Журнал «Философия хозяйства». 2021. № 6. С.22-36
Математические начала философии жизни, или Почему она такая изменчивая?
О.В. Доброчеев
Аннотация.
Раскрыто естественнонаучное содержание философского взгляда К.Э. Циолковского на жизнь, как «взбаламученный нуль». Сформулированы математически законы флуктуационной изменчивости жизни. Рассмотрены их качественные следствия, включая синергетические эффекты и возможность конструирования небиологических форм жизни.
Ключевые слова: физика жизни, флуктуации, турбулентность, самоорганизация, реакция Белоусова — Жеботинского, социальные атомы, небиологические формы жизни.
Раскрыто естественнонаучное содержание философского взгляда К.Э. Циолковского на жизнь, как «взбаламученный нуль». Сформулированы математически законы флуктуационной изменчивости жизни. Рассмотрены их качественные следствия, включая синергетические эффекты и возможность конструирования небиологических форм жизни.
Ключевые слова: физика жизни, флуктуации, турбулентность, самоорганизация, реакция Белоусова — Жеботинского, социальные атомы, небиологические формы жизни.
Введение
«Все течет, все изменяется», — говорил Гераклит в V в. до н. э.
О том, что жизнь соткана из вечных перемен, китайцы знают тысячи лет. Поэтому их библия так и называется: «Книга перемен».
А сто лет назад, начиная аэродинамическими опытами на «вертушке» эпоху космонавтики, К.Э. Циолковский увидел в бурной изменчивости потоков предельную формулу жизни, написав, что это всего лишь «взбаламученный нуль». Или, говоря языком науки, одни лишь флуктуации.
Для современного человека, полагающегося на общепринятые концепции детерминизма или случайности, флуктуации — вещь неопределенная. Поясним поэтому, что под ними мы подразумеваем изменчивость состояния системы, измеряемую фазами периода жизни, длины, энергетического состояния и структурной сложности. Характерными образами флуктуаций являются: растущий эмбрион, атмосферный вихрь, атомный гриб, хозяйственно осваиваемая или загрязняемая территория, мерцающие звезды и т. д.
При всей незавершенности научного описания флуктуаций многие сегодня для контроля своего физического состояния и здоровья используют специальные часы или браслеты, в которых медицина уже адаптировала часть точных научных знаний о флуктуациях и турбулентности.
Поэтому сегодня мы можем посмотреть на философскую формулу жизни Циолковского более внимательно — через ее математическое раскрытие и естественнонаучное описание.
Четыре шага математических начал философии жизни
Первая постановка вопроса о физике жизни (т. е. о законах ее пространственного развития) в 1945 г. принадлежит Э. Шредингеру [25]. Первые опыты по флуктуационной модели жизни поставил Б.П. Белоусов [3] в 1951 г., создав для этого автоколебательную химическую реакцию, похожую на сердцебиение и требовавшую для своего продолжения, как и живой организм, регулярной подпитки. Их практической целью было изучение на физической модели тех или иных воздействий на организм.
Судьба открытия была драматична, поскольку, с точки зрения рецензентов и научных редакторов, результаты исследований Белоусова противоречили второму началу термодинамики, согласно которому все химические процессы должны стремиться к равновесию.
Широкое признание открытие получило лишь десятилетия спустя, благодаря детальному изучению реакции С. Шнолем, А. Жеботинским и др.
Вторым шагом стало открытие в 1983 г. С. Шнолем, В. Коломбетом и др. дискретного характера амплитуд флуктуаций скорости реакции Белоусова, а затем интенсивности радиоактивного распада и других физико-химических процессов [24].
Дискретность состояния живых существ, или, скорее, их своеобразная биологическая или социальная атомарность, является вторым отличительным признаком жизни после ее колебательной изменчивости. Ярким примером термодинамической атомарности организмов является их стабильная температура, которая в градусах Кельвина колеблется не более чем на 1%, а примером социальной атомарности — села, города и государства.
Помимо существования дискретных систем, Шноль с коллегами обнаружили в опытах еще и их флуктуационные переходы из одного состояния в другое в противофазе с солнечной активностью (рис. 1) [24].
Эта совокупность явлений была названа ими макроскопическое квантование.
«Все течет, все изменяется», — говорил Гераклит в V в. до н. э.
О том, что жизнь соткана из вечных перемен, китайцы знают тысячи лет. Поэтому их библия так и называется: «Книга перемен».
А сто лет назад, начиная аэродинамическими опытами на «вертушке» эпоху космонавтики, К.Э. Циолковский увидел в бурной изменчивости потоков предельную формулу жизни, написав, что это всего лишь «взбаламученный нуль». Или, говоря языком науки, одни лишь флуктуации.
Для современного человека, полагающегося на общепринятые концепции детерминизма или случайности, флуктуации — вещь неопределенная. Поясним поэтому, что под ними мы подразумеваем изменчивость состояния системы, измеряемую фазами периода жизни, длины, энергетического состояния и структурной сложности. Характерными образами флуктуаций являются: растущий эмбрион, атмосферный вихрь, атомный гриб, хозяйственно осваиваемая или загрязняемая территория, мерцающие звезды и т. д.
При всей незавершенности научного описания флуктуаций многие сегодня для контроля своего физического состояния и здоровья используют специальные часы или браслеты, в которых медицина уже адаптировала часть точных научных знаний о флуктуациях и турбулентности.
