Дискуссии - Наука

А.С. Харитонов

Рассмотрены антиномии между нашим существованием и известными законами естествознания.

Преодоление антиномий рассмотрено в методологии холизма за счёт физико-математической модели эволюции, описывающей активное взаимодействия трёх множеств и содержащей информодинамические резонансы, динамику границ и механизмы обратной связи.

Модель описывает процесс развития информационно открытой системы, когда ее границы формируются по трём золотым спиралям, что позволяет исследовать процесс эволюции и повышать качество нашей жизни.

Приведены примеры, поясняющие актуальность рассматриваемой модели.

Предисловие

«Всё есть число» - Пифагор. «Нет числа и нет науки» - Н.А. Бернштейн. Утверждение относится к науке, если у него есть численная модель, которая позволяет верифицировать или фальсифицировать его /К. Поппер/, а также установить границу и цель его применения.

Развитие численных моделей в методологии редукционизма привело к антиномии известных законов физики с опытом нашего существования. Так, математика, построенная на арифметике, алгебре и геометрии, моделирует устойчивое равновесие физического объекта и его движение в пассивной модели пространства и времени при наличии внешней силы, а реальность и мы, как её часть, являемся активными объектами, уходящими от равновесного распределения энергии в пространстве и во времени (термодинамического равновесия /Э. Бауэр/, да ещё с ускорением /Ю.Л. Щапова/), наращивая свою память и свободу воли /А. Бергсон/, организованность и «стройность» /Н.А. Умов/, используя коллективные взаимодействия различных физических объектов /Э. Мах/.

Причину этой антиномии мы видим в методологии редукционизма, когда исследователи, используя целые числа и геометрию, ввели модель математической точки и модель материальной точки, которые предполагают устойчивое равновесие моделируемого объекта и пассивную модель пространства и времени. В статье рассматривается в методологии холизма физико-математическая модель активного физического объекта, разрабатываемая автором. Модель содержит внутреннюю причину активности физического объекта, обусловленную информодинамическими резонансами, формированием новых границ и механизмами отрицательной и положительной обратной связи.

Выбор опыта для развития науки

«Человек - мера всех вещей…» - Протагор, числа и науки, так как свойства человека являются самыми доступными для научного исследования. Человек является частью эволюции активной реальности. Он генерирует новую информацию, обменивается информацией и оставляет после себя только память в организации живой природы, в популяции и в окружающей среде. Опыт показывает, что возникновение, развитие и гибель человека обусловлены коллективными взаимодействиями не только людей между собой, но и со многими и разными частями реальности, включая достижения и заблуждения науки.

Э. Мах установил, что именно коллективные взаимодействия определяют реальные свойства физического объекта, а точечная модель объекта и математическая точка в геометрии являются математическими фикциями, приводящими науку к заблуждению. Возник принцип Маха, которым не воспользовались основатели квантовой физики и специальной теории относительности. Принцип Маха, как я понимаю его, указывает на отсутствие в природе устойчивого равновесного состояния у физического объекта, все объекты находятся в процессе эволюции, но с разными скоростями и в разных направлениях в результате коллективных взаимодействий. Так, что неравновесные свойства человека и нашей популяции и их коллективные взаимодействия могут служить опытной базой для изучения физической реальности и её необратимой эволюции.

А. Бергсон установил, что эволюция человечества характеризуется ростом памяти и свободы воли, которыми пренебрегла физика, используя математические фикции. Использование математических фикций ввело в физику гипотезы об устойчивом равновесии частиц, о пассивном пространстве и времени и о только внешней причине эволюции. Так определённые законы физики описывают эксперимент справедливо, если он удовлетворяет эргодической гипотезе Л. Больцмана или квазиэргодической гипотезе П. Эренфеста.

Математические фикции отражают свойства наших органов чувств по закону Вебера-Фехнера. Развитие науки шло преимущественно по пути технического усовершенствования наших органов чувств, как движение пассивных вещественных объектов на разных масштабах пассивных моделей пространства и времени при наличии внешнего воздействия.

