Мы чувствуем себя в неоплатном долгу перед всеми, кто внес вклад в нашу работу, кто поддерживал нас в трудные времена, с кем на протяжении сорока лет обсуждались проблемы возможных путей развития общества.
Мы сожалеем, что не можем здесь перечислить всех, так как в работе принимало участие очень много ученых и специалистов из самых разных областей.
В ходе обсуждений и дискуссий рождались и крепли многие идеи, изложенные в книге. Трудно сейчас определить источник каждого утверждения, но вся ответственность за них лежит на авторах книги.
К сожалению, многих из тех, кто разделял нашу позицию и оказывал поддержку, уже не стало, и мы считаем своим долгом назвать эти Имена: В.Г.Афанасьев, Р.О.Бартини, А.И.Берг, В.Ф.Болховитинов, М.И.Гвардейцев, В.Г.Глушков, И.А.Ефремов, И.М.Забелин, Г.А.Зайцев, Э.В.Ильенков, А.Н.Колмогоров, Н.Н.Моисеев, С.П.Новиков, В.В.Парин, Л.С.Понтрягин, А.И.Прохоров, В.С.Семенихин, Н.М.Федоровский, В.В.Чавчанидзе, Ю.И.Черняк, Ш.Шамиль, А.Л.Яншин.
И каждый из названных ведущих ученых страны внес неоценимый вклад в развитие науки, всегда стимулировал и поддерживал поиск новых идей, направленных на развитие общества.
Мы хотим назвать Имена талантливых ученых этого направления: А.Е.Арменский, В.И.Беляков—Бодин, И.Бутин, Л.Н.Вдовиченко, М.Ветцо, Б.В.Витман, А.Л.Гуревич., Э.Евреинов, М.М.Истомин, В.П.Казначеев, В.М.Капустян, А.А.Кокошин, Д.С.Конторов, В.Лазарев, М.Ларуш, А.А.Макаров, В.В.Минин, Н.В.Михайлов, С.П.Никаноров, Р.Н.Образцова, А.Е.Петров, С.Б.Пшеничников, Д.Робинсон, В.Я.Розенберг, К.В.Рудаков, Ю.С.Саврасов, В.Славин, А.Д.Урсул, В.С.Чесноков, И.В.Юмашев, Ю.В.Яковец, Ф.Т.Яншина, Н.Ю.Яськова.
Мы будем счастливы, если книга послужит развитию направления в целом, и уверены, что творчество и настоящие идеи проложат путь через хаос заблуждений.
Выражаем особую благодарность руководству Фонда им. В.И.Вернадского — его Президенту Р.И.Вяхиреву и Генеральному директору К.А.Степанову за финансовую поддержку в выпуске книги.
Мы хотим выразить признательность всему профессорско-преподавательскому составу Международного университета природы, общества и человека «Дубна», и особенно нашей моральной опоре — В.В.Аникиеву, Ю.А.Воронину, И.М.Граменицкий, В.Н.Добрынину, Г.А.Емельяненко, Н.В.Короновскому, С.П.Курдюмову, Г.Л.Мазному, А.А.Рацу, А.Д.Сахарову, И.Л.Ходаковскому, М.С.Хозяинову, Е.Н.Черемисиной, В.Г.Черепановой, А.С.Щеулину, Е.Г.Яковенко.
Особую благодарность авторы хотели бы выразить всему коллективу кафедры «Проблем устойчивого развития» Международного университета природы, общества и человека «Дубна», а также Г.А.Володиной, М.А.Молодоженцевой, Д.А.Полынцеву за помощь в подготовке книги к изданию.
Введение в проблему
1. 1. Актуальность проблемы
В настоящее время регионы мира сталкиваются с риском необратимого разрушения окружающей среды. Управление в социальных и экономических системах, не согласованное с возможностями природной среды, ее воспроизводственной способностью и законами природы, явилось причиной возникновения тенденций, влияния которых ни планета, ни ее население не смогут долго выдержать: экстенсивный экономический рост разрушает природную среду, приводит к экологической деградации, а это в свою очередь подрывает ресурсную базу и процесс экономического роста. Речь идет не об отдельных кризисах (экологическом, экономическом, производственном), а о едином системном кризисе глобальной системы человек-общество-природная среда.
Общество вступило в такую фазу, когда актуальные проблемы его безопасности и перспективы развития тесно переплелись и стали предметом специальных научных исследований, как на национальном, так и международном уровнях.
За три последних десятилетия различными учреждениями ООН выдвинут ряд новых концепций и программ глобального развития. Обсуждение в ООН этих концепций привело к пониманию, что прежние подходы устарели, и выявило необходимость в интеграции огромного многообразия представлений о путях и закономерностях развития. Было достигнуто понимание, что социально-экономические, экологические и политические решения невозможно рассматривать в отрыве от состояния и законов природы. Нужен новый подход.
На 42-й сессии Генеральной Ассамблеи ООН в 1987 г. были одобрены концепция и принципы устойчивого развития общества, подготовленные Международной Комиссией по окружающей среде и развитию.
В 1992 г. в Рио де Жанейро принципы устойчивого развития были рекомендованы всем странам в качестве руководства к разработке собственных концепций и программ.
Международной Комиссией по окружающей среде и развитию было заявлено: "Мы способны согласовать деятельность Человека с законами природы" с целью перехода к Устойчивому развитию общества.
Однако научно-обоснованной системы согласования решений с естественными законами предложено не было. Предполагалось, что каждая страна и регион самостоятельно разрабатывает концепцию и программу перехода к устойчивому развитию.
С тех пор прошло 13 лет. Ситуация в мире по свидетельству многочисленных научных публикаций и официальных сообщений ООН, мягко говоря, не улучшилась. Глобальный системный кризис разрастается. До сих пор отсутствует система согласования решений в различных предметных областях с естественными законами, что еще больше усугубляет положение, приближает глобальную систему к "критической ситуации".
И это не удивительно, так как проблема имеет не только региональные, но и глобальные корни. Без их понимания самостоятельно решить региональные проблемы перехода к устойчивому развитию в течение длительного периода времени принципиально нельзя.
Никому же не придет в голову говорить о региональной философии или о региональной математике, физике, химии. Все эти области знания являются общечеловеческими ценностями, но именно они составляют теоретическую и методологическую базу устойчивого развития не только глобальной, но и любой региональной и локальной систем.
Естественно, что в такой ситуации возникает вопрос:
Что мы знаем о законах глобальной системы?
Если собрать все учебники Высшей школы от философии, математики, физики до экономики и права, то обнаруживается удивительная вещь: Законов природы, с которыми нужно согласовывать практическую деятельность, чтобы обеспечить устойчивое развитие общества во взаимодействии с окружающей средой, в учебниках просто нет.
В физике широко известны законы сохранения. Но при чем тут развитие? Положение усугубляется тем, что единственный широко известный в физике закон, характеризующий направление изменений, - второй закон термодинамики - определяет направление эволюции систем в сторону их деградации и распада. Он "не укладывается в посылки, в которых установлена ЖИЗНЬ как космопланетарное явление".
В теоретической физике не существует принципов, из которых следует само существование и развитие жизни как глобальное явление.
Само понятие "устойчивость" относится к классу физических систем, стремящихся к равновесию и, следовательно, теряющих способность работать. Более того, известные законы сохранения в физике открыты как идеальные конструкты в предположении замкнутости системы.
Сказанное в равной мере относится и к законам химии.
Известные законы в биологии не удовлетворяют общенаучному принципу инвариантности, что делает невозможным их использование для долгосрочного прогноза и управления процессом развития.
