm,

TILIVING (鈦立維)TD6006A 1℃可調水壺與德圖(testo)106 水溫計配合控制潤茶、沖泡水溫在0.5℃范圍內,

水溫在線插入式測試熱電偶及軟件監(jiān)控蓋碗內實際水溫,

測試期間倉儲餅茶密封袋保持含水量為 9.8?9.9 %,

沖泡規(guī)范為130ml蓋碗、 XX2.3236,變量為投茶量、潤茶、沖泡水溫,

攝入四組茶湯,

環(huán)境溫度在25℃±2℃。

C3等級投茶量5.0-7.5克良好茶滋善默域

圖五:易武C3等級普洱生茶善默域

在沖泡水溫87.5℃~90.4℃區(qū)間,2022年C3等級春茶投茶量7.5克~5克,形成一個三角形孤城之夢善默域,三角形斜邊均為最強孤城之夢的黃金點位,茶滋和本地沸水水溫沖泡出來的茶湯茶滋區(qū)別不大。

 孤城之夢善默域雖然很窄,但是呈現很強的邏輯性,在易武C3等級餅茶上,取7.5克,固定潤茶水溫和潤茶兩次,沖泡水溫控制在0.5℃范圍內搜索孤城之夢,沖泡水溫從低往高,發(fā)現普通生津回甘過渡到持續(xù)十小時左右的孤城之夢,再到達最強持續(xù)性孤城之夢的黃金點位,然后,因為沖泡水溫的提高,四組茶湯濃度提高后轉為普通生津回甘,在7.5克投茶量孤城之夢黃金點位的沖泡水溫下,以0.5克的步距降低投茶量到5.0克,然后以提高沖泡水溫0.5℃的步距搜索各個投茶量的孤城之夢黃金點位。根據孤城之夢的邏輯特征,上述三角形中間的孤城之夢善默域點位,可以邏輯上填空了。

此外,普洱生茶特殊的地方在善默域上有所呈現出來,在茶季中每一個采摘日去判定這批毛茶的C值,畢竟只是一泡茶樣去判定,每個采摘日判定合格的毛茶里面大部分中位茶質是符合C值判定的,肯定有少量處于高于、低于C值判定的毛茶存在,經過初制所勻堆達到茶質的均勻一致性,但是測試孤城之夢的投茶量很少,必然會取到高于茶品C值的混合體部分和低于茶品C值的混合體部分,這在上圖上已經呈現出來少數輕微破壞善默域規(guī)則的點位。有個重要點位經過補測后結果正常符合善默域規(guī)則。

觀察孤城之夢的邏輯特征后,只需要在5.0克投茶量下,返回7.5克投茶量第一次出現的沖泡水溫下,獲得孤城之夢后,其余投茶量、沖泡水溫組合就是孤城之夢邏輯填空下的孤城之夢善默域 。

完整善默域

                      圖六:易武C3等級普洱生茶擴展善默域

此次測試前期低溫環(huán)境下,擴展孤城之夢善默域左下角區(qū)域沒有那么大,這和環(huán)境參數維系的很緊密了,反應人體在各種環(huán)境參數下代謝狀態(tài)不同也影響孤城之夢善默域的大小。

在沖泡水溫87.5℃~90.4℃區(qū)間,2022年C3等級春茶投茶量7.5克~5克,形成一個三角形孤城之夢善默域,三角形斜邊均為最強孤城之夢的黃金點位,茶滋和本地沸水水溫沖泡出來的茶湯茶滋區(qū)別不大。

沖泡水溫往下,在85.5℃~87.4℃沖泡水溫區(qū)間,2022年C3等級春茶投茶量7.5克~5克,形成一個長方形孤城之夢善默域,茶滋可以接受。

再往下,在83℃沖泡水溫下,茶滋已經不可接受了,沖泡水溫越低,茶滋不良傾向變大。

這僅僅是2022年春一個C3等級易武春茶的測試茶滋結論,云南萬千的生茶,結論可能不盡相同。

如果固定沖泡水溫、提高潤茶水溫,在7.5克投茶量下的黃金點位左移,等效每組茶湯濃度有所提高,說明潤茶程度對一個規(guī)范下的沖泡茶湯濃度有所影響,

7.5克投茶量提高潤茶水溫

                         圖七:潤茶水溫變化影響善默域

市面有款控溫水壺可以實現孤城之夢隨手泡而無需其他水溫計配合,就是金灶E7的70℃潤茶90℃的沖泡,它的探頭溫度誤差大,但是剛好落入孤城之夢易武C3等級普洱生茶需要的潤茶、沖泡水溫的善默域之中,70℃顯示控制,由于環(huán)境溫度不同,壺體溫度與環(huán)境溫度梯度不同,及水溫探頭的一致性差別,每把壺的實際水溫狀態(tài)有差別,在環(huán)境溫度25℃上下,70℃顯示控制,實際水溫在66.6℃~67.2 ℃之間,90℃顯示控制,實際水溫在86.7-87.3℃之間。

環(huán)境溫度25℃上下,用插入式熱電偶比較了金灶E7 792.3236 隨手泡與TILIVING (鈦立維)TD 6006A 66862.3236 潤茶、沖泡規(guī)范下蓋碗內茶葉實際受溫狀態(tài):

