Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Организация мироздания. Тектология ХХI. Монография
.pdf
Из классической механики известно несколько видов энергии. Кроме кинетической энергии (mv2/2), появились представления о потенциальной энергии, импульсе и работе. Были открыты законы сохранения импульса, эквивалентного перехода потенциальной энергии в кинетическую и обратно, переход
работы в теплоту и обратно [88]. Эти законы подтверждают единую природу
всех видов энергии. Если кинетическая энергия характеризует макроскопическое движение вещества и может переходить в потенциальную (и обратно), то
сущностью потенциальной энергии предположительно также является скрытое,
внутреннее движение. Подтверждено, что потенциальная энергия сжатого
газа заключена в хаотическом движении молекул. Температура также определяется средней кинетической энергией молекул Е = 3/2RT.
Однако сущность потенциальной энергии поднятого тела, потенциальной
энергии сжатой пружины, потенциальной энергии электрического поля остаётся невыясненной. В химии существует понятие «энергия химических связей»,
«химическая энергия», которая может переходить в тепловую энергию, измеряться в килокалориях [119]. Но какая скрытая форма движения «спрятана» за
этими понятиями, до сих пор не очень ясно. Можно предположить, что в этом
движении участвуют электроны (валентные колебания), фотоны (электромагнитные поля), колебания частей молекулы (крутильные, деформационные
и др.).
В физике давно используется «таинственное» понятие «поле», которое
проявляется как сила, действующая на другие тела в окрестностях вещества
(источника поля). Современная физика открыла четыре вида взаимодействия.
Гравитационные и электромагнитные взаимодействия распространяются на
бесконечное («дальнее») расстояние. Электромагнитное взаимодействие с точки зрения квантовой механики осуществляется как обмен фотонами, а гравитационное — обмен гравитонами. Агрегаты вещества возникают благодаря гравитационному и электромагнитному взаимодействию. К классу электромагнитных взаимодействий можно отнести химические, оптические, механические и
тепловые процессы. Галактики, звёзды, планеты, астероиды порождаются гравитационным сжатием пыли и газа.
Сильное и слабое взаимодействие осуществляется на очень малых рас-
стояниях [74]. Сильное взаимодействие связывает нуклоны в атомном ядре посредством обмена мезонами. Обмен глюонами объединяет кварки в нуклоны
(слабое взаимодействие). И в этих ситуациях энергия взаимодействия (свя-
зей) также определяется движением связующих частиц (ингрессия).
71
XX в. принёс новые открытия. Работами Лоренца, Пуанкаре и позже Эйн-
штейна было показано, что масса и энергия есть разные меры одной и той
же физической сущности (Е = mc2) [64]. Частичная потеря массы в какой-либо
системе должна приводить к высвобождению огромного количества «атомной»
энергии. Идея пустого пространства, в котором движутся атомы — шарики, исчерпала себя. «То, что казалось пустым пространством, в действительности
кишит виртуальными частицами. Вакуум не безлик, а полон энергии» [64]. Таким образом, энергия без вещества — как улыбка без лица.
Материя, вещество, движение, энергия постоянно связываются с понятиями «пространство», «время». Ещё в 1870 г. математик Клиффорд предполагал,
что вещество — «это холмы на ровной поверхности пространства», т.е. он рассматривал единство пространства и вещества. В прошлом веке Уиллер высказывал: «Вещество — это вихри в пустом пространстве, возбуждение вакуумной пены» [58] (подразумевается материальность вакуума).
Для объяснения природы взаимодействий потребовалась многомерная математика. Пятимерная теория Калуцы объяснила гравитацию, как волны в
трехмерном пространстве, а электромагнетизм — как волны в пятом измерении
(кривизна пятого измерения). Электрический заряд — это искривление пятого
измерения.
В теории суперструн все силы в природе стали рассматриваться как волнообразные деформации разных пространственных измерений [58]. Масса (скрытая форма движения) создаёт гравитационное силовое поле. Заряд создает электрическое поле. Локальное движение внутри вещества индуцирует в окрестностях тела другое движение, как вибрирующий в воде поплавок создает вокруг
себя волны. Энергию взаимодействий связывают с кривизной простран-
ственных измерений.
В теории суперструн развивается идея интеграции вещества и энергии на
основе движения материи. Для этого пришлось отказаться от моделей неделимых, однородных недеформируемых элементарных частиц вещества. Частицы
стали моделироваться кольцами, микроскопическими петлями, способными совершать разнообразные волнообразные движения [58]. Одна из скрытых, локальных форм движения воспринимается сознанием человека как масса. Электрический заряд является другой разновидностью скрытого, локального движения. Энергия «частицы — струны» зависит от спектра внутреннего движения.
