«Направленность» изменений выражается в развертывании функциональных возможностей повышения системной организации при переходах от одного уровня к другому, которые продолжают изменяться, несмотря на то, что охраняют свою специфику, стабильность. «Направленность» предстает не просто сменой способов развития, а аккумуляцией (и адаптацией) на каждом следующем этапе некоторого «содержания» предыдущей ступени. Появившееся новое вбирает «прежнее» в себя «по-своему» осваивает в видоизмененной форме. Возникшие на основе предыдущих уровней следующие уровни бытия сохраняют свою специфику, «застывают» в стабильном виде. Природа не имеет «конечных» результатов, как не было у нее «начала». Некоторые формы, например, биологического уровня, заходят в «тупики», исчезают. Другие приобретают вид, пригодный для дальнейшего развития, а главное на их основе возникают новые. Специализация (некоторая остановка изменения) оборачивается сокращением веера возможностей и может стать «тормозом» эволюции вида, В природе действует закон необратимости эволюции (так называемый закон Долло) и определяется ситуацией единичности выбора: выбор дважды не воспроизводится никогда. Выбор в пользу узкоспециализированного развития ведет в тупик или к гибели в случае изменения привычных условий бытия.
Эволюция осуществляется через ветвление «мутовками». Дискретность порождается фрактальностью – существованием структур самых разных форм, типов и уровней. Фрактальность обеспечивает великое разнообразие форм взаимодействия, максимально способствуя интенсификации метаболизмов (усложнений структур систем и обменных процессов). Более фрактальные системы изменяются интенсивнее. Общим свойством пространственных и непространственных фрактальных структур является их «пучковость» («мутовочность»). Хайтун С. Д. отмечает, что поскольку наблюдаемый мир фрактален, то фрактальна и его эволюция. Концепция «пучковой», «мутовочной» эволюции постепенно вытесняет концепцию линейного развития. Фрактальными оказываются временные зависимости переменных. Изменение (фрактальных) структур происходит дискретно, через каскад точек ветвления («пучков», «мутовок»). Прохождение эволюции через каскад точек ветвления, было известно до введения понятия фрактал в работах Б. Мандельбрата 1975 года. Эта идея ранее описана Тейяром де Шарденом. Между точками ветвления эволюция происходит непрерывно, постепенно. В самих же точках ветвления совершаются скачки, когда эволюция «выбирает» в каком направлении из возможных вариантов, определяемых эволюционной «мутовкой», делать скачок.
И. Пригожин писал, что неравновесие преодолевает целостность мира за счет произвольного структурного движения и преодоления прежней последовательности связей элементов системы, создает «стрелу» направленности изменений, а равновесие им препятствует. Ускорение «хода» эволюции объясняют тем, что процессы превращения происходят быстрее при столкновении разных форм взаимодействий. Однородность и сходство разнородных сфер бытия значительно выше, чем виделось прежде. Развитие теории неравновесной термодинамики позволило снять барьер между антиподами живой и неживой природы. Создается модель масштабного процесса, фундаментальной однородности космического эволюционного развития. Историческое существование Вселенной – это не однонаправленное движение в сторону усложнения, а взаимопереплетение различных изменений, что в целом корректнее называть космогенезом – процессом устойчивого и последовательного возникновения нового во все большем разнообразии природы.
В основе нелинейной картины развития мира лежат следующие постулаты:
главное состояние бытия – не покой, а становление, эволюционный процесс с двумя взаимодействующими – хаосом и порядком,
усложнения структуры систем в процессе эволюции,
влияния будущего на настоящее: постоянное наличие спектра альтернативных паттернов в постбифуркационной стадии бифуркации,
фундаментальная роль случайности в зоне бифуркации,
фрактальности: главное в становлении появление целостной структуры.
Выделяют основные свойства развития мира: 1. Необратимость эволюционных нелинейных процессов, не способных обратить свой вектор развития в противоположную сторону. 2. Чередование периодов относительно монотонного самодвижения в режиме аттракции и зон бифуркации, где система утрачивает устойчивость по отношению к малым возмущениям. В результате открывается спектр альтернативных эволюционных сценариев и проявляется вероятностность причинно-следственных связей. 3. Динамизм структуры самоорганизующихся систем определяется двумя типами кризисов – структуры и системы. В структурном кризисе после зоны бифуркации возможно сохранение устойчивости системы за счет перестройки ее структуры. При системном кризисе совершается переход системы на качественно новый уровень. 4. Новое понимание будущего. Будущее влияет на настоящее, поскольку паттерны грядущего существуют уже сегодня и тем самым будущее (паттернами) оказывает влияние на текущий процесс.