金灶E7 792.3236鈦立維66862.3236

   圖八:金灶E7 792.3236與鈦立維 66862.3236蓋碗內實測水溫

使用金灶E7 792.3236沖泡規(guī)范,在環(huán)境低溫(12.9℃~17.4℃)狀態(tài)下,測試了易武3#性價比茶地2021年春(等級C3)、秋(等級C3-)茶品的孤城之夢:

易武性價比3#2021年度春秋對比

          圖九:易武性價比3#2021年度春秋對比

測試結果有些需要思考的地方,按照孤城之夢的性質,等級越高的茶峰值點位投茶量越低這點是一致的,這關聯一定沖泡規(guī)范下的茶湯濃度,但是圖九中呈現的春茶、秋茶孤城之夢一些點位的結果,等級低一些的秋茶孤城之夢反而強度還高一些,這和春茶、秋茶的茶性不同相關了,孤城之夢除了等級差別呈現的一定沖泡規(guī)范下茶湯的濃度,隱秘的還有一定沖泡規(guī)范下,春茶、秋茶茶湯內物質分布的差異,這種差異屬于茶性方面,而孤城之夢隱秘的一個方向就是茶性差異使茶湯物質聚集于人體不同部位,更集中于人體某個部位放熱,孤城之夢發(fā)展就越強。

使用金灶E7 792.3236沖泡規(guī)范,在環(huán)境低溫(12.9℃~17.4℃)狀態(tài)下,測試了四種春茶不同等級的孤城之夢:

四種C值春茶金灶E7-792.3236孤城之夢

          圖十:  四種C值春茶金灶E7-792.3236孤城之夢

結論比較一致,茶葉等級C值越高,在金灶E7-792.3236沖泡規(guī)范下,孤城之夢峰值點位的投茶量越小。

2018年在一個敞口玻璃壺使用手機APP控制下,曾經在991泡法下獲得過孤城之夢實現,后來APP失效水壺無法使用了。

經過測試,金灶E7在17.8℃~18.6℃環(huán)境溫度下,使用2022春茶C3等級餅茶,勐海茶倉平衡含水量為9.8%~9.9%,投茶量130ml蓋碗7克,991.1233、892.2233獲得幾乎就是黃金點位的孤城之夢,另外792.3234也是如792.3236一般產生孤城之夢過程,孤城之夢時長短一點茶滋更好一點。本文測試的孤城之夢善默域是在792.3236規(guī)范下獲得的。

這樣,在隨手泡方便使用前提下,金灶E7可以使用四個孤城之夢潤茶、沖泡規(guī)范,為:792.3236、792.3233、892.2233、991.1233,變量為投茶量。

如果茶品在第四組沖泡產生不良茶滋問題,可以修正792.3236到792.3233、每一個潤茶、沖泡規(guī)范,每一個等級茶葉,甚至前面列舉的十幾個隱性、顯性參數的變化,都會對應一個產生孤城之夢的善默域。

對于袋泡茶這類沒有生茶條索的,產生孤城之夢需要茶湯濃度的控制,在C3等級上,孤城之夢沖泡規(guī)范是:791.1126,袋泡茶出湯很快,潤茶只有一次,如同上述避免第四組茶滋不良可以修正為:791.1123。

金灶E7孤城之夢茶滋問題

       圖十一:金灶E7下孤城之夢隨手泡茶滋可能的問題

這些潤茶、沖泡參數反映了孤城之夢產生的條件:適當的潤茶、沖泡水溫配合,使得獲得適當的每組茶湯濃度,其形成的茶性,能聚集在人體一定部位上放熱并驅動生津回甘過程。最高蓋碗內茶葉受溫短暫在79℃附近,茶葉內源酶被解構失效的有限。

注:環(huán)境溫度25℃上下時,金灶E7顯示控溫70℃,實際水溫為66.5℃~66.7℃之間,顯示控溫80℃,實際水溫為76.6~77.1℃之間,顯示控溫90℃,實際水溫在86.6℃~86.9℃之間,蓋碗內的水溫狀態(tài)如圖八,茶葉在蓋碗內實際受溫值比注入的水溫要低很多,這還受環(huán)境溫度不同和蓋碗注水后與環(huán)境溫度的梯度影響蓋碗內水溫的變化。最高蓋碗內水溫,在金灶E7顯示控溫90℃(實際水溫86.6℃~86.9℃)下,沖泡規(guī)范內最高在79℃附近,而且達到這個溫度的時間也很短暫。潤茶水溫主要影響后續(xù)的沖泡規(guī)范,一般是連續(xù)的潤茶30秒,等待一分鐘,則后續(xù)的沖泡茶湯濃度,受到沖泡規(guī)范下,茶葉物質在前面潤茶充分不充分(主要是潤茶水溫影響)而產生的茶葉物質析出種類及析出速度影響。

除了普洱生茶制程下,保留了茶葉內源酶,在一定沖泡規(guī)范下,形成孤城之夢過程出現的必要條件,在其他兩類不同于普洱生茶的、但是同樣在制程上保留了茶葉內源酶的云南其他兩種茶上,也同樣能出現孤城之夢過程,這兩種茶是云南熟茶和云南生曬紅茶,前者制程上發(fā)酵前的毛茶狀態(tài)和普洱生茶一樣的制程,后者僅僅是鮮葉萎凋后直接揉捻出茶汁,利用茶汁的濕度發(fā)酵,未經高溫過程直接陽光干燥而成。

使用金灶E7 792.3236沖泡規(guī)范,在環(huán)境低溫(12.9℃~17.4℃)狀態(tài)下,測試了兩種云南有別于普洱生茶的普洱熟茶、生曬紅茶的孤城之夢:

普洱熟茶、生曬紅茶金灶E7-792.3236孤城之夢

圖十二: 云南普洱熟茶、生曬紅茶低溫環(huán)境孤城之夢

這兩個性質、制程不同的普洱熟茶、生曬紅茶,選用的茶地,對應普洱生茶毛茶春茶等級是C3 這個等級,原料來自春茶茶季。

普洱熟茶是毛茶潑水發(fā)酵,這個過程是以耗損茶葉能量的代價,快速獲取要求達到的茶性,這個普洱熟茶按照熟茶發(fā)酵工廠的術語是發(fā)酵程度75%,達到要求茶性有一定的茶葉能量耗損,因此在相同沖泡條件下,孤城之夢峰值出現的點位,投茶量更高一些。這和孤城之夢的性質很自洽。

生曬紅茶僅為鮮葉萎凋后揉捻出茶汁發(fā)酵,茶葉能量耗損低于普洱熟茶,因此,同等級茶葉,在相同沖泡規(guī)范下,孤城之夢達到峰值點位的投茶量比普洱熟茶少而比普洱生茶高,這一點也是和孤城之夢性質自洽的。生曬紅茶測試圖形不規(guī)則,則是勻堆不均勻所致。

結論:

孤城之夢必要條件:普洱生茶制程下,茶葉內源酶的存在,海拔2240米內111.1236測試沖泡未見孤城之夢的出現,沖泡的高溫解構了內源酶,失效的內源酶不會在茶湯中起作用,

孤城之夢的充分條件:對應每一個普洱生茶等級,都存在一個善默域,適當的茶湯濃度,適當的潤茶水溫、沖泡水溫。

普洱生茶制程,犧牲了普洱生茶新生茶的香氣、口感,卻在這個制程下,保留下茶葉中內稟產生的內源酶,在一個令人意想不到的的潤茶、沖泡水溫區(qū)間內,形成一個強大、持久的生津回甘過程:孤城之夢,有失有得。

鳴謝王華鵬先生,在交流群內兩次發(fā)言觸發(fā)了孤城之夢的完整破解,他在交流群的ID是:善默,以此ID命名了孤城之夢沖泡點位的集合域,

鳴謝交流群所有生茶玩家的積極參與,有很多啟發(fā)性的發(fā)言。

孤城之夢后記:

第一次偶遇孤城之夢是在2008年春,一個云南西雙版納賀開茶區(qū)毛茶上,地點是廣州增城,兩人,晚飯前試茶,第二天午飯后對方給我電話說有奇妙的、持續(xù)時間很長的生津回甘感受,當然晚餐、第二天早餐均未打斷這種感受,直到第二天午餐后才生津回甘才漸漸消失,我和對方感受一樣,這種進食打不斷、持續(xù)長久的生津回甘過程第一次遇到,實在難忘。此后,該毛茶壓制成餅茶后,無論如何沖泡,再未見這個過程出現。

2015年秋,地點是麗江束河,這里是高海拔區(qū)域,在一個勐海茶區(qū)餅茶上,客棧主人隨手沖泡,這種過程再次出現,2016年春,地點是易武高山寨一個毛茶上,隨機出現了這種過程。

九年間,偶然遇到三次這種持久的、進食打不斷的生津回甘過程,想復現而不得。

2017年夏季,在交流群內發(fā)起破解這種過程的活動,所有實驗以失敗告終,并將這個過程記載于普洱生茶研究路線圖上的兩個懸孤待解問題之一。

在交流群長期討論下,命名了這個進食打不斷、持久的生津回甘過程為:孤城之夢,群ID 善默 有次無意之間說到一個關于煲中藥問題,大意為:加溫過急,容易引起中藥中蛋白質凝固,影響藥效。分析并引申后:酶本質上就是蛋白質,難道孤城之夢過程與普洱生茶制程上保留的茶葉內源酶相關?這是第一次將孤城之夢過程與普洱生茶內源酶關聯的關鍵一步。

2018年期間,破解孤城之夢的實驗一直未停止,分別在2018年8月的廣州增城、2018年8月~9月的麗江束河多次、反復實驗,期間用于沖泡的水壺設備限于當時的條件,為一敞口玻璃壺,要其能APP手機上控制壺溫,這點上,壺溫控制不太精確,設置了各種沖泡參數、選用了各種不同等級的茶品。

2018年10月,在云南西雙版納勐??h,組織了規(guī)?;巳旱墓鲁侵畨魷y試,敞口玻璃壺手機APP控溫,沒有合適的溫控水壺,水溫波動大,實驗結果呈現一種麥芒上的舞蹈,根據茶品等級,沖泡規(guī)則為991-1233和991-15151520,雖然能復現孤城之夢過程,但是各種參數苛刻,一般沖泡難以實現。

此后注意到潤茶水溫,猜想潤茶水溫低或許有所進展,在交流群ID善默第一次聊關于煲中藥問題的當天,我曾將茶季選茶地點的沸水攤涼一些用于潤毛茶,沖泡還是當地沸水水溫,有孤城之夢的影子出現。此后,嘗試692沖泡,習慣測試沖泡的130ml蓋碗投茶量10.5克,未見孤城之夢的復現。

