Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Организация мироздания. Тектология ХХI. Монография
.pdf
эффективные элементы. Прекращается поиск нового, осуществляется упорядочение уже имеющегося, достигается необходимое (достаточное) разнообразие.
В стадии стагнации процесс распада преобладает над процессами формообразования. Например, человечество появилось в Африке как ответвление от линии приматов. Затем экспансивно распространилось по всей планете, создав
множество рас и народов, разнообразие которых уменьшается в результате вымирания, истребления, интеграции. Множество древних человеческих племен
слились в крупные государства. Исчезают древние языки. Исчезнувших языков
больше, чем появившихся. Необходимо сравнивать объекты в одной стадии
жизненного цикла (лучше в стадии зрелости).
На рис. 7.3 представлены гипотетические кривые жизненного цикла разных организаций. Так как нуклоны из кварков уже не образуются, можно предположить, что весь ресурс свободных кварков исчерпался на ранних стадиях
развития Вселенной. Новые химические элементы также не образуются. В лаборатории удаётся синтезировать трансурановые элементы, но они тут же распадаются. Жизнь на Земле появилась один раз, новые попытки почему-то не
происходят. Эволюция неживого мира во Вселенной, начавшаяся бурными
темпами 15–20 млрд лет назад, замедляется. Очевидно, потенция развития исчерпана, поэтому рост разнообразия прекратился.
Разнообразие организаций не растёт беспредельно. Старые распадаются, им на смену приходят новые. Наблюдается радиоактивный распад уже существующих химических элементов. Дезинтеграция редко приводит к новизне,
обычно происходит возврат к прошлому. При распаде одного крупного атома
образуются более простые, но уже известные атомы таблицы Д.И. Менделеева.
Новизна может возникнуть только при последующих интеграциях (комбинациях) фрагментов.
Видообразование (по данным палеонтологи) в биосфере шло с ускорением.
Ускоренная модернизация подсистем биосферы свидетельствует о том, что эти
процессы в прошлом происходили на крутом участке S-образной кривой ЖЦ.
Не исключено, что в наше время развитие биосферы завершается. Возможно,
человек своей деятельностью уже запустил процесс стагнации «естественной»
биосферы. Замедление прироста численности людей на планете [96] свидетельствует о завершении стадии юности человечества. Но наметился процесс развития «искусственной» биосферы под руководством человечества.
Окончательная гибель биосферы вместе с человечеством произойдет через
несколько миллиардов лет, когда Солнце станет «красным гигантом» [127]. Но
раньше этого могут произойти другие катастрофы. Будем надеяться, что разум
151
в какой-то новой разновидности найдет способ предотвращения космических
катастроф. Но пока биосфера и человек восстанавливают потери от космических «ударов» и движений земной коры только за счет воспроизводства численности.
Атомы и молекулы находятся в стадии зрелости, поэтому сравнивать их
разнообразие корректно. Видно, что разнообразие возрастает. Причиной может
быть высокая «валентность» сложных систем. Сложные организации способны легко интегрироваться и дезинтегрироваться, т.к. при этом не приходится преодолевать высокий энергетический барьер (рис. 7.1). «Свободная» рекомбинация увеличивает частоту проб и ошибок, следовательно, увеличивается
вероятность возникновения очередной «конструкции».
Разнообразие новых организаций зависит от количества возможных ат-
тракторов, количества комбинируемых элементов, способов комбинирования и механизмов отбора удачных конструкций, интервала времени,
предоставленного эволюцией для «проектирования» организаций, темпа
вариаций и пр. [179]. Поясним наглядным примером.
Пусть в стандартном бумажном поддоне для хранения куриных яиц имеется 30 ячеек. Если бросать горстями шарики на поддон, то со временем заполнятся все 30 ячеек, но не более. Если в поддоне всего 3 ячейки, то вариантов
будет мало. При увеличении размеров поддона количество вариаций возрастёт,
их предел определится длительностью опыта и наличием шариков. Если длительность эксперимента мала, то не все ячейки будут заполнены.
