Жеребенок, не лягай вскормившую тебя кобылу

Д.А.Тайц, к.ф.-м.н.

Блистательный Паскаль, излагая идею о происхождении Солнца и планет из газо-пылевого облака, на вопрос Наполеона о месте Творца заметил, что в гипотезе Бога не нуждается. Император — инженер, артиллерист, специалист по баллистике, вряд ли принял это, хотя и промолчал… Такую же версию происхождения Солнечной системы за 30 лет до Паскаля предложил Кант, без столь заносчивого суждения о роли Всевышнего.


И над всем этим чудесным зрелищем, подобно черным пятнам, подымались купола, прикрывавшие колодцы, которые вели в подземный мир. Я понял теперь, что таилось под красотой жителей Верхнего Мира. Как радостно они проводили день! Так же радостно, как скот, пасущийся в поле. Подобно скоту, они не знали врагов и ни о чем не заботились. И таков же был их конец.

Г.Уэллс Машина Времени
Великие мыслители и ученые 18-19 века были заворожены красотой и силой ньютоновой механики. Действия и взаимоотношения вещей и явлений в абсолютном и, казалось бы, законченном виде, определяются знаменитыми постулатами механики и законом всемирного тяготения. Из Мироздания удалено творящее начало. Мир абсолютно механистичен и детерминирован. В этом суть Ньютоновской механики.

Сэр Исаак Ньютон подобно Моисею (сравнение И.Пригожина) вывел науку в благодатную долину математической физики. Законы, начертанные на скрижалях познания, давали необходимую основу понимания всего, что действует в реальном мире. «Природа становилась законопослушной, покорной и предсказуемой, она всего лишь незыблемый мир динамики, единственная математическая формула, соответствующая вечной истине, открывающейся навстречу тавтологическому будущему» [1]. Все были согласны с Ньютоном: «Знание способно узреть все движущее природой. Для знания такого ничего не было неясным и будущее, равно как и прошлое, открылось бы взору». Подтверждает эту «неопровержимую» сверхрациональную концепцию воззрения на сущее, вымышленный Лапласом демон, способный воспринять в любой данный момент времени положение и скорость каждой частицы. Строго говоря, он прозревает все будущее (как и прошлое) Вселенной. Этот мыслимый образ говорит о раз и навсегда предустановленном, вне всякой связи с наблюдателем, способным размышлять, обладать волей и свободой выбора. Ужасающая картина! В этой, строго Ньютоновской, системе времени нет! Есть разметка, в которую вложены навсегда зафиксированные «вещи» (события). Мир подобен уже написанной и отпечатанной книге, скажем, подобной «Войне и Миру» (здесь уместно написать слово «Мiр"), где тысячи событий, людей, взаимосвязей стационарно уложены типографской краской, которая и есть «суррогат» времени.

Вот как, по мнению известного физика, одного из создателей струнной космогонии, вынуждает нас думать вся система классической динамики: «Во Вселенной с помощью законов Ньютона можно определить (по крайней мере в принципе) положения и скорости для любого момента времени в прошлом и будущем. С этой точки зрения все без исключения события, будь то образование Солнца, распятие Христа или все наши телодвижения в этом мире, строго вытекают из точных значений координат и скоростей частиц Вселенной в момент после Большого Взрыва [2]. Удивительно, эти представления разделялись выдающимися физиками 19 века, такими, как Бернулли, Максвелл и, в то же время, совмещались с кантовскими представлениями о времени как форме внутреннего созерцания и опыте как аналитически упорядоченной интуиции.

В 19 веке Ньютоновская механика-динамика неоспорима. Главное ее представление: Вселенная — идеально налаженный безостановочный часовой механизм. Это веселая, оптимистическая ясная установка, ее пониманию все доступно. Изображенные на бумажном листе дифференциальные уравнения, операторы, обладая магической красотой, блестяще описывали и предсказывали. Математическая физика – плоть и кровь динамики Ньютона, справлялась со всеми явлениями неживой природы.

Могучие уравнения и законы совершенно равноправны по отношению к обращению времени. Все, что в механике можно представить и записать в математической форме для любого явления, допускает любой знак времени. Никаких следов асимметрии, предпочтительного направления не существует.

