Материал: Концепции современного естествознания. Учебник. Учебное пособие

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Во-вторых, бесконечный мир превращений и движений материи в природе, базирующийся на частных законах (физики, химии, биологии и т.д.) и всеобщих законах (эволюции) также должен приспосабливаться к изменяющимся условиям высоких и малых энергий; высокой и малой плотности; малых и больших масс; низких и высоких скоростей; разбавленным и концентрированным растворам и т.д.

В-третьих, если мы говорим о единстве окружающего нас мира, то это единство должно основываться на единстве принципов развития – изменчивости всего: материи, пространства, времени, законов. Но нам в процессе познания окружающего нас мира и приближения к истине приходится использовать существующие подходы к категории представлений об аксиоме и постулате, гипотезе и теории, наконец, о законе. Но движение в сторону формулировки закона сопряжено с необходимостью на каком-то уровне представлений об объекте познания ограничиться аксиомой или гипотезой, теорией или частным законом. Наконец создать всеобъемлющую теорию Всего1, осмысление которой может нас привести к формулировке фундаментального и всеобщего закона.

Частные и всеобщие законы Природы

Сегодня принято уже говорить о том, что процесс научного познания окружающего мира развивается, опираясь на принцип соответствия Нильса Бора. Его сущность сводится к тому, что теории, справедливость которых доказана для той или иной области физических явлений, с появлением новых более общих теорий сохраняют свое значение как предельная форма или как частный случай новых теорий. Однако делаются попытки относить некоторые законы к разряду основных всеобщих законов Природы (Вселенной, Мироздания). Большей частью такая постановка вопроса абсурдна, поскольку, как мы уже упоминали выше, понятие «Природа» тождественно представлениям о Вселенной и Мироздании. Так что речь идет о Природе.

Ниже мы будем говорить о всеобщих законах Природы в современном существующем представлении о неизменности их во времени и пространстве, хотя и велики сомнения в этом.

Существует устоявшее деление законов на частные, общие, и всеобщие.

В частных законах, как мы упоминали уже, проявляются действия общих и всеобщих законов. А всеобщие законы познаются путем обобщения конкретных явлений, состояний, движений, включая частные и общие законы. Проявление частных законов зависит от состояния среды, масштаба объектов в среде, наличия соответствующих условий, которые обеспечивают переход состояний, вытекающих из закона, из сферы возможного в сферу действительного. Это как раз свидетельствует об изменчивости частных законов, поскольку на них накладываются большие ограничения параметров самого объекта (явления, состояния, движения и т.д. в микро- и макромире); среды (плотность, структура); области применимости закона.

Универсализм применительно понятию «закон» неприемлем. Поэтому желание выдать какие-то законы за универсальные, – не что иное, как попытка «уверовать в него», навязывая исследователям мысль не заниматься его сущностью и описываемыми им явлениями. Подчинять сознание его действию. Подчинять его сущности все формы состояний, движений и изменений в любых системах, средах, на любом уровне организации вещества, материи, в любых пространственно-временных связях. Поэтому резонно относить подобные законы не к универсальным, а к всеобщим, которые одинаково действуют на всех уровнях организации материи в пространстве и времени. Хотя, как мы уже обратили внимание, и они в процессе познания Природы имеют свою область действия. В этом смысле единственным всеобщим законом является развитие. Или, как принято называть эволюция1.

В силу периодически меняющихся условий движения от максимальной плотности информации, заключенной в единице объема с наименьшей сложностью к минимальной плотности информации в единице объема с невероятной сложностью конструкции в нем1.

Примером таких явлений может служить происхождение и эволюция Вселенной. В ней на начальном этапе (в состоянии сингулярности) в единице объема концентрируется максимальная плотность энергии, материи, максимум плотности информации о будущем состоянии Метагалактики при минимальной сложности самой сингулярности2. В современном же виде Метагалактика предстает перед нами как структура невероятной сложности при низкой плотности вещества (около 1·10-31 г/см3), заключенной в ее бесконечном объеме.

Другим примером может являться клетка многоклеточного организма (например, человека). В клетке сосредоточена информация о структуре будущего организма при более простом строении клетки3 в сравнении со сложностью будущего организма. В условиях ее развития из нее «выдавливается» сложнейшая структура необычной информационной сложности при понижении плотности информации в единице объема, оказывающего влияние на состояние самой окружающей среды.

В изложенном виде необходимо говорить о законе сохранения информации в эволюции. В начале развития естественных объектов природы в единице объема максимальная плотность информации заключена в структуре меньшей сложности. В процессе развития природных объектов плотность информации в единице объема уменьшается при увеличении ее сложности и сложности самой структуры. Следствием этого закона может быть: периодичность превращений самой природы из состояния сверхвысокой плотности материи при малой сложности к состоянию минимальной плотности материи и невероятной сложности; невозможность в действительном мире достичь абсолютного порядка или хаоса. Абсолютный порядок невозможен в силу всеобщей изменчивости движения, в силу действия всеобщего закона превращений хаоса – в порядок – хаос и т.д. Это и есть формула непрерывности, дискретности, периодичности и вечности движения и превращений объектов материального мира и самой Природы. Мир бесконечен в многообразии превращений материального мира.