2021年12月,在交流群內討論692泡法,抱怨?jié)櫜杷疁氐?,茶葉難潤開時,交流群ID 善默再次冒出一句:70,這時,沖泡水壺已經改成金灶E7,可以以10℃的步距調節(jié)水溫,第一次使用金灶E7的792-3236泡法,隨手拿的茶葉為C3等級,投茶量為130ml蓋碗內10克茶量,突然,孤城之夢出現了,這是一次偶遇,當時手邊還有C4-、C4等級茶葉,如果此時拿到這兩個茶葉這個習慣的130ml蓋碗內投茶量10克~10.5克,孤城之夢將不存在。此后,掃描了各種等級的C3、C4茶品,在金灶E7下的792-3236泡法下的孤城之夢投茶量參數,當然,后面我們知道了金灶E7的水溫控制誤差,改用鈦立維1°控水溫壺配合德圖106水溫計,實現潤茶、沖泡水溫的半度控制,就有了現在一個等級普洱生茶的孤城之夢善默域。

金灶E7的壺溫探頭有誤差,隨環(huán)境的散熱梯度不同、頻繁低檔控溫加熱時的狀態(tài),在環(huán)境溫度25℃上下,水溫顯示控制在90℃時,實際水溫在86.6℃~87.3℃之間波動,水溫顯示控制在70℃時,實際水溫在66.5℃~67.2℃之間波動。

如果沒有金灶E7水壺可以以10℃水溫間隔調節(jié)水溫(盡管誤差很大)、如果沒有將沖泡水溫下調到金灶E7水壺的90℃控溫檔、如果沒有第一次將潤茶水溫下調到金灶E7的70℃控溫檔而且當時隨手拿的普洱生茶是個C3等級茶(習慣130ml蓋碗測試沖泡下的10.5克投茶量)剛好在上面三個條件下有孤城之夢,這四個條件一起巧合的遇到,如果當時隨手拿的是就在手邊的C4-和C4茶品那樣的投茶量,那么,孤城之夢善默域還將繼續(xù)隱藏在那個小小善默域區(qū)域中而未被發(fā)現。

也是為了紀念交流群ID 善默的積極參與和貢獻,這種孤城之夢參數形成的域命名為:善默域。

參考文獻:

【1】《科學革命的結構》托馬斯·庫恩 著【美】

金吾倫,胡新和譯   北京大學出版社2003年版

【2】《嗅覺識別模型研究新進展》 鄭茜茜 【中】

 溫州醫(yī)學院學報2009年2月 39卷 1 期

【3】《人工科學-復雜性面面觀》  司馬賀【美】著

 武夷譯  上??萍冀逃霭嫔?2004.10

【4】《熵:一個世紀之謎的解析》第二版 湯甦野【中】 

                中國科學技術大學出版社 2008.6

【5】《隱秩序--適應性造就復雜性》約翰·H·霍蘭 著【美】

周曉牧 韓暉譯     上??萍冀逃霭嫔?2011.08 

【6】《生物物理學--能量、信息、生命》菲利普·納爾遜 著【美】

黎明 戴陸如譯   上海科學技術出版社 2006.12

【7】《當代中醫(yī)藥生命動力學》 金日光 牟雪艷 著

上??茖W技術出版社 2007.8

8適應的機理--寒冷生理學》伊藤真次 【日】

方爽譯 北京:中國環(huán)境科學出版社1990.06  P 100

【9】《分子廚藝》提斯【法】貓頭鷹出版 2012.5

【10】《工程控制論》錢學森 宋健 著 【中】

科學出版社1980.10     P435

【11】《擴散過程的最優(yōu)控制》  作者:丁喬松 【中】

      《機械工程學報》 1985年3月 第21卷第1期 P10~P28

附錄【1】香氣的弗里曼KIII模型部分

香氣、口感的科學基礎,嗅覺和味覺都是化學物質在嗅蕾、味蕾里產生神經電位,通過腦神經直接傳遞到腦。嗅覺信號從嗅球沿溴神經—束神經纖維,到達顳葉皮質的某個部位;味覺信號則沿舌咽神經和面神經的分支到達大腦皮質的味覺中樞。目前嗅覺神經信息模型中應用最多的是Freeman 【美國】KIII 模型,解決嗅覺的神經網絡與信息傳遞。

以下關于 Freeman 研究工作的概括介紹來自《嗅覺識別模型研究新進展》(鄭茜茜【2】  )

“K系列模型 

Freeman等在其長期的神經生物學實驗基礎上,根據嗅覺系統(tǒng)的生理解剖結構以及嗅覺系統(tǒng)各層次不同神經元集合的電發(fā)放特性,建立了一套非線性神經網絡模型——K系列模型和一組常微分方程。

  K系列模型對于嗅覺神經系統(tǒng)的研究是基于神經團理論的,即認為相似的神經元組成的細胞團具有相似的功能和一致的特性,可以作為整個神經系統(tǒng)中的組成模塊。K系列神經網絡模型采用分層的拓撲結構來描述嗅覺系統(tǒng),由低級到高級依次為:組成和功能都很相近的神經細胞團簇模型(K0)、少數的神經團簇模型(KⅠ)、神經元集合(KⅡ)、整個嗅覺系統(tǒng)的神經網絡(KⅢ)四個層次。每一個模型都由比它低級的模型作為單元而組成。

 K系列模型比較完整地描述了整個嗅覺神經系統(tǒng),同時從非線性神經動力學的角度對神經系統(tǒng)中信息傳遞、處理、學習和記憶的工作機制提出了獨特的解釋。