Поэтому сегодня мы можем посмотреть на философскую формулу жизни Циолковского более внимательно — через ее математическое раскрытие и естественнонаучное описание.
Четыре шага математических начал философии жизни
Первая постановка вопроса о физике жизни (т. е. о законах ее пространственного развития) в 1945 г. принадлежит Э. Шредингеру [25]. Первые опыты по флуктуационной модели жизни поставил Б.П. Белоусов [3] в 1951 г., создав для этого автоколебательную химическую реакцию, похожую на сердцебиение и требовавшую для своего продолжения, как и живой организм, регулярной подпитки. Их практической целью было изучение на физической модели тех или иных воздействий на организм.
Судьба открытия была драматична, поскольку, с точки зрения рецензентов и научных редакторов, результаты исследований Белоусова противоречили второму началу термодинамики, согласно которому все химические процессы должны стремиться к равновесию.
Широкое признание открытие получило лишь десятилетия спустя, благодаря детальному изучению реакции С. Шнолем, А. Жеботинским и др.
Вторым шагом стало открытие в 1983 г. С. Шнолем, В. Коломбетом и др. дискретного характера амплитуд флуктуаций скорости реакции Белоусова, а затем интенсивности радиоактивного распада и других физико-химических процессов [24].
Дискретность состояния живых существ, или, скорее, их своеобразная биологическая или социальная атомарность, является вторым отличительным признаком жизни после ее колебательной изменчивости. Ярким примером термодинамической атомарности организмов является их стабильная температура, которая в градусах Кельвина колеблется не более чем на 1%, а примером социальной атомарности — села, города и государства.
Помимо существования дискретных систем, Шноль с коллегами обнаружили в опытах еще и их флуктуационные переходы из одного состояния в другое в противофазе с солнечной активностью (рис. 1) [24].
Эта совокупность явлений была названа ими макроскопическое квантование.
Авторы так описывают результаты своих 20-летних исследований. «Не претендуя на выяснение природы этих свойств (поскольку объяснить их одним лишь наличием колебательных режимов нельзя), можно констатировать: при любых последовательных во времени измерениях процессов любой природы вследствие флуктуаций…. наблюдаются "разрешенные" и "запрещенные" состояния макроскопических объектов». «Существует "время их жизни"». «С высокой вероятностью они повторяются с периодом в 24 часа, около 27 суток, около 365 суток».
Одна из первых попыток объяснения дискретной структуризации неравновесных физико-химических потоков была предпринята А. Устиновым, А. Петиным и автором этих строк, которые в 1989—1994 гг. обнаружили в некоторых режимах течения диссоциирующего газа вырождение стохастического спектра колебаний в когерентный [14; 16].
В последующее десятилетие, как заметили в своем исследовании А. Колесниченко и М. Маров, «благодаря прогрессивному развитию методов визуального наблюдения турбулизованных течений жидкости было открыто большое число разнообразных вихревых когерентных структур (КС) и надежно установлены их топологические характеристики. В качестве примеров могут быть названы "вихри Тейлора", "турбулентные пятна", "вихревые кольца", "вихревые клубки", "вихревые спирали", "грибовидные вихри" и т. п.» [20].
Поэтому третьим шагом становления флуктуационной модели жизни можно считать открытие в 1989—2010-х гг. когерентных частот макроскопических колебаний в неравновесных физико-химических потоках и когерентных структур в гидродинамике.
Практически в этот же период были обнаружены дискретные периоды жизни, линейные размеры, населенность, энергетические и структурные состояния макросоциальных систем, которые были названы социальными атомами [10;11].
В истории космонавтики, в частности, были установлены глобальные волны технологических нововведений, величиной в 140 лет (от начала написания Жюлем Верном книги «Из пушки на Луну» в 1856 г. до завершения строительства станции Мир в 1996 г.), и их гармоники, величиной в 70; 35; 17,5; 11,6 и 8,75 лет и обертоны — в 280, 560 и 1120 лет [11].
Затем такие же 140-летние периоды были найдены в длинной волне развития буржуазного общества от Великой французской революции 1789 г. до Великой депрессии 1929 г. и длинной волне социализма от выхода в свет Манифеста коммунистической партии в 1848 г. до распада системы социализма в 1989 г. Одна из гармоник этой глобальной волны, величиной в 8,75 лет, оказалась базовым периодом экономической истории Англии, в которой, по причине возможного резонанса собственной частоты колебаний с глобальной волной, «никогда не заходило Солнце» (рис. 2).
Одна из первых попыток объяснения дискретной структуризации неравновесных физико-химических потоков была предпринята А. Устиновым, А. Петиным и автором этих строк, которые в 1989—1994 гг. обнаружили в некоторых режимах течения диссоциирующего газа вырождение стохастического спектра колебаний в когерентный [14; 16].
В последующее десятилетие, как заметили в своем исследовании А. Колесниченко и М. Маров, «благодаря прогрессивному развитию методов визуального наблюдения турбулизованных течений жидкости было открыто большое число разнообразных вихревых когерентных структур (КС) и надежно установлены их топологические характеристики. В качестве примеров могут быть названы "вихри Тейлора", "турбулентные пятна", "вихревые кольца", "вихревые клубки", "вихревые спирали", "грибовидные вихри" и т. п.» [20].