Если шарики разноцветные, то можно заняться перекладыванием их из
ячейки в ячейку, создавая мозаичные рисунки. Мозаичный рисунок на поддоне
всегда представлен единственным экземпляром. Чтобы создать новый рисунок,
следует разрушить прежний. Для появления одного большого агрегата, требуется использовать множество малых агрегатов. Например, для строительства
одного дома требуются тысячи кирпичей.
152
Выводы
1. Источником движения вещества является мировой субстрат. Расшире-
ние Вселенной (субстрата) понижает концентрацию энергии. Понижение концентрации энергии уменьшает созидательную активность природы.
2. Для обеспечения притока ВЭИ этапы эволюции вещества направлены на
понижение концентрации внутренней (связанной) энергии.
3. Микроагрегаты (автотрофы) обеспечивают свои функции энергией суб-
страта. Но живое вещество нуждается в потреблении ВЭИ из окружающей
среды.
4. Вектор развития вещества направлен в сторону снижения внутренней
энергии организаций и минимума её диссипации, что достигается процессами
агрегации.
5. Высота энергетических барьеров, разделяющих энергетические ниши,
монотонно (нелинейно) понижается. При достижении определённой сложности
мультиагрегаты приобретают способность размножаться и потреблять кинетическую энергию из окружающей среды. Чем выше лабильность связей, тем
больше требуется кинетической энергии для их реорганизации.
6. Организованности, возникшие на ранних этапах эволюции, более устой-
чивы. При достижении определённых размеров стохастический каркас мультиагрегатов разрушается.
7. Эволюция есть последовательное преобразование многомерной сети
связей. При этом растёт разнообразие организаций.
8. Жизненный цикл биосферы и человечества завершил стадию роста.
153
ГЛАВА 8. ВЭИ-САМООРГАНИЗАЦИЯ
8.1. Самоорганизация протовещества
В предшествующих главах сделаны обобщения, позволяющие приступить
к исследованию самоорганизации триединой сущности вещества, энергии, информации. Эти понятия неразделимы в онтологическом плане, но аналитические ограниченности сознания вынуждают рассматривать их отдельно.
Мы придерживаемся концепции, что весь наблюдаемый Мир создал себя
сам в процессе самоорганизации первичного мирового субстрата. За точку
начала развития Вселенной принимаем нулевое, сингулярное состояние субстрата. Его генезис остаётся за рамками наших исследовательских возможностей, но экстраполяция в предыдущих главах позволила создать самые общие
представления о возможной структуре субстрата (глава 4).
Основой субстрата является движущаяся материя. Материя — это философская категория, которая в контексте наших моделей является совокупностью элементарных, неделимых структур, связанных в целостный, подвижный,
гетерогенный мировой субстрат. Неделимость следует понимать в том смысле,
что деление (если оно может быть осуществлено) разрушит элементарную
структуру и лишит её необходимых функций.
Вещество есть производное от материи. Связанность, целостность, подвижность, квантованность вещества и материи лучше всего моделируются
многомерной сетью волокон (глава 4). Локальное движение материи в огра-
ниченном объёме создает явление, называемое веществом. Неоднородности
движущейся материи являются нам в качестве вещества и образуют третью
составляющую триединства (ВЭИ) мира — информацию.
«Гофрированные» ячейки сети могут деформироваться (рис. 8.1). Извилины, например, можно растянуть наружу или внутрь, при этом стороны треугольника превратятся в три дуги. Но стороны треугольника — это ещё не вещество. Вещество создаётся локальным вихревым движением.
Соображения, изложенные выше, являются гипотезой. Развитие теоретических знаний всегда исходило из моделирования. Теория относительности
Эйнштейна целиком построена на мысленных экспериментах. Планетарная модель атома Бора навеяна строением Солнечной системы. Элементарные частицы представляются «шариками», т.к. истинная форма их неизвестна. Поскольку
другого пути нет, нам также придётся удовлетворяться мысленными моделями.
154
А
Рис. 8.1. Варианты движения вещества в сети
Исходя из концепции ВЭИ, соглашаясь с теорией суперструн [58] и моделями Демьянова [66], постулируем, что масса есть определённый вид движения
сгустка волокон субстрата. Заряд и спин — это другие разновидности движения. Тонкости этих механизмов в настоящее время представить невозможно.
