Дельфис

Четыре революции в естествознании

В ходе закономерного исторического развития естествознания время от времени происходят глобальные естественнонаучные революции. Как правило они начинаются в астрономии, сопровождаются радикальным пересмотром прежних космологических представлений и завершаются возведением нового физического фундамента. Революции сопровождаются радикальным пересмотром ранее принятых взглядов о самих мировых системах и завершаются (если дело доходит до этого) подведением или возведением необходимого нового физического фундамента под формирующиеся новые космологические представления о Вселенной в целом. Это каждый раз вынуждает нас заново и по-новому обращаться к соответствующим исходным проблемам Мироздания, т.е. Природы.

^{Идлис Г.М.}

Глобальных революций такого рода, которые оказываются вполне закономерными с точки зрения необходимого последовательного переосмысления самих первооснов естествознания в направлении по возможности все более и более полного освобождения создаваемой нами космологии от изначально присущего ей (врожденного) эгоцентризма (т.е. антропоцентризма), насчитывается всего четыре [1], [2].

1 Переход от чуть ли не буквального эгоцентризма или, в лучшем случае, племенного (этнического) топоцентризма к уже в какой-то мере объективизированному геоцентризму с механикой Аристотеля, которая, однако, еще принципиально различна для земных и небесных тел (Аристотелевская революция).

2. Переход от геоцентризма к гелиоцентризму и к бесконечной структурной иерархии космических систем, или к полицентризму с общемировой механикой Ньютона, в которой, как выяснилось впоследствии, закон всемирного тяготения, по существу, предопределяется самой системой ее уравнений (Ньютоновская революция).

3. Устранение из научной картины всего нашего макромира какого бы то ни было центризма вообще. Это достигается введением одной из возможных релятивистских космологических моделей на основе общей теории относительности Эйнштейна с его общерелятивистскими уравнениями гравитационного поля и с определяемым ими же законом движения гравитирующих масс¹ (Эйнштейновская революция).

4. Переход от одного – единственного непосредственно данного или по крайней мере принципиально доступного нам макромира — в виде нашей Метагалактики — к структурно неисчерпаемому связному многообразию всевозможных как бы самостоятельных («автономных», квазизамкнутых) вещественных и антивещественных макромиров, которые потенциально соприкасаются друг с другом. Изнутри эти миры и антимиры, в которых универсальное гравитационное взаимодействие доминирует в макромасштабах над другими фундаментальными физическими взаимодействиям, могут вполне адекватно описываться релятивистскими космологическими моделями на основе общей теории относительности. А снаружи они должны представлять собой элементарные или даже субэлементарные частицы материи с характерными для них электромагнитными, сильными и слабыми взаимодействиями. В этом состоит постэйнштейновская революция, которая определяется необходимым и безусловно возможным, но окончательно еще никем не осуществленным синтезом классической общей теории относительности для принципиально непрерывного гравитационного поля и квантовыми представлениями о дискретном строении материи в единую физическую теорию².

С одной стороны, эта революция означает «полное преодоление космологического эгоцентризма» [1]. С другой — в итоге ее, как и следовало, вообще говоря (по Екклезиасту), ожидать, в определенном смысле «все возвращается на круги своя». И антропоцентризм, решительно выставленный прочь за, казалось бы, наглухо захлопнутые за ним врата науки, но всегда маячивший перед незашоренным взором настоящих ученых, в конце концов все-таки возвратился в нее через ее, к счастью, незашторенное окно. Он возродился в виде так называемого антропного принципа [5], [6], [8].