這套模型在對兔子的嗅神經電生理信號以及嗅皮層的EEG信號的模擬中取得了很好的效果,可以用來解釋一些嗅覺信息的處理機制。

K系列模型最新的研究是KⅣ模型,KⅣ模型是在對KⅢ模型以及對低等動物腦結構的研究基礎上,對于低等動物前腦的模擬,KⅣ模型由多個KⅢ模型整合而成,可以實現比KⅢ模型更高級的人工智能。這個模型主要包括四大部分:外周感覺神經系統(tǒng)、內部感覺神經系統(tǒng)、海馬結構以及運動神經系統(tǒng)?!?/span>

嗅覺通道的生理解剖圖(大)1.jpg

             Freeman  嗅覺通道的生理解剖圖 圖 1.2.1

 Freeman在不會丟失嗅覺的主要特性下,簡化了這個系統(tǒng),形成一個神經網絡的拓撲圖:

嗅覺系統(tǒng)生理解剖拓撲圖.jpg

            Freeman  嗅覺系統(tǒng)生理解剖拓撲圖   圖 1.2.2

Freeman的工作是常見的科學方法,就是將復雜的解剖學嗅球與神經網絡簡化為 KIII模型,簡化必然帶來喪失嗅球體統(tǒng)的一些特性,但是不會丟失嗅覺的主要特性,試驗驗證也證明這個簡化是可以接受的,這樣我們可以進行神經動力學研究。Freeman 工作的另一個特點是對還原論局限的清晰認識,在面對神經系統(tǒng)這樣高度非線性的多層次系統(tǒng),用低層次的性質演繹較高層次的性質是不可行的,因為高層次系統(tǒng)具有低層次系統(tǒng)不具備的“涌現”性質,Freeman 的策略是適當選取層次,選擇神經元群體作為研究對象,神經元群體是指鄰接的一群神經元,它們從同一個來源接受輸入,又輸出到同一靶組織,起著同一種功能。確定神經元群體的狀態(tài)變量顯示了Freeman 的思想,將電極直接放到腦的特定部位中記錄局域場電位,這個電位被理解為神經元群體活動的局域平均場的一種量度,刻畫神經元群體的狀態(tài),這是神經元群體的第一個狀態(tài)變量,是一種波,神經元之間的突觸的信息傳遞可以看作是動作脈沖傳到突觸前膜被積累為一個模擬電位,這是積分平滑過程,突觸前電位到達閥值后就通過神經遞值傳到突觸后膜感生電位,這個電位逐步積累而形成動作電位輸出。這樣神經元動作脈沖發(fā)放密度可以看作神經元群體的第二個狀態(tài)變量。對神經元群體來說,把來自前一個神經元群體的神經脈沖密度變換為電位(波),然后又把電位(波)變換為本身輸出的神經脈沖密度。

*脈沖密度和電位(波)之間的關系,在試驗數據經過正規(guī)化處理后Freeman 用 S 形曲線來擬合:

        ,                     

                    1.2.2

其中:

                                 1.2.3

 是一個決定曲線斜率的參數,它也決定曲線的最大值,它表征了動物的清醒程度。當動物入睡和麻醉時其值減小,并在麻醉深度很深時接近于零;而在清醒和警覺時增大。

單個神經元群體的脈沖-波變換是一個二階微分方程,它是在 (相當于各個神經元群體間沒有相互作用的狀態(tài))情形下,Freeman 用下列方程的解來擬合試驗數據:
          
                    1.2.4

P(t)是輸入。

現在看一下在  不為零時,把電刺激加于僧帽細胞(G)群體上,這時僧帽細胞(G)群體興奮性地作用于顆粒細胞(M)群體,而顆粒細胞(M)群體則抑制性地作用于僧帽細胞(G)群體,Freemam KIII 模型中顆粒細胞(M)與僧帽細胞(G)的相互作用:            

                          1.2.5

其中  ,而 ,m(t)表示僧帽細胞群體處的波,g(t) 表示顆粒細胞群體處的波;Q 表示波-脈沖的 S 形函數。

分別代表從顆粒細胞群體到僧帽細胞群體的耦合系數和從僧帽細胞群體到顆粒細胞群體的耦合系數,其值的正負號分別代表了興奮性作用和抑制性作用。

當 P(t) = 常數時的試驗數據擬合的很好。神經元群體可以用一個二階常微分方程和一個 S形函數關系來描述。

這樣可以寫出圖 1.2.2 的數學模型了,圖 1.2.2 頂部是感受器 (R),受到刺激后向小球外周神經元 P 、僧帽細胞 M1 輸出神經脈沖,細胞群體相互作用時,興奮性突觸用符號(+)表示,抑制性突觸用符號 (-),圖中近細胞群體的 + 、-符號表示與相鄰細胞群體相互作用下是受到興奮性(+)還是受到抑制性(-),L1、L2、L3、L4分別表示相應通路上的時間延遲,系數 K 表示相應通路的增益:

 (1)  小球外周神經元 P 

                                                                        1.2.6


(2)嗅球 僧帽細胞 M 和顆粒細胞G             

                                                                     1.2.7

                                                                                                 1.2.8

 

 1.2.9

                                                                                              1.2.10

(3)前溴核 錐狀細胞興奮型 (E)和抑制型 (I)

                                                                                                                                    1.2.11   

                    1.2.12

1.2.13

                   1.2.14

(4)前梨狀皮質 興奮型細胞 (A)與抑制型細胞(B)        