С изумляющей точностью статистическая механика описывает молекулярные свойства газов, рассчитывает его свойства: объемы, давление, температуру, скорости, теплоемкости и др. Но в соответствии с этими безукоризненными формулами газ может как расширяться, будучи помещенным в сосуд, так и снова собраться в одном месте. Эта возможность однозначно вытекает из равноправия, симметрии направления времени в законах и формулах механики.

Объяснено все, кроме одного: почему время течет в одном направлении. Почему невозможно дважды войти в одну и ту же реку. Почему ничего не создается само по себе. Почему все разрушается, стареет, умирает. Почему яичница самопроизвольно не превращается в яйцо, но яйцо в яичницу, хотя законы механики не препятствуют этому?

Строго говоря, то, что наблюдающий и анализирующий разум воспринимает, называя временем, в классической динамике отсутствует. Время в динамике не более чем размечающий параметр плотности событий, распределения энергии, импульса, координат, цикличности.

«Механизм классической механики, как это ни странно, не имеет понятия о прошлом и будущем и сам по себе полностью обратим» [3].

Не иметь понятия о прошлом и будущем – это, по существу, отсутствие времени как стержня существования. Механические, маятниковые часы, в которых отсутствует трение – пример механизма без времени. Время включает реальное существование этого механизма, когда в нем появляется износ, когда его «зачинают», изготавливают, и когда он ломается.

В математической физике эффективно используются операторы типа Лагранжа и Гамильтона, объединяющих комплекс уравнений механики, учитывающие энергии, массы, импульсы, упругости и полностью описывающие состояние (корень «стоять»!) системы. Время здесь варьируемый параметр –например цикличности. Подпрыгивающий на стальной плите шарик (при отсутствии трения) – пример вневременного динамичного состояния, хотя физическое время входит в формулы. Другой пример – постоянный магнит, поле которого создано круговыми токами Ампера. Математические выражения, описывающие источник поля, содержат время, хотя сам магнит как система отрешен от него. В механической теории исключаются слова: история, становление, начало, конец в экзистенциальном смысле (вместо них используются «начало и конец отсчета", «траектория»).

Мы говорим о классической динамике, где полная обратимость и время формальный параметр. Как ни странно, в квантовой механике тоже. Вот слова выдающегося физика, Нобелевского лауреата Ильи Пригожина: «Ситуация в квантовой механике вполне аналогична ситуации в классической механике. Время в квантовой механике – число, а не оператор, тогда как в соотношение неопределенности могут входить только операторы» [1]. Это условное время физики (механики), простертое в прошлое и будущее, изгоняет из экспериментальной ситуации или наблюдаемого всякое взаимодействие, окраску или акцентирования чувствующего-изучающего.

Установившийся в механике статус времени – один из виновников разграничения и отчуждения культур – гуманитарных и естественных наук. Жизненное время – ощущение преодоленного, это внутреннее созерцание (вполне по Канту). Это опора и стержень существования сознания. Время может быть только «прошедшее". И даже мысль о будущем, предстоящем рождены разумом «в прошедшем".

Классическая механика воздвигла чудесный дворец. В нем обитала оптимистическая прозорливая предсказательная наука. Наука о неуничтожимой неисчерпаемой мощи энергии, о всегда воспроизводящем и сохраняющем направленность импульсе, разбегающемся и непременно вновь собирающемся (рано или поздно) в ту же исходную конфигурацию. Триумфальная рациональность обитателей Ньютоновой постройки обманчиво в своей соблазнительности.

В рациональной динамике нет места трению, остановке, усталости, рассеянию, выравниванию. Как писал Стивон Ликок, все было объявлено и объяснено механическим Железным Детерменизмом, правда, оставался противный скелет в ящике письменного стола, пустяковые неясности: что такое пространство, материя, время, жизнь, разум?

В начале 19 века в «подвалах» безукоризненной постройки Ньютоновой науки, в ее «кочегарке» созрела другая, поначалу скромная наука. Сади Карно желал построить наилучшую экономную паровую машину. Его занимала проблема преобразования теплоты в работу. Карно даже представить не мог, что он дал основание знанию сущности мира, о природе времени, о «уставе» Вселенной.