Человек действительно не является центром Вселенной. Но весь наш макромир (т.е. вся наша систематически расширяющаяся Метагалактика, со всеми ее звездными системами типа нашей Галактики, с входящими в их состав звездами типа нашего Солнца и с обращающимися вокруг соответствующих звезд планетами типа нашей Земли) определяется прежде всего тем, что он удовлетворяет необходимым и достаточным условиям для возникновения в нем Жизни типа известных нам биологических форм и для ее эволюции вплоть до появления Разума в виде осознающих самое себя и всю Вселенную разумных существ типа нас самих. Сама идея антропного принципа предвосхищалась еще пророческим изречением Протагора (V в. до н.э.): «Человек есть мера всем вещам — существованию существующих и не существованию несуществующих» ([2],с.167). А современная мировая литература об этом «метафизическом» принципе [9], появившаяся после его введения в науку, насчитывает уже тысячи разнообразных работ (ему уделили свое внимание, в частности, такие физики, как академики Я.Б.Зельдович, А.Д.Сахаров, Л.Б.Окунь). Вселенной или, точнее, Космосу присуща макромикросимметрия всех миров-частиц, т.е. предельная физическая симметрия части и целого [7].

Изнутри предельно целостные миры-частицы представляют собой классические квазизамкнутые макросистемы, адекватно описываемые соответствующими релятивистскими космологическими моделями (с безусловным доминированием в макромасштабах универсального гравитационного взаимодействия над всеми специфическими фундаментальными физическими взаимодействиями). Снаружи — напротив, эквивалентны типичным элементарным или даже субэлементарным микрообъектам³ с характерными для них достаточно малыми дискретными величинами эффективных масс (вплоть до свойственной электрону наименьшей физически возможной ненулевой массы покоя) и предельно малыми величинами эффективных радиусов (порядка классического радиуса электрона)⁴.

Макро-микросимметрия Космоса означает, что каждая элементарная или даже субэлементарная частица материальной субстанции данного макромира, по крайней мере потенциально, содержит в себе — или скрывает за собой — свой квазизамкнутый макромир. И она с необходимостью выступает там — по другую сторону от границы или от потенциального микротуннеля между этими взаимно соприкасающимися макромирами — как нечто противоположное, словно вывернутое наизнанку в смысле сугубо относительных космологических понятий «снаружи» и «внутри», т.е. отождествляемое с соответствующей античастицей. При этом попарно сопряженные частицы и античастицы совершенно равноправны во Вселенной в целом, которая оказывается зарядово-симметричной. А все ее макромиры, более или менее стабильно существующие (без обращения всей их материальной субстанции в излучение), напротив, подразделяются на вещественные миры и антивещественные антимиры — в зависимости от преобладания в них частиц или античастиц [11].

Любой потенциальный микротуннель между соприкасающимися миром и антимиром, вообще говоря, может стать реальным макротуннелем между ними. Для этого необходима концентрация некоторой начальной энергии в области соприкосновения при условии последующего ее выделения за счет взаимной аннигиляции частиц и античастиц [11]. А это означает, что принципиально возможна систематическая космологическая экспансия любой развитой цивилизации (скажем, нашей) во все новые и новые квазизамкнутые макромиры (с превращением их из своеобразных кантовских «вещей в себе» в реальные вещи для нас).

В силу необходимой макро-микросимметрии Космоса каждая из рассматриваемых частиц содержит в себе не только свой собственный квазизамкнутый макромир, но в пределе — всю уникальную всеобъемлющую самообусловленную структурно неисчерпаемую Вселенную. Подобные космологические представления о сквозной фрактальности⁵ Вселенной как бы возрождают или подтверждают имеющее древнейшие эзотерические корни античное космологическое учение Анаксагора (V в. до н.э.): «Все во всем».

Неограниченное прогрессивное развитие космических цивилизаций может происходить, по крайней мере в принципе, не только экстравертно — посредством их экспансии в новые макромиры Вселенной, но наряду с этим и интровертно — с непосредственным погружением сознания отдельных разумных индивидуумов во все новые и новые его глубины, т.е. с непосредственным последовательным приобщением индивидуального сознания к общему CO-ЗНАНИЮ всех сколь угодно высокоразвитых цивилизаций (или ко всеобщему — всепроникающему и всеохватывающему — Высшему Разуму?).