Вселенная саморазвивается. Доказательство этому находим в саморазвитии социального ее уровня. Развитие не есть только смена одного другим. Возникая на основе прежнего уровня, новый не устраняет его полностью, ибо в этом случае лишилось бы своей опоры. Он сохраняет в себе определенную (преобразованную) часть предыдущего. Физические процессы и связи в составе химической формы материи намного сложнее, чем те, что существуют вне нее. Живой организм существует на основе более сложных физико-химических структур и процессов, которых нет вне живого. Развитие мира не закончено – «дремлющие» возможности каждого уровня – фонд следующего уровня. Неисчерпаемость материи проявляется в многообразии изменений ее свойств, видов, форм, состояний, несводимых друг к другу, но взаимосвязанных. Процесс эволюции мира сложнее, чем представляем, поскольку обнаруживаем свойства, ранее скрытые в глубинах природы. Одно из этих свойств – виртуальность.
ЭВОЛЮЦИЯ ВСЕЛЕННОЙ И ВИРТУАЛЬНОСТЬ.
Какова виртуальность Вселенной? Ответа нет.
Насколько изучен процесс эволюции Вселенной? Эдвин Хабл и Милтон Хамсон в 1925 – 1930 годах установили, что свет галактик (спиралевидных туманностей) смещен в красную область спектра тем больше, чем дальше они от нас. Был сделан вывод: галактики «разбегаются» со скоростью пропорциональной их удаленности друг от друга. Вселенная расширяется. В 1932 году французский космолог Ж.Леметр предложил модель Вселенной с «горячим» началом – Большим Взрывом. Открытие 1964 года однородного изотропного излучения в космическом пространстве на волне атома водорода «подтвердило» тезис о горячем» «начале Вселенной – сингулярности, обозначающей предполагаемое исходное сверхплотное состояние материи (превосходящее плотность вещества внутри атомного ядра) с энергией и массой, равной всей Вселенной. Данная модель является доминирующей в современной космологии.
В 80-е годы ХХ века русские физики Э.Глинер и А. Старобинский и американец Л. Гус выдвинули гипотезу о «инфляции», предшествующей Большому Взрыву – сверхбыстром инфляционном расширении Вселенной. В 1974 году Алан Сандейдпл установил, что скорость удаления галактик друг от друга со временем уменьшается – они «сближаются». Э. Опик предположил, что Вселенная циклически расширяется и коллапсирует через каждые несколько сотен биллионов лет. Исходя из гипотезы расширения Вселенной, оказалось возможным рассчитать время «начала» некоего состояния, отдаленного от нашего времени на 13. 7 млрд. лет. Предполагают, что «горячий» Большой Взрыв «смеси» материи и излучения изменил «смесь», разделив материю и излучение, и затем четверть первоначального водорода синтезировалась в гелий. До «Взрыва» материя имела совершенно иные, трудно вообразимые свойства. Почти мгновенно (за 10 – 32 секунды) пространство «раздулось» в огромный раскаленный шар, значительно превосходящий размеры видимой Вселенной. Правселенная расщепилась на множество отдельных Вселенных, различающихся фундаментальными константами. Правселенная была очень горяча. В ней рождались тяжелые элементарные частицы, на которые пошло много массы и энергии. Они распадались и тут же воссоздавались заново. Скорость восстановления снижалась, и Вселенная обогащалась поколениями все более легких частиц. Согласно расчетам, протоны и нейтроны – «кирпичики», из которых сложены атомные ядра, образовались примерно через тысячную долю секунды после «Взрыва». Образование галактик, звезд, планет – последствия «затухания» «Взрыва» и преобразования первичных процессов с их производными. Обнаруженное реликтовое излучение с температурой 2,7 К, возможно, говорит об изначально холодном состоянии Вселенной. Тогда «начало» ее эволюции предстанет как процесс разогревания холодной материи, а не остывание сверхгорячей. Энтропия увеличивается всегда, не существует состояния минимальной энтропии. Увеличение «неупорядоченности» объекта определяется тем, что существует намного больше способов «устроить» беспорядок, чем организовать