Очевидно, невозможно точно представить модель локального движения
внутри сгустка из миллионов волокон, так же как невозможно представить стохастическое движение всех молекул газа. Можно только предположить, что
вещество и антивещество, положительный и отрицательный заряды являются
разновидностями симметрии внутреннего движения в веществе.
Поскольку локальное движение может быть только циклическим (вибрации, вихри), механическую модель этого процесса можно представить в виде
клубка или колеса (рис. 8.2), наматывающего на себя нити сети. При движении колеса нить наматывается с одной стороны и одновременно сматывается с
другой стороны обода.
Энергия нитей заключена в вибрациях. При намотке свободная энергия
нити преобразуется во внутреннее вихревое движение клубка (колеса).
Рис. 8.2. Моделирование вещества
При движении в направлении жирной стрелки нить «А» (штрих-пунктир)
втягивается в клубок спереди и выходит сзади. Клубок «поглощает» нить А
вместе с её энергией (пища?), которая используется для поддержания внутреннего устойчивого движения. Так как приход и расход энергии полностью сбалансирован, «колесо» будет катиться с равномерной скоростью (V) до тех пор,
пока какой-либо внешний фактор не изменит скорость движения.
155
Известно, что в микромире энергия поглощается порциями (квантами),
следовательно, нити должны быть дискретными, как чётки. Дискретность нитей
создаётся естественными бифуркациями сети (разветвлениями).
Несложные расчёты приводят к закону равномерного движения системы
колесо — нить V = πfD (f — частота вращения, D — диаметр). В отсутствии
проскальзывания колесо может изменить скорость только после внутренней перестройки, связанной с изменением (fD). Постулируем, что структура не может
самопроизвольно изменять своё (fD) без внешнего вмешательства. Процесс пе-
рестройки внутренних процессов требует затрат энергии, что ощущается
как сопротивление, как сила инерции.
После достижения соответствия между скоростью движения и (fD), внутренняя структура стабилизируется, движение становится равномерным, сила
инерции исчезает. При попытке замедлить движение сила сопротивления
должна будет уменьшить произведение (fD). Таким образом, колесо противодействует любому изменению скорости движения, т.е. обладает инерцией.
Колесо не может находиться в покое, т.к. диффузия энергии из колеса в
сеть приведёт к остановке внутренних процессов (распад). Колесо должно постоянно потреблять энергию из субстрата.
Изменить скорость колеса может оказать только сетевой субстрат или другое колесо. В субстрате может произойти сгущение (разряжение) нитей или же
распределение энергии вдоль нити станет неравномерным. Рассмотрим влияние
этих факторов на колесо.
Если вдоль нити плотность энергии будет неравномерной, то при каждом
обороте колеса порция поглощённой энергии будет другой, соответственно, будет изменяться (fD), и колесо приобретёт ускорение (замедление).
В механике ускорение связывают с действием силы. Данный пример раскрывает сущность понятия «сила». Сила возникает при перемещении клубка
вещества в неоднородной сети. Таким образом, равномерное движение возможно только в однородной сети.
Следует напомнить, что с веществом реально взаимодействует множество
нитей. Одновременно двигаться по множеству нитей с разными скоростями невозможно. Инерция и скорость движения являются результатом статистического усреднения взаимодействий множества колёс и множества нитей. Если при
движении тела количество однородных нитей-рельсов не изменяется, то движение будет происходить с постоянной скоростью и без сопротивления. Чем
больше перематываемых нитей, тем больше энергии «протекает» через колесо.
В целом это приводит к увеличению внутренней энергии колеса, что может вы-
156
разиться, например, в повышении частоты вращения. Как следствие, вырастет
В
В
1
А
скорость движения колеса. Поэтому, чем больше нитей наматывает колесо, тем
выше скорость движения. Периодическое добавление (убавление) нитей будет
создавать ускорение и проявляться как сила инерции. В неоднородной сети при
существовании градиента плотности энергии (который можно назвать полем) тело-клубок самопроизвольно будет двигаться в направлении повышения концентрации энергии (поиск пищи).
На основе нашей модели можно раскрыть сущность понятия «инертная
масса». Исходя их уравнения (F = am) сила инерции пропорциональна массе.