Этим же недостатком страдают в еще большей мере законы общественного развития, представленные лишь вербально.
Для решения этих проблем использование системного анализа, теории систем неэффективно - в них существует "черная дыра" - отсутствует объективный критерий развития и управления такого класса систем, к которым относятся природа - общество - человек.
Таким образом, существует серьезная научная проблема, от решения которой зависит судьба Земной цивилизации - обеспечение устойчивости развития глобальной системы.
Анализу этой проблемы и посвящена данная работа. Ее цель - научное обоснование принципов и законов сохранения и изменения глобальной системы.
Основные задачи:
· · механизмы согласования решений в различных предметных областях с естественными законами развития глобальной системы;
· · логика проектирования устойчивого развития будущего мира.
Но о каких законах идет речь? Ведь только что было заявлено, что таких законов нет. Их нет в учебниках. Однако они давно известны науке, но по тем или иным причинам в свое время не получили признания из-за ограниченности научных данных, которыми располагали предшественники. Такая ситуация так же хорошо известна, как и пословица "Новое - это хорошо забытое старое".
Было бы ошибкой полагать, что эта проблема возникла только в 70-х - 90-х годах ХХ века. Николай Кузанский и другие ученые еще пятьсот лет назад осознавали эту проблему и видели её корни в ОГРАНИЧЕННОСТИ ЗЕМЛИ.
Мы не будем сейчас перечислять имена выдающихся мыслителей. Научному наследию в нашей работе уделено большое внимание. Здесь же отметим, что многие из них видели не только корни проблемы, но и путь ее решения. Многие крупные ученые связывали этот путь с Космосом.
Однако в разные времена проблема "ограниченности" имела разные названия: "геноцид населения", "угроза тепловой смерти", "истощение ресурсов", "предел роста", "угроза ядерного омницида" и др. В своей истории Человечество многократно проходило разные критические ситуации, войны и дорого за них заплатило. Но каждый раз находились силы, возможности и идеи. Кризисы преодолевались, и развитие сохранялось.
Когда речь идет об ограниченности Земли, то имеется в виду, прежде всего, ее пространственная ограниченность,которую трудно наблюдать, находясь в том или ином месте на Земле, но ее очень хорошо видят космонавты. Земля как целое является маленьким "островком" "бескрайнего" Космоса. Все её материально-энергетические ресурсы сосредоточены в границах Пространства Земли. И поэтому, когда речь идет о пределах роста, то эти пределы являются следствием, прежде всего, пространственной ограниченности Земли. Конечность ресурсов есть следствие ограниченности Земли, а не наоборот.
Но Земля, являясь пространственно ограниченной, не является замкнутой системой. Она непрерывно обменивается потоками энергии с Космической средой, что и обеспечивает ее движение не только в Пространстве, но и во Времени. В ходе этого движения и реализуются естественно-исторический процесс самоорганизации и эволюции не только "косной", но и живой природы, включая Человека и все Человечество.
Целостное рассмотрение этого процесса означает необходимость установления не только внутренних связей, но и связей с внешней Космической средой. И тем не менее, в существующих глобальных моделях не рассматривается взаимодействие Человечества с внешней Космической средой, а следовательно, отсутствует целостность рассмотрения глобальной системы.
Полученный вывод о пределах роста является следствием предположения о замкнутости глобальной системы. Мы же исходим из того, что глобальная система является существенно открытой. В такой ситуации глобальная система может не только не стремиться к равновесию, но и удаляться от него, демонстрируя в ходе своего развития ускоряющийся волновой динамический процесс устойчивой неравновесности Подолинского-Бауэра-Вернадского с прохождением через критические точки неустойчивого равновесия, в том числе и с космической средой. В этом смысле замкнутость является частным случаем открытости глобальной системы и не может служить принципиальным основанием для вывода о пределах роста открытой системы.
В работе показывается, что вывод о пределах роста является частным случаем, справедливым для замкнутых систем. В открытых системах ситуация неустойчивого равновесия преодолевается переходом на другой качественно новый виток развития с расширением пространственно-временных границ существования Человечества - его неизбежном выходе в Космос.
Тем не менее, "Нельзя объять необъятное".
Мы, разумеется, с этим согласны. Но можно в море необъятного выделить главное, общее - то, что сохраняется в глубине происходящих изменений безбрежного мира явлений.
Это общее, сохраняющееся в глубине явлений реального мира, то есть тождественное самому себе, принято называть: в философии - сущностью, в математике - инвариантами, в физике - законами сохранения. Но причем тут развитие и тем более устойчивое развитие? Ведь развитие - это всегда изменение, а не сохранение.
Мы согласны, но сразу же хотим обратить внимание, что сохраняться может не только "застывшее" и "неизменное". Сохраняться может тенденция. В этом случае принято говорить о сохранении тенденции изменения. И если эта тенденция сохраняется на протяжении всего времени существования интересующего нас объекта, то ее принято называть закономерностью, или правилом, устойчивого движения объекта. А если при этом ясна аналитическая связь этого правила с законом сохранения, то такая закономерность приобретает статус закона движения (изменения).
Да, но ведь существует широко распространённое мнение, что над всеми тенденциями доминирует та, которая уменьшает возможности системы совершать работу, и она свидетельствует не о развитии, а скорее, наоборот, о деградации системы.
Мы знаем, что существует такая распространенная точка зрения. И полностью ее разделяем, когда речь идет о явлениях неживой природы. Но мы говорим о проблеме сохранения развития живого, неотъемлемой частью которого является Человек и общество в целом. Мы хотим специально подчеркнуть, что явления неживой и явления живой природы - это разные классы явлений реального мира. Основное противоречие между ними и заключается в противоположности направлений доминирующих тенденций эволюции.
А что же объединяет эти разные классы систем?
Объединяющим началом выступает закон сохранения полной мощности, в соответствии с которым любое изменение "полезной" мощности компенсируется изменением мощности "потерь".
К сожалению, этот фундаментальный закон природы, установленный еще Лагранжем (1789) и активно использованный Дж.Максвеллом (1885), отсутствует в учебниках физики Высшей школы не только у нас, но и в Европе. Но этот закон очень хорошо известен в Японии по работам Г.Крона.
Его тензорный анализ с инвариантом мощности признан Японской Ассоциацией прикладной геометрии "новым этапом в мировой науке", а из рук П.Ланжевена (ближайшего сотрудника А.Эйнштейна) в 1936 г. Г.Крон получил премию "за выдающиеся достижения в физике".
Вся трудность понимания сущности развития органического мира и состоит в том, что он является такой формой движения, где доминируют процессы, которые увеличивают возможность живой системы совершать внешнюю работу в единицу времени, то есть ее полезную мощность. При этом рост полезной мощности компенсируется уменьшением потерь мощности, но находится под контролем полной мощности живой системы. Незнание закона сохранения мощности часто приводит к серьезным недоразумениям и может порождать бурную реакцию: "Но это же невозможно!".
И тем не менее, на протяжении 4-х миллиардов лет на Земле закономерно не наступает то, что давно должно было произойти, если бы действовало только второе начало. На протяжении всего этого времени осуществляется невероятный, вынужденный процесс "превращения невозможного в возможное".
Как же это происходит?
Человечество прошло большой путь и дорого заплатило за право жить в гармонии с Космосом.