порядок. Упорядоченное состояние «перетекает» во все более беспорядочное. Если Вселенная эволюционирует в направление увеличения беспорядка (доказательство в возрастании энтропии?), то, следовательно, она в какой-то момент бытия изменялась с невероятно упорядоченной конфигурации с низкой энтропией. Гипотеза цикла эонов (Вселенных) строится на равенстве переходов от эона к эону. Закон сохранения энергии объективен. Он гласит, что энергия не возникает и не исчезает, а переходит из одной формы в другую. Мы начали познавать только 5% космоса, а 95 % нам не известны. Значительную часть материи – тёмные барионы – не изучены, хотя уже заглядываем в участки Вселенной, отдаленные на 42 млрд. световых лет и далее. Неизвестны состояния Вселенной до вероятного «Большого Взрыва», идею которого отрицет факт ячеистой структуры Вселенной с шагом в сто миллионов световых лет расположения сгустков галактик, а между ними относительная «пустота» черной материи. Пространственно – временной континуум Вселенной структурирован. Результат «взрывного» ее происхождения выглядел бы иначе. Постоянная Хаббла может быть истолкована не как скорость расширения Вселенной, а как скорость изменения массы электрона. Когда окажутся равными массы электрона и протона, возможно, начнется новый цикл эволюции Вселенной с чередованием ритмов разогрева и охлаждения. Для снятия противоречий в гипотезе «Большого Взрыва» в 1980 – 1982 годах П. Стейнхарт и А. Ланде модифицировали модели расширяющейся Вселенной с инфляционной фазой на основе идеи бесконечно самоорганизующейся эволюционизирующей Вселенной, имеющей фазу возникновения физического вакуума.
По гипотезе Правселенная имеет спектр возможностей. Виртуальные процессы лежат в основе квантово – полевой теории материи. Д. Уиллер считает квантовое состояние «пакетом возможностей». Предстоит создать квантовую теорию гравитации, что позволит избавиться от представлений о сингулярностях и освободиться от желания найти «начало». Пространство-время Вселенной вечно. В ней происходят одновременно процессы возникновения и уничтожения. Продолжается исследование крупномасштабной структуры Вселенной, состоящей из «войдов» (пустот) и «блинов» (скоплений вещества), распространенности легких химических элементов, гравитационных линз и гравитационных волн, реликтового излучения. Неизвестны причины самопроизвольности, самообусловленности изменений мира. Установлено, что элементарные частицы (протоны, нейтроны, электроны и др.) обеспечивают всего около 5 % энергии современной Вселенной. Темная энергия обнаружена при наблюдении сверхновых звезд. Темной материей астрономы называют недоступную для обнаружения современными средствами массу, которая обеспечивает гравитационное равновесие галактик и метагалактик. Возможно это масса нейтрино. Вселенная (на 95 % темная энергия с темной материей) содержит предполагаемые частицы (нейтралино, аксионы, гравитино, сверхмассивные частицы), равные по возрасту современной Вселенной. Возможно, эти частицы способны собираться в сгустки, но не имеют электрического заряда и слабо взаимодействуют с веществом. Темная энергия темной материи, разлитая по Вселенной, антигравитационна, противостоит гравитации и, возможно, обеспечивает расширение Вселенной. Скорость расширения возрастает. Эксперименты на протонном каллайдере LHC в ЦЕРНе позволят изучить область энергий с масштабом 1 ТЭВ и даже больше, приблизиться к пониманию причин рождения галактик. Предполагается, что «черные дыры» – пузыри сверх горячей плазмы. Вероятно, что «черные дыры» – это пограничные зоны, находящиеся между дофизической и физической субстанциями. Дофизические явления не наблюдаются в нашем мире в свободном состоянии. Когда будет обнаружено антитяготение, то возможно выяснится его влияние на динамику Вселенной, на процесс ее эволюции. Оказалось, что помимо силовых взаимодействий существуют несиловые взаимодействия. Материя обладает способностью самоорганизации с неизвестными пока свойствами и состояниями.