Поэтому третьим шагом становления флуктуационной модели жизни можно считать открытие в 1989—2010-х гг. когерентных частот макроскопических колебаний в неравновесных физико-химических потоках и когерентных структур в гидродинамике.
Практически в этот же период были обнаружены дискретные периоды жизни, линейные размеры, населенность, энергетические и структурные состояния макросоциальных систем, которые были названы социальными атомами [10;11].
В истории космонавтики, в частности, были установлены глобальные волны технологических нововведений, величиной в 140 лет (от начала написания Жюлем Верном книги «Из пушки на Луну» в 1856 г. до завершения строительства станции Мир в 1996 г.), и их гармоники, величиной в 70; 35; 17,5; 11,6 и 8,75 лет и обертоны — в 280, 560 и 1120 лет [11].
Затем такие же 140-летние периоды были найдены в длинной волне развития буржуазного общества от Великой французской революции 1789 г. до Великой депрессии 1929 г. и длинной волне социализма от выхода в свет Манифеста коммунистической партии в 1848 г. до распада системы социализма в 1989 г. Одна из гармоник этой глобальной волны, величиной в 8,75 лет, оказалась базовым периодом экономической истории Англии, в которой, по причине возможного резонанса собственной частоты колебаний с глобальной волной, «никогда не заходило Солнце» (рис. 2).
Результаты этих исследований вместе с опытными данными о волновой динамике солнечной активности и социальных потрясений А. Чижевского свидетельствуют о существовании как на Земле, так и в космосе устойчивых базовых периодов, или тактовых частот жизни (см.: [9]), величиной
Т= 8,75; 11,6;17,5; 35; 70; 140; 280; 560; 1120 лет. (1)
Часть гармоник этого ряда волн недавно была обнаружена учеными Стэнфордского университета США в скачкообразном старении человека. Проанализировав плазму крови 4263 человек в возрасте от 18 до 95 лет, они выяснили, что старение происходит не постепенно, а скачкообразно, в три этапа — на 35-м году жизни, 61-м и 79-м. В это время, полагают они, организм человека существенно перестраивается [23].
Сегодня на основании их опытов, зная основные частоты жизни (см. уравнение (1)), мы можем восстановить полный ряд критических периодов жизни среднестатистического человека:
T = 0, 8,75; 17,5; 26,25; 35; 43,75; 52,5; 61,25; 70; 78,75; 87,5; 92; 94; 95; 96; 97; 98 лет.
В те же 1990-е гг., помимо тактовых частот жизни, В. Кузьминым и А. Жирмунским для биологических сообществ был установлен еще и экспоненциальный закон дискретных критических уровней их населенности и линейных размеров [18]:
E~ exp(n). (2)
Н. Гончаровым, В. Макаровым, В. Морозовым, с одной стороны, и Брюне, с другой — были открыты сотовые ячеистые геосоциальные структуры [5; 17], подобные ячеистым структурам на Солнце [9].
Одно из первых теоретических объяснений дискретной структуризации физических и социальных систем было найдено в расширенной трактовке гипотезы турбулентности А. Колмогорова, уточненной автором в 1991 г. на случай роста размеров флуктуаций до размеров макросистемы [6—8].
Поэтому четвертым этапом математических начал философии жизни можно считать уточненный автором в 1991 г. закон турбулентности А. Колмогорова:
E ~E0 (1-l/L)2 (l/L)2/3, (3)
где E — энергия флуктуаций, l/L — относительный размер флуктуаций, или фаза их жизненного цикла.
Он описывает два механизма движения среды, совместное действие которых приводит к формированию (самоорганизации) дискретной волновой структуры потока.
Первый, связанный с медленным нарастанием энергии совместного (социального) движения частиц потока в фазе роста волны вплоть до пределов устойчивости, описывается первой частью уравнения (3). Второй механизм распада волны в брызги, связанный с резким падением энергии связи частиц, описывается моделью Колмогорова —второй частью уравнения (3).
Переход от первой фазы развития ко второй происходит при достижении флуктуациями (l) пределов своей устойчивости, выражаемых либо размерами самой системы, либо радиусом кривизны поля течения потока (L):
l/ L >7/8.
Этот критерий, по сути, представляет собой условие скачкообразного, как показали исследования В. Кузьмина и А. Жирмунского [18], перехода системы, оказавшейся в точке полифуркации, в качественно новое состояние.
Математическая модель флуктуаций (3), помимо непрерывного спектра колебаний потока, описывает еще и его вырождение в когерентный.
Поскольку при
l/L -> 1,
энергия флуктуаций, как это следует из уравнения (3), стремится к нулю
E -> 0.
Последнее можно рассматривать как приобретение течением упорядоченного характера когерентных структур, кратных размеру потока в целом (L):
l = L/ n.
Анализ экспериментальных данных по явлению турбулентного перехода под этим углом зрения позволил прийти к выводу, что процесс самоорганизации когерентных структур начинается при размерах флуктуаций, превышающих 1/8 часть размера потока [9;6]:
l/L -> 1/8.
Эти эмпирические данные приводят к выводу о минимальном числе элементов системы, необходимых (но не достаточных) для начала ее самоорганизации [1] [9].
N > 8. (4)
Отсутствие в законе флуктуаций (3) каких-либо сведений о физико-химических свойствах частиц потока побудило нас к проверке его применимости в различных средах и системах.