Около 4-х миллиардов лет тому назад на Земле сложилась первая планетарно-космическая критическая ситуация. Возникла Земная форма Жизни. Ее эволюция сопровождалась все нарастающей способностью производить работу, увеличивающимися темпами роста полезной мощности, усложняющейся организацией живой материи: растительный мир, животный мир, разум, человеческое общество, ноосфера - таковы основные этапы развития Жизни на Земле. Эволюционный процесс всегда сопровождался конкурентной борьбой живых систем за лучшие условия существования, обеспеченные источниками мощности. В основе этой борьбы лежала неравномерность развития, обусловленная рассогласованием темпов их развития, темпов роста их полезной мощности. Это рассогласование в темпах развития приводило к критическим периодам. В результате побеждали те системы, которые обеспечивали больший темп роста возможностей влиять на окружающую среду.
В мучительном и длительном процессе борьбы за жизнь, длившемся миллионы лет, возник Человек, сумевший создать орудие труда и, благодаря этому, обеспечить больший темп роста потребляемой энергии, чем любой другой вид. В человеке стала развиваться способность мыслить - разум. В отличие от всех других живых систем человек начал изучать себя и окружающий мир, познавать его законы и пытаться их правильно применять для увеличения своих возможностей и удовлетворения потребностей. По мере развития научной мысли становилось все яснее, что причиной различных проблем, конфликтов, кризисных ситуаций является рассогласованность развития частей единого целого. Эта рассогласованность или неравномерность развития частей целого и приводит к столкновению людей, государств, возникновению критических периодов, конфликтов и войн. Со временем возникло понимание, что природа и общество - также единое целое, но развитие частей этого целого не согласовано. Возникло понимание исторической необходимости согласовать все части социальной и природной системы в единый социально-природный процесс. За тысячелетия своего развития человечество повзрослело, набралось опыта и знаний, чтобы взять на себя ответственность за дальнейшую свою судьбу. Именно поэтому единственным выходом из ожидаемой критической ситуации представляется перестройка биосферы в качественно новое состояние - ноосферу.
Прогнозы, выполненные в нашей работе, подтвердили вывод: Человечеству предстоит пройтивторую планетарно-космическую критическую точку. И оно должно быть готово взять на себя ответственность за расширение пространственно-временных границ Жизни, должно быть готово к сохранению развития не только на Земле, но и в Космосе.
Право Человечества как целого сохранять развитие нельзя отменить, как нельзя отменить закон Природы. Но отсюда не следуют правовые нормы ответственности за судьбу будущих поколений.
В космическом корабле "планета Земля" невозможно обустроить "один отдельно взятый отсек". Весь вопрос в том, как именно человечество вступит в космический век, готово ли оно к решению тех проблем, которые возникнут у наших детей и внуков в рамках будущих космических программ сохранения развития цивилизации?
Сказанное выше можно назвать ОСОЗНАНИЕМ космической миссии Разума. Это осознание и дает общечеловеческий "масштаб" для всех видов человеческих деяний. И вопрос: "Зачем, ради чего живешь?" будет становиться все более и более актуальным.
Удивительный ответ на этот вопрос мы обнаружили в высказывании Патриарха Всея Руси Алексия II в своем выступлении о смысле жизни Человечества:
"Творец создал Человечество, чтобы превратить Космос в сад Эдема. Поэтому каждый Человек должен связать свою жизнь с борьбой против роста энтропии, против последствий второго начала термодинамики".
Именно в этом и состоит истинная задача Человечества как целого. Ее решение связывает естественные науки с самой общей постановкой вопроса о нравственности. Впервые появляется возможность соединить высшие достижения естественных наук с высшими достижениями теологии, которая и была хранителем философского наследия Человечества.
2. 2. Истоки. Научное наследие
Трудности естественных наук и всех ее разделов от физики ядра до планетарной космологии возникали и имеют место до сих пор по причине неясности глубоких причинно-следственных связей потока Пространства-Времени с явлениями в Реальном мире. Отсутствует глубокое понимание, как структура и свойства Реального мира связаны с движением Пространства-Времени.
Эволюция материального мира и эволюция Пространства-Времени - это две стороны одного и того же процесса эволюции Универсума - совместного движения материального и идеального - Природы и Идеи. При такой постановке вопроса все явления Реального мира на всех его микро-, макро- и суперуровнях мы рассматриваем как проекцию единого потока Пространства-Времени в ту или иную частную систему координат. Но поскольку частных систем координат может быть множество (в общем случае их столько, сколько существует различных точек зрения), то и интерпретаций явлений Реального мира может быть также множество. В этом смысле и наша позиция есть одна из возможных интерпретаций. Однако все частные системы координат находятся под жестким контролем общих законов сохранения. Но таких законов может быть столько, сколько существует универсальных пространственно-временных величин.
Каждый человек понимает, что все три элемента "природа", "общество" и "человек" связаны между собой и ни один из них не может существовать без другого. Однако далеко не каждый понимает, как эти связи образованы. Поэтому наше рассмотрение мы начнем с вопроса: Как связаны процессы Живой и Косной материи с движением Пространства-Времени? Какое это имеет отношение к развитию общества? Чтобы ответить на все эти крайне сложные вопросы, нам необходимо "навести мосты".
Мы начнем рассматривать научное наследие только с XV века -с работ Николая Кузанского. Само собою разумеется, что проблема существовала и до него, так же как и после него. Но философия, которая связала понятие "УМ" ("mens") с понятием "ИЗМЕРЕНИЕ" ("mensurare") началась именно с него.
Тем не менее, именно Кант объявил, что "в каждой науке ровно столько науки, сколько в ней математики". Он обнаружил в своих антиномиях, что каждому доказанному утверждению можно сопоставить его отрицание и столь же убедительно доказывать его истинность.
Это и является историческим моментом, когда история человечества впервые встретилась с КАТЕГОРИЯМИ.
Именно поэтому одним из первых в списке находится И.Кант и его работа, посвященная всемирной истории. Здесь мы впервые встречаемся с вопросом о СУЩЕСТВОВАНИИ закона исторического развития Человечества. Кант признает, что такой закон исторического развития существует, что в религиозном сознании любой конфессии ассоциируется с существованием ЗАМЫСЛА ТВОРЦА. Конфессиональные дискуссии (вне зависимости от выбранной конфессии) на эту тему распадаются на два типа:
1) замысел творца ПОСТИЖИМ на пути научного описания Вселенной;
2) замысел творца НЕ ПОСТИЖИМ на пути научного описания Вселенной, а должен восприниматься только на уровне ВЕРЫ.
Трудности, которые встретил Кант на этом пути, в настоящее время известны как теорема Гёделя - с одной стороны, и связь и противоположенность законов эволюции неживой природы и эволюции явлений жизни - с другой. Невозможность получить в рамках единого описания Вселенной явлений Жизни и привела Канта к отдельному постулированию морального закона внутри нас.
Однако, как только Кант наткнулся на препятствие, в разных местах планеты наметились пути преодоления трудностей. За Кантом властителем дум стал Гегель, но на математическом горизонте появляется пара, представленная Н.И.Лобачевским и Я.Бойяи. К сожалению, нам мало что известно о Я.Бойяи, но мы хорошо знаем историю Н.И.Лобачевского. Совсем юный Н.И.Лобачевский пишет конспект "Начальные основания логики", аналога которому нет во всей научной литературе. Только зная этот конспект, можно понять, что дало силы молодому ученому из Казани "стоять насмерть" за свою действительно новую математическую теорию, пренебрегая авторитетом Остроградского.
