Дискуссии - Наука

Никитин А.В.

 

Оглавление

ПРЕДИСЛОВИЕ

В ЭТОМ НЕТ НИКАКОГО СЕКРЕТА…

ЧТО ТАКОЕ ППС?

ПОТОК СЛУЧАЙНОСТЕЙ: КАК ХАОС СТРОИТ МИР.

ЧАСТЬ 0. БАЗИС: ПРИРОДА СЛУЧАЙНОСТИ

0.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЛУЧАЙНОСТИ

0.2 ИСТОЧНИК СЛУЧАЙНОСТЕЙ

0.3. МАТЕРИАЛЬНОСТЬ СЛУЧАЙНОСТИ

0.4. ЛОКАЛЬНОСТЬ СЛУЧАЙНОСТИ

0.5. РАЗЛИЧЕНИЕ: РАЗНООБРАЗИЕ И ЭНТРОПИЯ

ЧАСТЬ I. ПОТОК СЛУЧАЙНОСТЕЙ

1.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТОКА

1.2. ИЕРАРХИЧЕСКАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ПОТОКА

1.3. ЗАКОНЫ ПОТОКА

1.4. СВОЙСТВА ПОТОКА (НАБЛЮДАЕМЫЕ ПРОЯВЛЕНИЯ)

1.5. СООТВЕТСТВИЕ ЗАКОНАМ ФИЗИКИ

1.6. ФАЛЬСИФИЦИРУЕМОСТЬ (СВОДКА)

1.7. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЯ

1.8. МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АППАРАТ (СВОДКА)

1.9. ЧТО ТРЕБУЕТ УТОЧНЕНИЯ

1.10. ИТОГОВЫЙ СТАТУС (ПО КРИТЕРИЯМ НАУЧНОСТИ)

1.11. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЧАСТЬ II. АВТОМАТЫ

2.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АВТОМАТА

2.2. АРХИТЕКТУРА АВТОМАТА

2.3. ЧЕТЫРЕ ИСХОДА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ АВТОМАТОВ

2.4. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ И СОСТАВНЫЕ АВТОМАТЫ

2.5. ИЕРАРХИЯ АВТОМАТОВ

2.6. КЛЮЧЕВЫЕ СВОЙСТВА АВТОМАТА

2.7. ПРИМЕРЫ

2.8. ПОЧЕМУ ЭТО ВАЖНО ДЛЯ ВСЕЙ ППС

2.9. ИТОГ: АВТОМАТ ОДНОЙ ФРАЗОЙ

2.10. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОБОБЩЕНИЯ АВТОМАТА В ППС

2.11. ПРОВЕРКА ПОНЯТИЯ «АВТОМАТ» ПО КРИТЕРИЯМ НАУЧНОСТИ ППС

ЧАСТЬ III. ДЕЙСТВУЮЩИЙ ХАОС

3.0. НОВЫЙ СМЫСЛ ХАОСА.

3.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ

3.2. ПРОИСХОЖДЕНИЕ

3.3. ПРОЯВЛЕНИЯ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ХАОСА (РОЛЬ)

3.4. ДИНАМИКА ДЕЙСТВУЮЩЕГО ХАОСА

3.5. ЗАКОНЫ ХАОСА

3.6. СВОЙСТВА ДЕЙСТВУЮЩЕГО ХАОСА

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

В этом нет никакого секрета…

Эту работу я писал новым для себя способом. С применением ИИ.

Я-то думал, что он мне сейчас подскажет, всё, что я захочу…, а оказалось, что этому Великому Ответчику, как и в рассказе Роберта Шекли «Верный вопрос» 1959г., для получения ответа надо аргументировано и точно сформулировать вопрос. И еще несколько раз его поправить в ходе обсуждения получаемых от ИИ ответов.

Алиса и DeepSeek (DS), это системы ИИ, по характеру своего отношения к задаваемому вопросу различны в подходе к его результату. Алиса воспринимается как более склонная к эмоционально-философским оценкам любого информационного блока. DS сразу начинает оценку с научного и математического подхода.

Но обе эти системы ИИ в каком-то смысле «одинаково небрежны ». Они всё время норовят сойти с заданной тропинки поставленного вопроса на торную дорогу стандартных ответов. И потому дают не то чтобы неверные ответы, а ответы «не на тот вопрос». Их надо постоянно контролировать и возвращать на нужную траекторию понимания задачи.