Физические законы, построенные на математических фикциях, описывают эволюцию замкнутой системы, состоящей из материальных точек, к бинарному равновесию путём роста хаоса, в то время как человек мыслит, используя закон тождества с мерой хаоса, равной нулю /Н. И. Кобозев/, при этом живые организмы уходят от такого равновесия /Э. Бауэр/, да ещё с ускорением /Ю.Л. Щапова/ и эволюционируют к неустойчивой золотой пропорции по алгоритму Евклида, «божественной пропорции» Л. Пачоли, ряду Фибоначчи, формируя свою организованность и «стройность» /Н.А. Умов/ и наращивая память и свободу воли /А. Бергсон/, генерируют новую информацию и обмениваются ею /Н.И. Кобозев/, используя коллективные взаимодействия /Э. Мах/.

Л.А. Чижевский установил активные свойства Солнца, Земли, человека и их взаимосвязь и использовал их в своей научной практике.

Н.Н. Семенов установил активные частицы в химии и в ядерной физике.

Н.А. Козырев установил активные свойства Солнца и Луны.

С.В. Белов исследует закономерности активных свойств нашей планеты.

В.Ю. Татур с коллегами установил эндогенную электрическую активность нашей почвы.

Л.А. Блюменфельд установил, что живые организмы, начиная с ферментативного катализа, характеризуются активной переменной конструкцией, причем в разном текущем состоянии конструкции, они придают разный смысл получаемой информации. За счёт перестроения своей конструкции, диссипативной структуры, живые организмы могут наращивать свободную энергию своего образования, используя метаболизм и конформационные динамические переменные. В то время как по известным законам физики свободная энергия образования системы может только убывать.

Н.В. Бугаев установил, что для моделирования роста памяти в процессе эволюции по закону предустановленной гармонии нужна иная математика разрывных нелинейных функций. Б. Мандельброт обосновал фрактальную математику. И.Ш. Шевелев ввёл алгебраические фракталы золотого отношения. П.К. Рашевский указал на необходимость обобщения натурального ряда, так как он оказался догмой для сложной системы.

Ф.А. Гареев отметил, что все известные уравнения теоретической физики удовлетворяют решению по золотому отношению, как будто бы существует некоторая универсальная частица, в то время как реальность находится в процессе эволюции под воздействием коллективных взаимодействий.

И. Ньютон оговорил условия применимости своей механики, когда плотность взаимодействующих тел остается постоянной, и когда можно пренебречь связью арифметической и геометрической прогрессий (рядом Фибоначчи), а также когда можно пренебречь резонансами Х. Гюйгенса и вихрями Р. Декарта. При этом механика отвечает на вопрос, как движется пассивная частица по инерции и под действием внешней силы, и не отвечает на вопросы для чего и почему физические тела движутся, и как они эволюционируют.

Г. Лейбниц назвал производную, введённую в классической механике, математической фикцией, пренебрегающей динамикой границ физического тела, и указал на альтернативу в виде монады, границы которой подчиняются закону Предустановленной гармонии.

Ю.С. Владимиров, используя теорию физических структур Н.И Кулакова, разработал вариант обобщения общей теории относительности, как процессуальную парадигму, в которой субстанция, пространство и время являются нераздельной триадой, которую надо выводить в методологии холизма, а не постулировать их по отдельности независимыми и постоянными, как принято в квантовой физике и специальной теории относительности.

Таким образом, антиномия имеет место между нашим активным существованием, и известными законами физики, описывающими обратимое движение равновесных частиц в пассивных моделях пространства, времени при наличии внешней силы.

Причиной этой антиномии является изучение реальности в методологии редукционизма, в которой знания накапливались на математических фикциях, целом числе и геометрии, моделируя пассивные свойства физического объекта и предполагая пассивными пространство и время при наличии внешней силы.

Л.А. Шелепин установил необходимость развития немарковской парадигмы, в которой рост памяти в сложной системе связан с золотой пропорцией, которая не сводится к модели материальной точки в квантовой механике [3].

Р. Декарт выделил вихрь, как базовый феномен природы, который имеет переменные границы, внутреннюю структуру и память, и отметил, что вихрь не описывается в декартовой системе координат, ни как точка, ни как волна.

И.Р. Пригожин ввёл диссипативные структуры для моделирования эволюции и установил, что для исследования реальности надо изучить свойства открытой системы, в которой диссипативные структуры возникают и нелинейно взаимодействуют с средой, черпая из неё вещество и энергию.

Пример свойств целого числа

Поясним фиктивность и ограниченность известных математических моделей, возникших в методологии редукционизма на примере целого числа.

