Синтетическая картина мира в современном естествознании. Глобальный эволюционизм

4.3 Синтетическая картина мира в современном естествознании.

Глобальный эволюционизм

4.3.1 Синергетическая картина мира

Новая картина мира в естествознании формируется в конце века на основании междисциплинарного принципа системности, выделяющего фундаментальность и всеобщность процессов самоорганизации в природе. Его основанием выступают представления, развитые в теории нелинейных динамических систем. Признание самоорганизации в качестве всеобщего свойства материи и распространение принципа эволюции на все рассматриваемые явления. Эта установка становится основанием для синтеза знаний о природе, а также естественнонаучных и социогуманитарных знаний о человеке и обществе.

В конце века синтез естественнонаучных знаний о мире и его эволюции опирается на два положения синергетики:

1.  Мир состоит из разномасштабных открытых систем, развитие которых протекает по единому алгоритму, имеющему две фазы: линейную и нелинейную.

2.  Эволюция структурных уровней материи определяется фундаментальной способностью материи к самоорганизации. При этом чётко различается равновесное и неравновесное состояние, а также равновесные и неравновесные структуры.

Равновесное состояние

(пример равновесной структуры, кристалл)

Неравновесное состояние

(пример неравновесной структуры, клетка)

Характерно для замкнутой (консервативной) системы, имеющей одно стационарное состояние.

1)  Нет обмена с окружающей средой.

2)  Возможен прогноз и расчёт состояния системы, как в прошлом, так и в будущем.

Характерно для открытой (диссипативной) системы, постоянно обменивающейся с окружающей средой энергией, веществом и информацией.

1)  Поведение системы характеризуется неопределённостью и стремлением сохранить неустойчивое равновесие.

2)  Принципиально невозможен прогноз будущего системы, т. к. существует огромный набор возможных стационарных неустойчивых состояний.

С точки зрения синергетической картины мира, в природе преобладают открытые системы, обменивающиеся веществом, энергией, информацией с окружающим миром, абсолютно замкнутых систем нет. В неживой природе рассеивание и преобразование системой поступающей энергии может приводить к упорядоченным структурам. В живой природе обмен веществом, энергией и информацией со средой обитания позволяет эволюционировать системам от простого к сложному, разворачивать программу роста организма из клетки-зародыша.




Ключевыми понятиями синергетической картины мира выступают: хаос, порядок, неустойчивость, нелинейность, открытость, флуктуация, бифуркация. Общие мировоззренческие основания теоретического описания явлений составляют положение об универсальности согласованных процессов в природе и принцип вероятного детерминизма. Формальное описание эволюции сложной динамической системы и группы систем опирается на представление о фазовом пространстве и математические методы факторного анализа.

Главной концепцией в синергетической картине становится теория самоорганизации, которая выявляет единый алгоритм перехода от менее сложных и неупорядоченных состояний к более сложным и упорядоченным. Ее фундаментальной естественнонаучной базой выступают: физика когерентных (согласованных) процессов (Г. Хакен) и неравновесная термодинамика (И. Пригожин). Представления, развитые в теории нелинейных динамических систем, отождествляют самоорганизацию со способностью к разнообразному, сложному, но адекватному внешним воздействиям поведению, которое интерпретируется как скачкообразный переход (бифуркация) системы из одного состояния в другое.

По определению Г. Хакена, самоорганизация – спонтанное образование высокоупорядоченных структур из зародышей или даже хаоса, спонтанный переход от неупорядоченного состояния к упорядоченному за счет совместного, кооперативного (синхронного) действия многих подсистем. Упорядоченность возникает через флуктуации, устойчивость – через неустойчивости. Хаотическое состояние содержит в себе неопределенность, вероятность и случайность, которые конкретизируются понятиями информации и энтропии. Фундаментальным понятием в описании процессов самоорганизации становится не причинно-следственная связь, а вероятность.




Синергетическая картина мира дает новую модель системного исследования и формального описания природных явлений, которая наряду с информационным и системным подходом открывает перспективу построения единой науки о закономерностях эволюции сложных систем неорганической и органической природы. Особую роль в этой системной модели играет принцип нелинейности, который разграничивает две фазы в жизни сложной самоорганизующейся системы (два алгоритма развития):

1)  линейная фаза представляет собой однонаправленное изменение, которое обнаруживает четкую закономерность, ее можно точно рассчитать и на этой основе дать прогноз будущих состояний системы;

2)  нелинейная фаза представляет собой кризисное состояние, которое характеризуется возможностью только вероятного прогноза некоторого множества будущих возможных состояний.

В синергетической картине подчеркивается относительность и взаимосвязь микро - и макроуровней жизни самоорганизующейся системы, которая играет решающую роль в ее эволюции. Рождение порядка трактуется как рождение коллективных макродвижений (и новых макростепеней свободы) из хаотических движений микроуровня, трансформация которых и выливается в новый порядок.