«ВОЗРАСТЫ» ЭВОЛЮЦИОНИЗИРУЮЩИХ СИСТЕМ.
Вселенной 13,8 млрд. лет.
Галактике «Млечный путь» 13,6 млрд. лет.
Солнцу – звезде типа желтый карлик – 4,6 млрд. лет.
Планете Земля Солнечной системы 4,5 млрд. лет.
Органическим соединениям на Земле – 4 млрд. лет.
Макромолекулам – 3, 8 млрд. лет.
Простейшим организмам – 3,5 млрд. лет.
Высшим организмам – 2 млрд. лет.
Приматам – 300 млн. лет.
Человечеству НОМО САПИЕНС – 300-200 тыс. лет.
Выдвигаем гипотезу: универсальный эволюционизм предполагает универсальность активности виртуальности всех ее типов на всех этапах становления нового:
1-й. объективного (природы),
2-й. субъективного (идеального, духовного),
3-й. объективно – субъективного (социального).
Вначале обратимся к проблемам объективного типа – виртуальности природы.
1.2. Виртуальность в эволюции природы
Вируальность вакуума, микрочастиц, химического и биологического уровней бытия
«РАННЯЯ» ВИРТУАЛЬНОСТЬ ВСЕЛЕННОЙ. ВИРТУЛЬНОСТЬ ВАКУУМА. Древние греки выдвигали предположение о существовании чего-то невидимого, заполняющего мировое пространство (апейрон Анаксимандра, пустота Демокрита). В 60-е годы ХХ века нелинейная квантовая теория исходит из того, что физический вакуум наиболее универсальный фундаментальный вид реальности, проявляющейся в фазовых переходах в виде виртуальных состояний всевозможных квантовых частиц и процессов. Появилась возможность моделировать все свойства элементарных частиц одновременно, а не порознь. Экспериментально была доказана реальность вакуума как физической субстанции, обладающей многими энергетическими уровнями. В 1980 г. А.Е. Акимов предложил новую модель квантового вакуума. Вселенная, независимо от того, содержала ли ранее материальные тела или нет, возможно, была заполнена свертками – круговыми волнами (вихрями внутри зарядовой оболочки) электронов и позитронов с нулевым спином, так как спины этих частиц направлены друг на друга. Суммарная масса «свертки» равна нулю. При образовании «свертки» масса преобразуется в энергию пар гаммы-квантов – фотонов. Главный смысл научных открытий состоит в том, что во Вселенной доминирует вакуум, и он превосходит все «обычные» формы материи, вместе взятые. Вакуум пронизывает всё как единое энергоинформационное поле Вселенной. «Содержательная пустота» порождает все в мире и задает свойства веществу. Я.Б. Зельдович постулирует происхождение Вселенной из вакуума.
Вакуум – состояние материи, способное порождать частицы вещества. Он полон энергией. «Светлая материя» – преобразования почти однородной плазмы до возникновения сложнейших генетических структур – составляет 4% от полной массы-энергии Вселенной. Остальные 96 % – мало изученные материальные формы. При этом из этих 4% светлой материи на долю звезд и почти всего различимого в ночном небе приходится всего лишь около 0,4% (по WMAP).
Вещество – редчайшее исключение во Вселенной. На галактики, звезды, планеты приходится лишь 2-3 % энергии Вселенной, на вакуум – 97-98 %. (Дж. Уиллер)
Мир вещества погружен в океан вакуума, насыщенного энергией. Все физические события, которые мы наблюдаем в нашем материальном мире, не более чем легкая рябь на поверхности этого океана. Вещество – такие редкие участки вакуумного поля, в которых возбуждения достигают особой интенсивности на границе раздела фаз с выделением энергии. В процессе эволюции вещества нарастает энтропия – приближение физической системы к наиболее вероятностному состоянию, в котором уровни энергии между всеми элементами системы выровнены, а сами элементы равномерно распределены. Приближение к состоянию энтропии можно считать нарастанием неопределенности, поскольку элементы системы распределяются максимально хаотично, а система оказывается лишенной внутренней структуры. Рост энтропии есть рост хаотичности. Возрастает количество структурной информации (негэнтропии), вызываемое перестройкой физического вакуума, который обеспечивает существование Вселенной в режиме, создающем условия для воспроизводства локальных структур, иерархичных по внутреннему устройству, начиная с ядерного уровня и кончая галактиками.