Все взаимосвязано воедино. И нет ничего удивительного в том, что все наши внутренние ритмы жизнедеятельности (вплоть до характерных циклических всплесков творческой активности) согласуются с воздействующими на нас — и определяющим естественные темпы прогрессивного развития нашей цивилизации — внешними природными ритмами (в частности, с характерными циклическими всплесками солнечной активности) [12]. Возможно, сама наша цивилизация — вместе со всей исходной земной биосферой — является материальным или, по крайней мере, информационным продуктом систематической космологической экспансии некоторой космической сверхцивилизации, которая развивается как раз с такими темпами [13].

Универсальные характеристики и уровни самоорганизации материи

Необходимый универсальный смысл антропному космологическому принципу, определяющему всю наблюдаемую и рационально познаваемую Вселенную [5], [6], придают рассмотренные автором вполне детерминированные периодические системы всевозможных — эталонных и производных — фундаментальных структурных элементов материи на всех четырех возможных последовательных основных уровнях ее естественной самоорганизации: физическом, химическом, биологическом и человеческом (антропном) [2], [14], [15], [16].

Действуя в духе натуральной философии, которую иные низводят к третируемой натурфилософии, можно сознательно ввести — вслед за Ньютоном — в метафизические (философские) рассуждения о Природе необходимые Математические начала, но только подобные квантовым постулатам Бора [16], т.е. перейти от взаимообусловленности кинематических и динамических законов механики Аристотеля—Кеплера—Галилея—Ньютона— Эйнштейна к принципиальному единству и предопределенности фундаментальных законов строения материи [17]. Тогда резонно постулировать существование некоторых универсальных соответственно квантованных характеристик с равноотстоящими друг от друга — до естественного предела — собственными значениями для всевозможных фундаментальных структурных элементов материи на всех уровнях ее естественной самоорганизации, что обеспечивает должную Гармонию Вселенной или Природы (в духе учения Лейбница о предустановленной гармонии).

Универсальных характеристик существует три (и только три!): интегральная (внешняя, количественная) I, дифференциальная (внутренняя, качественная) D и спинальная («продольная», ориентационная) S. Первая из них является квантованной линейно, вторая — циклически, а третья — линейно-циклически.

Интегральная и дифференциальная характеристики I и D выступают как основные, взаимно дополняющие друг друга и всегда в равной степени существенные. Интегральная характеристика I принимает ряд просто последовательных собственных значений I(i) с целочисленными индексами i. Дифференциальная характеристика D имеет циклически замыкающиеся собственные значения D(d), также с целочисленными значениями индекса d. При этом ряд собственных значений I и D начинается с универсального общего исходного нулевого собственного значения I(0) = D(0) = 0. А общее число собственных значений ι и δ для обеих характеристик I и D одинаково (ι = δ). В этом смысле они являются в равной мере существенными.

Спинальная характеристика S — дополнительная к обеим предыдущим и менее существенная. Она имеет четное число δ = 2к надлежащих попарно симметричных или, вернее, антисимметричных (диаметрально противоположных) собственных значении S(s) с соответствующими полуцелыми значениями индекса s= ±1/2, ±3/2,... ±(σ - 1)/2. Эти собственные значения S(s) имеют так называемый хиральный⁶ смысл, то есть обладают противоположными знаками для правоспиральных и левоспиральных, или противоположно ориентированных — как бы вывернутых наизнанку — элементов. Число собственных значений для спинальной характеристики S существенно меньше, чем для I и D, вплоть до возможного вырождения в нуль (т.е. 0 ≤ σ =2k << ι = δ).

Наряду с искомыми системами самих фундаментальных структурных элементов материи или даже вместо таких «материальных» систем рационально рассматривать прежде всего эквивалентные им «идеальные» системы всевозможных соответственно квантованных собственных значений всех универсальных характеристик этих элементов, выводимые по математической индукции при восхождении по иерархии всех последовательных основных уровней естественной самоорганизации материи. Надлежащая математическая индукция осуществляется вполне однозначно при необходимом и достаточном условии, что на каждом ее шаге симметрия рассматриваемых систем нарушается наименьшим возможным образом. Соответствующих возможных последовательных шагов оказывается всего четыре.