Но нам важен и другой факт - Лобачевский знал цену ИЗМЕРЕНИЯМ, считая, что в природе мы наблюдаем только ДВИЖЕНИЯ, а все остальные понятия (т.е. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ) порождены нашим умом "искусственно".
Нужно обратить внимание на фундаментальный прорыв в область мира ДВИЖЕНИЙ, так как именно мир ДВИЖЕНИЙ и есть объект всех возможных научных теорий. Однако, только в виде намека можно обнаружить не просто различие, но и прямую противоположенность понятий ПРОТЯЖЕННОСТИ и ДЛИТЕЛЬНОСТИ. Это фундаментальное членение есть зародыш членения Геометрии и Гониометрии, где первая занята пространственными соотношениями, а вторая имеет дело с ВРЕМЕНЕМ.
Следующая фамилия - Дж.К.Максвелл. Именно Максвелл ввел квадратные скобки для обозначения РАЗМЕРНОСТИ физических величин и выразил массу через целочисленные степени длины и времени.
Таблица пространственно-временных величин, предложенная Р.О. ди Бартини, и есть попытка приучить физику пользоваться результатами Дж.К.Максвелла. Нужно хорошо понять, что именно с Максвелла начинается сознательное создание теорий, и его правила не устарели до наших дней.
Мы должны упомянуть работу Максвелла, где он приводит пример "объединения двух теорий в одну теорию". Сейчас у некоторых авторов есть намек на полученные правила "синтеза теорий". Сравним это с тем, чему нас учил Максвелл.
Модель синтеза теорий Максвелл строил на примере синтеза топографических карт, принадлежащих разным странам, которые соприкасаются друг с другом общей границей. Об этом можно прочитать в книге Дж.К.Максвелла "Материя и движение", переведенной в 1895 г. Там же можно узнать и об использовании Максвеллом закона сохранения МОЩНОСТИ. Впрочем, об этом можно прочитать и в работе Максвелла 1855-1856 гг. "О фарадеевых силовых линиях". Еще раньше, в 1788 г., этот принцип сохранения МОЩНОСТИ можно встретить у Лагранжа в его "Аналитической механике".
Подлинное значение принципа сохранения МОЩНОСТИ можно узнать из работы Г.Крона "Нериманова динамика вращающихся электрических машин" (1934), где впервые использованы вращающиеся системы координат (физики считают, что они введены Раби в 1954 г.). В этой работе сделан следующий шаг за общую теорию относительности, связанную с именами А.Пуанкаре и А.Эйнштейна. Установившееся движение электрического мотора под нагрузкой с постоянной угловой скоростью точно соответствует уравнениям движения общей теории относительности.
Положение кардинально меняется в ПЕРЕХОДНОМ процессе. Здесь мы наблюдаем СЕКТОРИАЛЬНОЕ УСКОРЕНИЕ, которое отсутствует в небесной механике... Это и есть переход в область неримановой динамики, связанный с работами Г.Крона. Работы Г.Крона и японской ассоциации прикладной геометрии обеспечивают УНИФИКАЦИЮ всех работ, как в области математической физики, так и в области техники. Требуется очередной прорыв в этой области для корректного перехода от физики к химии и от последней к явлениям жизни.
Выяснилось, что не удается получить решение этой проблемы на пути развития классической математической физики. Этот путь завершается тем тупиком, в который уперлась мировоззренческая концепция И.Канта. Отсутствие естественно-научного описания такого процесса, как история, довольно ярко демонстрирует недостаток средств, которыми располагает математическая физика. То же самое можно сказать о естественно-научном описании такого исторического процесса, как эволюция видов живых организмов, т.е. того, что принято называть эволюцией биосферы.
Лишь выделив специфическую форму обмена веществ в живой природе, можно рассматривать исторический процесс развития человеческого общества как ЕСТЕСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС эволюции ЖИЗНИ. Можно привести довольно значительное число ученых из разных стран, которые внесли свой вклад в решение этой мировоззренческой проблемы. Особое внимание следует обратить на работы С.А.Подолинского, который первый увидел эту особенность исторического развития человечества.
Мы имеем в виду целую серию публикаций 1880, 1881 и 1883 годов. Его публикации были даны на русском, французском, итальянском и немецком языках. (Подолинский С.А. Труд человека и его отношение к распределению энергии. "Слово", № 3-4, с. 135, СПб.,1880; Podolinsky S. La revue Socialiste, L., 1880, 353; Podolinsky S. "Neue Zeit", I, 412, 449, St. 1883; Podolinsky S. "La Plebe", № 3-4, 13, 5, 1880.)
В 1886 году мы встречаемся с таким пониманием явлений жизни у Л.Больцмана (Больцман Л. См.: Тимирязев К.А. Сочинения. Т. I. М., 1937, с. 442). В 1901 г. - у H.А.Умова (Умов H.А. Сочинения. Т. 3. М., 1916, с. 200), в 1903 г. - у К.А.Тимирязева (Тимирязев К.А. Сочинения. Т. I. М., 1937, с. 442).
Труды В.И.Вернадского, как можно предположить по столь тщательному знакомству с работами С.А.Подолинского, можно рассматривать как продолжение той научной традиции, которая прошла в русской науке через работы H.А.Умова и К.А.Тимирязева. Для лучшего знакомства с этой традицией мы должны сделать отсылку на С.А.Подолинского, так как только он описывает "совершенную машину" С.Карно. Мы же все привыкли к "циклу" С.Карно, представленном в современном виде Клаузиусом, но не к тому "циклу", который был дан самим С.Карно.
"Совершенная машина" С.Карно рассматривалась как машина, которая сама себя ремонтирует и сама себе подбрасывает уголь в топку. С.А.Подолинский показал, что Человечество и представляет собою эту "совершенную машину" в том смысле, как это описано у самого С.Карно. "Всеобщий Человеческий труд" и является той движущей силой, которая обеспечивает непрерывное функционирование "совершенной машины"!
Мы не можем и не будем осуждать ни С.Карно, ни С.А.Подолинского за то, что они выделили только простое воспроизводство человеческого общества. Они правильно указали на существо процесса обмена веществ между Человечеством и природой.
Они пришли к выводу, что картина эволюции Космоса не полна, если в общий кругооборот Вселенной не включена органическая Жизнь и Разум. Именно на эти процессы возлагается миссия "замыкания" кругооборота Вселенной.
Простейшим примером "замыкания" как процесса понимания является феномен текущей реки. Известно, что ныне существующие большие реки не прекращают своего течения уже десятки миллионов лет, лишь время от времени слегка изменяя свое русло. В соответствии с принятой физической картиной мира, где предсказание будущего базируется на втором законе термодинамики, вода в реках течет СВЕРХУ ВНИЗ. "Объяснение" использует для указания "направления" течения воды - уменьшение свободной энергии (или уменьшение потенциальной энергии) или возрастание энтропии.
Достаточно пойти к истокам реки, как мы обнаруживаем, что запаса воды для будущего существования потока воды на год, а не на тысячи лет, в верховьях реки нет. Почему же все-таки поток воды не иссякает на протяжении миллионов лет? Хотите Вы того или не хотите, но Вы обязаны высказать утверждение, которое прямо противоположно ЗАКОНУ! Вода течет СНИЗУ ВВЕРХ!
Сосуществование двух прямо противоположных утверждений логично, но только в логике циклов. Это есть "намек", что кроме логики направленного в одну сторону движения (нечто вроде "ориентации" стрелы времени), существуют и ориентированные циклы. По отношению к супердлительному циклу эволюции Космоса - длительность существования органической жизни и Разума ничтожно мала. Мы можем обнаружить НЕОБРАТИМОСТЬ, а также НАПРАВЛЕННОСТЬ течения исторического процесса, но не можем видеть его ЗАМКНУТОСТИ.