Свойства целого числа в натуральном ряде обусловлены аддитивностью, приращением единицы для последующего числа, 1, и отношением 1:2 для определения числа как среднего между крайними членами:

А_n = (А_n-1 +А_n+1)/2.

Прямоугольник со сторонами равными, 1 и 2, имеет диагональ, равную √5.

Радиус описанной окружности равен R_o=√5/2.

Радиус вписанной окружности в квадрат равен R_в=1/2.

Отсюда имеем:

Ro - Rв=ф=0,618…

Ro + Rв=Ф=1,618…

Ro²- Rв²=1.

Ro² +Rв²=3/2.

Из этих свойств следует, что модулируемая целыми числами система находится в частном случае устойчивого равновесия, когда её равновесное состояние по золотой пропорции для трёх множеств совпадает с равновесным состоянием поровну для одного или двух множеств.

Использование целых чисел ввело в физику бинарные вещественные модели в виде атомов Демокрита, частиц, волн и точечных зарядов, а также ввело пассивную модель пространства, времени при наличии внешней силы. В результате взаимодействие между пассивными системами оказалось обратимым во времени и повторяющимся циклично в пространстве. Поэтому построенные на целых числах комплексные, гиперкомплексные и двойные числа моделируют какие-то частные случаи взаимодействия пассивных физических систем.

Физико-математическая модель в методологии холизма

Разрешение этой антиномии мы разрабатываем в методологии холизма, как внутреннее активное взаимодействие трёх нераздельных множеств.

В методологии холизма я строю математический аппарат с обобщения формулы полного набора вероятностей по уравнению:

           (1)

где K – множество рассматриваемых событий,

f – вероятность событий, i - порядковый номер событий;

здесь H- первое слагаемое - мера хаоса; она совпадает с известной мерой количества информации К. Шеннона, с точностью до постоянного множителя;

G- второе слагаемое – мера порядка, которая характеризует потенциальную информацию, область вероятностных событий, вероятность которых равна нулю для фиксированной организации системы.

Это уравнение (1) связывает единицу с помощью новых функций H и G с двумя множествами: реализованные вероятностные события и потенциальные вероятностные события. Согласно этому уравнению, каждый физический объект является информационно открытой системой, способной к дальнейшей эволюции, изменяя границу между реализованными и потенциальными вероятностными событиями.

Я ввёл структуру, как третий класс динамических переменных, при моделировании цепной макромолекулы [1-4], из-за того, что её свойство обладать линейной памятью не сводится к модели материальной точки. Учёт структуры позволил принять равенство мер хаоса и порядка в трёх классах динамических переменных за инвариант информационно открытой тройственной системы:

H {р,q,s} =G {р,q,s}              (2).

1=H {р,q,s} +G {р,q,s}           (3),

где р - импульсы, q- координаты, s- структура.

Этот тройственный инвариант (2) включает в себя как частный случай микроканоническое распределение вероятностей W(p,q), на основе которого используются каноническое и большое каноническое распределения энергии.

Уравнение симметрии для процесса эволюции информационно открытой тройственной системы имеет вид:

D H(q) + D H(p) + D H(s) = 0           (4).

Имеем 3!=6 вариантов изменения организации информационно открытой системы в процессе эволюции.

Развитие в такой модели описывается тремя вариантами роста структурной энтропии, D H(s), и уменьшением термодинамической энтропии для координат D H(q) и для импульсов D H(p). При этом безразмерная энтропия системы оказывается равной сумме меры хаоса и меры порядка:

Уравнение симметрии (4) удовлетворяет рекуррентному уравнению, в котором сумма трёх последующих членов равна нулю, сохраняя инвариант системы, а отношение между последующими членами при многократном повторении стремится к золотому отношению и к золотой пропорции.

Причиной изменения организации информационно открытой системы являются информодинамические резонансы между реализованными и потенциальными вероятностными событиями, которые удовлетворяют уравнению симметрии (4) в методологии холизма и могут описываться алгебраическими фракталами золотого отношения [1-4]. Важно, что они моделируют процесс необратимой эволюции и его внутреннюю причину, обусловленную информодинамическими резонансами, как коллективными процессами в трёх классах динамических переменных, удовлетворяющими рекуррентному уравнению. В результате этих резонансов изменяются границы между тремя классами динамических переменных, возбуждая новые структурные события и сохраняя инвариант информационно открытой системы. Процессуальную активную реальность вещественная физика потеряла, используя математические фикции, и пренебрегая формированием границ физического объекта, которые обеспечивают процессы его выживания и развития.