Отсюда следует, что возможных последовательных основных уровней естественной самоорганизации материи можно указать четыре (и только четыре!), а именно: физический, химический, биологический и человеческий (антропный, сознательный, разумный). Или, вернее: собственно физический, физико-химический, химико-биологический (или биохимический) и биосоциальный (психологический или даже собственно психологический). Данная последовательность имеет исчерпывающий характер и зацикливается на высшем — антропном (или собственно психологическом) — уровне, где наряду с типичными разумными индивидуумами (или характерными для них психологическими комплексами) обнаруживается особо выделенный предельный (и вместе с тем исходный!) элемент — божественно всемогущий уникальный всеобъемлющий самообусловленный Высший Разум, который необходим для полной гармонии всех фундаментальных структурных элементов материи. Он, в отличие от последних, заведомо не может быть продуктом ее естественной самоорганизации, а выступает в качестве всеобщего первоначала и предела, оставаясь, однако, несмотря на эти две свои ипостаси, принципиально единым, самотождественным, неизменным.

Существование теоретически ожидаемого разумного основополагающего первоначала, которое охватывает или пронизывает все структурно неисчерпаемое многообразие Вселенной в целом и с которым сочетаются в гармоничную Единую Систему все остальные фундаментальные структурные элементы одухотворенной им Природы (или материи), подтверждает справедливость антропного космологического принципа в предельно сильной форме —         с универсальными величинами всех фундаментальных физических мировых констант вообще для всех миров макро-микросимметричной Вселенной, как раз согласующимися с их обитаемостью при надлежащих начальных условиях⁷.

Периодические системы фундаментальных структурных элементов материи

Четырем возможным последовательным основным уровням естественной самоорганизации материи соответствуют четыре системы всевозможных — эталонных и производных — фундаментальных структурных элементов. При этом с циклической квантованностью универсальной дифференциальной характеристики D связан периодический характер рассматриваемых систем.

На исходном физическом уровне — это максимально симметричная единая периодическая система таких фундаментальных элементарных и субэлементарных частиц и античастиц материи, как введенные физиками лептоны, кварки и антикварки всех поколений, начиная с исходного — эталонного — электронного поколения.

Общее число элементов для каждого поколения равно 16. Для исходного — это 4 лептона (электронное нейтрино и антинейтрино, электрон и позитрон), 6 кварков и 6 антикварков. Кварки различаются величинами электрического заряда, который может принимать два значения — 1/3 и 2/3 от элементарного электрического заряда е, и так называемыми цветовыми зарядами, характеризующими сильное взаимодействие, которые могут принимать 3 различных значения. В совокупности это дает шесть типов кварков и шесть типов антикварков, а всего (вместе с лептонами) 16 различных элементарных и субэлементарных частиц.

Дифференциальная характеристика D здесь (на физическом уровне) сводится к цветовому заряду, а интегральная I — к электрическому заряду, определяющему электромагнитное взаимодействие. При этом имеется 7 собственных значений для D: одно выделенное, исходное, нулевое — D(0) = 0 (присущее всем «бесцветным» лептонам) и еще шесть равноотстоящих от него и друг от друга остальных циклически замыкающихся вокруг этого центра симметрии собственных значений D(d), где d = I, II, III, IV, V, VI, то есть в общей сложности δ = 1+ 6 = 7. Интегральная характеристика I принимает также 7 собственных значений I(i) = i(e/3) = 0, ±(1/3)е, ±(2/3)е, ±e; (i = 0, ±1, ±2, ±3). Таким образом общее число собственных значений интегральной и дифференциальной характеристик равны: ι = δ = 7. Наконец, спинальная характеристика S сводится к определяющему слабые взаимодействия спину и принимает одну пару (δ=2) диаметрально противоположных собственных значений S(s) = sh = ±(l/2)h, то есть s= ±1/2. Так что вся совокупность, вообще говоря, независимых универсальных характеристик (I, D, S) принимает в общей сложности Σ = ι+δ+σ = 7+7+2 = 16 собственных значений, которые и реализуются полным комплектом из Σ' = 16 эталонных собственно физических элементов (различных элементарных и субэлементарных частиц).