Начатое в 1990-х гг. совместно с Ю. Батуриным, А. Устиновым, А. Соловьяновым, А. Серебровым, П. Алексеевым, Ю. Ковалем, А. Клепачем [1; 5; 12; 13; 16; 19; 22] изучение волнообразных жизнеподобных процессов продолжается и сегодня.
Анализируя на этом длинном пути исследований различные опытные данные, мы обнаружили, что во многих из них энергия флуктуаций сопоставлялась с различными измерительными величинами.
Так, еще А. Колмогоров сравнивал между собой в гидродинамической аналогии спектральные плотности пульсаций гидродинамических и
[1] Удивительно, но образное описание этого явления самоорганизации нам удалось обнаружить благодаря О. Жилину в русской народной сказке «Репка», в оригинале которой, как его записал А. Афанасьев в 1883 г., сказано, что деду удалось вытянуть репку лишь после появления восьмой подмоги.
Т= 8,75; 11,6;17,5; 35; 70; 140; 280; 560; 1120 лет. (1)
Часть гармоник этого ряда волн недавно была обнаружена учеными Стэнфордского университета США в скачкообразном старении человека. Проанализировав плазму крови 4263 человек в возрасте от 18 до 95 лет, они выяснили, что старение происходит не постепенно, а скачкообразно, в три этапа — на 35-м году жизни, 61-м и 79-м. В это время, полагают они, организм человека существенно перестраивается [23].
Сегодня на основании их опытов, зная основные частоты жизни (см. уравнение (1)), мы можем восстановить полный ряд критических периодов жизни среднестатистического человека:
T = 0, 8,75; 17,5; 26,25; 35; 43,75; 52,5; 61,25; 70; 78,75; 87,5; 92; 94; 95; 96; 97; 98 лет.
В те же 1990-е гг., помимо тактовых частот жизни, В. Кузьминым и А. Жирмунским для биологических сообществ был установлен еще и экспоненциальный закон дискретных критических уровней их населенности и линейных размеров [18]:
E~ exp(n). (2)
Н. Гончаровым, В. Макаровым, В. Морозовым, с одной стороны, и Брюне, с другой — были открыты сотовые ячеистые геосоциальные структуры [5; 17], подобные ячеистым структурам на Солнце [9].
Одно из первых теоретических объяснений дискретной структуризации физических и социальных систем было найдено в расширенной трактовке гипотезы турбулентности А. Колмогорова, уточненной автором в 1991 г. на случай роста размеров флуктуаций до размеров макросистемы [6—8].
Поэтому четвертым этапом математических начал философии жизни можно считать уточненный автором в 1991 г. закон турбулентности А. Колмогорова:
E ~E0 (1-l/L)2 (l/L)2/3, (3)
где E — энергия флуктуаций, l/L — относительный размер флуктуаций, или фаза их жизненного цикла.
Он описывает два механизма движения среды, совместное действие которых приводит к формированию (самоорганизации) дискретной волновой структуры потока.
Первый, связанный с медленным нарастанием энергии совместного (социального) движения частиц потока в фазе роста волны вплоть до пределов устойчивости, описывается первой частью уравнения (3). Второй механизм распада волны в брызги, связанный с резким падением энергии связи частиц, описывается моделью Колмогорова —второй частью уравнения (3).
Переход от первой фазы развития ко второй происходит при достижении флуктуациями (l) пределов своей устойчивости, выражаемых либо размерами самой системы, либо радиусом кривизны поля течения потока (L):
l/ L >7/8.
Этот критерий, по сути, представляет собой условие скачкообразного, как показали исследования В. Кузьмина и А. Жирмунского [18], перехода системы, оказавшейся в точке полифуркации, в качественно новое состояние.
Математическая модель флуктуаций (3), помимо непрерывного спектра колебаний потока, описывает еще и его вырождение в когерентный.
Поскольку при
l/L -> 1,
энергия флуктуаций, как это следует из уравнения (3), стремится к нулю
E -> 0.
Последнее можно рассматривать как приобретение течением упорядоченного характера когерентных структур, кратных размеру потока в целом (L):
l = L/ n.
Анализ экспериментальных данных по явлению турбулентного перехода под этим углом зрения позволил прийти к выводу, что процесс самоорганизации когерентных структур начинается при размерах флуктуаций, превышающих 1/8 часть размера потока [9;6]:
l/L -> 1/8.
Эти эмпирические данные приводят к выводу о минимальном числе элементов системы, необходимых (но не достаточных) для начала ее самоорганизации [1] [9].
N > 8. (4)
Отсутствие в законе флуктуаций (3) каких-либо сведений о физико-химических свойствах частиц потока побудило нас к проверке его применимости в различных средах и системах.
Начатое в 1990-х гг. совместно с Ю. Батуриным, А. Устиновым, А. Соловьяновым, А. Серебровым, П. Алексеевым, Ю. Ковалем, А. Клепачем [1; 5; 12; 13; 16; 19; 22] изучение волнообразных жизнеподобных процессов продолжается и сегодня.
Анализируя на этом длинном пути исследований различные опытные данные, мы обнаружили, что во многих из них энергия флуктуаций сопоставлялась с различными измерительными величинами.