Термодинамика – наука о «истории» реальности, о законах возникновения и исчезновения, о различении и различии, о иерархии ценности, о предпочтении и исключении, о том, что должно быть и чего быть не может. Наука о наиболее Всеобщем – и наука всеобщая – единственная точная, естественная наука, под действие которой попадает и гуманитарное — биология, социология, этнология и даже искусство. Строгая наука, чей язык включает термины, почти одинаково принимаемые и понимаемые в жизни и научной практике. Наука, даже учение, где допустимо использовать библейские, сакральные не в метафорическом, а в прямом смысле (хаос, безвидность, творение, рождение, истощение, начало, смерть). Термодинамика, соединяясь с механикой и квантовой физикой, сильно сокращает разрыв между жизненной культурой и культурой физики.

Одно из главных, великих положений термодинамики – введение в обязательный обиход наук времени как критерия и даже другой ипостаси существования бытия. Это знание с иным осмысленным понятием начала и завершения – процесса, но не физического отсчета. Понятия ценности и сложности стали исчисляемыми и объективно взвешиваемыми. Два постулата о невозможности: перехода тепла от холодного к горячему (без затраты работы) и тенденция к переходу в состояние с большей энтропией направляет внимание науки на мир историчный, разнообразный, неповторимый. Термодинамика стала фундаментальной, верховной после того, как Людвиг Больцман пришел к замечательному соотношению открытой ранее Клаузиусом энтропии:
 
Удивительна мистическая универсальность этой трехбуквенной формулы, приложимой от кварка до Вселенной в целом. Формула Больцмана применима к любой научно ориентированной дисциплине. Гениальность открытия Больцмана заключается в доказательстве того, что функция состояния S является мерой беспорядка, степени неупорядоченности.

Увеличение энтропии – расширение беспорядка, приближение к уничтожению – хаосу, исчезновение следов и остатков ценности. Энтропия фиксирует (во многих случаях в виде числа) наличие структуры, отличающейся от случайного, бесструктурного, она применима к вещам созданным, выделенным, сотворенным.

«Все, что происходит в природе, означает увеличение энтропии. Так, живой  организм непрерывно увеличивает свою энтропию и таким образом приближается к опасному состоянию максимальной энтропии, представляющему собой смерть» (Шредингер). [5].
Другой Нобелевский лауреат, биолог Манфрид Эйген, падение в состояние термодинамического равновесия назвал состоянием смерти [4]. А что значит максимальная энтропия для какой-либо конкретной структуры, вещи? «Это когда любая возможность перегруппировки не приводит к изменению общего вида, к которому пришла эта структура» [2].

Если переставить элементы, скажем, Зимнего Дворца или Кельнского собора, изменится вид и стиль этих творений. Но если перегруппировать элементы руин этих сооружений, ничего не изменится – энтропия максимальна (если перегруппировать элемента хрущевской пятиэтажки, также ничего не изменится, ибо с точки зрения взыскательной архитектуры это ее гибель). Перестановка звуков мелодии изменит ее, если это Моцарт, и ничего не изменит в треньканье обезьяны. То же при перестановке одного мазка картины Рембрандта или произведения, написанного дельфином.
Открытие энтропии помогло поставить в круг научного ракурса концепцию непременности разрушения, исчерпания, гибели в обязательной связи с концепцией рождения, сотворения более высокоорганизованной сущностью, т.е. силой, дарующей время (существования). Следует ли напоминать, что прежде коллизия рождения – смерти была сферой только религии, искусства и философии. Позитивистски зашоренные утверждали, что случай может быть творцом. Да, любая строфа Евгения Онегина может родиться случайно, от обезьяны, бьющей по клавишам. Чтобы записать произведение (буква на каждом фотоне, кварке и т.п.) потребуются миллиарды Вселенных. И так шедевр появился. Но как отобрать его из несусветной дьявольской чепухи без Творца?

Энтропия с ее органикой предела, как ни странно, «легко» исчисляема даже для таких сингулярных, неприступных объектов, как Вселенная. Это, например, сделал выдающийся современный физик Роджер Пенроуз (кафедра в Оксфорде).