«Творческая» функция вакуума состоит в порождении им из самого себя Вселенных, неисчерпаемое многообразие которых образует Сверхвселенную. Физический вакуум – «начало всех начал» – «породил» «нашу» Вселенную 13,8 млрд. лет назад. Согласно квантовой теории, физический вакуум обладает весьма сложным строением, состоит из нескольких «этажей» (слоев) с разными энергетическими потенциалами. Он – та «пустота», которая оказалась великой «полнотой» и в нем осуществляются бесконечные превращения. Плотность вакуума положительна, а давление отрицательно. Он «ответственен» за антитяготение. Галактики разбегаются, погруженные в вакуум. Вселенная возникла в фазовом переходе вакуума. «Вакуум есть всё, всё есть вакуум» (Г.И. Наан).
Физический вакуум – то состояние материи, в котором происходят процессы взаимодействия «виртуальных частиц». Виртуальные поля и микрообъекты – спиновые образования с полу целым или целым значением своего момента количества движения – претерпевают изменения в переходах между уровнями макроскопическим и вакуума. Нейтроны, обмениваясь виртуальными заряженными пионами с протонами (в ядрах атома) или с соседними нейтронами (в нейтронных звездах) поддерживают свою устойчивость, создавая «противовес» взаимодействию распада. Когда нейтроны лишаются возможности обмениваться виртуальными частицами, изолированы их от соседей, они распадаются. В вакууме постоянно взаимосвязаны пары виртуальных частиц и античастиц. Виртуальные процессы в физическом вакууме приводят к таким эффектам как заряд частиц, поляризация. В вакууме рождаются и исчезают электроны и протоны – некие «облачка» материи, масса и плотность которых может меняться. Масса «облачков» перетекает из одного в другое «облачко». Протон массу теряет, а электрон становится тяжелее (на современном этапе эволюции нашего «участка» Вселенной). Идет разогрев Вселенной, и он будет продолжаться до тех пор, пока масса протонов и электронов не сравняется. Затем начнется охлаждение – масса протона будет увеличиваться, а масса электрона уменьшаться до следующих 14 миллиардов лет. Вселенная нестационарна, свойства ее периодически меняются. Вакуум порождает не только элементарные частицы, но и миры. Все состояния материи – порождение вакуума. Индивидуально виртуальный объект (далее ВО) не проявляет себя, но лишь в системном ансамбле частиц заметно влияет на различные свойства материи. Вакуумный виртуальный «туман» вполне реальный феномен, «призрачный» для нас. Вакуум всюду: здесь и сейчас. Виртуальные процессы вносят свой вклад в энергию электрона. Дж. Уиллер в работе «Гравитация» пишет, что пустое пространство вовсе не является пустым. Оно представляет собой вместилище самых бурных физических процессов. Электромагнитное поле флуктурирует. Там непрерывно рождаются и аннигилируют виртуальные пары электронов и позитронов, пары мю-мезонов, пары барионов и пары других частиц. Все эти флуктуации существуют наряду с квантовыми флуктуациями геометрии и топологии пространства. Существование виртуальных частиц в вакууме указывает на его нулевую плотность. Бурлящая «пустота» вакуума – материальная среда – заполняет мировое пространство и обладает необычными свойствами. В ней как пузырьки газа в кипящем составе Вселенной вспыхивают и гаснут галактики (и метагалактики). Одна из них – наша галактика. В Метагалактике доминирует вакуум, по плотности энергии он превосходит все «обычные» формы материи. Вакуум создает всемирное антитяготение, которое управляет динамикой космологического расширения в современную эпоху. Антитяготение воздействует на вещество. Обратного воздействия вещества на вакуум вопреки третьему закону Ньютона – нет. Самоорганизация вакуума делает возможным существование Вселенной в ее наблюдаемом виде. В определенном смысле вакуум является носителем всех потенциальных свойств Вселенной, своеобразной «матрицей» ее возможностей.