Граница разделяет в статике систему на две части, например, Бытие и Небытие, реализованное и пустое множество. Когда поток энергии, вещества, информации проходит через эту «границу», граница разделяет такой поток на три части, изменяя координаты, импульсы и структуру этого потока, возникает предпосылка для возникновения нового физического объекта.

Таким образом, методология холизма предполагает, что целое предшествует и определяет свойства своих частей. Целое больше суммы своих частей. Целое проще организовано в каждой своей части и целое допускает коллективное взаимодействие своих частей, которое изменяет границу между реализованными вероятностными событиями и потенциально возможными вероятностными событиями, допуская саморазвитие, деградацию и гибель части своих частей. В методологии холизма можно моделировать необратимую эволюцию, используя активное взаимодействие трех нераздельных множеств по логосу Гераклита и предложенную физико-математическую модель.

Диссипативная структура И.Р. Пригожина является мало изученным неравновесным физическим объектом, в отличие от устойчивой и вещественной физической структуры в теории физических структур Н.И. Кулакова. Г.Г. Михайличенко установил, что для трёх активно взаимодействующих множеств не существует устойчивой вещественной структуры, и нет фиксированной геометрии.

Взаимодействие четырёх множеств нарушает аддитивность математических функций, как показала диаграмма Венна. Поэтому модель сложной системы можно строить в виде иерархии тройственных взаимодействий, вводя границы между разными уровнями организации сложной системы. Три множества имеют четыре границы, три из которых переменны, как их обозначил Н.К. Рерих в символе «Знамя мира». Так что реальный физический объект имеет как минимум семь различий с учетом памяти.

Предельный переход от физико-математической модели эволюции в методологии холизма к известным моделям мы рассмотрели как продление алгоритма эволюции Евклида, ф=[1,1,1,1,…]. Математические действия золотой пропорции над своими частями с ростом памяти в математических действиях позволили выводить целые числа, геометрию Евклида, алгебраические фракталы золотого отношения, как новой алгебры для моделирования процесса эволюции от части к целостной системе.

Сведения об активной процессуальной реальности теряются в результате усреднения её свойств, когда происходит замена неустойчивой золотой пропорции в трёх классах динамических переменных устойчивым равновесием поровну в двух классах динамических переменных.

Согласно идеям Н.И. Кобозева о генерации новой информации и обмена ею, мы распространяем принцип Маха на вещество, энергию и на генерацию новой информации и обмен ею, а также на их совместное взаимодействие. Подтверждением такой конкретизации принципа Маха, как коллективное процессуальное моделирование реальности, служат активные свойства, установленные А.Л. Чижевским, цепные реакции Н.Н. Семенова, открытие «Т- слоя» А. Н. Тихоновым и А.А. Самарским, фазовый переход клубок-глобула для полимера и пульсации энергии /И.М. Лифшиц/, опыт археологии /Ю.Л. Щапова, С.Н. Гринченко/, диссипативные структуры И.Р. Пригожина, реакция Белоусова-Жаботинского и опыты С.Э. Шноля. Резонансное истолкование квантового эффекта Р. Мёссбауэра позволило моделировать холодную трансмутацию ядер, подтвержденную в экспериментах Высоцкого В.И. и Корниловой А.А., которые нашли способы управлять процессами в живых организмах и радиоактивным распадом.

Таким образом, не только человек является примером активной части необратимого процесса эволюции, обусловленного резонансными коллективными взаимодействиями, генерацией новой информации и обменом ею, ростом памяти, но всё мироздание активно за счёт коллективных процессов в виде информодинамических резонансов, качество которых эволюционирует за счет формирования новых границ.

Примеры неразделимых триад для исследования эволюции

Ю.С. Владимиров определил, что субстанция, пространство и время являются нераздельной триадой, которую надо выводить в методологии холизма, а не постулировать их по отдельности независимыми и постоянными, как принято сегодня в теоретической физике.

А.Я. Хинчин обосновал теорию массового обслуживания, в которой развитие общества определяют три переменных фактора: возрастающие потребности общества, возможности использовать источники энергии и возможности техники как процесс коммуникации информации на примере роста сложности коммутаторов для телефонных сообщений.