В синергетическом подходе, объединившем физическую теорию динамики нелинейных систем и теорию информации, развивается идея создания теоретической картины эволюционно-исторического развития мирового единства (от Большого Взрыва до образования химических элементов, звезд и планет, и далее - до сложных органических соединений, клетки, экосистем живой природы, вплоть до человека и социума).[1]




4.3.2 Междисциплинарный принцип системности в построения современной картины мира

В становлении междисциплинарной картины мира на основе принципа системности решающее значении сыграло учение о биосфере, в котором ключевое положение занимает трактовка живого вещества как совокупности (единой системы) всех растительных и животных организмов планеты, которая выступает естественным компонентом земной коры, наряду с минералами и горными породами. Живое вещество намного превосходит последние по своей геологической активности. В прошедшие геологические эпохи живое вещество по уровню своей геологической активности сопоставимо лишь с радиоактивными минералами Земли. Обоснование возможности и необходимости изучения живых организмов и их сообществ не только в традиционно биологическом плане, но также и как объекта геологии, оказало революционизирующее воздействие не только на биологию и геологию, но и на весь комплекс наук о Земле.

В качестве основных свойств живого вещества Вернадский выделил: массу (вес), геохимическую энергию и химический состав, - которые в совокупности определяют интенсивность его важнейших геологических функций (газовую, концентрационную, окислительно-восстановительную, метаболическую).

В концепции Вернадского, строение и состав живого вещества представляет собой единство живого и косного, биогенного и абиогенного, живого и мертвого.[2] В структуру живого вещества входят: 1) сами живые организмы, 2) их жизненная среда - та часть косной (абиотической) природы, жидкой, твердой и газообразной, которая безусловно необходима для поддержания жизнедеятельности организмов; 3) выделения живых организмов (газы, пот, экскременты и т. д.), находящиеся в земной коре; 4) отмершие и отмирающие части организмов, трупы и их остатки на земной поверхности (которые насыщены разнообразными организмами и микроорганизмами, до конца использующими отмершие ткани).




Основные формы существования живого вещества, согласно Вернадскому:

1)  пленки - в океане (например, планктонная и донная);

2)  сгущения - в атмосфере, гидросфере и в пограничных областях (области приливов и отливов, прибрежные морские и океанические территории, а такжеьозера, пруды, реки, грунтовые воды, болота, торфяники, леса, степи, луга);

3)  разрежения - в атмосфере (воздушное пространство в горах), в гидросфере (нижние слои некоторых морей, ледяные покровы) и в литосфере (пустыни различных типов, ледники, пески, скалистые обнажения). Разрежения разбросаны среди сгущений живой природы и взаимодействуют с ними. Сгущения одного типа переходят в другие (лес/степь) или происходит видоизменение сгущений (хвойный лес/лиственный лес).

Понятие живого вещества, введенное Вернадским, не "отменяло" классификацию видов живой природы, традиционную в биологии, а дополняло ее новым обобщенным системным содержанием. Если традиционная систематика основывалась на единстве клеточной структуры живого, и строилась структурно – начиная с одноклеточных, то у Вернадского систематизация живого строится на биогеохимической основе, а его единство обеспечивается обменными процессами в биосфере. Новая систематика, таким образом, строится не от структурного элемента (клетки), а от целого (биосферного единства) Живое вещество проявляет себя на всех уровнях биологической организации (модифицируясь в каждом случае в зависимости от того, идет ли речь, допустим, о биоценозе, популяции и т. д.) и в пределе охватывает всю живую материю Земли.




Вернадский обращается к анализу механизмов динамики и статики живого вещества, выделяя роль взаимосвязей между различными организмами и средой их обитания. Живое вещество и эволюция видов, размножение живых организмов, скорость заселения планеты, давление жизни, растекание живого вещества, пищевые цепи, живое вещество и второе начало термодинамики, поле существования жизни, границы живого, латентное, потенциальное и стационарное состояния живого вещества и др. - рассматривается исходя из положения об устойчивости биосферы.

Системный биокосмический принцип Вернадского состоит в том, что он рассматривает живую природу Земли на мегакосмическом уровне ее бытия как целостную систему, взаимодействующую с вещественно-энергетическими процессами, протекающими в земных, околоземных и отдаленных пространствах Космоса.

Концепция биосферы представляет собой обобщение столь высокого порядка, что она уже не может рассматриваться просто, как одно из частных направлений развития естественных наук, а с полным основанием может считаться теоретической базой новой междисциплинарной картины мира.