Энергия вакуума заключена в суммарном движении всех суперструн.
Суперструны эмпирически обнаружить невозможно, они являются теоретическим прорывом в мировоззрении. Один из разработчиков теории су-
72
перструн Б. Грин пишет: «Хотя эти теории возникли в качестве полноправных
решений уравнений теории струн, большинство из них не имеет никакого отношения к наблюдаемому миру» [58]. Такова драма познания первооснов. Многие теоретические модели невозможно ни доказать, ни опровергнуть. Однако
утвердилась идея, что под покровом абстрактных понятий «вещество» и
«энергия» скрывается движение материи.
Редукция понятий «вещество» и «энергия» к их фундаментальной сущности (движению) позволяет по-новому взглянуть на понятие «сила», например,
на силу инерции (F = am), силу тяжести (F = Gm1m2/r2), силу Кулона
(F = Кq1q2/r2) [88]. Мы видим, что все силы (F) являются функциями ускорения
(а), массы (m), заряда (q), сущностью которых, как показано выше, является
движение материи. Поэтому основную парадигму общей теории относительности, что гравитационные силы, возникают как следствие кривизны пустого (без
материи) пространства, следует считать мифом.
В механике существует понятие «импульс» (р = mv) и закон его сохранения (р = const) [88]. Масса (m) — скрытая, локальная форма движения, а скорость (V) — это характеристика нелокального движения — перемещения. Импульс (p = mv) является произведением двух видов энергии, двух различных
форм движения.
Итак, сущностью понятий «вещество, энергия, сила, поле, масса, заряд, спин» являются движения материи. Механика и классическая термоди-
намика описывает состояние агрегатов вещества, состоящих из атомов и молекул, организованных электромагнитными и гравитационными взаимодействиями. Квантовая механика изучает «странности» поведения более мелких
структур, организованных слабыми и сильными взаимодействиями. Совсем
неизученными являются структуры материального субстрата и движение в нём.
Изложенного выше достаточно для доказательства единства вещества и энергии, но для полноты необходимо понять природу информации, пространства
и времени.
4.2. Единая теория информации, пространства и времени
Дискуссии о природе времени и пространства не прекращаются тысячи лет
[218]. Понятие «время» всегда ассоциировалось с движением, с протеканием
процессов. По Платону время сотворено демиургом вместе с космосом, является в движении небесных тел и подчиняется закону числа («Тимей»). По Аристотелю время связано с движением, но не есть движение. «Время есть число
движения» («Физика» lV) [6].
73
Августин считал, что до сотворения Мира не было никакого времени.
Время можно рассматривать как начало всего текущего. Августин отвергает
возможность отождествления времени с движением физического мира (Творения). Он ищет меру времени и способ её измерения в индивидуальной душе
субъекта, наблюдателя (субъективизм). Точки зрения Платона, Аристотеля, Августина во многом совпадают.
Напротив, Плотин считал время абсолютным, независящим от наблюдателя, и отделял вопрос о природе времени от проблемы его измерения. Представления Плотина восторжествовали в классической науке в образе абсолютного
пространства, на фоне которого происходят все события. Пространство существует вне времени, а время — вне пространства. Процессы возникают, исчезают, а пространство не изменяется.
По Ньютону время было всегда, ход времени равномерен в прошлом,
настоящем и будущем в любых частях Вселенной и повлиять на него нельзя.
Время Ньютона абсолютно и универсально. Во всех частях Вселенной оно идет
одинаково, от прошлого к будущему.
Вопреки классической науке Кант утверждал, что пространственные и
временные представления, будучи атрибутом объективной реальности, являются феноменом объект-субъектных отношений [95]. Сознание не просто приближенно отражает реальность, оно его моделирует (см. главу 1). Следуя Канту, покажем, что ощущение времени и пространства в сознании является
отражением объективных процессов движения материи. По этой причине
Г. Миньковский и позже А. Эйнштейн объединили пространство и время в единую систему координат, интуитивно ощущая их единство.
В ХХ в. наряду с представлениями об абсолютном, вселенском времени
возникли представления о локальном, субъективном времени. В первой половине ХХ в. в работах В.И. Вернадского появились мысли о времени, как о течении биологических процессов. «Бренность жизни нами переживается как время…» [44].
Подход Вернадского согласуется с точкой зрения Аристотеля и Августина,
но отторгает мистическое отношение ко времени и подводит к мысли о связи
времени с реальными биологическими процессами, которые могут играть роль
«часов». «Часы» (маятниковые, песочные, водяные, солнечные, биологические
и др.) являются эталонами равномерного движения.