Философия к всеобщим законам Природы пытается относить следующие.

Закон единства и борьбы противоположностей. Он как раз и раскрывает источник самоорганизации и развития объективного мира и познания его. Он исходит из положения, что основу всякого развития составляет противоречие – борьба противоположных сторон и тенденций, находящихся вместе во внутреннем единстве и взаимопроникновении. Но ведь это и есть закон развития (эволюции), основанный на непрерывности движения и «борьбы» хаоса и порядка. Это происходит и в познании в форме противоборства знания и заблуждения.

Закон отрицания отрицания. Он характеризует направление, форму и результат процесса развития. Согласно этому закону развитие осуществляется циклами (в эволюции – периодами), каждый из которых состоит из трех стадий: исходное состояние объекта, его превращение в свою противоположность (отрицание), превращение этой противоположности в свою противоположность (отрицание отрицания). Отрицание – это условие изменения объекта, при котором некоторые элементы не уничтожаются, а через следующее отрицание сохраняются в новом качестве. Этот закон также естественно вписывается во всеобщий закон развития (эволюции), потому как периодически возникают условия отрицания в преобразовании состояний и движений, и весьма близок к всеобщим законам сохранения. Новое всегда отрицает старое, будущее – прошлое. Сын – отца. А во внуке (в третьем поколении) проявятся наследственные признаки отца или матери или того и другой. Но в представлении отрицания сыном отца не заложено низведение этой формулы к этической и моральной сущности общественных отношений.

Закон перехода количественных изменений в качественные. Он как раз вскрывает наиболее общий механизм развития, то есть эволюции. Согласно этому закону количественные изменения объекта, достигнув определенного уровня, приводят к перестройке его структуры, формы, в результате чего образуется качественно новая система. Это и фазовые переходы и бифуркации, возникающие в условиях критических состояний, например, среды.

Физические «всеобщие» законы

Законы сохранения: энергии, массы, вещества, количества движения – также относят к всеобщим. Но в изложенном определении каждый из них представляет собой частный закон: закон сохранения энергии, закон сохранения массы, закон сохранения вещества, закон сохранения количества движения. Например, мера сохранения массы может быть выражена мерой сохранения энергии. То есть закон сохранения энергии в современном представлении фактически является законом сохранения энергии-массы и может быть выражен уравнением А. Эйнштейна . Он указывает на то, что сумма массы вещества системы и массы эквивалентной энергии, полученной или отданной той же системой – постоянна.

Закон сохранения энергии в рамках отдельной замкнутой системы не является строгим, так как абсолютно замкнутых (изолированных) систем в природе просто не существует. Все они являются в той или иной степени открытыми, способными обмениваться веществом, энергией и информацией.

Закон резонанса. Это возбуждение колебаний одного тела колебаниями другого той же частоты. С физической точки зрения, резонанс представляет собой резкое возрастание амплитуды установившихся вынужденных колебаний при приближении частоты внешнего гармонического воздействия к частоте одного из собственных колебаний объекта (системы).

Явление резонанса, как известно, наблюдается и используется в физике, химии, биологии, обществе, а настройка в резонанс может осуществляться путем изменения параметров системы (с помощью так называемых управляющих параметров).

Резонанс, лежащий в основе любых взаимодействий, способен в неживых и живых системах как к их разрушению, так и созиданию новых, устойчивых в новой среде.

Закон (принцип) действия и противодействия. Сила действия равна силе противодействия или: сила противодействия равна силе воздействия. В принципе этот закон есть выражение принципа Ле Шателье – Брауна, или закона динамического равновесия. Если на систему оказывается давление, то система либо противостоит ему, либо изменяет свои свойства в соответствии с новыми свойствами среды. В этом смысле еще раз подчеркнем, что развитие систем не только связано с их приспособительностью к существующим условиям среды, но изменяют саму среду.

Закон причинно-следственных связей: каждое следствие вызвано определенной причиной или определенной совокупностью нескольких причин. Его действие ограничено детерминизмом Лапласа, как и закона (принципа) обратной связи, который может быть переформулирован в принцип действия и противодействия.

В неравновесной термодинамике в процессе эволюции открытых систем хаос непредсказуем. В принципе, мы не можем дать «долгосрочный прогноз» поведения огромного количества даже сравнительно простых механических, физических, химических и экологических систем.