Представление о Конце Мира, эта не картина равномерно рассеянных по пространству атомов и фотонов. Это были бы цветочки! Конец мира – полное поглощение всего (включая свет и энергию) в черных дырах. Это невообразимо адское допускает довольно простой и естественный подсчет энтропии (максимума – полной смерти). Р.Пенроуз получил величину отношения энтропии в момент создания мира к энтропии мертвой Вселенной. «Эта величина свидетельствует о том, насколько точным должен был быть замысел Творца: точность составляла примерно одну 10(10)123-ую! Это поразительная точность.» [6].

Роль творческого импульса (творения) от внеэнергетической, обладающего разумом Первосущности, невозможно отрицать. Жизненное, человеческое воплощаемое в термодинамических терминах, прежде всего в энтропии и «живом» ракурсе времени приобщает к ее анализу такие сочетания, как разбитый стакан и стеклодув, царапина на полу и паркетчик, потеря товарного вида и рихтовщик и, конечно, универсальна математическая мощь термодинамики в конкретной ценностно–информационной сфере.

Простой пример (приводится во всех курсах термодинамики):
Ящик разделен пополам. В одной части белые, в другом черные шары (распределены, порядок). Если переместить шар, порядок, картина нарушится. Энтропия возрастет. Перемешаем шары, картина разрушена. Перемещение любого шара ничего не изменит – максимум энтропии, гибель структуры. Варианты S1 и S2 легко оцениваются числом по формуле Больцмана. Энтропия отреагировала на появление хаоса. Приэтом в физической, динамической картине – ни малейшего изменения! Но не для энтропии и разума наблюдателя. Необоримый закон роста энтропии непрерывно напоминает о неизбежности.

Ученый и писатель Ликок пишет: «Знаменитое Второе начало термодинамики, проклятие неумолимой судьбы, которая облекает всю Вселенную на смерть от холода. Рассеяние тепла – это все равно, что разделить богатое наследство поровну между бедными родственниками; результат – всеобщая нищета.»

«Неприятная истина состоит в том, что неумолимый распад Вселенной, насколько мы можем судить, неизбежен. Организация, охватывающая всякую упорядоченную деятельность от людей до галактик, медленно, но неизбежно деградирует и может даже кануть в небытие» (И.Пригожин). Эти слова сказаны в двадцатом веке, а вот что полагали в греко-римской античности по существу о том же (Мифологический словарь): «Римляне отождествляли Сатурна с греческим Кроносом, пожирающим им же порожденных детей, что интерпретировалось как неумолимое время, поглощающее то, что породило».

"Термодинамика – статистическая теория времени... Термодинамика конструирует односторонний ход времени из порядка событий» (Шредингер). Ее учение подарило культуре емкое широкое понятие: «энтропия». В гуманитарной художественной сфере это слово – негатив, хаос. Оно используется как символ истощения, упадка, распада, гибели. Округлые, обработанные временем камни Карелии обращаются в песок. Рассыпается и почти утрачена за 500 лет «Тайная Вечеря». Любая личность, поставленная перед неотвратимым... И с печалью сознающие это отвлекается от другой истины: для того, чтобы умереть, надо родиться. «Ибо, воистину, время – наш самый жестокий хозяин, непреклонно отмеряющий каждому из  нас по 70-80 лет, как записано в Пятикнижии. Возможность поиграть с программой такого хозяина, казавшейся до сих пор нерушимой... представляется большим облегчением; кажется, что эта возможность поощряет самую мысль о том, что все «расписание» возможно не настолько серьезно, как кажется на первый взгляд. Это самая что ни на есть религиозная мысль» (Шредингер) [5].

Второе начало, энтропия – всеобщности, охватывающее без изъятия главное свойство сущего. Идеи термодинамики – парадигма бытия вещей, событий, отношений, существования.

Ее специфичность высматривается во всех видах знания, включая гуманитарные. Прежде всего эта специфичность в способности преобразовать время как созерцательную данность разума, непосредственного жизненного переживания во «время» физической абстракции. Удивительно, как это близко к Кантовскому пониманию природы времени.

"Мы сталкиваемся с проблемой конца всего сущего как пребывающих во времени предметов возможного опыта» (И.Кант, Трактаты).