Как ни странно, но именно обыденное сознание содержит некоторую ПОТРЕБНОСТЬ - ПОТРЕБНОСТЬ в "замкнутости" картины мира: эта "замкнутость" характеризуется совпадением НАЧАЛА и КОНЦА некоторого цикла. Если наблюдение за звездным небом периодически сопровождается полным совпадением видимой картины с тем, что наблюдалось ранее, то "видимый" вывод как бы напрашивается сам: мир - замкнутая система. Но это только "видимый" вывод, с позиции обыденного сознания. Сущностный вывод должен опираться на Разум, который видит в "замкнутости" лишь частный случай "вечного" движения, где все изменяется и остается неизменным. Но здесь мы выходим в область почти "запредельных" проблем. Одну из возможных гипотез их решения мы рассматриваем в приложении: "Как работает Пространство-Время?".
Завершая этот раздел, мы хотим обратить внимание, что в настоящее время в нашей базе знаний имеется несколько тысяч Имен. Среди них много крупных отечественных и зарубежных ученых, таких, например, как:
Отечественные ученые: Д.И.Менделеев (1890), Л.К.Бух (1896), А.А.Богданов (1899), Н.К.Бух-Полтев (1903), Н.А.Умов (1901), К.Е. Тимирязев (1906), В.М.Бехтерев (1918), Т.М.Кржижановский (1921), М.Н.Смит (1921), Х.Креве (1921), В.И.Вернадский (1915-1945), А.Вознесенский (1925), А.Ф.Кон (1927), О.А.Ерманский (1928), С.С. Шабе (1928), В.Р.Вильямс (1929), И.Гофман (1930), О.Хейнман (1933), Н.М.Федоровский (1935), А.Бауэр (1936), Д.В.Савинский (1954), П.Г.Кузнецов (1959), Р.Бартини (1965), Н.Г.Полещук (1966), А.А.Макаров (1968), О.Л. Кузнецов (1969), А.Н.Голубенцев (1969), Б.Большаков (1979), Н.Н.Моисеев (1980), Л.Д.Логвинов (1986), С.Д.Валентей (1988), В.Минин (1990), Ю.В.Яковец (1991), А.Гуревич (1992), А.Д.Урсул (1999) и др.
Зарубежные ученые: Д.Молинари (1882), Ф.Веблен (1898), А. Лотка (1924), Содди (1922), Л.Мамфорд (1930), Пиги (1954), Дебрей (1954), К.Полани (1957), Шир (1950), Херфиндоль (1967), Айрес (1969), Т.Одум (1971), Р.Колп (1974), Штумм (1977), Г.Одум и Э.Одум (1978), Коммонер (1976), Пассет (1979), Крамер (1976), Г.Реген (1977), К.Боулдинг (1981), М.Шлессер (1978), Р.Констанса (1981), Г.Райт (1985), Миррой (1986), Айрес (1987), А.Книсс (1988), Д.Робинсон (1988), Моррис (1988), Шаргут (1988), С.Харт (1994), Г.Ахуджа (1995), Д.Юроп (1997), С.Шминдхейми (1998), Ф.Зараквин (1999) и др.
1. 1. Естественно-научная суть проблемы
Возникновение школы русского космизма в конце XIX века не было случайным. Это был своеобразный ответ российской науки на вызов "о неизбежной тепловой смерти Вселенной", который был брошен после открытия второго закона термодинамики Клаузиуса.
Одним из первых, кто обратил внимание на этот вызов, был С.А.Подолинский (I880). Он пишет:
"Полная энергия, как сумма различных ее форм, во вселенной является величиной постоянной, но это далеко не так, если мы рассматриваем отдельные части вселенной. Одни небесные тела передают другим небесным телам сквозь космическое пространство энергию в различных формах и различной величины; первые из них - Солнца, обладающие большей энергией, чем вторые - планеты и спутники. Эти тела воспринимают энергию от ближайших им солнц (звезд) в виде светового излучения и преобразуют ее в тепловую, химическую, механическую и другие формы энергии. Подобный обмен энергией между телами, которые имеют много энергии, и телами, имеющими ее мало, с неизбежностью рано или поздно должен привести к выравниванию энергетических различий во вселенной.
Предполагают, что все преобразования этих форм энергии, независимо от времени, необходимого на эти преобразования, сопровождаются одной тенденцией, состоящей в том, что, в конце концов, все эти превращения энергии приводят ее к виду тепловой энергии, распределенной равномерно во вселенной.
Таким образом, наблюдается непрерывное преобразование энергии от ее менее стабильных форм к формам более стабильным. Как следствие этого легкость превращения одних форм энергии в другие ее формы имеет тенденцию уменьшаться. После длинной серии подобных превращений общая энергия превращается в тепловую, равномерно распределенную во вселенной и неспособную к дальнейшим превращениям. Когда это произойдет, то всякий вид механического движения, доступный нашему восприятию, исчезнет, и все явления жизни не смогут иметь места, так как для наблюдаемых явлений жизни абсолютно необходима разность температур; только в этих условиях тепло может превращаться в другие формы энергии. Эта тенденция энергии к равномерному распределению во вселенной была названа ДИССИПАЦИЕЙ ЭНЕРГИЙ, или, согласно терминологии Клаузиуса, законом роста ЭНТРОПИИ. Последнее понятие обозначает то количество преобразованной энергии, которое неспособно к дальнейшим превращениям. Из этого и следуют два принципа Клаузиуса: ЭНЕРГИЯ ВСЕЛЕННОЙ ПОСТОЯННА. ЭНТРОПИЯ МИРА (ВСЕЛЕННОЙ) СТРЕМИТСЯ К МАКСИМУМУ".
Вытекающие из второго принципа Клаузиуса следствия были рассмотрены Ф.Энгельсом с чисто философских позиций: "В каком бы виде ни выступало перед нами второе положение Клаузиуса и т.д., во всяком случае, согласно ему, энергия теряется, если не количественно, то качественно. Энтропия не может уничтожаться естественным путем, но зато может создаваться. Мировые часы сначала должны быть заведены, затем они идут, пока не придут в состояние равновесия, и только чудо может вывести их из этого состояния и снова пустить в ход. Потраченная на завод часов энергия исчезла, по крайней мере в качественном отношении, и может быть восстановлена только путем толчка извне. Значит, толчок извне был необходим также и вначале; значит количество имеющегося во вселенной движения, или энергии, не всегда одинаково; значит энергия должна быть сотворена; значит, она уничтожима". Ad. Absurdum.
Следовательно, второе начало термодинамики приходит в противоречие с постулатом о неуничтожимости движения, а следовательно, и с законом сохранения и превращения энергии. Рассмотрим это противоречие.
Одним из следствий второго закона термодинамики является излучение планет. Какова судьба этого излучения?
Без ответа на этот вопрос "не получается кругооборота". Это означает конечность движения, так как хорошо известно, что "единственный способ придать ограниченному количеству свойства бесконечного - это заставить его вращаться по замкнутой кривой под воздействием внешнего потока энергии" (Вильямс, 1949). В то же время кругооборот (цикл) не получится до тех пор, пока не будет открыто, что излученная энергия может быть вновь использована. Сказанное означает, что излученная в мировое пространство энергия должна иметь возможность превратиться в другую форму движения.