На следующем — переходном физико-химическом уровне — это теоретически ожидаемая полная периодическая система атомов, а точнее, атомных химических элементов вещества (или антивещества), начиная с нулевого нейтронного элемента n (с нулевым порядковым номером, или зарядовым числом Z=0) и других, определяющих строение этой системы, эталонных элементов. Последние, с одной стороны, завершают в качестве так называемых совершенных элементов все ее периоды (включая оба аномально коротких начальных периода — одноэлементный нулевой с нейтронным элементом n и двухэлементный первый с водородом Н и гелием Не), а с другой — как наиболее показательные элементы возглавляют все ее валентные группы или, по крайней мере, входят в них в составе головного стандартного восьмиэлементного периода (т.е. второго периода). Таким образом имеем следующую систему эталонных элементов на физико-химическом уровне: n, H, He, Li, Be, В, С, N, О, F, Ne, Аr, Кr, Хе, Rn, Id (ideal, Z = 118), то есть в общей сложности 16 эталонных элементов.

Последовательные периоды этой системы и ее циклически замыкающиеся валентные группы можно сопоставить с соответственно квантованными равноотстоящими друг от друга собственными значениями I(i) и D(d) интегральной и дифференциальной характеристик I и D, сводящихся к порядковому номеру — или главному квантовому числу — внешней валентной электронной оболочки рассматриваемых атомов и к их валентности, т.е. к числу валентных электронов. Последнее изменяется в пределах начального вырожденного двучленного цикла (D(0), D(I)) (s-электроны) и невырожденного шестичленного цихла (D(II), D(III), D(IV), D(V), D(VI), D(VII)) (р-электроны), сочлененных друг с другом в двукратном нулевом собственном значении D(II) = D(0) = 0, т.е. имеется δ =2 + 6 = 8 соответственно циклически замыкающихся валентных групп и такое же число ι = δ = 2 + 6 = 8 последовательных периодов. При этом в общей сложности универсальные характеристики — с учетом вырождения спинальной характеристики S (σ = 0) — принимают Σ = ι+δ+σ = 8 + 8 + 0 = 16 собственных значений, которые и реализуются полным комплектом из Σ' = 16 эталонных химических элементов.

На втором переходном химико-биологическом (или биохимическом) уровне можно построить единую периодическую систему фундаментальных элементарных и субэлементарных молекулярных или, точнее, субмолекулярных биоорганических блоков типа эталонных генетически кодируемых аминокислотных остатков всевозможных биополипептидов (белков) и кодирующих их нуклеотидов ДНК или РНК для любого из возможных обитаемых макромиров⁸. Основные характеристики I и D относятся к специфическим боковым радикалам рассматриваемых блоков, определяя число содержащихся там нейтральных или ионизированных атомов и их ассортимент. Причем оба рода собственных значений имеют одно и то же общее число ι = δ = 12. Здесь двенадцатичленный цикл для D включает, наряду с основным восьмичленным циклом (эквивалентным — по числу членов — суммарному циклу на предшествующем физико-химическом уровне), оба возможных простейших дополнительных вырожденных двучленных цикла — начальный и конечный, сочлененные все трое вместе в общем трехкратном собственном значении D(XI) = D(IX) = D(I), которому соответствуют блоки с чисто углеродным составом неводородных атомов в специфических боковых радикалах. А особо выделенному общему исходному нулевому собственному значению I(0) = D(0) = 0 соответствует свойственный простейшему глициновому остатку чисто водородный специфический боковой радикал в виде отдельного атома водорода, совершенно аналогичный противостоящему ему неспецифическому боковому радикалу унифицированного продольного остова всех обычных аминокислотных остатков (кроме особого пролинового остатка). Дополнительная спинальная характеристика S имеет две пары, т.е. максимальное возможное число σ = 4 попарно диаметрально противоположных (антисимметричных) собственных значений S(s)~s = ±l/2,±3/2, которым соответствуют четыре типа унифицированных продольных остовов рассматриваемых блоков (с учетом особенности пролинового остатка). Нуклеотиды ДНК и РНК (все 4 + 4 = 8 правоспиральные) имеют положительные собственные значения этой характеристики S, а обычные аминокислотные и особый пролиновый остатки (все 20 левоспиральные), напротив, — отрицательные. Причем это естественное соответствие должно сохраняться при зеркальном преобразовании, если перейти от вещественных блоков к антивещественным, когда все спиральности и собственные значения S(s) изменятся на противоположные. Вся совокупность, вообще говоря, независимых универсальных характеристик (I, D, S) принимает в общей сложности Σ = ι + δ + σ=12+12 + 4 = 28 собственных значений, которые и реализуются полным комплектом из Σ' = 20 + 4 + 4 = 28 эталонных биоорганических (биохимических) блоков.