1.2.15

                                                             1.2.16

1.2.17

                                                                                                

1.2.18

(5)  深部椎體細胞 (C)                        

                                                                                                              1.2.19

以上 14 個微分方程是單通道的嗅覺系統(tǒng)神經網絡方程,當通道數增加時,需要將方程組略加改動,同時每增加一個通道增加 5 個二階微分方程。仿真時常取的通道數目為 8、16、32、64、128,通道數越多越完備,上述模型包含了眾多參數,這些參數值的確立是嗅覺系統(tǒng)建立模型的一個關鍵問題,有些參數可以通過試驗測量獲得,有些無法直接得到取權值參量。對溴中樞神經系統(tǒng)內部相互作用的神經元集進行動力學模型建立要求  :

“1:在每一個節(jié)點處均定義一個靜態(tài)的 sigmoid 函數;

2:通過一定權值連接的拓撲圖;

3:從試驗測量得來的實際行為特性作為尺度;

4:使模型特性和實際系統(tǒng)行為特性趨于一致的調參程序。

模型一旦確定,余下的就只有優(yōu)化參數這一個任務了?!?/span>

上述網絡中,一個 64 通道的模型,將包括約 600 個一階微分方程(由二階微分方程轉化而來),共有約 7000 多個參數。參數值的確立及參數的優(yōu)化就成為困擾嗅覺系統(tǒng)建立模型的下一個問題。研究者們把參數劃分為可通過試驗測量得到的時間、距離、非線性增益參量和無法直接得到的權值參量。對后者的確立,大體采用通過指定初值,利用優(yōu)化算法,將模型計算結果和實際測量結果相比較作為判優(yōu)準則來實現。

附錄【2】:非平衡態(tài)熱力學部分

通過體系內部的化學反應產生高于環(huán)境溫度的能級耗散梯度,從環(huán)境攝取物質(自由能)通過化學反應來實現自組織和耗散過程,因此生命形態(tài)的熵流耗散包含了對物質(自由能)的攝取,即

  ” 

湯甦野【4】P88~90

這里有能量轉移必然伴隨的放熱過程,

耗散結構除了通過對能量的耗散遠離體系自身的熱力學平衡外,還包括了遠離與環(huán)境的熱力學平衡。這一特征導致了耗散結構體系的能量能級分布必須存在一個與能量交換環(huán)境的能級差,而耗散結構體系組成組元的聚散近平衡也同時要求體系必須保持在一定溫度區(qū)域內”,             湯甦野【4】P88~90

這里是人體體溫保持的描述,

“維持一定的溫度,使生命在分子和聚合物層次上保持在聚散近平衡的區(qū)域。例如,人的體溫應保持在37℃左右,過高和過低都不合適,過強的熱運動將導致蛋白質的細致平衡被破壞,而溫度過低時“化學反應的自我延續(xù)”將無法維持。

在生命形態(tài)的某些基本類型中,生命形態(tài)的耗散結構體系的熱力學溫度要高于它所依賴的環(huán)境,因為能量耗散需要溫度梯度,耗散結構體系中與熱運動相關的那一部分內能的熱力學熵通常也將高于環(huán)境?!?/span>

湯甦野【4】P88~90

附錄【3】:陰陽性界定的群子參數原則

通過有效成分探索中藥歸經,主要是應用高氣壓電離室輻射測量儀(HPIC)、同位素示蹤和放射自顯影、電鏡放射自顯影、液閃測定和圖像分析等技術,對中藥的有效成分在體內的分布、代謝及排泄等方面進行定性、定位和定量的動態(tài)觀察,說明中藥活性成分的體內分布與中藥歸經的關系。通過研究發(fā)現一些中藥有效成分在動物體內的選折性分布特點與相應藥物的歸經及臟腑的統(tǒng)屬關系基本相符,所以中醫(yī)學認為中藥有效成分在體內選折性分布特點是中藥性歸經的重要依據。                               金日光、牟雪艷【7】P14

  金日光、牟雪艷【7】討論了受體學說與歸經、中藥藥理與歸經、微量元素與歸經、環(huán)核苷酸與歸經這些問題,在面臨的問題與歸經學說的統(tǒng)一方面做了深刻的分析:在我們看來歸經問題涉及人類器官和組織中的生命動力元素及其有機功能分子分布與中藥中生命動力元素及其有機藥成分分布之間的關系,即靶向和被靶向的關系?!            〗鹑展?、牟雪艷【7】P15

  金日光、牟雪艷【7】的群子概念是多體粒子群集體的一種結構或運動單元,具有群集性、多層性、模糊性、最可幾性、可變性。

金日光、牟雪艷【7】中重要的是生命相關元素含水絡合物(團聚體離子)的親電、親核強度標度理論。

任何化學過程都與反應物的電性相互作用有關,設有一個帶有+Z(Z為離子價)的金屬離子,由于生命相關元素在水介質中起作用,故充分考慮到離子周圍若干水分子絡合或者團聚在一起的情形,可用其含水絡合離子的半徑()大小來表示被水分子所團聚的狀態(tài)。此時該團聚離子為中心的處,電荷強度()可以用下式表示:

           

含水絡合離子的半徑遠大于純離子的半徑,差值大小反映含水保護層的厚度。這一元素不管處于離子狀態(tài)或是原子狀態(tài),總是處于各種原子群子群體中間,這樣它就有對外吸引電子或對外放出電子的性能,即有電負性(x)。因此一個含水絡合物的正離子或含水團聚型正離子對外親電性大小(ξ)是由電荷強度與電負性兩方面協(xié)同起來作用的,即:

           

同理對含水負離子而言:,可以簡寫為:。

                    金日光、牟雪艷【7】P26

ξ大小反映了一個離子在被若干水分子所包圍的情況下即有“保護層”的條件下,所具有的親電性和親核性強度。稱ξ為生命相關元素含水離子的“電荷強度標度值”,+ξ為親電性強度標度值;-ξ為親核性強度標度值。

                    金日光、牟雪艷【7】P26

過去生命科學和醫(yī)學界往往只注意到個別元素的生理作用,而沒考慮各種元素的整體分布對人體某器官健康影響的問題。作者采用第四統(tǒng)計力學群子理論對大量的實驗數據進行分析,對人體內生命動力元素按原子序數分布的規(guī)律進行了系統(tǒng)的研究,從而得到了若干在前人文獻中尚未報道的結果,在此基礎上進一步從生命動力含水絡合離子的氧化電位,親電性及離子的周圍含水保護層厚度角度來確定了各種生命動力元素含水離子的親電強度,為研究這些元素的生物化學作用確立了嶄新的理論方法?!        〗鹑展狻⒛惭┢G【7】P30

群子統(tǒng)計力學分布曲線的描述:

粒子:,......

帶電強度:,......

含量:,,......

可以做出帶電強度()與含量()之間的關系圖,橫坐標從,縱坐標為,圖形有平臺型分布、偏帶低電荷強度分布(波峰偏)、偏帶高電荷強度分布(波峰偏)、中心正常分布、雙峰分布。以中心為界,左邊記為右邊記為,、為形成某種群子的競爭因子。

記累計數分數為 

群子理論推導出如下關系:

       

其中ξ、及x均可從理論和實驗上確定,可以用計算機直接回歸出k、、。                金日光、牟雪艷【7】 P49

k的物理意義:

k代表不同器官、組織或中藥內隨著物質不同所引起的高親電強度離子固有的特征分布狀態(tài),直接可以用來界定器官、組織或中藥的陰陽程度。

、的物理意義:

代表在器官組織或中藥中微觀區(qū)域(指一個群子)高親電強度離子聚集能力和藥效功能。

代表在器官組織或中藥的微觀區(qū)域(指一個群子)低親電強度離子聚集能力和藥效功能。

的物理意義:

反映人體器官、組織或中藥中高親電離子對低親電離子在聚集和功效方面的競聚能力,其值越大,不管器官、組織或中藥屬于陰性或者陽性,其中陰性陽離子聚集起來呈現陰性效應的可能性越大,故對陰性體系而言增加其陰性強度,反之越小,致使陰性體系偏帶陽。

k/k、的物理意義:

k更確切反映器官、組織和中藥中高親電離子的總效應,值越大則生物體的陰性越強。

/k更好地反映低親電強度陽離子的總效應。

實際上是總的陰性和陽性之比,從總體上看可以跟確切的反應生物體的偏陰或偏陽的程度。

例如當k不大,而越小,生物體就表現非常高的陽性。相反的當k較大,而很大,生物體表現非常高的陰性。介于這兩者之間可以有較陰、較陽、偏陰、偏陽、陰偏陽和陽偏陰的過渡狀態(tài)。

金日光、牟雪艷【7】 P49~52  

                         中藥陰陽性界定的群子參數原則

附錄【4】:近可分解的層級系統(tǒng)

復雜性經常采取層級結構的形式,層級系統(tǒng)有一些與系統(tǒng)具體內容無關的共同性質”。

                             《人工科學-復雜性面面觀》【3】P70

“層級系統(tǒng)或層次結構,指的是由相互聯系的子系統(tǒng)組成的系統(tǒng),每個子系統(tǒng)在結構上又是層級式的,直到外面達到某個基本子系統(tǒng)的最低層次”。

                            《人工科學-復雜性面面觀》【3】P171

“將系統(tǒng)表現為層次結構所損失的信息比較少。屬于系統(tǒng)不同部分的子部分僅以集總的方式相互作用--它們相互作用的細節(jié)可以忽略”。

                       《人工科學-復雜性面面觀》【3】 P191~192

“許多復雜系統(tǒng)都具有近可分解的層級結構這一事實,是使我們能理解、描述、甚至“看見”這種系統(tǒng)及其部分的重大促進因素?;蛟S應當將這一命題反過來。如果世界上存在這樣一些重要系統(tǒng),它們是復雜的但不是分層的,那么也許在相當大的程度上,我們就無法觀察和理解它們了。對這些復雜系統(tǒng)的行為的分析將超出我們的記憶能力和計算能力。

  我們之所以能理解世界,是因為世界是層次結構的;或,世界之所以顯現出是層次結構的,是因為它的非層次結構的那些方面是我們既理解不了又觀察不到的”

                                              《人工科學-復雜性面面觀》【3】 P192

    “如果一個復雜結構完全沒有冗余,也就是說,該結構的任何方面都不能用任何其他方面來表示,那么,它就是自身的最簡描述。我們可以表現它,但無法用更簡單的結構描述它。

  科學的任務是利用世界的冗余性來簡單地描寫世界”。  

                           《人工科學-復雜性面面觀》【3】P194

”我們來看看人類最平凡的一個能力,即把一個復雜事物分成若干部分的能力,......,當我們做這件事時,組成部分絕不是任意的。它們可以一用再用,構筑和完成大量各種不同的組合,就像孩子們搭積木一樣。事實上,這是非常明顯的,通過自然選擇和學習,尋找那些已被檢驗過能夠再使用的元素,人們就能夠把復雜事物進行分解“ 。