Прогноз их поведения может быть дан на любое желаемое время для предсказуемых систем. Для стохастических (вероятностных) систем (например, бросание монетки и ожидание, что будет: решка или орел) то, что выпадает в данный момент, никак не связано с предысторией процесса. Здесь нельзя говорить о детерминированности и можно иметь дело лишь со статистическими характеристиками – средними значениями, отклонениями от среднего, дисперсиями, распределениями вероятностей.

Есть ограничения этого закона и в квантовой механике, поскольку в ней доминируют вероятности состояний. В этом смысле закон причинно-следственных связей, скорее всего, может быть отнесен к принципу, действие которого ограничено условиями вероятности. К тому же все взаимодействия (действия и противодействия) являются энергоинформационными – стало быть, используя выше представления о законах сохранения, мы можем говорить также об их не всеобщности. Это касается и закона (принципа) корпускулярно-волнового дуализма, подобия и др.

Согласно И. Канту, законы природы устанавливает познающий ее человек (поскольку Природа не познает самою себя. – Авт.). И иных способов познания просто не существует, кроме познания разумом Природы и себя в ней. Но непримиримым противником научного реализма выступает традиция, восходящая к шотландскому философу Д. Юму. В соответствие с ней формулируемые законы Природы являются ничем иным, как описанием наблюдаемых регулярностей. По представлениям же С. Вайнберга законы Природы не только основаны на человеческой логике их осмысления, но и материальны, как камень. И в перечислении этих отношений в области познания возникает главный вопрос: являются ли наблюдаемые разумом закономерности в природных явлениях необходимыми и всеобщими?

Изменчивость самой Природы

Существующие представления о вечности Вселенной до недавнего времени базировались на неизменности фундаментальных постоянных. Таких постоянных физики насчитывают 29, включая постоянную гравитации, постоянную Планка, скорость света, постоянную тонкой структуры альфа и другие.

Значимость постоянной тонкой структуры альфа, введенной физиком-теоретиком А. Зоммерфельдом, состоит в описании электромагнитного взаимодействия. Оно отвечает за силу, с которой атомные ядра притягивают и удерживают окружающие их электроны, и вероятность поглощения фотона атомом. Другой важнейшей особенностью постоянной альфа является ее безразмерность, или независимость от земных единиц измерения.

Однако тончайшие измерения фундаментальных постоянных привело к неожиданному результату. Во времени они не представляют собой постоянные и также подвержены изменениям1. Например, G – гравитационная постоянная (6,67259·10-11 м3/кг·см2), измеренная с точностью 0,01%, возможно, не является фундаментальной постоянной, как и постоянная альфа. Одни ученые связывают это с изменчивостью их значений во времени, а другие уповают только на ошибки в точности их измерений…

Что может стоять за непостоянностью фундаментальных констант? А то, что если допустить, например, увеличение гравитационной постоянной во времени, то это приведет к сжатию Земли. Луна переместится ближе к планете, а сама Земля переместится ближе к Солнцу. Это спровоцирует повышение температуры поверхности Земли и станет причиной уничтожения жизни на нашей планете. Постоянная гравитации как бы «подогнана» к возможности существования жизни на нашей планете.

Изменение постоянной структуры альфа на 4% (равной 1/137) может привести к прекращению синтеза углерода в звездах, что не привело бы к появлению углеродной жизни во Вселенной. А поскольку окружающий нас мир таков, каким мы его наблюдаем, стоит только удивляться, насколько идеально фундаментальные константы согласованы друг с другом. Ибо изменение одной неизбежно приведет к изменению других констант.

В этом смысле возникает самый сложный вопрос: почему значения фундаментальных постоянных такие, а не другие? Это случайность или порядок, «установленный» сверхразумностью, сотворившей наш Мир? Скорее закономерность…

Исследованием постоянной структуры альфа ученые, улавливая далекий свет, идущий от квазаров, отстоящих от нас на расстоянии 12–13 млрд световых лет пытаются выяснить, изменчива ли она во времени или нет. Считается, что, если она изменчива, то в прошлом ее значение могло быть другим.

Таким образом, если изменчивость фундаментальных констант во времени будет доказана, то есть они на самом деле окажутся переменными, то сами законы Природы, да и она сама, должны быть подвержены эволюции. Именно в этой изменчивости может скрываться вся сущность ее самой в направлении увеличения ее сложности в рамках непрерывного тиражирования в ней самоорганизованных структур.

На сегодня наиболее логически непротиворечивой является модель многокомпонентной вселенной. То есть Вселенная состоит из бесконечного количества Начал, по типу Большого взрыва, из множества вселенных, которые независимо возникают в разные моменты времени, и пены сверхплотного скалярного поля между ними. Поэтому вселенная (в представлении Супермира – множества вселенных) бесконечна и в пространстве и во времени. Даже допускается, что в разных вселенных могут существовать разные законы, разные элементарные частицы.