Предметом исследования в современном естествознании становится биосфера как целостная эволюционирующая и поддерживающая система себя, которая характеризуется взаимосвязью систем и состояний разного уровня, качества и состава. Геологическая роль живого вещества (выступающего особым химическим агентом) связана с его чрезвычайной активностью. Живое вещество не просто приспосабливается к внешней среде, а само формирует эту среду, преобразуя ее в свою среду обитания. Приспосабливая косную среду к себе, живое вещество создает благоприятные условия для максимального проявления своих геохимических возможностей. Для достижения этого эффекта необходимо, чтобы отношения между организмами и их сообществами характеризовались не только взаимной конкуренцией и борьбой, но также и сотрудничеством и взаимопомощью. В целом биосферное единство в его феноменальной устойчивости характеризуют взаимодополняющие трофические (пищевые) связи и круговорот живого вещества. Примером геохимической активности живого вещества выступает атмосфера, которая является следствием геохимической деятельности растительного мира, играющего также роль связующего звена живого вещества Земли с Космосом.




Учение о живом веществе и биосфере в настоящее время служат фундаментальными теоретическими основаниями биогеохимии, а также тех уже существующих и вновь возникающих наук о Земле, которые принято называть науками биосферного цикла: биоэкологии, биогеоценологии, экологической биогеографии, биогеология, геогигиены, медицинской экологии, геохимической экологии, морской биологии и др.

Биосферный принцип в междисциплинарной картине мира дополняет и развивает системно-генетический принцип, который подчеркивает реальность скрытых системных условий, закономерно направляющих динамику самоорганизующейся системы, и их роль в рождении нового порядка. Жизненное пространство, образующее макроуровень жизни системы, очерчено единством системных условий, которые с точки зрения элементов самой системы (микроуровня) воспринимаются как априорные ограничения. Изменение системных макроусловий оказывается эволюционным фактором в развитии системы.

Рождение новой структуры в точке бифуркации представляет собой возникновение нового макроуровня системы. Точка бифуркации на макроуровне – это мгновение между прошлым и будущим. На микроуровне она предопределяет целый ряд перемен, в ходе которых происходит эволюционный отбор альтернатив развития макроуровня, всегда возникающего внезапно. Новая структура и ее новые системные свойства вроде бы не имеют видимых оснований. Такой характер возникновения специфических для новой целостности свойств в истории мысли получил название эмерждентной эволюции. Наглядный пример принципа эмерждентности дает принцип действия калейдоскопа. В этом же ключе развиваются представления о системной детерминации в современной биологии.




Междисциплинарные стратегии исследования мира в современном естествознании, помимо синергетики представлены линиями: эмерждентного материализма[3] (отрицающего физикализм в объяснении человека и его сознания), системогенеза (или социогенетики),[4] универсального эволюционизма.[5] Их общую основу составляет принцип макродетерминации, утверждающий равноправие двух типов причинных связей: структурных (механических, например) и функциональных. Традиционную схему детерминации целого его структурными элементами (их природой и взаимодействиями – это традиционно для физики) дополняется достаточно жесткой детерминацией «сверху» - от возникающего на высоком уровне сложности системного качества. Таким образом, динамика сложной иерархически организованной целостности оказывается дважды детерминированной: структурно («снизу вверх») и функционально («сверху вниз»).[6] Хорошо проясняет суть макродетерминации аналогия с компьютерной программой, формирующей изображения на экране, но не влияющей на базовый физический уровень процессов в системе.

В рамках макродетерминизма распространяется идея информационной (функциональной) причинности, определенной взаимодействием тел и структур. Информационная причинность имеет системный кодовый характер и осуществляется через запуск иерархически построенных программ действия. Наглядным примером служит генетический код, а также наличие инстинктивных программ поведения, отработанных в филогенезе.[7]

4.3.3 Глобальный эволюционизм

Мировоззренческая позиция, утверждающая всеобщий характер эволюции во Вселенной, называется глобальным эволюционизмом. История становления оформления глобального эволюционизма связана с проблемой обоснования антропного принципа, выдвинутого в физике в 60-х гг. XXв., а также с широким распространением эволюционного подхода в системе естествознания. Слабый антропный принцип подчеркнул неслучайность физических характеристик Вселенной. Выдвижение сильного антропного принципа, согласно которому Вселенная находится в непрерывном процессе эволюции, и появление в ней жизни и разума – закономерный результат этого процесса, - определило стратегию глобального эволюционного подхода к структурной организации Вселенной и феномену тонкой подстройки.




Естественнонаучные основания глобального эволюционизма составили:

Эволюционные теории в биологии,

Учение о живом веществе и биосфере,

Эволюционные теории в космологии, в частности теория Большого взрыва и ее подтверждения (явление красного смещения, реликтовое излучение),

Теория самоорганизации (принципы синергетики).

Общими (философскими) основаниями междисциплинарной концепции глобального эволюционизма выступили: принцип детерминизма в современной интерпретации вероятностного детерминизма и макродетерминизма, а также идея развития мира и всеобщей взаимосвязи явлений (впервые высказанная в XIXв. в учении диалектического материализма).

Главный тезис глобального эволюционизма: все познанная история Вселенной как самоорганизующейся системы от Большого взрыва до возникновения человечества представляет собой единый процесс развития, который характеризуется преемственностью механизмов космической, химической, биологической и социальной эволюции.