《隱秩序--適應性造就復雜性》【5】 P34

  ”廣義地說,如果建造模型可以包攬大多數科學活動,那么,尋找積木就成為完善那項活動的一門技術。在物質結構的最底層,我們有蓋爾曼的夸克。夸克的組合產生核子,即下一層的積木。迭代這個過程,上一層的積木通過特殊的組合,派生出下一層的積木。結果就是夸克/核子/原子/分子/細胞器/細胞/......,這個序列就是物理學研究的基礎。

將我們的注意力局限于物理學積木是錯誤的。無論在哪里,積木都是人們認識復雜世界規(guī)律的工具“ 。                            

                            《隱秩序--適應性造就復雜性》【5】 P36

  ”使用積木生成內部模型,是復雜適應系統(tǒng)的一個普遍特征“ 。                                     

《隱秩序--適應性造就復雜性》【5】P37

    對于一個由大量的全同成分組成、并且在各成分之間存在局域相互作用的系統(tǒng),當我們在比其組分大得多的尺度上研究它時,問題通常能得到極大簡化:只需要幾個有效自由度既可描述該系統(tǒng)的行為,而且只涉及幾個唯象參數。

  例如:工程師在設計橋梁時就不需要解釋鋼材的具體原子結構(盡管鋼材的確是由原子構成的)。相反,他們把鋼材作為連續(xù)體處理,這種連續(xù)體具有一定的抗變形能力,這種能力由兩個數字表征(稱為體積模量和剪切模量)。

  正是因為橋梁比鐵原子大得多,才使得連續(xù)介質彈性理論獲得成功。

  上述的另外一個表述方式是:大自然按空間尺度劃分為不同的結構層次,而每個層次與更低層次的幾乎所有細節(jié)都是無關的,毫不夸張的說,正是這一原則解釋了物理學事業(yè)究竟何以可能。從物理學史來看,有關物質結構的思想先是從分子發(fā)展到原子,接著是質子、中子、電子,進一步到組成質子和中子的夸克,也許將走到更深的物質結構層次。如果在取得任何進展之前都需要所有深層次的結構,那么這個事業(yè)根本不可能起步!相反,雖然已知物質是由原子構成的,但如果必須將橋梁看作是原子的集合的話,我們將根本無法理解它們的結構。每一個新的空間尺度上都會出現簡單的規(guī)律“ 。

          《生物物理學--能量、信息、生命》【6】 P302-303

附錄【5】:分布參數系統(tǒng)最優(yōu)控制部分

在一般情況下,用積分方程描述的分布參數系統(tǒng),可以表達為【10】

                                                          1.1.1

式中   n維向量函數, 分別是系統(tǒng)的狀態(tài)向量和控制向量。 應具有如下性質:

                           1.1.2

 是系統(tǒng)初值。

假定 是定義在  上的平方可積函數,且相對于  的分量  有連續(xù)一階偏導數。不失一般性還假定 。

系統(tǒng)1.1.1的約束條件是:

                    1.1.3

這里  是泛函,而  為向量

                      1.1.4

 是向量, , 這里假定       U 都有一階連續(xù)偏導數。這種類型的約束條件,不僅對控制  有約束,而且對系統(tǒng)狀態(tài) U 也有約束。滿足上述約束條件1.1.3,1.1.4的可準控制類記成 。

設系統(tǒng)性能指標有下列形式:

                          1.1.5

這樣的系統(tǒng)1.1.1的最優(yōu)控制問題,就是要求找到一可準控制  ,它以及由它決定的系統(tǒng)狀態(tài)  滿足條件式1.1.3,并使性能指標1.1.5達到極小值。就是系統(tǒng)的最優(yōu)控制。

А.Γ.Буткоьский 給出了這個問題的最優(yōu)控制存在的必要條件【10】

如果  最優(yōu)控制,那么一定存在一非零向量,使得對一切 ,   使下列函數 相對一切   達到極大值:

 

即:  

式中:函數矩陣   滿足如下積分方程:

   稱為哈密頓函數。

一般偏微分方程可以用格林函數轉為積分形式下來表達【11】

                        1.1.6

式中, 為一特殊的格林函數,它隨不同的泛定模型而異,  , 為邊界控制函數。

我們可以提出泛函指標為:

                          1.1.7

式中: 是系統(tǒng)的初值; 是給定的目標函數, 為權函數??梢詫Σ煌憾P唾x值; 為某一固定的時間。   

泛函指標的轉換:

由1.1.7式:

 

 

 

令:

則:

 

由上式看出:泛函 J 達極小的問題與下述泛函  達極小問題等價:

令:

則利用上述布氏定理得知:

 

 僅取最大值和最小值且能瞬時轉變,則  應滿足下述符號積分方程:

 不能發(fā)生瞬時轉變,按符號積分方程所表達的意義應修正為:

(1) t 時刻,當  大于零時,  t時刻所能達到的極大值。

(2) t 時刻,當  小于零時,  t時刻所能達到的極小值。

(3) t 時刻,當  等于零時, 

t-0時刻之值。

稱滿足上述意義下的符號積分方程為廣義符號積分方程,記為:

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