Генри Ицкович разработал тройную спираль развития общества, когда роль государства и бизнеса уменьшается, роль научно-экспертного сообщества растёт.

Мы установили, что процесс развития физического объекта характеризуется формированием границ по трём золотым спиралям. Где две спирали сворачиваются с шагом ряда Фибоначчи, а спираль, характеризующая структурное многообразие, разворачивается с шагом ряда Люка [1]. Что открывает новые возможности для развития метрологии - измерять направление эволюционного процесса.

Вещество, энергия, информация.

Три класса динамических переменных

Рекуррентное уравнение для трех активных множеств изменяет их качество, формирует новые границы между ними и сохраняет их количественный инвариант.

Из нашей модели следует, что выживание и развитие физических объектов на всех уровнях организации подчиняется закону предустановленной гармонии Лейбница и формированию границ по трём золотым спиралям.

Таким образом, изучать реальность можно используя активные взаимодействия трёх множеств по логосу Гераклита, используя физико-математическую модель эволюции в методологии холизма.

А.А. Рухадзе указал на следующую антиномию в современной физике. Теоретическая физика построена логически и непротиворечиво на точечной модели физического объекта, а физический опыт имеет дело с границами физических объектов, когда при пересечении границ двух и более объектов может происходить инверсия распределения положительных и отрицательных зарядов. При этом только на границах разных взаимодействующих объектов происходит эволюция и возникновение новых биологических организмов /П. Тейяр де Шарден/. Принимая за основу точечную модель объекта, статистическая физика пренебрегла динамикой границ и взаимодействиями, происходящими на этих границах физических объектов. Границы обеспечивают выживание объекта, являются его элементами памяти, причиной возникновения энтропийной силы Дж. Гиббса и силы Х. Казимира, антенной электромагнитных волн для приёма и передачи информации между объектами и окружающей средой. При этом излучённая электромагнитная волна, проходя через две границы систем с разными электрической и магнитной проницаемостями, порождает новые поверхностные волны /М.В. Кузелев, А.А. Рухадзе/.

Н.И. Кобозев сформулировал антиномию между законом роста хаоса в физике и законом тождества с мерой хаоса, равной нулю, который использует наше мышление. Он предложил разрешение этой антиномии путём учета активного ансамбля состояний в квантовой физике, который сможет учитывать генерацию новой информации и обмен ею между активными частицами. Науку, которая может учитывать генерацию новой информации и обмен ею между активными частицами, как процесс эволюции качества в отличие от известной модели эволюции количества, Н.И. Кобозев назвал информодинамикой.

Человечество достигло такого этапа своего развития, когда стало ясно, что законы физики, построенные на бинарных и аддитивных математических отношениях, на модели устойчивого равновесия объекта описывают только пассивные свойства реальности, и когда внешняя сила известна. Предметом исследования должны стать коллективные физические взаимодействия, на которые впервые указал Э. Мах.

Практическая ценность активной модели физической системы

Формирование новых границ по трём золотым спиралям на всех уровнях активной организации природы позволяет повысить качество жизни нашей популяции, каждого человека и позитивной организации общества, направляя процесс необратимой эволюции к новым коллективным взаимодействиям.

Для каждого физического явления можно установить свою неразделимую триаду, учитывающую его активные свойства и исследовать впервые его процесс эволюции путём формирования границ между ними.

Чтобы математика моделировала необратимую эволюцию взаимодействия трёх нераздельных множеств, приводя к росту памяти, её надо разрабатывать в методологии холизма так, чтобы имел место рост памяти в её конструкциях и в действиях.

1. Харитонов А.С. "О равенстве в среднем мер хаоса и порядка при статистическом равновесии системы", /Физ. химия, 1984, т.58, №5, с.1267-1268.
2. Харитонов А.С. Информационный трёхсущностный резонанс, структура, граница и память в открытой сложной системе. / «Метафизика» № 51, 2024, с. 52-76.
3. Азроянц Э.А., Харитонов А.С., Шелепин Л.А. "Немарковские процессы как новая парадигма". /Вопросы философии, 1999, №7, с. 94-104.
4. Харитонов А.С. Структурное описание сложной системы. /Прикладная физика №1. 2007, с. 5-10.
5. Харитонов А.С. Фальсификация цели эволюции природы и общества к гармонии - основа информационных войн. /Информационные войны. 2010, №3 с. 37-43.

[Обсуждение на форуме «Публицистика»]