Эволюционное развитие понимается как закономерно направленный процесс необратимых качественных изменений мирового единства. В отличие от эволюционной теория в биологии, только констатирующей определенную преемственность человека в ряду животного мира природы, но не объясняющей необходимости появления человека и социума, в глобальном эволюционизме утверждение закономерности появления человека – принципиальная исходная позиция, определяющая программу поиска механизмов согласования разных типов эволюции: от космической – до социальной.




В зависимости от схемы анализа единого эволюционного процесса: по «восходящей» линии (от элемента – к сложно организованным системам) или по «нисходящей» линии (от единой гармонии Вселенной или от самой сложной формы материальной самоорганизации – к элементарным структурам), - различают две позиции.[8] В первом случае глобальный характер эволюции прослеживается от уровня элементарных структур и процесса самоорганизации в чистом виде (например, вихревые образования) до сложных иерархически организованных систем в природе и обществе. Утверждается, что генетическое и структурное единство эволюционного процесса определяется низшими уровнями самоорганизации материи. Этой точки зрения на эволюционный процесс придерживался в учении о биосфере и ноосфере, а также Э. Янг?– в концепции самоорганизующейся Вселенной, И. Пригожин – неравновесной термодинамике.

Другую линию анализа предложил Пьер Тейяр де Шарден, полагая, что генетическое и структурное единство эволюционных процессов определено высшими уровнями самоорганизации материи. Представление о человеке как своеобразном «ключе» не только к анатомии обезъяны, но и к универсуму Вселенной, косвенно развивает и сильный антропный принцип, в соответствие с которым тонкая подстройка Вселенной определена закономерностью и необходимостью появления на определенном историческом этапе разумного наблюдателя.

В глобальном эволюционизме термин «эволюция» содержательно отличается от сходных понятий изменения и развития. Эволюция связывается с появлением принципиально новых, ранее не имевшихся параметров или систем.




Развитие связывается с появлением новых признаков системы, которые, однако, не являются принципиально новыми для мирового единства. Появление клетки как основы живой природы, например, - эволюционное явление, но обменные процессы, а также процессы, происходящие при рождении каждой отдельной клетки, изменения в результате ее деления, описываются термином «развитие». Категория «изменение» указывает на процессы, происходящие без появления новых определений. Например, процессы, происходящие в современных астрономических объектах, представляются в терминах изменения и развития (движение планет Солнечной системы, циклы Солнечной активности и т. д.).

Различные системы можно рассматривать как эволюционные лишь на этапе становления принципиально новых для системы и мира качеств и структур. Эволюционное формирование наблюдаемых космических тел и образований произошло на определенном этапе развития Вселенной. Сейчас мы наблюдаем лишь изменение их параметров. То же можно сказать о геологических системах.

После завершения эволюционного этапа система изменяется, но ее изменения не носят эволюционного характера. Поэтому с точки зрения глобального эволюционизма, постоянно эволюционирующей системой выступает только мир в целом. Отдельные эволюционные процессы: на космическом, уровне, геологическом, химическом, биологическом, социальном – представляются собой частные реализации глобальной эволюции мира на разных временных этапах истории Вселенной.

Эволюция как процесс, относящийся ко всей Вселенной, в каждый момент времени реализуется локально только в одном виде движения. Всегда существует одна локальная система (авангард эволюции), в которой происходит рождение нового. Это всегда последняя по времени появившаяся форма движения. В настоящее время – социальная система. Предыдущие виды движения, пройдя эволюционный этап и достигнув равновесного состояния, служат основой для формирования новой формы движения. Новые характеристики предыдущих форм движения необходимо связаны с эволюцией этой новой формы.




Глобальный эволюционизм выделяет в качестве эволюционирующих систем только две: весь Мир и форму движения, являющуюся авангардом. Глобальная эволюция Мира отличается от эволюции отдельных систем своей непрерывностью и переносом процесса эволюционных изменений с одного вида движения на другой. Эволюционный процесс в отдельной системе необходимо заканчивается при достижении некоторого равновесного состояния, а эволюция продолжается в последующем виде движения. В авангардной форме движения всегда можно выделить эволюционный параметр, который непрерывно изменяется и связан с появлением новых характеристик и определений данного типа движения. Этот параметр относится к эволюционирующей системе в целом. Например, на уровне социальной эволюции, он относится к единому социуму, а не к расцвету и упадку отдельных государств.

Позиция глобального эволюционизма регламентирует преемственность типов эволюции на основании временности эволюционного развития той или иной системы. Геологическая система была авангардом эволюции на определенном этапе эволюции Мира и завершилась образованием геологических структур и физического мира Земли. На предыдущем этапе, в результате космической эволюции возникла структурная Вселенная. Возникновение биологических систем также было возможно на конкретном этапе, при конкретных физических параметрах, которые невозможно восстановить в данный момент.