Она должна обладать свойствами:
1) "сосредоточения", т.е. накопления излучаемой планетами энергии;
2) активного функционирования, т.е. активной работоспособности;
3) противостояния рассеиванию энергии.
Первое свойство означает, что эта форма движения должна удовлетворять требованиям неравновесной системы, обладающей способностью совершать работу под воздействием внешнего потока энергии. Второе свойство означает, что движение должно осуществляться в сторону накопления энергии, т.е. в противоположную от равновесия сторону. Третье свойство означает, что эта форма движения должна иметь такое внутреннее устройство, которое дает возможность совершать работу против равновесия, обеспечивая устойчивость неравновесия.
Н.А.Умов предложил ввести третий закон термодинамики, выступая на XI съезде российских естествоиспытателей и врачей: "Отбор есть орудие борьбы с нестройностью, с ростом энтропии: это сортирующий демон Максвелла, наблюдающий и отбирающий молекулы по своему усмотрению. Существование в природе приспособлений отбора, восстанавливающих стройность и включающих в себя живое, должно, по-видимому, составить содержание ... третьего закона".
Однако, развитая Планком теорема Нернста, явившаяся третьим началом термодинамики, конечно, не имеет отношения к "третьему закону", о котором говорил Умов.
По существу, в поиске этого закона и лежат работы представителей "русского космизма". Среди них мы хотели бы выделить работы В.И.Вернадского и Э.Бауэра.
Анализируя и синтезируя биогеофизикохимический материал о явлениях планетарной жизни, В.И.Вернадский делает эмпирические обобщения:
1. Живое вещество - это открытая планетарная система космического процесса. Она представляет собой "трансформатор и накопитель" космической (прежде всего солнечной) энергии.
2. Живое вещество - геологически вечный процесс, протекающий на поверхности Земли около 4 млрд. лет. Науке неизвестны в геологической истории Земли факты абиогенеза. Отдельные части живого вещества - процесса - смертны, а живое вещество как целое - геологически вечный процесс.
3. Живое вещество как система состоит из частей (живых организмов: бактерий, растительного и животного мира, включая человека) взаимосвязанных и посредством цепей питания взаимодействующих между собой. Живое возникает от живого (принцип Реди).
2. 2. Живое вещество как открытая система, обменивается материально-энергетическими потоками со своей планетарной средой - косным веществом, неживой природой, являясь неравновесной системой, удаляющейся от равновесия.
Отклонение такого основного явления в биосфере, каким является живое вещество в его воздействии на биосферу, от принципа Карно указывает, что "жизнь не укладывается в посылки, в которых энтропия установлена". Основной посылкой, в рамках которой действует второй принцип Клаузиуса, является изолированность системы. Живое вещество является существенно открытой системой. Его окружающей средой в биосфере является косное вещество. Косное вещество удовлетворяет посылкам, в которых установлено второе положение Клаузиуса.
5. Живое и косное вещества - это две разные формы движения, два разных класса систем-процессов, между которыми существуют принципиальные пространственно-временные и материально-энергетические различия. Эти различия представлены у Вернадского в виде специальной сводки.
6. Основное различие живого и косного вещества заключается в противоположном направлении их эволюции: "Природные процессы живого вещества в их отражении в биосфере увеличивают свободную энергию биосферы (Первый биогеохимический принцип). Все природные процессы в области естественных косных тел - за исключением явлении радиоактивности - уменьшают свободную энергию среды" (биосферы).
Совокупность всех живых организмов на протяжении всей эволюции нашей планеты (живое вещество) и есть природный процесс, который сопровождается устойчивым РОСТОМ СВОБОДHОЙ ЭHЕРГИИ, устойчивым РОСТОМ СПОСОБHОСТИ К СОВЕРШЕHИЮ ВHЕШHЕЙ РАБОТЫ.
В.И.Вернадский писал: "Уменьшение энергии, ее рассеяние в виде тепла, не имеет места в жизни (такой, как мы ее понимаем) зеленых хлорофилльных растений или автотрофных микробов, взятых в природном аспекте, т.е. неразрывно от биосферы.
Hаоборот, в силу факта существования этих организмов количество свободной энергии, способной производить работу, очевидным образом увеличивается к концу их жизни в окружающей природе ходом геологического времени. Мы видим, что создается этим путем сложный единый комплекс самодовлеющих организмов, активная энергия которых при одной и той же исходной, непрерывной, но не увеличивающейся энергии Солнца - увеличивается. Она увеличивается в ходе геологического времени. Это увеличение активной энергии сказывается в увеличении сознательности и в росте влияния в биосфере в геохимических процессах единого комплекса жизни. Одно создание, медленно шедшее в геологическом времени, такой геологической силы, какой является для нашей психозойской эры цивилизованное человечество, ясно это показывает". (Вернадский В.И. Избранные произведения. Т. I, АH СССР, М., 1954, с. 219.)
Только таким образом, рассматривая СОСУЩЕСТВОВАHИЕ двух противо-положных тенденций в обмене веществ (тенденция УМЕHЬШЕHИЯ и тенденция УВЕЛИЧЕHИЯ), которые сплошь и рядом встречаются в окружающем нас мире, мы можем ОЦЕHИВАТЬ HАШИ ПРАКТИЧЕСКИЕ ДЕЙСТВИЯ (нашу "свободу воли") по отношению к историческому процессу развития всех форм жизни.
Взаимодействие живого и косного вещества под действием потока лучистой энергии обеспечивает планетарный цикл-кругооборот материально-энергетических потоков, его геологическую вечность.
Таким образом, живое вещество В.И.Вернадского объединяет все многообразие явлений планетарной жизни, все его формы на протяжении всей геологической истории планеты, и поэтому живое вещество - не столько тело, сколько циклический процесс, геологически вечный волновой динамический процесс. Какому же принципу подчиняется этот процесс?
Именно на этот вопрос и дал ответ Э.Бауэр (1934). Он его ставит следующим образом: "Возможно ли найти такие общие законы движения живой системы, которые действительны во всех ее формах проявления, как бы многообразны ни были эти формы". Э. Бауэр предложил принцип существования живых систем, который он определяет как принцип устойчивой неравновесности, то есть как принцип устойчивого поддержания живой системы в условиях, удаленных от термодинамического равновесия.
Этот принцип гласит: "Все и только живые системы никогда не бывают в равновесии и исполняют за счет своей свободной энергии постоянную работу против равновесия, требуемого законами физики и химии при существующих внешних условиях". В качестве следствийиз этого принципа "выводит" основные проявления жизни - обмен веществ, рост, размножение и другие.
Как и В.Вернадский, Э.Бауэр не стал прибегать к величине энтропии, а выбрал новую существенную переменную, которую назвал "внешней работой". Не сложно установить связь этой переменной со свободной энергией Гельмгольца и со свободной энергией Гиббса, а отсюда и с эксергией, анергией и их потоками.
Согласно Э.Бауэру: "Для живых систем характерно именно то, что они за счет своей свободной энергии производят работу против ожидаемого равновесия и таким образом, мы имеем дело не с противоречием законам термодинамики, а с другими законами, состоящими, между прочим, в том, что разрешаемое термодинамикой закономерно не наступает" в течение 4-х миллиардов лет.
Принцип устойчивого неравновесия является своеобразным антиэнтропийным постулатом. Для того чтобы поддерживать состояние действующей структуры в окружающем "бесструктурном" мире, живая система должна постоянно ее усложнять, увеличивать свою информацию, понимая под ней меру функционально-структурной сложности, определяемую изменением расстояния удаленности от равновесия.