Для движения «колеса» по одной нити требуется сила F, для множества нитей и
множества внутренних «колёс» сила инерции должна пропорционально увеличиться. Следовательно, смысл понятия «масса» раскрывается как количе-
ство внутренних «колёс», наматывающих «транспортные» нити, или как
количество внутренней энергии вещества. Этот вывод согласуется с зависи-
мостью E = mc2.
На основании проведенного моделирования попытаемся объяснить природу гравитации (F=Gm1m2/r2) и гравитационного поля. В современной науке отсутствуют четкие представления о природе гравитации. Известно, что гравитационное поле имеет сферическую симметрию и тела притягиваются с силой
F = Gm1m2/r2.
Рис. 8.3. К пояснению гравитационных сил
На рис. 8.3 показана система тяготеющих тел А и В, «вплетенных» в сетевой субстрат. Энергия системы складывается из внутренней энергии тел А и В
плюс энергии волокон субстрата, связывающих тела.
Каждая система стремится минимизировать внутреннюю энергию, чтобы
повысить устойчивость, и для этого осуществляет соответствующую перестройку структуры. В нашем случае возможно или сближение, или удаление
тел А и В. Должен реализоваться тот вариант, который понизит энергию системы. Движение по «орбите» исключаем по условиям задачи.
157
Если тела А и В сблизятся, то количество нитей, проходящих через «В1»,
увеличится. Согласно анализу, проведенному выше, тело должно самопроизвольно двигаться в направлении сгущения нитей. Если при движении концентрация нитей постоянно возрастает, то тело будет двигаться с ускорением. Появление ускорения эквивалентно действию силы. Эта сила и есть сила тяготения (гравитация). Совпадение величин инерционной и гравитационной масс не
случайное, т.к. в основе лежит единая сущность.
Если тело В станет удаляться от А, то «проходных» рельсов будет становиться меньше, следовательно, скорость будет уменьшаться, т.е. как бы возникнет сопротивление.
Из модели вытекает важное следствие. Масса не является константой.
Масса может изменяться не только в результате изменения скорости движения
(подтверждено экспериментами и объяснено СТО), но также при движении в
гравитационном поле (градиент плотности нитей). Тело в свободном падении
должно увеличивать свою массу. Это можно проверить экспериментально, но
такие эксперименты автору неизвестны. Поэтому уравнение Ньютона
(F = Gm1m2 /r2) может претерпеть изменение. Масса в числителе должна из-
меняться в зависимости от расстояния между телами.
Другим следствием является G ≠ const. Если Вселенная расширяется, то
«сеть» должна растягиваться. Если представить, что одновременно с гравитационным сближением тел А и В «растягивается» расстояние А — В, то должна
возникнуть аномалия в уравнении Ньютона. Может быть, аномалии в движении
космических тел, приписываемые «темной материи», являются следствием неполноты уравнения Ньютона.
Третьим следствием является с ≠ const. Структуру вакуума мы моделируем
сетью из суперструн. Взаимодействие массивных тел с сетевым субстратом
влияет на распределение в нём энергии, следовательно, состояние вакуума
должно изменяться по мере удаления от тяготеющего тела. Наличие градиентов
состояния вакуума должно изменять скорость света. Поэтому постулат о постоянстве скорости света в вакууме (как и другие мировые «константы») можно
поставить под сомнение.
8.2. Самоорганизация неживого вещества
Абстрактное понятие «самоорганизация» обобщает множество механизмов
её осуществления. Поэтому надо условиться о смысле термина «самоорганизация», прежде чем начать его использовать. Н.Н. Моисеев писал: «Сегодня всё
158
чаще и чаще, даже в областях, далеких от физики, используют термин «самоорганизация»… Условимся называть самоорганизацией такой процесс изменения
состояния (или характеристик), который происходит без целенаправленного
(может, лучше — целенаправляемого) начала, каковы бы ни были источники
целеполагания. Можно говорить и о стихии самоорганизации — здесь мы
ошибки не сделаем» [57].
«Самоорганизация — это свойство, изначально присущее материи. Ученые
наблюдают это свойство в экспериментах, но объяснение, возможно, придет
позже, когда будет достигнут более глубокий, чем сегодня, уровень знания о
природе вещества и вакуума» [188].