Положение глобального эволюционизма о последовательном появлении физических взаимодействий не совпадает с современной физикой, предполагающей, что законы разных видов взаимодействий (гравитационных электромагнитных, сильных, слабых) стационарны (инвариантны) и существуют независимо от эволюции Мира. Например, в первые моменты начала Вселенной физические условия делали невозможным существования элементарных частиц, атомов, но сами законы взаимодействия уже были, как бы заложены. Возникает вопрос, где хранилась информация об этих законах в нулевой момент времени? С точки зрения глобального эволюционизма, взаимодействия не существовали, законы тоже. Задача эволюционной физики – найти аппарат физико-математического описания, который позволил бы корректно описать закономерности переходов между типами взаимодействий.




Глобальный эволюционизм указывает логическую связь наук, подчеркивая, что в рамках каждой научной системы, объясняющей и изучающей ту или иную форму движения, должен присутствовать механизм развития, приводящий к внутренним противоречиям, которые разрешаются при переходе к следующему этапу или следующей системе.

Теоретические посылки глобального эволюционизма можно свести к следующим положениям.

1.  Эволюция предстает как процесс движения Мира через самоопределение нового порядка, как поэтапное возникновение новых равновесных состояний.

2.  Научные теории, относящиеся к отдельным видам движения, принципиально несводимы. Появление основных видов взаимодействий происходит в эволюционной (временной) последовательности.

3.  Адекватное принципиальное описание мировых взаимодействий и форм движения, может дать не единая система уравнений, а математический аппарат, содержащий элемент развития. Если некая система уравнений описывает определенные процессы, то в ней должен быть параметр, при изменении которого, система становится неоднозначной – появляются противоречивые решения. Введение нового параметра, компенсирующего противоречивые решения, приводит уже к другой системе уравнений, которая не сводится математическими преобразованиями к предыдущей и описывает уже другой тип процессов.

4.  Антропный принцип, который формулируется как:

Слабый антропный принцип: разум – один из видов мирового движения. Его носителем выступает социальная система.

Сильный антропный принцип: разум – обязательный этап эволюции Мира.




Финалистский антропный принцип: разумная форма движения Мира – неотъемлемый этап, определяющий его дальнейшее развитие. Во Вселенной должна возникнуть разумная обработка информации и, раз возникнув, она никогда не прекратится.[9]

4.3.4 Синтетическое представление мира и система наук в современном естествознании

Основой синтеза междисциплинарных знаний в современном естествознании выступают принципы глобального эволюционизма. Утверждается универсальная взаимосвязь неживой, живой и социальной форм материальной самоорганизации.

При этом эволюционирующими формами выступают на уровне неживой природы: физический вакуум, элементарные частицы, вещество Вселенной (лептоны, барионы, излучение), космические тела (звезды, ассоциации, галактики, планеты), в частности, Земля и ее физический и органический мир. В живой природе эволюционирующими элементами выступают: макромолекулы, биополимеры, ткани, органы, организмы, популяции, виды, биоценозы, биосфера в целом. Наименее изучен эволюционный процесс на уровне социальной формы материи. Здесь в качестве эволюционирующего элемента может выступать: племя, нация, этнос – на культурном уровне самоорганизации, сами традиционные культуры – на межкультурном, социальном уровне, а также весь социум – на биосферном и ноосферном уровне.

Вселенная предстает в виде трех взаимосвязанных, но различающихся универсальными характеристиками уровней целостности: мегамира, макромира и микромира.

Термином микромир обозначают уровень материальной самоорганизации, который характеризуется предельно малыми параметрами, в частности, планковскими единицами длины и времени, постоянной Планка, имеющей энергетический смысл, длинами волн де Бройля. Объекты микромира - элементарные частицы, кванты полей, квантовое поле, физический вакуум. При этом среди элементарных частиц выделяют частицы вещества (фермионы) и бозе-частицы (бозоны). Все фермионы имеют полуцелое (1/2 или –1/2) значение спина (фундаментальной характеристики частицы, связанной с ее собственным вращением). Повеление частиц, тождественных фермионам, описывает статистика Ферми-Дирака. Для таких частиц действует запрет Паули, согласно которому две тождественные частицы с полуцелым спином (1/2) не могут находиться в одном состоянии. Из школьного курса известно, что принцип Паули лежит в основании образования устойчивых электронных оболочек атомов. Ферми-частицы (частицы вещества) делятся на кварки и лептоны, которые приняты за далее неделимые бесструктурные элементарные частицы вещества.




Элементарные частицы с целочисленным значением спина (1 или 2) называют бозе-частицами (бозонами). Их состояние не подчиняется принципу Паули, а поведение описывает другой статистический закон - закон Бозе – Эйнштейна. Любое количество бозонов может находиться в одном состоянии. В современной физике фермионы и бозоны рассматриваются как частицы различной природы. Ферми-частицы выступают частицами вещества, бозе-частицы – квантами полей. При этом среди бозонов выделяют векторные бозе-частицы со спином 1 или 2, с которыми связывает фундаментальные калибровочные симметрии, и скалярные бозе-частицы с нулевым спином, природу которых усматривают в физическом вакууме – состоянии с нулевым средним значением энергии всех физических полей.