Наконец, на предельном собственно психологическом уровне это полная периодическая система всевозможных разумных индивидуумов или, вернее, присущих им психологических комплексов. Как было показано автором в работе [18], имеется 13 так называемых критических значений интеллектуальных потенциальных возможностей x(i) = i/12; (i = 0, 1, 2,..., 12), включая бесконечный предел х(0) = ∞. Если перейти к соответствующей интегральной характеристике I = I(i)~l/x(i)~i, то это предельное (бесконечно большое) значение будет соответствовать исходному нулевому собственному значению I(0) = 0. Общее число собственных значений интегральной характеристики ι = 13.

Дифференциальная характеристика D связана с классификацией типичных разумных индивидуумов по характерным для них соотношениям таких составляющих интеллекта (точнее психической деятельности), как интуиция, лотка и эмоции. Она имеет такое же общее число σ = 13 собственных значений D(d): одно особо выделенное общее исходное нулевое собственное значение D(0)=I(0)=0, соответствующее исходному всесторонне уравновешенному Высшему Разуму, и 12 циклически замыкающихся вокруг этого центра симметрии, равноудаленных от него и равноотстоящих друг от друга остальных собственных значений D(d); (d=I, II, ..., XII), которые образуют двенадцатичленный цикл, эквивалентный по числу членов суммарному циклу на предшествующем химико-биологическом уровне.

Спинальная характеристика S описывает экстравертов и интровертов. Она имеет два диаметрально противоположных собственных значения S(s)~s = ±1/2, то есть в данном предельном случае, когда все возвращается на круги своя, число собственных значений спинальной характеристики оказывается таким же, как на исходном собственно физическом уровне: δ = 2. Так что вся совокупность, вообще говоря, независимых универсальных характеристик (I, D, S) принимает в общей сложности Σ = ι + δ + σ = 13+ 13 + 2 = 28 собственных значений, которые и реализуются полным комплектом из Σ' = 28 характерных эталонных психологических комплексов.

В каждом из четырех случаев суммарному числу Σ = ι + δ + σ всевозможных собственных значений всех трех возможных независимых универсальных характеристик (I, D и S) соответствует тождественно равное ему суммарное число Σ' вполне детерминированных эталонных фундаментальных структурных элементов материи на данном уровне ее естественной самоорганизации, которые составляют систему, вообще говоря, как раз минимально необходимую и достаточную для реализации всех этих собственных значений.

По величине этих суммарных чисел Σ' = Σ можно различить пары сходных друг с другом уровней самоорганизации материи: 1. — те, которые, по крайней мере непосредственно, не имеют отношения к Жизни и Разуму (собственно физический и физико-химический: Σ' = Σ = 16); 2. — те, которые, напротив, связаны именно с ними (химико-биологический и собственно психологический: Σ' = Σ = 28).

Изложенные выше выводы о соотношении возможных последовательных основных уровней естественной самоорганизации материи, определяемых универсальными характеристиками I, D и S, сведены воедино в таблицу. Гармония и предопределенность Вселенной, Природы, Материи, Жизни и Разума имеют универсальный смысл. Они издавна составляли предмет размышлений наиболее глубоких мыслителей [20].