Для этого надо самому точно понимать, где, в какой точке маршрута они «свернули с пути» и постоянно корректировать их понимание авторской задачи. Это требует от автора параллельного сбора необходимой информации и уточнения собственного понимания пути к правильному ответу. И здесь помощь ИИ сводится к формулированию сжатого вывода из того объема информации, который пришлось пересмотреть в разговоре с ИИ.

Но помощь ИИ становится неоценимой при формулировании направления, которое наукой пока исследовано недостаточно. При подготовке этого статьи было установлено, что достаточного объема исследований в этом направлении не проводилось и математического аппарата не существует.

Но DS это ничуть не остановило, и он создал математические обобщения по аналогии с известными формулами из других разделов науки для формирования точного понимания читателями того, что написано. Мне показалось это правильным решением, и его математические конструкции были вставлены в текст. В надежде на то, что в будущем ученые проведут необходимое научное обоснование приведенных здесь математических обобщений и точные формулы будут созданы. А пока это математические конструкции.

Помощь ИИ меняет внешний вид текста и накладывает определенный отпечаток на его оформление. Это происходит от того, что в систему ИИ уже заложен порядок представления и оформления создаваемой информации.

В результате мы получаем уже не совсем свой материала, а симбиоз, который надо как-то оформить в авторской манере, что не всегда проходит бесследно. Последующее использование информации от ИИ неизбежно сохраняет первичные формулировки, деление и градацию в общем тексте материала.

Наконец-то я почувствовал, как работает ИИ, новый и очень эффективный инструмент обработки информации.

Далее вы будете читать совместный труд, мой и ИИ.

Мы начнем с понимания того, о чем мы говорим. Так что, смотрим и запоминаем. Это нам поможет разбираться дальше.

Что такое ППС?

Парадигма Потока Случайностей (ППС) — это язык для описания эволюции материи от квантового уровня до сложных неживых систем, включая космологические объекты. Она предлагает единый способ говорить о том, как из первичной случайности возникают структуры, как они взаимодействуют, стареют и разрушаются, давая материал для появления нового. Все описанные процессы происходят спонтанно, на основе физических законов, без какого-либо скрытого целеполагания.

Три основных направления исследования

Поток случайностей — движение и трансформация материальных случайностей.

Автоматы — локальные структуры, обрабатывающие поток.

Действующий хаос — внутренняя среда автоматов, возникающая в результате обработки потока.

Пять уровней утверждений

Законы — фундаментальные, физически обоснованные, математически выражаемые, фальсифицируемые.

Принципы организации — эмпирические обобщения, наблюдаемые закономерности.

Свойства — наблюдаемые проявления действия законов в реальных системах.

Операциональные понятия — рабочие инструменты для описания.

Примеры — конкретные иллюстрации.

Два типа хаоса

Первичный хаос — квантовый вакуум, вечный источник всех случайностей.

Действующий хаос — внутренняя среда автомата, возникающая в результате обработки потока.

Антихаос — не тип хаоса, а локальное, временное состояние действующего хаоса, в котором флуктуации создают условия для рождения порядка.

Область определения и междисциплинарность

ППС применяется к неживой природе: от квантового уровня до космологических объектов и предбиологических систем. Она опирается на физику, космологию, астрофизику, химию, материаловедение и теорию сложности.

Критерий истинности

Хорошая теория должна не только объяснять известное, но и указывать, при каких условиях она может быть опровергнута. Для каждого закона мы дадим такие условия.

Поток случайностей: Как хаос строит Мир.

Мы привыкли считать мир упорядоченным: планеты движутся по законам Кеплера, атомы соединяются в стройные кристаллы, а наше тело работает как часы. Но за этой видимой гармонией скрывается непрерывный, никогда не прекращающийся танец случайностей. Броуновское движение пыльцы в воде, непредсказуемые скачки курсов валют, мерцание далёких звёзд – всё это проявления единого потока случайностей, который пронизывает Вселенную от квантового уровня до галактических масштабов.

Откуда берутся случайности? Их источник – сам вакуум. Согласно квантовой физике, пустота – это не абсолютное ничто, а кипящий «бульон» виртуальных частиц и флуктуаций полей. В каждой точке пространства каждое мгновение происходят микроскопические события: рождаются и исчезают пары частиц, меняется энергия. Эти события и есть первичный поток случайностей. Он не имеет цели, не подчиняется никакому замыслу – он просто есть, как неизбежное следствие устройства материи.