Используя эти представления, лауреаты Нобелевской премии 1979 г. А. Салам, С. Вайнберг и Дж. Глэшоу выдвинули единую теорию электрослабых взаимодействий, основной идеей которой выступило предположение о спонтанном нарушении симметрии исходного физического вакуума, приводящей к его асимметрии и неустойчивости. Следствием стало представление о существовании вакуумных конденсатов – состояниях с отличным от нуля средним значением энергии. Эти состояния получили название Хиггсовых полей, по имени автора идеи. Калибровочные (векторные) бозоны и фермионы в результате взаимодействия с этими состояниями приобретают заряд и массу. Что приводит к возникновению новых взаимодействий.

Представление об эволюции на уровне микромира связано с этапами изменения исходной праматерии в виде физического вакуума, поэтому рассматривается на основании представления о космической эволюции. Одной из гипотез, раскрывающих механизм эволюции микромира, выступает представление о суперсиле как некоем едином типе взаимодействия, предшествующем трем наблюдаемым в настоящее время типам взаимодействий: гравитационным, сильным ядерным и электрослабым.[10]




Под мегамиром понимается уровень целостности Вселенной, структурные составляющие которой характеризуются размерами, намного превышающими размеры Земли. Основной единицей измерения скоростей и расстояний в мегамире выступает скорость света. Пространственные параметры мегамира измеряются в парсеках, световых годах, астрономических единицах.

За астрономическую единицу (а. е.) принимается расстояние от Земли до Солнца (150 млн. км). В этих единицах измеряют расстояние в пределах Солнечной системы. Самая удаленная планета Плутон находится от Солнца на расстоянии 40 а. е. По современным данным границы Солнечной системы составляют примерно 10-15 тыс. а. е.

Световой год – расстояние, проходимое световым лучом за год. Скорость света: с = км/с, поэтому световой год равен 10 триллионам км. 1 а. е. равна 8,3 световых минут. Следовательно, свет от Солнца до Земли идет 8,3 минут. Самая близкая к нам звезда, помимо Солнца, находится на расстоянии 4,27 световых года.

Самая крупная единица – парсек представляет собой расстояние до наблюдаемой звезды, годичный параллакс которой составляет одну угловую секунду (1").

1 парсек (пк) = 206265 а. е. = 3.3 свет. года = 3,0857· 1016 м.[11]

Материя на уровне мегамира выступает в виде космического вещества (лептоны, барионы, излучение, а также мжзвездный газ и межзвездная пыль), космических тел (звезды, планеты, кометы, метеориты, астероиды и пр.) и космических образований (звездных систем и ассоциаций, галактик и их скоплений). Галактики представляют собой гигантское скопление звезд, имеющее общий центр тяготения. В среднюю галактику входит от 100 до 150 млрд. звезд. Галактики объединяются в группы. Скопления и сверхскопления галактик образуют ячеистую структуру Вселенной, напоминающую пчелиные соты. Ячейка, представляющая собой сверхскопление галактик – самое крупное структурное образование мегамира. Конечная ступень в иерархической организации звездных систем и галактик – Метагалактика, в которую входит порядка 100 млрд. галактик.[12] В этом плане метагалактика - синоним мегамира и Вселенной.




Основными видами взаимодействий в мегамире выступают гравитационные и электромагнитные взаимодействия (излучения разных длин волн). Средний энергетический уровень для мегамира представлен температурой порядка 1 млн. градусов по абсолютной шкале Кельвина.

Фундаментальные физические константы мегамира: скорость света (с = 3.10 8 м/с), гравитационная постоянная (G = 6,67 ·10–11 Н·м2/кг2), масса и заряд электрона, масса и заряд протона. Помимо указанных констант современная космология выявила еще ряд универсальных физических и характеристик мегамира, сохраняющих свое постоянное значение. Например, установлено, что во Вселенной на один протон приходится миллиард фотонов. Космическое отношение числа фотонов к числу протонов: S = 10 9, - играет важную роль в структурной организации мегамира, определяя состав барионного вещества (3/4 ядра водорода и ¼ ядра гелия). [13]

Представление об эволюции мегамира тесно связано с проблемой возникновения многообразия элементарных частиц, т. е. микромира и основных видов взаимодействий, наблюдаемых в настоящее время. Космическая эволюция связывается с исходным возбужденным состоянием вакуума и его последующими трансформациями, приводящими к возникновению космического вещества Вселенной.