Парадигма глобального эволюционизма открыла нашему сознанию «главные часы» Вселенной. Таковым процессом является расширение Вселенной,
сопровождающееся агрегацией — сегрегацией вещества. Именно этот факт по-
74
родил синергетический взгляд на время, как на последовательность появления
новых элементов, новых структур. В рамках синергетической парадигмы время
является характеристикой протекания процессов структурообразования [121].
Развивая синергетическую концепцию времени, А.П. Левич предлагает
ввести понятие субституционного времени, квант которого определяется изменением какого-либо элемента системы [128]. Например, колебательные энергетические процессы внутри клеток могут отсчитывать ход внутреннего времени.
Биосферное время отсчитывается появлением новых видов живых организмов и
т.д. Возникает иерархия «часов» для систем различной соподчиненности.
Т.П. Лолаев формулирует понятие «функциональное время», которое является субъективным восприятием процессов «качественных изменений», происходящих в материальных объектах. Функциональное время имеет начало (образование объекта) и конец (разрушение объекта) [131]. Созидание и разрушение
одинаково ощущаются как течение времени от прошлого к будущему. Например, в песочных часах время можно отсчитывать как по растущей кучке песка,
так и по убывающей. Поэтому движение времени всегда ощущается от прошлого к будущему.
В восточных учениях имеются диковинные, экзотические представления о
схождении и расхождении времени. Эти представления не согласуются с представлениями об абсолютном времени, но легко объясняются концепцией функционального времени. Например, отделение фрагмента от целого (раскол политической партии, миграция населения Европы в Америку, распад айсберга на
куски) дает старт новому циклу внутреннего времени образовавшихся фрагментов. В этих примерах мы имеем явление расхождения (дивергенции) времени. Рождение новой структуры запускает отсчёт нового локального времени.
Новые структуры могут возникать только путем комбинации прежних
(синтез молекул из атомов, образование колоний организмов, съезд представителей разных партий). Синтез новой структуры осуществляется из фрагментов,
каждый из которых ранее характеризовался своим внутренним временем. При
синтезе новой структуры из «старых» начинается отсчет нового интегрального
времени. Здесь возникает явление схождения времени.
Возникает идея нелинейного, разветвленного, бифуркационного вре-
мени. Эта идея обсуждается в конце главы. Основываясь на мировоззрении
Канта и современной теории отражения, обоснуем концепцию времени и пространства как результат переживаний в сознании объект-субъектных
отношений.
75
Известно, что устранение некоторых функций сознания исключает пространственно-временные ощущения. При медитациях, наркотических отравлениях, во время сна, в изменённых формах сознания возникают необычные
ощущения безмерности тела, космической протяженности, вечности [9]. Это
доказывает, что переживание времени и пространства является субъективным,
но должна существовать объективная причина, вызывающая эти
ощущения.
Сознание ощущает пространство, «ощупывая» неподвижные предметы некоторым ментальным «метром». Сканировать объект можно различными способами: световым лучом (зрение), звуковой волной (слух), механическим щупом (осязание). Видеть, ощущать или регистрировать приборами можно только
такие объекты, которые взаимодействуют с сенсорами. Пустое пространство не
может вызывать ощущений, т.к. звук, свет и осязание не взаимодействуют с пустотой. Для отображения пустого пространства сознание рисует его виртуальными геометрическими осями, например, декартовой системой координат. Оси
координат существуют только в нашем сознании, также как искусственные
метрики (метр, угол и т.п.). Например, перекрестие оптического прицела способствует достижению цели, но находится вне цели. Оси декартовой системы
координат способствуют ощущению пространства, но находятся только в ментальной сфере сознания. В природе нет ни точек, ни осей, ни углов. Эти абстрактные инструменты принадлежат сознанию человека. Ощущение пространства возникает только при сканировании вниманием множества материальных
объектов расположенных один рядом с другим и способных взаимодействовать
с волнами различной природы.
Пустое пространство — это всего лишь модель, абстрактный образ некоторой объективной реальности. Пустота, даже непостижимым образом искривлённая, не может вызывать ощущений пространства и времени, не позволяет
различать процессы. Согласно второму закону термодинамики совершенно однородная среда содержит максимум энтропии, следовательно, не способна к
самоорганизации, движению, производству информации. Поэтому мировой
материальный субстрат, порождающий ощущение движения, времени,
пространства должен быть подвижным и неоднородным.