А.П. Назаретян высказал предположение, что «потребность (нужда) в ак-
тивности представляют собой не одну из многочисленных нужд живого существа, а своего рода метапотребность органической материи, которая, воплощаясь в каждом отдельном организме и связывая его со всей системой биосферы,
становится лейтмотивом его существования». Каждый организм, равно как и
любой его орган, будучи частью системы (популяции, биосферы), запрограммирован на сам процесс функционирования» [160].
Целесообразно рассмотреть понятие «адаптация», как вариант самоорганизации. Если некоторая организация существует, следовательно, она препятствует деструктивным влияниям среды, что «представляет собой целенаправленную
самоорганизацию, при котором система определяет критерии своего поведения
и осуществляет их выбор» [139].
В настоящей работе мы развиваем идею, что эволюция происходит по универсальному алгоритму. Развитие Вселенной можно представить как эволю-
цию неоднородностей, т.е. эволюцию информации. Вектор эволюции изна-
чально задан расширением сетевого субстрата. Эволюцию ВЭИ следует рассматривать в триединстве.
Идея направленности эволюции не нова. В подтверждение можно привести высказывание А.А. Любищева [135]. «Вселенная не хаос, а Космос, эволюция основана не на борьбе хаотически возникающих изменений, а на имманентном законе эволюции и на наличии подобного сознанию творческого начала. Шаги в этом направлении делали К.Э. фон Бэр, С. Майварт, А. Келликер,
С.И. Коржинский, Э. Коп, К.К. Шнейдер, А. Бергсон, Л.С. Берг, П. Тейяр де
Шарден, О. Шиндевольф и многие другие. Рать антидарвинистов не так мала,
как думают, и это неудивительно». То есть по А.А. Любищеву эволюция — это
«…осуществление начал, заложенных в самом развивающемся существе» [136].
159
В числе противников случайной эволюции состоял также Н.В. ТимофеевРесовский. В своей последней эволюционной статье [Природа, 1980, № 9] он
признал, что дарвинизм следует дополнить принципом прогресса. Дарвинизм и
номогенез одинаковы в том отношении, что игнорируют активность особи —
она в этих учениях не живет, а лишь предъявляет свои заранее данные качества.
Чтобы понять механизмы самоорганизации, следует выявить инварианты
развития. В предыдущих главах показано, что главным трендом эволюции является синтез всё более крупных и сложных агрегатов вещества. Каждый следующий ярус создавался из готовых блоков предшествующих ярусов. Возникают всё более разнообразные агрегаты. Образование вещества сопровождается
понижением концентрации связанной энергии и экономным её расходованием. На ранних этапах развития Вселенной доминировали жесткие структуры, связанная энергия и атрибутивная информация. В зрелой Вселенной
преимущество переходит к лабильным структурам, кинетической энергии и
оперативной информации.
Каждый новый надстраиваемый ярус становился менее прочным. Связующий каркас становился более лабильным, перестройки не требовали слишком
больших затрат энергии, разнообразие организаций увеличивалось за счёт комбинаторики.
Наиболее значимые взаимодействия происходят между ближайшими соседями. Взаимодействие может приводить к слиянию частиц или отталкиванию.
Полная идентичность элементов явление маловероятное, поэтому взаимодействия между элементами должны быть асимметричными. Даже одинаковые
атомы газа отличаются величиной кинетической энергии.
Объединение в агрегат осуществляется для энергетической оптимизации
организации. «Оптимизация (выбор наилучшего варианта) любой реальной системы возможна лишь в порядке нахождения компромисса между противоречивыми требованиями оптимизации различных её параметров и целым» [92].
Поиск компромисса может происходить между двумя, тремя и более элементами одновременно. Наиболее вероятно взаимодействие между двумя элементами. Если при этом достигается взаимовыгодное энергетическое состояние, то
образуется дуэт. Дальнейшие взаимодействия происходят между дуэтами, в
итоге которых возникают квартеты, далее октеты, пока не возникнет всеобщий
союз — организация. Эта модель идеализированная, так как на практике могут
возникать другие комбинации (трио, квинтеты и пр.). В агрегат сливаются не
любые объекты, а только те, которые в комбинации повышают устойчивость.
160
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]