В эволюции космической материи выделяют последовательные этапы (или эры), характеризующиеся преобладающим типом взаимодействия и видом элементарных частиц. Эра великого объединения связывается с превращением возбужденного вакуума, которое приводит под действием неизвестной пока суперсилы к сверхплотному состоянию праматерии, состоящей из супертяжелых частиц. Эра адронов – с разделением единой супресилы на три разных типа взаимодействий: гравитационные, сильный ядерные и электрослабые. В результате образуются кварки и лептоны, затем адроны – тяжелые элементарные частицы, имеющие сложный состав (в частности, протоны и нейтроны). Начало эры адронов – состояние сверхгорячей Вселенной (температуры порядка 1027 К), называют Большим Взрывом.




В качестве факторов эволюционного изменения космической праматерии выступает снижение температуры и уменьшение плотности первоначального состояния Вселенной. Эра лептонов связывается с понижением температуры до температур порядка 1012 К. В конце этой эры Вселенная наполняется потоками электронных нейтрино. Следующая фотонная эра характеризуется снижением температурыи перепадами температур от значений порядка 1010 К до 3000 К (местами) и разделением электрослабых взаимодействий на слабые ядерные и электромагнитные, квантами которых являются фотоны. С тех пор основная доля энергии во Вселенной приходится на фотоны. В этот период жизни Вселенной из свободных протонов и электронов образовался атомарный водород и атомарный гелий, а фотоны перестали взаимодействовать с атомарным веществом. Первое космическое вещество в виде газа, состоящего из водорода и гелия (75% - Н2 и 15% Не2), составляло ничтожную долю космической материи. Далее по мере охлаждение и расширения Вселенной стали возникать газовые области повышенной плотности с возрастающей силой тяготения. Это явление самогравитации (постепенного сжатия) рассматривается как фактор образования звезд. Процесс образования звезд - уже начало новой эры структурной Вселенной.

Под макромиром понимается уровень взаимосвязанных материальных тел и процессов, непосредственно наблюдаемых в масштабах Земли. Единицами измерения расстояний выступают метры и километры. Размеры макроскопических тел много больше размера атома (≈ 10 –8 см). Скорости движения тел намного меньше скорости света, а их масса намного меньше массы Земли. Температурный режим макромира колеблется в небольшом диапазоне около 300 К (27 С). Преобладают гравитационные взаимодействия в виде силы тяжести и электромагнитные. Фундаментальными константами макромира выступают ускорение свободного падения и скорость света. Материальные структуры макромира представлены физическими телами, состоящими их атомов и молекул неорганического происхождения, и более сложными структурами, имеющим клеточное строение. Тела неорганической природы характеризуются формой, массой, энергией и другими физическими параметрами. Форы и виды живой материи представляют собой предмет биологии и характеризуются уже не только физическими и химическими параметрами, но, прежде всего механизмом воспроизводства. В глобальном эволюционизме развивается представление о структурных уровнях самоорганизации форм живой природы.




Уровни самоорганизации в макромире представлены взаимосвязью и иерархическим подчинением неживой, живой и социальной форм материи. В качестве неживой формы рассматривается геологические оболочки Земли. Эволюционное развитие физического мира земли раскрывается на основании единства геохимических процессов и представления о геологической и геохимической эволюции. Развитие органического мира Земли раскрывается на основе представления о механизмах биохимической и биологической эволюции.

Таблица 4. Синтетическая картина мира

Таблица 5-6. Уровни самоорганизации

Таблица 7. Система наук в современном естествознании.

[1] См.: Эбелинг В., Энгель А., Файстель Р. Физика процессов эволюции. Синергетический подход. М., 2001

[2] См.: Вернадский . М., 1967.

[3] Сперри менталистской революции и возникновение нового научного мировоззрения // Мозг и разум. М. 1994. С.20-44.

[4] Субетто . СПб-М.1994.

[5] Моисеев . Информация. Общество. М.2001.

[6] В частности, нобелевский лауреат, специалист в области нейрофизиологии , называя уровень свойств целого эмерджентным (холистским) макроуровнем, подчеркивает, что физические и химические силы «вставлены», «упакованы» в определенную схему, контролируются, управляются, программируются, «получают толчок» и направляются законами динамики сознательных и подсознательных ментальных процессов. Уровень ментальности, образуя более высокий порядок организации целого, порождает и новый уровень информационного контроля. Сперри менталистской революции и возникновение нового научного мировоззрения // Мозг и разум. М. 1994. С.20-44.

[7] Дубровский и мозг: результаты и перспективы исследований // Мозг и разум. М. 1994. С. 15-16.

[8] См.: Миклин теория: век XX. СПб., 1999.

[9] Barrow J. D., Tipler F. J. The anthropic cosmological principle. Oxford, 1986

[10] Девис П. Суперсила. М.,1989.

[11] Параллакс (parállaxis - греч. уклонение) – угловое изменение направления наблюдатель - астрономический объект при смещении точки наблюдения. Физическая энциклопедия. М., 1992. Т.3, с.547.

[12] См.: Редже Т. Этюды о Вселенной. М., 1985; Воронов и Земля в структуре Вселенной. Л., 1988.