Ощущение пространства возникает при движении внимания относительно
неоднородностей материальной среды. Ощущение времени вызывается движением неоднородной среды относительно внимания. Когда рассматривается неподвижный предмет, то фокус зрения перемещается от точки к точке. Сознание
сканирует вниманием объекты реального Мира, запоминая и сравнивания
76
образы. Для того чтобы заметить перемещение внимания из точки А в точку В,
образ объекта в точке А должен запоминаться и сравниваться с образом
в точке В.
Итак, ощущение пространства возможно только при наличии движе-
ния внимания, памяти, и механизмов сравнения образов. Отсутствие внимания, памяти исключает переживание чувства пространства, и этим доказывается его субъективность.
Ощущение времени также основывается на способности запоминать и
сравнивать образы, вызванные некоторыми процессами. Разворачивание
событий перед неподвижным регистрирующим устройством (наблюдателем)
ощущается как время. События — это динамика неоднородностей материального мира. Количественная оценка темпа времени производится путём сопоставления с эталонными, равномерными процессами (часами). Часы могут быть
внутренними или внешними.
Как видно, изменение точки зрения на процессы может перевести понятие
«время» в понятие «пространство», так же как изменение точки зрения на цифры 66 и 99. Например, киноплёнка может рассматриваться как протяженная
структура, как распределение картинок в пространстве. Но если плёнка движется перед неподвижным объективом кинопроектора, то события на экране разворачиваются во времени.
Итак, единая природа пространства и времени выяснена. Сознание пассивно (время) или активно (пространство) отражает динамику материальных
структур, таким образом, осуществляет приём, переработку и хранение ИНФОРМАЦИИ. Следует добавить, что пассивным сознание не бывает. Даже
движущиеся предметы оно сканирует вниманием, ощущая одновременно и
пространство, и время. Для того чтобы дальше продвигаться к пониманию пространства-времени, необходимо внести ясность в толкование понятие
«информация».
Термин «информация», первоначально означающий «осведомление»,
«разъяснение», К.Э. Шеннон использовал при разработке теории передачи сигналов по каналам связи [232]. В 50-х гг. ХХ в. Н. Винер сделал информацию
основой кибернетики, наделив животных и машины способностью оперировать
информацией [47]. Н. Винер не раскрывал природу информации, но отмечал,
что информацию нельзя отождествлять с энергией и материей. Как станет ясно
в конце этой главы, «отец кибернетики» ошибся.
Кибернетик У.Р. Эшби интерпретировал информацию, как передаваемое
разнообразие, понимая разнообразие как совокупность различных элементов,
77
связей и отношений [240]. По Урсулу информация — это отраженное разнообразие [215]. Кастлер Г. [99] толковал информацию, как меру устранённой неопределённости (предполагается субъект). Таким образом, «функционалисты»
информацию связывают с сознанием, с функционированием живых объектов и
кибернетических автоматов, отдавая предпочтение разумным системам. Они
допускают толкование информации как атрибута материи, но все же рассматривают только ту её часть, которая «отразилась» в сознании человека или на
других материальных носителях. Однако необходимо понять, что же отража-
ется в сознании.
«Атрибутисты» оценивают информацию как меру упорядоченности структур и взаимодействий. По их мнению, хранилищем информации является собственная структура объектов природы [1]. И. Вейцзакер, А.К. Ребане связывали
информацию с формой, массой и энергией. З. Цацковский считал информацию
материальной [223].
А.А. Петрушенко считает, что любой предмет есть овеществленная информация. Информация содержится в системе, информация сама является системой. Информация существует постольку, поскольку существуют сами материальные тела и, следовательно, созданные ими неоднородности [173].
К более глубокому пониманию информации, по нашему мнению, подошёл
академик В.М. Глушков [56]. В его определении информация — это мера неоднородности распределения материи (массы) и энергии в пространстве и времени. К недостаткам этого определения следует отнести совместное использование нескольких нечётких понятий (пространство, время, энергия, масса).
Очевидно, что информация порождает чувство пространства (форма у
Вейцзакера), времени (последовательность телеграфных сигналов, букв, слов
и пр.). Информация всегда связана с энергией (передача информации всегда
требует затрат энергии), с материей (любая информация всегда имеет свой материальный носитель), с неоднородностями (в современных вычислительных
устройствах информация записывается в виде неоднородностей в структуре
вещества). Буквенное письмо — это неоднородность окраски бумаги. Любая
структура есть чередование неоднородностей материи и энергии (движения),
поэтому структура определяется как информация.
Функциональная информация является полезным приложением, частным
случаем более общей теории информации. Но для понимания сущности пространства — времени — информации необходимы представления об атрибутивной информации. Мы определяем атрибутивную информацию как «со-
вокупность разнообразных неоднородностей материального континуума».