В этом смысле принцип устойчивой неравновесности является фундаментальным основанием информатики? Однако не будем спешить. Может быть, можно вывести эти основания из второго закона термодинамики? Но тогда должна быть установлена связь с явлениями Жизни.
Попытка установить эту связь предпринималась многими выдающимися физиками: Планком, Шредингером, Гейзенбергом, Л.Бриллюэном и др.
Однако, ни один из них не смог дать решение этой проблемы, но все констатировали наличие проблемы и отсутствие удовлетворительного ее решения. Шредингер стремился показать, что нельзя свести к обычным законам физики деятельность живого вещества, обладающего удивительной способностью концентрировать в себе "поток порядка", "пить упорядоченность" из окружающей среды.
Гейзенберг (1963) особо подчеркивал, что живые организмы обнаруживают такую степень устойчивости, какую сложные структуры, состоящие из многих молекул, не могут иметь на основе только физических и химических законов.
Л.Бриллюэн (1959), поэтически обобщая особенности термодинамики живой природы, писал: "Принцип Карно есть смертный приговор: он грубо и безжалостно применяется в неживом мире, в мире, который уже заранее мертв. Жизнь на время отменяет приговор. Она использует то обстоятельство, что смертный приговор объявлен без указания срока исполнения".
Можно было бы привести очень много подобных поэтических высказываний. Однако научного решения проблемы эти высказывания не дают. По этой причине мы согласны с В.Абакумовым, который задается вопросом: "Не симптоматично ли, что ни один из цитированных авторов не предлагает своего решения обсуждаемой проблемы, а лишь указывает на отсутствие ее удовлетворительного решения? А ведь каждому из них принадлежат блистательные решения сложнейших задач современной физики".
Особое место занимает принцип минимума производства энтропии И.Пригожина. однако, отсутствие доказательства и известные примеры его нарушения, дают основание считать, что этот принцип выполняется только в окрестности состояния равновесия; в системах же, удаленных от равновесия, к которым относятся все явления Жизни, их поведение прямо противоположно тому, который предсказывает принцип И.Пригожина. Почему?
Ответ очень прост: явления Жизни находятся за пределами действия второго начала. А что же находится в компетенции этого закона? Каковы его границы? Выясняется удивительная вещь, что не существует его математического доказательства.
Аксиоматика Каратеодори и Н-теорема Больцмана не являются доказательством.
Рассмотрим это несколько подробнее. В математической физике принято считать доказанными основания второго начала. И это связывается с именами Каратеодори (математик) и С.Больцмана (статистическая физика). Каратеодори предложил аксиоматику термодинамики, а Больцман ввел так называемую Н-теорему. Считается, что оба доказательства являются эквивалентными. Однако, существует и противоположная точка зрения, согласно которой "доказательство второго начала отсутствует" и "никто не знает, что такое энтропия" (Цермело, Дж. фон Нейман, П.Кузнецов). Рассмотрим их аргументы.
Переход к термину "энтропия" был совершен в теории паровых машин, когда появился так называемый цикл Карно. Этот цикл рисовался на валу паровой машины, где на наложенной бумаге пером по вертикали рисовалось давление от индикатора, а по горизонтали отмечался угол поворота вала паровой машины. После завершения цикла перо указателя возвращалось в исходное положение. В этом смысле цикл паровой машины представляется как "замкнутый". Однако, нетрудно видеть, что перо приходит в одну и ту же точку в два разных момента времени - в момент начала и в момент конца цикла. Если пренебречь этой разницей во времени, то мы получаем замкнутую фигуру.
Каратеодори предложил аксиоматику термодинамики, но мало кто заметил использование им "одной теоремы из теории уравнений Пфаффа". Последняя означает, что термодинамический цикл замкнут, т.е. между его концами нет разрывов во времени, нет разрыва между началом и концом. Это неверно.
Отсюда следует отсутствие математического доказательства второго начала термодинамики.
Не лучше положение и с Н-теоремой Больцмана. Последняя была подвергнута критике со стороны Цермело, справедливость которой разделял академик А.Н.Колмогоров.
В главе "Физика" показано, что газовая "постоянная", так называемая "константа Больцмана", не является постоянной, а изменяется с изменением температуры. Но тогда возникает естественный вопрос "что такое энтропия?", а не "что мы измеряем, когда измеряем температуру?". В настоящее время мы знаем целое множество температур: цветовая, вращательная, колебательная и многие другие. Все они связаны с изменением объема термодинамического тела и предположением о линейной зависимости энергии тела от его объема. Показано, что физической величиной, которую измеряла классическая физика и называла температурой, была величина изменения объема. Однако эта величина является пространственным понятием - объектом геометрии. Но тогда возникает вопрос о связи энергии тела с его геометрией. Тела могут иметь различную геометрию, и поэтому эти связи далеко не очевидны.
Итак, в современной теоретической физике нет математического доказательства второго закона термодинамики. Его и не может быть. Закон природы не доказывается, а открывается как свойство реального мира. Такими свойствами являются естественные процессы рассеивания и накопления свободной энергии. И эти процессы протекают в пространстве и времени.
По последним данным спутниковых наблюдений получены новые результаты, которые можно разделить на две группы:
1. 1. Существует управляющее воздействие Космоса:
· · обнаружено существование Вселенских пространственно-энергетических связей;
· · установлены структурный изоморфизм и наличие связей массы с торообразной геометрией Галактики, Солнечной системы и Земли;
· · установлено, что физические поля (электрическое, гравитационное и магнитное) имеют определенную полиэдральную геометрию;
· · обнаружена глобальная симметрия относительно центра оси вращения Земли.
2. 2. Существует внутренняя самоорганизация Земли как открытой динамической системы:
· · обнаружена симметрия в распределении аномальных зон физических полей относительно центра и оси вращения Земли;
· · определены структурно инвариантные формы для всех уровней глубинности Земли;
· · найдены проективно-инверсные связи структур разных уровней;
· · установлено, что оси симметрии геополей образуют гироскопический механизм строгой пространственной ориентации Земли на центр Солнечной системы.
Таким образом, существует определенная связь физических полей с Землей как пространственным объектом Космоса. Однако эти связи мы показали без фактора Времени. Временные связи остались как бы заморожены, как фотография на определенный момент времени. Но это дало возможность установить то, что сохраняется, не изменяется - является инвариантным к возможным изменениям во Времени. Рассмотрим теперь связь со Временем.
Космические наблюдения показывают, что существует взаимодействие Земли с Космическими потоками энергии. Это взаимодействие фиксирует существование времени в двух аспектах:
1) время всегда есть в потоке энергии по определению: поток энергии - это энергия в единицу времени;
2) время всегда есть в спектре потока как его частота.
В результате наблюдений установлена:
· · волновая регулярность потоков - их связь с определенной длиной и частотой космического потока;
· · все геофизические поля - это пространственно-временные потоки, имеющие определенную геометрию и спектр частот, что дает основание рассматривать геофизические поля как волновые динамические процессы;
· · глобальная цикличность геокатастроф;
· · эффекты взаимодействия Земли и потоков Космической энергии, выражаются в отражении, преобразовании, накоплении и пропускании потоков в недра Земли.
Полученные результаты дают возможность установить механизм взаимодействия космических потоков с Землей.
Установлено, что способность взаимодействовать определяется резонансными свойствами Космического потока и объекта Земли. Нерезонансная передача энергии вообще невозможна.