Так, еще А. Колмогоров сравнивал между собой в гидродинамической аналогии спектральные плотности пульсаций гидродинамических и
[1] Удивительно, но образное описание этого явления самоорганизации нам удалось обнаружить благодаря О. Жилину в русской народной сказке «Репка», в оригинале которой, как его записал А. Афанасьев в 1883 г., сказано, что деду удалось вытянуть репку лишь после появления восьмой подмоги.
финансовых потоков (рис. 3) [9]. А в физико-химических и астрофизических измерениях С. Шноля и его коллег вместо энергии флуктуаций измерялся либо «разброс экспериментальных данных», либо солнечная активность, как это видно на рис. 1 [24]. На этом рисунке видно также удовлетворительное описание теоретической моделью (3) экспериментальных данных.
При изучении же социально-экономической динамики анализировалась численность населения или абсолютные значения ВВП и их прирост, как это было сделано на Украине и показано на рис. 4 [19].
При изучении же социально-экономической динамики анализировалась численность населения или абсолютные значения ВВП и их прирост, как это было сделано на Украине и показано на рис. 4 [19].
А в энергетике — энергопотребление на душу населения, как это показано на рис. 5.
Кривая изменения со временем пассионарности этноса Л. Гумилева также оказалась подобна турбулентной волне (рис. 6).
Все эти измерительные величины, единообразно изменяющиеся в жизненном цикле разнообразных систем, имеют, по нашему мнению, единый физический смысл числа доступных для данной системы в тех или иных условиях, в тот или иной период времени, ее характерных макросостояний, т. е. являются различными отражениями энтропии системы, или реализовавшейся в данных условиях степени разнообразия ее состояний.
На этом основании был сформулирован флуктуационный закон изменчивости ОБС (частным случаем которых является жизнь) [9].
Разнообразие структурных или энергетических состояний ОБС частиц скачкообразно изменяется в качественно различных фазах ее жизненного цикла согласно модели турбулентной волны (2-3) и табл. 1.
На этом основании был сформулирован флуктуационный закон изменчивости ОБС (частным случаем которых является жизнь) [9].
Разнообразие структурных или энергетических состояний ОБС частиц скачкообразно изменяется в качественно различных фазах ее жизненного цикла согласно модели турбулентной волны (2-3) и табл. 1.
В качестве механизма образования социальных атомов, или макроквантования, в этой модели предлагается стохастический резонанс [9]. Иначе говоря, резкое усиление некоторых волн ОБС в ответ на их слабое (подпороговое) периодическое возмущение когерентными волнами окружающей среды, описываемое уравнением (1), их гармониками и обертонами, сопровождается спонтанной синхронизацией поведения независимых прежде систем и образованием новых дискретных макросистем.
Впервые это явление синхронизации было обнаружено в динамике макроэкономических колебаний ВВП США, Англии, ФРГ и Канады в период 1951 — 1992 гг. (рис. 7) [19].
Впервые это явление синхронизации было обнаружено в динамике макроэкономических колебаний ВВП США, Англии, ФРГ и Канады в период 1951 — 1992 гг. (рис. 7) [19].
А затем в синхронизации экономических волн США, КНР и России в период 1995 —2019 гг. (рис. 8) [19;4]
Сегодня не известны более детальные исследования этого механизма самоорганизации дискретных структур (или социальных атомов, или макроквантования) в природных и социальных средах, но многие теоретически необходимые для этого процесса условия (в частности, закономерности 1—4) установлены экспериментально.
Поэтому жизнь, с нашей точки зрения, хотя и сложное, но естественное физическое явление волнообразного апериодического сложения очень большого числа частиц в своеобразные «социальные атомы» или, как их называют А. Колесниченко и М. Маров, когерентные структуры. Будь то икринки рыб или эмбрионы животных, города или государства, атмосферные вихри или галактики, — в процессе их развития чередуются одинаковые фазы, как это показано в табл.1. И они могут резонансно взаимодействовать с окружающей средой.
Из этого математического раскрытия философии жизни К. Циолковского вытекают некоторые важные следствия.
Следствия математических начал философии жизни
Первое следствие философии К. Циолковского состоит в том, что жизнь человека, будучи флуктуационным явлением, помимо биологического и механического, способна еще и к волновому взаимодействию с окружающим миром.
Более того, естественность флуктуационного, или турбулентного, развития жизни позволяет человеку на некоторых частотах стохастически резонировать с окружающим миром и оказывать на него непропорционально высокое или, если следовать терминологии Г. Хакена, синергетическое воздействие. Говоря обыденным языком — творить чудеса.
В то же время многие физико-химические системы, проходящие, как показали исследования Б. Белоусова, С. Шноля, А. Жеботинского и др., одинаковые с биологическими системами дискретные фазы развития от возникновения до расцвета и угасания (табл. 1), также способны к резонансным взаимодействиям с окружающей средой. Т. е. способны оказывать на нее воздействие на определенных частотах — избирательно, как и живые существа. Поэтому такие небиологические образования при достаточной высокой структурной сложности могут рассматриваться действующими моделями жизни или, для краткости, искусственной жизнью.