78
Неоднородность — это количественная и качественная различимость состояния материи и вещества.
Понятия «пространство и время», фигурирующие в определении
В.М. Глушкова, мы исключили из определения, т.к. они являются производными от информации.
Материя является аксиоматической философской категорией, которая при
некоторых условиях вызывает ощущение (осознание, отражение, реакцию) у
потенциального наблюдателя. Любые градиенты в структуре материи являются
атрибутивной информацией. Появление одной структуры после другой, одного
события после другого субъективно воспринимается как движение, процесс.
«Другая» информация опознается только в сравнении с предшествующей информацией. Синтез или распад какой-либо структуры сознанием оценивается
как новизна, как другая информация. Например, движение маятника часов
вправо сменяется движением влево. «Одно» постоянно сменяет «другое». Появление «другой» информации моделируется сознанием как шаг времени. Обороты Земли вокруг Солнца не несут новизны, но отмечают периодическое появление «другого» цикла. Теперь ясно, почему время не может «идти вспять».
«Шаг» времени отмеряется появлением комплекса «других» неоднородностей
вне зависимости от их качества.
Единство пространства и времени состоит в том, что оба ощущения
возникают при считывании оперативной информации с неоднородностей
материального Мира. Различие заключается в способах считывания.
Ось времени существует только в сознании. Объективного времени не существует. Объективно существует изменчивость, движение, динамика не-
однородностей. Исходя из формулы V = ΔS/ΔТ (ΔS — отрезок пути, ΔТ — ин-
тервал времени), скорость процессов (V) также является относительным, субъективным представлением. Характеристика «медленно» или «быстро»
вызывает вопрос относительно чего? Итак, нам удалось с помощью атрибутивной информации перевести время в ранг вторичных понятий, дающих сознанию возможность оценивать цепи событий.
Стрела времени возникает в сознании благодаря существованию памяти. Прошлое реально не существует, но может храниться в памяти. Будущее
является проектом, также содержащимся в памяти сознания. «Настоящее»
определяется длительностью процессов принятия, переработки информации,
загрузки её в «базу данных» и сравнения с тем, что там уже имеется. Настоящее
не миг, а интервал, определяемый длительностью переработки информации.
Настоящее не может быть осмыслено без сопоставления с прошлыми события-
79
ми. Поэтому настоящее есть восприятие совокупной информации, хранящейся в памяти, плюс оперативной информации, поступающей сейчас.
Аналогично одно слово в тексте не имеет смысла в отрыве от предложения. Таким образом, момент «сейчас» — это не просто точка, а точка, добавленная
к отрезку памяти о прошлых событиях.
Особенностью человеческого восприятия времени является память —
классификатор, ранжирующая события в порядке поступления. Но информация
в памяти может считываться в любом порядке, осуществляя путешествие в
виртуальном времени. В данном случае ощущение прошлого времени возникает при сканировании неоднородностей содержимого памяти.
В простых системах фрагменты информации запечатлеваются многократно
в одном и том же блоке памяти. Например, можно многократно фотографировать на один кадр фотопленки. На мостовой отпечатываются следы многих людей. Такое запоминание создает информационный шум, одно изображение «забивает» другое, старое стирается. Если осуществлять запоминание на разных
участках материального носителя, как в кинофильме, то возникает возможность
манипулировать всей информацией без потерь. Памятью обладает не только
мозг, есть память живой клетки, память неживых носителей информации. Запоминание реализуется через изменение структуры материи. Такой памятью
обладают ДНК, структуры мозга, донные наслоения океанических осадков, годовые кольца роста деревьев и др. Запоминание сопровождается изменением
сети нейронных связей в мозге.
Доказав относительность, субъективность понятий пространства и времени, мы не можем игнорировать интуицию великих учёных, которые считали
пространство и время объективно существующими (Плотин, Ньютон), независимыми от человеческого сознания.
Часами может быть любая движущаяся материя и вещество. Люди всегда
стремились в качестве часов использовать линейные процессы, ритмичные колебания. Стандартным человеческим «часовым механизмом» является положение Солнца на небосводе (земное время). Но для введения абсолютных часов
необходимо наблюдать единый для всех частей Вселенной процесс (например,
расширение Вселенной). Однако сознание человека не способно охватывать такие масштабы, поэтому приходится ограничиваться наблюдением локальных
процессов. Кроме того, все процессы развития нелинейные, поэтому в конце
ХХ в. наметился переход к нелинейному мышлению. Можно предполагать, что
аналогичное должно произойти и с метрикой времени. Грядет эпоха нелиней-
ного времени, нелинейных часов.
80
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]