Однако в явлениях неживой и живой природы резонансные частоты разные. В 1905 г. А.Эйнштейн назвал частоту фотоэффекта важнейшей фотохимической константой. Если частота фотона меньше частоты фотоэффекта, то будет иметь место так называемая экзотермическая химическая реакция с возрастанием энтропии. Если частота фотона превышает частоту фотоэффекта, то будет иметь место эндотермическая фотохимическая реакция с понижением энтропии. Подробнее эти вопросы обсуждаются в главах "Химия" и "Физика".
Проникающая в недра кинетическая энергия формирует внутреннюю структуру Земли. Энергия, превращенная в потенциальную форму, формирует поверхностную оболочку Земли (биосферу).
Установлено, что поверхностная оболочка Земли способна превращать резонансные потоки энергии в потенциальную форму, преобразовывать и накапливать свободную энергию в процессе эволюции живого вещества. Имеет место антидиссипативный волновой динамический процесс, доминирующий в явлениях космопланетарной эволюции явлений жизни.
Установлено, что внутренние структуры Земли служат энергетическими сетями, выводящими "отработанную" энергию в Космос. Имеет место диссипативный процесс рассеивания энергии в околоземном пространстве, доминирующий в явлениях неживой природы.
Но куда пропадает эта энергия? И как она начинает снова функционировать? С этих вопросов мы начинали рассмотрение проблемы. Эти вопросы являются двумя сторонами единого процесса взаимодействия явлений живой и неживой природы. Имеют место два сопряженных, взаимодополняющих, проективно-инверсных процесса диссипации и антидиссипации. Эти процессы протекают под контролем полной мощности Космических потоков, "потребляемых" Землей.
Установлено, что под этим контролем осуществляется глобальный кругооборот, обеспечивающий сохранение полной мощности Земли. Однако в этом сохранении активное участие принимает как живое, так и неживое вещество. Функциональное назначение живого - обеспечить компенсацию потерь "потребленной" энергии, имеющих место в результате диссипации, и обеспечить ее уменьшение "всегда и всюду". В силу этого живое вещество выполняет функцию положительной обратной связи в глобальном процессе самоорганизации и развития Земли в пространстве и времени.
В ходе этого процесса сформированы все пространственные - структурно-инвариантные и изоморфные на всех уровнях микро-, макро- и супермира - формы Земли и все ВРЕМЕННЫЕ свойства, имеющие волновую регулярность, устойчивую неравновесность и проективную инверсность ЖИВОГО и НЕЖИВОГО как космопланетарного явлений. Эти вопросы являются предметом рассмотрения в главах "Физика" и "Биология".
Таким образом, обнаруженные свойства свидетельствуют, что Земля обладает всеми функциональными механизмами "идеальной машины", которая обеспечивает ее самоорганизацию: сохранение в пространстве и изменение во времени.
Но как объяснить, что эта машина (т.е. окружающий мир) одновременно сохраняется и изменяется? Ведь, если что-то сохраняется, то значит - не изменяется. А если изменяется, то значит - не сохраняется. "Объяснение" чего-либо, что является неизвестным, начинается с указания на вещь, которая безусловно известна. "Объяснение" состоит в указании двух моментов:
1. 1. Что в "известном" и "объясняемом" является одинаковым - СОХРАНЯЕТСЯ?
2. 2. Что в "известном" и "объясняемом" является различным - ИЗМЕНЯЕТСЯ?
Текучесть, изменчивость реальных объектов окружающего нас мира делает непригодным использование в качестве "известного" какого бы то ни было объекта реального мира. Объяснение с помощью такого "эталонного" объекта сохраняет свою силу только до тех пор, пока "эталон" не очень сильно изменяется. Вот тогда и появляется идея создать "неизменные эталоны", которыми можно пользоваться на бесконечном интервале времени.
Вообще говоря, эта идея основана на эмпирическом факте, который будет принят любым математиком. Этот факт состоит в том, что ВНУТРИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ любой математический объект задан как неизменный на бесконечном интервале времени. Этот факт используется при построении теории множеств. Действительно, если мы читаем математический текст и встречаем в этом тексте букву "А", которая обозначает некоторый математический объект, то математики гарантируют нам, что этот объект не изменится.
Неизменность математических объектов, о которых говорят математики в своих математических текстах, является внешним, формальным признаком тех "идеальных вещей", с которыми имеют дело математики. Этот признак математических объектов, оставляющий их неизменными на бесконечном интервале времени, находится в прямом противоречии с изменением всех вещей в реальном мире.
Но именно изменчивость всех вещей окружающего мира является причиной, которая заставила Человечество придумать огромное количество математических объектов, сохраняющихся без изменения во все времена.
Для получения необходимой абстракции такого мира достаточно из рассмотрения исключить ВРЕМЯ. Получается мир "замороженных вещей". Нетрудно показать, что, в отличие от диалектики древних, где "все течет, все меняется", здесь - все сохраняется. На смену тезису "все изменяется" пришел тезис - "все неизменно". Синтезис состоит в объединении этих утверждений: "ВСЕ ИЗМЕНЯЕТСЯ И ОСТАЕТСЯ НЕИЗМЕННЫМ". Чтобы этот синтезис не очень резал слух математика, покажем, что он содержит математическое определение ДВИЖЕНИЯ: "Изменяются координаты, а перемещающийся объект остается тем же самым" (например, при перемещении абсолютно твердого тела изменяются его координаты, указывающие его положение, но сохраняются расстояния между точками этого тела).
Переход в мир идеальных математических объектов возможен тогда и только тогда, когда на уровне обыденного сознания мы располагаем некоторой картиной мира, в которой и находим свое место в безграничном Космосе. Следует отметить, что наблюдаемый мир ЯВЛЕНИЙ тесно связан с миром СУЩНОСТЕЙ. Если мелькающие впечатления "являющегося" мира создают некий мир ИЗМЕНЕНИЙ, то за этой видимостью скрывается нечто, что остается без изменения. Эти НЕИЗМЕННЫЕ СУЩНОСТИ и образуют тот мир ИНВАРИАНТОВ, которым так гордится Рассудок. Эти СУЩНОСТИ и образуют тот мостик, который связывает наблюдаемый мир ЯВЛЕНИЙ с миром СУЩНОСТЕЙ или ЗАКОНОВ ПРИРОДЫ.
Разум и обеспечивает, благодаря открытию сущностей, переход от описаний наблюдаемого мира к миру математики, к миру, где выдающуюся роль играют объекты, называемые ИНВАРИАНТАМИ. Видимость представления наблюдаемых явлений берут на себя координатные системы. ЯВЛЕНИЕ - это "проявление" некоторого инвариантного объекта в той или иной системе координат. Переход от одной координатной системы к другой соответствует изменению наблюдаемого явления, но совокупность явлений, связанных с ОДНИМ И ТЕМ ЖЕ ЗАКОНОМ СОХРАНЕНИЯ, принято называть ГРУППОЙ преобразований координат. Наличие инвариантного объекта гарантирует существование ГРУППЫ, его отсутствие демонстрирует и математическое, и философское невежество. В этом случае можно рассматривать мир Геометрических образов, как мир ТЕЛ, которые остаются тождественными самим себе. Наоборот, координатные представления-ПРЕДСТАВЛЯЮТ изменения, которые происходят в окружающем нас мире, образуя ГРУППЫ ДВИЖЕНИЙ. Формально группа движений записывается как группа преобразований координат, а связь для элементов этой группы обеспечивает общий для всех-ИНВАРИАНТНЫЙ ОБЪЕКТ.
Какова "ключевая идея", которая приблизила нас к сов