Более того, по мнению Ю.М. Осипова, первый шаг в создании искусственной жизни уже сделан, что подтверждается искусственным во многом характером жизни современного человека. О том, что многие созданные человеком социально-экономические и техногенные системы развиваются в пространстве и времени, подобно биологическим телам, свидетельствуют и результаты измерений и моделирования их динамики Ю. Батуриным, А. Серебровым, П. Алексеевым, А. Клепачем и автором этих строк (частично показанные на рис. 2, 4—6 ). Причем до такой степени подобно, что порой после временной остановки их также невозможно «вернуть к жизни», как и биологический организм. В Москве, например, в 2020 г. в связи с пандемией рассматривали вариант остановки метро, но потом пришли к выводу, что восстановить его работу будет едва ли возможно. Таким образом, техногенные системы, построенные по законам жизни, порой также сложно восстанавливаются после деструкции, как и биологические образования.
Эти исследования феномена жизни, базовая часть которых была сформулирована еще в 1999 г., привели авторов прогноза «Космонавтика XXI века» под руководством академика Б. Чертока [2] к выводу о возможности принципиально нового способа освоения космического пространства посредством разработки в течение последующих 80 лет технологии искусственной жизни на описанных выше принципах ее самоорганизации. «Гипотеза состоит в том, чтобы не транспортировать человека в какое-то интересующее нас место космического пространства, а инициировать в этом месте самоподдерживающиеся процессы образования устойчивых структур, подобных по своим интеллектуальным проявлениям человеку. Иначе говоря, инициировать возникновение в космосе некой весьма сложной реакции Белоусова—Жаботинского или своеобразной ячейки Бенара с некоторыми человеческими (интеллектуальными, прежде всего) свойствами.
Принципиальная возможность этого пути освоения космоса обусловлена тем, что человек — природное явление, которое подчиняется всем естественным, в том числе турбулентным, закономерностям развития, в которых есть как периоды хаотизации, вплоть до отдельных атомарных состояний, так и периоды упорядочения, вплоть до предельно гармонического — квазичеловеческого состояния.
О подобных вещах — о вечном существовании человека в совокупности составлявших его когда-то атомов — писал еще К.Э. Циолковский. За прошедшее после появления его работ время удалось только понять естественность, наряду распадом всех сложных явлений природы на элементарные части, еще и их гармонической самоорганизации в устойчивые ячеистые структуры. Особенно с использованием инициирующих в нужное время и в нужном месте слабых внешних импульсов. (Так называемое управление турбулентностью слабыми воздействиями второго порядка малости.)
Поэтому научно-техническая задача человечества на 90 лет вперед состоит «всего-навсего» в том, чтобы создать в космосе физический аналог «человека разумного» как некоего устойчиво локализованного в пространстве «космического ансамбля» самоподдерживающихся колебательных процессов широкого диапазона частот. Причем такого ансамбля, спектр проявлений которого подобен спектру человека земного и с которым поэтому мы сможем комфортно взаимодействовать.
Сейчас, конечно, это звучит фантастично, но здесь, как показывает рассмотренная нами ранее история двух предыдущих глобальных волн технологических нововведений, нет ничего удивительного» [2].
Литература
1. Батурин Ю.М. Доброчеев О.В. История как частный случай физики // Столица. 1994. № 10.
2. Батурин Ю.М., Доброчеев О.В. Периодическая таблица критических событий космонавтики // Космонавтика XXI века / Под ред. академика Б.Е. Чертога. М.: СОФТ. 2010. С. 675—689.
3. Белоусов Б.П. Сборник рефератов по радиационной медицине за 1958 г. М.: Медгиз, 1959. . 145 с.
4. Бушуев В.В. Структурно-волновой анализ и прогноз мировых цен на нефть, ВВП РФ, США, КНР. Доклад // Институт энергетической стратегии. М.: ИЭС, 2019.
5. Гончаров Н., Макаров В., Морозов В. В лучах кристалла Земли // Техника Молодежи. 1981. № 1.
6. Доброчеев О.В. Общие закономерности турбулентного переноса в технологических процессах и явлениях окружающей среды // Препринт ИАЭ-5323/1. 1991 32. с.
7. Доброчеев О.В. Неустойчивое развитие коллективных систем физико-химической, социальной и биологической природы // Журнал всероссийского химического общества им. Д.И. Менделеева. 1995. № 2. С. 48—55.
8. Доброчеев О.В. Физические закономерности общественного развития // Общественные науки и современность. 1996. № 6.
9. Доброчеев О.В. Механика очень больших систем природы, жизни и разума. М.: ТЭИС. 2019. 144 с.
10. Доброчеев О.В. Вектор перемен. М.: ИНЕРТЭК. 2003. 112 с..
11. Доброчеев О.В. Глобальные волны технологических нововведений // Космонавтика XXI века / Под ред. академика Б.Е. Чертога. М.: СОФТ. 2010. С. 571—588.
12. Доброчеев О.В., Алексеев. П.Н. Естественнонаучные основы долгосрочного прогнозирования и перспективные оценки для мировой и российской ядерной энергетики // Препринт ИАЭ-6451/3. М.: РНЦ «Курчатовский институт». 2007. 32 с.
13. Доброчеев О.В., Коваль Ю.А. Экономика хаоса. М.: МИФИ. 2007. 184 с.
14. Доброчеев О.В., Петин А.С. Экспериментальное исследование и моделирование процессов в цилиндрическом канале // Тепломассообмен — ММФ. Избранные доклады. Секция: Тепломассообмен в химико-технологических устройствах. Минск, 1989. С. 115—125.
15. Доброчеев О.В., Соловьянов А.А. О подобии колебаний в энергетическом производстве и социально-экономических процессах // Энергетическая политика. 1995. № 1. С. 22—25.