[13] Девис П. Случайна Вселенная. М., 1985.



Подпишитесь на рассылку:

Естествознание

Проекты по теме:

Основные порталы, построенные редакторами

Домашний очаг

ДомДачаСадоводствоДетиАктивность ребенкаИгрыКрасотаЖенщины(Беременность)СемьяХобби
Здоровье: • АнатомияБолезниВредные привычкиДиагностикаНародная медицинаПервая помощьПитаниеФармацевтика
История: СССРИстория РоссииРоссийская Империя
Окружающий мир: Животный мирДомашние животныеНасекомыеРастенияПриродаКатаклизмыКосмосКлиматСтихийные бедствия

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организации
МуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммы
Отчеты: • по упоминаниямДокументная базаЦенные бумаги
Положения: • Финансовые документы
Постановления: • Рубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датам
Регламенты
Термины: • Научная терминологияФинансоваяЭкономическая
Время: • Даты2015 год2016 год
Документы в финансовой сферев инвестиционнойФинансовые документы - программы

Техника

АвиацияАвтоВычислительная техникаОборудование(Электрооборудование)РадиоТехнологии(Аудио-видео)(Компьютеры)

Общество

БезопасностьГражданские права и свободыИскусство(Музыка)Культура(Этика)Мировые именаПолитика(Геополитика)(Идеологические конфликты)ВластьЗаговоры и переворотыГражданская позицияМиграцияРелигии и верования(Конфессии)ХристианствоМифологияРазвлеченияМасс МедиаСпорт (Боевые искусства)ТранспортТуризм
Войны и конфликты: АрмияВоенная техникаЗвания и награды

Образование и наука

Наука: Контрольные работыНаучно-технический прогрессПедагогикаРабочие программыФакультетыМетодические рекомендацииШколаПрофессиональное образованиеМотивация учащихся
Предметы: БиологияГеографияГеологияИсторияЛитератураЛитературные жанрыЛитературные героиМатематикаМедицинаМузыкаПравоЖилищное правоЗемельное правоУголовное правоКодексыПсихология (Логика) • Русский языкСоциологияФизикаФилологияФилософияХимияЮриспруденция

Мир

Регионы: АзияАмерикаАфрикаЕвропаПрибалтикаЕвропейская политикаОкеанияГорода мира
Россия: • МоскваКавказ
Регионы РоссииПрограммы регионовЭкономика

Бизнес и финансы

Бизнес: • БанкиБогатство и благосостояниеКоррупция(Преступность)МаркетингМенеджментИнвестицииЦенные бумаги: • УправлениеОткрытые акционерные обществаПроектыДокументыЦенные бумаги - контрольЦенные бумаги - оценкиОблигацииДолгиВалютаНедвижимость(Аренда)ПрофессииРаботаТорговляУслугиФинансыСтрахованиеБюджетФинансовые услугиКредитыКомпанииГосударственные предприятияЭкономикаМакроэкономикаМикроэкономикаНалогиАудит
Промышленность: • МеталлургияНефтьСельское хозяйствоЭнергетика
СтроительствоАрхитектураИнтерьерПолы и перекрытияПроцесс строительстваСтроительные материалыТеплоизоляцияЭкстерьерОрганизация и управление производством

Каталог авторов (частные аккаунты)

Авто

АвтосервисАвтозапчастиТовары для автоАвтотехцентрыАвтоаксессуарыавтозапчасти для иномарокКузовной ремонтАвторемонт и техобслуживаниеРемонт ходовой части автомобиляАвтохимиямаслатехцентрыРемонт бензиновых двигателейремонт автоэлектрикиремонт АКППШиномонтаж

Бизнес

Автоматизация бизнес-процессовИнтернет-магазиныСтроительствоТелефонная связьОптовые компании

Досуг

ДосугРазвлеченияТворчествоОбщественное питаниеРестораныБарыКафеКофейниНочные клубыЛитература

Технологии

Автоматизация производственных процессовИнтернетИнтернет-провайдерыСвязьИнформационные технологииIT-компанииWEB-студииПродвижение web-сайтовПродажа программного обеспеченияКоммутационное оборудованиеIP-телефония

Инфраструктура

ГородВластьАдминистрации районовСудыКоммунальные услугиПодростковые клубыОбщественные организацииГородские информационные сайты

Наука

ПедагогикаОбразованиеШколыОбучениеУчителя

Товары

Торговые компанииТоргово-сервисные компанииМобильные телефоныАксессуары к мобильным телефонамНавигационное оборудование

Услуги

Бытовые услугиТелекоммуникационные компанииДоставка готовых блюдОрганизация и проведение праздниковРемонт мобильных устройствАтелье швейныеХимчистки одеждыСервисные центрыФотоуслугиПраздничные агентства

Блокирование содержания является нарушением Правил пользования сайтом. Администрация сайта оставляет за собой право отклонять в доступе к содержанию в случае выявления блокировок.