Эти же идеи времени Кант усматривает в Апокалипсисе, обращая внимание на условия, когда «времени уже не будет… Когда не будет никаких изменений».
Разительное отличие от внежизненного Ньютоновского вечного времени! [1]

Энтропия, время в своем бурном потоке, создает вихри вокруг точек неравновесного энергетического состояния, где организуются области самоорганизации, пониженной энтропии. Здесь рождаются структуры, включая и наш скромный разум с его памятью и жаждой вопрошать. В отличие от классической динамики, термодинамика, а энтропия воплощает ее генеральную идею, род знания, которое определяет закономерности творения вещей (структур) и их существования в рамках времени. Эта строгая наука о происхождении каждой структуры с низкой энтропией. Более того, рождение «вещи», ее появление возможно при наличии другой «вещи» с еще более низкой энтропией (высокой организацией). Ящик с черно-белыми шарами (упорядоченная система) может соорудить электронный автомат, различающий цвет шаров. Этот автомат более упорядочен, чем ящик. Но сам автомат придуман «вещью» с еще большей степенью упорядоченности.

Механо-материалистическое суеверие допускает возможность не только обезьяне создать Евгения Онегина, но и грандиозному порыву ветра над хаосом многовселенской свалки (max S) собрать вещь с низкой энтропией, скажем, «Боинг».
Термодинамика научно исключает эти «естественные» случаи и, напротив, естественно разрешает чудо сотворения неестественного, такого как самолет или стихи. Счастливая глубина и оптимизм термодинамики — провозглашении необходимости Творящего на всех участках порогов потока времени, в сотворении самого Времени.

Так стоит ли жеребенку лягать вскормившую его кобылу? (упрек Платона в адрес Аристотеля).

Перефразируя знаменитое выражение [2], термодинамика вошла в храм Ньютоновской физики как кочегар, но постепенно вышла оттуда хозяйкой не только этого храма, но и всех построений знания. Непоправимо наделенные сознанием, самосознанием – разумом, штукой, бесконечно невыразимой, способны ощутить загадку времени, задать вопросы заведомо Не Дающему ответа. Они получают все же ответ, благодаря истории навязчивого повторения одного и того же Вопроса.



[1] Обращаясь к Канту, его критериям научности, с удивлением обнаруживаешь в его «сухих, темных, труднопонимаемых для ненацеленного чтения страницах – убедительные, глубокие, легко понимаемые идеи. В этом один из истоков неотразимого обаяния Канта.

[2] Эйнштейн: «Дифференциальное уравнение в частных производных вошло в теоретическую физику в качестве служанки, но постепенно стало госпожой» [6]

назад

Материалы из архива

1.2008 Росатом обрел статус госкорпорации

А.И.Иойрыш, д.ю.н., В.Г.Терентьев, д.т.н.Сегодня мы впереди планеты всей лишь по добыче и продаже сырьевых ресурсов. В то же время анализ состояния отраслей экономики не вызывает оптимизма. Прежде всего, это - неэффективность работы производственных структур. Однако уже найден рецепт преодоления застоя - создание в важных секторах экономики государственных корпораций. За последний период возникли такие некоммерческие организации, учрежденные Российской Федерацией.

11.2007 Психология веры и международная политика

Проблема веры в политической психологии нуждается в осмыслении политиками, принимающими стратегические решения, судьбоносные для народов всего мира. Статья, посвящённая этой теме, подготовлена по материалам книги В.В.Можаровского и вступительной статьи к ней  проф. А.И.Юрьева. Человечество стоит перед фактом: изменилась расстановка сил на планете. И произошла она по причинам, о которых науку просили помолчать.

4.2006 Новости корпорации «ТВЭЛ»

Болгарские журналисты посетили «МСЗ» и Росатом 10 апреля делегация представителей СМИ Болгарии посетила «Машиностроительный завод» в Электростали. Журналисты осмотрели цеха по производству твэлов и изготовлению топливного порошка, а также встретились с директором завода О.В. Крюковым. Затем в Москве, в здании Федерального агентства по атомной энергии (Росатома) для них был проведен брифинг.