16. Доброчеев О.В., Устинов А.К. Исследование механизма турбулентного движения и теплообмена в потоке диссициирующего газа // Российский химический журнал. 1994. Т. XXXYIII. № 3. С. 103—105.
17. Доброчеев О.В, Шнепс-Шнеппе М.А. Евророссия или Gerussia // Международная экономика. 2013. № 7, 9, 11.
18. Жирмунский А.В., Кузьмин В.И. Критические уровни развития природных систем. Л.: Наука. 1990.
19. Клепач А.Н., Доброчеев О.В. Физические начала макроэкономики // Философия хозяйства. 2020. № 2. С. 37—49.
20. Колесниченко А. В., Маров М. Я. Турбулентность и самоорганизация. Проблемы моделирования космических и природных сред. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. 632 с.
21. Мунтиян В.И. Украина сквозь призму турбулентности. Воронеж: АО «Воронежская областная типография», 2018. 464 с.
22. Серебров А.А., Доброчеев О.В. Космические аппараты рождаются, живут и гибнут, как люди и галактики // Экономические стратегии. 2001. № 2. С. 92—93.
23.. Ученые определили три этапа старения человека / РИА Новости. 18.04.2021: [Электронный ресурс Электронный ресурс].url:https //ria.ru/20210418/starenie-1728832820/html
24. Шноль С.Э., Коломбет В.А. и др. О реализации дискретных состояний в ходе флуктуаций в макроскопических процессах// Успехи физических наук. 1998. Т. 168. № 10 (октябрь).
25. Шредингер Э. Что такое жизнь с точки зрения физики? М.: РИМИС, 2009. 176 с.
Поэтому жизнь, с нашей точки зрения, хотя и сложное, но естественное физическое явление волнообразного апериодического сложения очень большого числа частиц в своеобразные «социальные атомы» или, как их называют А. Колесниченко и М. Маров, когерентные структуры. Будь то икринки рыб или эмбрионы животных, города или государства, атмосферные вихри или галактики, — в процессе их развития чередуются одинаковые фазы, как это показано в табл.1. И они могут резонансно взаимодействовать с окружающей средой.
Из этого математического раскрытия философии жизни К. Циолковского вытекают некоторые важные следствия.
Следствия математических начал философии жизни
Первое следствие философии К. Циолковского состоит в том, что жизнь человека, будучи флуктуационным явлением, помимо биологического и механического, способна еще и к волновому взаимодействию с окружающим миром.
Более того, естественность флуктуационного, или турбулентного, развития жизни позволяет человеку на некоторых частотах стохастически резонировать с окружающим миром и оказывать на него непропорционально высокое или, если следовать терминологии Г. Хакена, синергетическое воздействие. Говоря обыденным языком — творить чудеса.
В то же время многие физико-химические системы, проходящие, как показали исследования Б. Белоусова, С. Шноля, А. Жеботинского и др., одинаковые с биологическими системами дискретные фазы развития от возникновения до расцвета и угасания (табл. 1), также способны к резонансным взаимодействиям с окружающей средой. Т. е. способны оказывать на нее воздействие на определенных частотах — избирательно, как и живые существа. Поэтому такие небиологические образования при достаточной высокой структурной сложности могут рассматриваться действующими моделями жизни или, для краткости, искусственной жизнью.
Более того, по мнению Ю.М. Осипова, первый шаг в создании искусственной жизни уже сделан, что подтверждается искусственным во многом характером жизни современного человека. О том, что многие созданные человеком социально-экономические и техногенные системы развиваются в пространстве и времени, подобно биологическим телам, свидетельствуют и результаты измерений и моделирования их динамики Ю. Батуриным, А. Серебровым, П. Алексеевым, А. Клепачем и автором этих строк (частично показанные на рис. 2, 4—6 ). Причем до такой степени подобно, что порой после временной остановки их также невозможно «вернуть к жизни», как и биологический организм. В Москве, например, в 2020 г. в связи с пандемией рассматривали вариант остановки метро, но потом пришли к выводу, что восстановить его работу будет едва ли возможно. Таким образом, техногенные системы, построенные по законам жизни, порой также сложно восстанавливаются после деструкции, как и биологические образования.
Эти исследования феномена жизни, базовая часть которых была сформулирована еще в 1999 г., привели авторов прогноза «Космонавтика XXI века» под руководством академика Б. Чертока [2] к выводу о возможности принципиально нового способа освоения космического пространства посредством разработки в течение последующих 80 лет технологии искусственной жизни на описанных выше принципах ее самоорганизации. «Гипотеза состоит в том, чтобы не транспортировать человека в какое-то интересующее нас место космического пространства, а инициировать в этом месте самоподдерживающиеся процессы образования устойчивых структур, подобных по своим интеллектуальным проявлениям человеку. Иначе говоря, инициировать возникновение в космосе некой весьма сложной реакции Белоусова—Жаботинского или своеобразной ячейки Бенара с некоторыми человеческими (интеллектуальными, прежде всего) свойствами.
Принципиальная возможность этого пути освоения космоса обусловлена тем, что человек — природное явление, которое подчиняется всем естественным, в том числе турбулентным, закономерностям развития, в которых есть как периоды хаотизации, вплоть до отдельных атомарных состояний, так и периоды упорядочения, вплоть до предельно гармонического — квазичеловеческого состояния.
О подобных вещах — о вечном существовании человека в совокупности составлявших его когда-то атомов — писал еще К.Э. Циолковский. За прошедшее после появления его работ время удалось только понять естественность, наряду распадом всех сложных явлений природы на элементарные части, еще и их гармонической самоорганизации в устойчивые ячеистые структуры. Особенно с использованием инициирующих в нужное время и в нужном месте слабых внешних импульсов. (Так называемое управление турбулентностью слабыми воздействиями второго порядка малости.)
Поэтому научно-техническая задача человечества на 90 лет вперед состоит «всего-навсего» в том, чтобы создать в космосе физический аналог «человека разумного» как некоего устойчиво локализованного в пространстве «космического ансамбля» самоподдерживающихся колебательных процессов широкого диапазона частот. Причем такого ансамбля, спектр проявлений которого подобен спектру человека земного и с которым поэтому мы сможем комфортно взаимодействовать.
Сейчас, конечно, это звучит фантастично, но здесь, как показывает рассмотренная нами ранее история двух предыдущих глобальных волн технологических нововведений, нет ничего удивительного» [2].
Литература
1. Батурин Ю.М. Доброчеев О.В. История как частный случай физики // Столица. 1994. № 10.
2. Батурин Ю.М., Доброчеев О.В. Периодическая таблица критических событий космонавтики // Космонавтика XXI века / Под ред. академика Б.Е. Чертога. М.: СОФТ. 2010. С. 675—689.
3. Белоусов Б.П. Сборник рефератов по радиационной медицине за 1958 г. М.: Медгиз, 1959. . 145 с.
4. Бушуев В.В. Структурно-волновой анализ и прогноз мировых цен на нефть, ВВП РФ, США, КНР. Доклад // Институт энергетической стратегии. М.: ИЭС, 2019.
5. Гончаров Н., Макаров В., Морозов В. В лучах кристалла Земли // Техника Молодежи. 1981. № 1.
6. Доброчеев О.В. Общие закономерности турбулентного переноса в технологических процессах и явлениях окружающей среды // Препринт ИАЭ-5323/1. 1991 32. с.
7. Доброчеев О.В. Неустойчивое развитие коллективных систем физико-химической, социальной и биологической природы // Журнал всероссийского химического общества им. Д.И. Менделеева. 1995. № 2. С. 48—55.
8. Доброчеев О.В. Физические закономерности общественного развития // Общественные науки и современность. 1996. № 6.
9. Доброчеев О.В. Механика очень больших систем природы, жизни и разума. М.: ТЭИС. 2019. 144 с.
10. Доброчеев О.В. Вектор перемен. М.: ИНЕРТЭК. 2003. 112 с..
11. Доброчеев О.В. Глобальные волны технологических нововведений // Космонавтика XXI века / Под ред. академика Б.Е. Чертога. М.: СОФТ. 2010. С. 571—588.
12. Доброчеев О.В., Алексеев. П.Н. Естественнонаучные основы долгосрочного прогнозирования и перспективные оценки для мировой и российской ядерной энергетики // Препринт ИАЭ-6451/3. М.: РНЦ «Курчатовский институт». 2007. 32 с.
13. Доброчеев О.В., Коваль Ю.А. Экономика хаоса. М.: МИФИ. 2007. 184 с.
14. Доброчеев О.В., Петин А.С. Экспериментальное исследование и моделирование процессов в цилиндрическом канале // Тепломассообмен — ММФ. Избранные доклады. Секция: Тепломассообмен в химико-технологических устройствах. Минск, 1989. С. 115—125.
15. Доброчеев О.В., Соловьянов А.А. О подобии колебаний в энергетическом производстве и социально-экономических процессах // Энергетическая политика. 1995. № 1. С. 22—25.
16. Доброчеев О.В., Устинов А.К. Исследование механизма турбулентного движения и теплообмена в потоке диссициирующего газа // Российский химический журнал. 1994. Т. XXXYIII. № 3. С. 103—105.
17. Доброчеев О.В, Шнепс-Шнеппе М.А. Евророссия или Gerussia // Международная экономика. 2013. № 7, 9, 11.
18. Жирмунский А.В., Кузьмин В.И. Критические уровни развития природных систем. Л.: Наука. 1990.
19. Клепач А.Н., Доброчеев О.В. Физические начала макроэкономики // Философия хозяйства. 2020. № 2. С. 37—49.
20. Колесниченко А. В., Маров М. Я. Турбулентность и самоорганизация. Проблемы моделирования космических и природных сред. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. 632 с.
21. Мунтиян В.И. Украина сквозь призму турбулентности. Воронеж: АО «Воронежская областная типография», 2018. 464 с.
22. Серебров А.А., Доброчеев О.В. Космические аппараты рождаются, живут и гибнут, как люди и галактики // Экономические стратегии. 2001. № 2. С. 92—93.
23.. Ученые определили три этапа старения человека / РИА Новости. 18.04.2021: [Электронный ресурс Электронный ресурс].url:https //ria.ru/20210418/starenie-1728832820/html
24. Шноль С.Э., Коломбет В.А. и др. О реализации дискретных состояний в ходе флуктуаций в макроскопических процессах// Успехи физических наук. 1998. Т. 168. № 10 (октябрь).
25. Шредингер Э. Что такое жизнь с точки зрения физики? М.: РИМИС, 2009. 176 с.