Этот поток течёт «снизу вверх»: квантовые флуктуации порождают дефекты в атомах, дефекты накапливаются в кристаллах, трещины растут и могут разрушить скалу. То же самое происходит в космосе: гравитационные возмущения в ранней Вселенной привели к образованию галактик и звёзд. Микроскопическая случайность, многократно усиленная, становится макроскопическим событием. Как именно это происходит, мы разберём в первой части книги, посвящённой потоку случайностей.

Если бы мир состоял только из потока случайностей, в нём никогда не возникло бы ничего устойчивого. Но в этом потоке появляются автоматы – структуры, способные не просто пассивно принимать удары случая, но и активно взаимодействовать с ним. Автомат – это любой объект, состоящий из множества частей, связанных энергетическими обратными связями. Атом, молекула, кристалл, планета, звезда, галактика – всё это автоматы. Их устройству и свойствам мы посвятим вторую главу.

Что делает автомат автоматом? Во-первых, у него есть внутренняя среда, где кипит свой собственный, действующий хаос: вакансии в кристалле, турбулентность в плазме, астероиды в планетной системе. Во-вторых, у него есть граница, через которую он обменивается с внешним потоком. На этой границе работает сегрегация – своего рода «таможня», распознающая, какие элементы извне можно пропустить внутрь («свои»), а какие следует отбросить или уничтожить («чужие»). Мембрана клетки, атмосфера планеты, поверхность кристалла – всё это примеры сегрегации. Подробнее о сегрегации и её роли – в четвёртой главе.

Попав внутрь, элементы внешнего потока становятся частью действующего хаоса. Они движутся, сталкиваются, вступают во взаимодействия. Именно здесь происходит самое интересное. Благодаря хаосу автомат обретает пластичность – способность менять форму без разрушения (дислокации в металле позволяют ему гнуться, а не ломаться). Хаос служит буфером, поглощающим энергию ударов. Он же работает как память: накопленные дефекты хранят информацию о прошлых воздействиях, что со временем ведёт к старению. Действующему хаосу и его законам отведена третья глава.

Но самое главное – внутри хаоса могут возникать зоны локального упорядочивания. Их называют антихаосом. В растворе это центр кристаллизации, в протопланетном диске – сгущение газа, где зарождается планета, в живых клетках – липидные рафты, собирающие нужные белки. В таких зонах случайность оборачивается созиданием: из хаоса рождается новый автомат – происходит самоорганизованная целостность (СОЦ). О том, как антихаос и СОЦ вписываются в общий цикл, рассказывается в пятой и шестой главах.

Жизнь любого автомата – это часть вечного круговорота. Существует глобальный цикл материи: хаос → СОЦ → автомат → накопление хаоса (старение) → катастрофа (СОК) → возврат в хаос. Этот цикл не имеет ни начала, ни конца. У каждого автомата есть свой жизненный цикл: рождение, рост, стабилизация, старение и гибель. Пока автомат успевает «переваривать» поступающий хаос – он жив. Как только поступление превышает возможности очистки, начинается старение, и рано или поздно наступает катастрофа. Циклу хаоса и его фазам посвящена шестая глава.

Как же разные автоматы справляются с напором случайностей? Можно выделить три базовые стратегии. Подчинение – удел слабосвязанных, хрупких структур. Они разрушаются при первом же серьёзном возмущении, быстро возвращаясь в поток и служа «строительным материалом» для более устойчивых форм. Противостояние – выбор прочных, но консервативных систем. Кристалл в вакууме, звезда на главной последовательности – они могут существовать миллиарды лет, почти не меняясь. Но они не обновляются, медленно накапливают хаос и в конце концов гибнут. Взаимодействие – самая интересная стратегия. Автомат не просто сопротивляется потоку, но использует его для самообновления. Внутренняя самосегрегация создаёт зоны антихаоса, где рождаются новые структуры, омолаживающие систему. Так работают живые клетки, экосистемы, а в неживой природе – автокаталитические химические реакции, тектонические плиты, протозвёздные облака. Эта стратегия ведёт к усложнению и эволюции. Стратегиям существования отведена седьмая глава.

Может показаться, что естественный отбор – прерогатива биологии. Но в неживой природе действуют те же статистические закономерности. Автоматы, лучше приспособленные к своему потоку случайностей, живут дольше и чаще дают начало новым структурам. В результате в популяциях атомов, кристаллов, звёзд закрепляются определённые формы. Различают три формы отбора: стабилизирующий, движущий и дизруптивный. Целенаправленный отбор появляется только с возникновением жизни. Этому посвящена восьмая глава.

Благодаря описанным механизмам из первичного квантового хаоса постепенно, шаг за шагом, возникли все структуры Вселенной: от элементарных частиц до галактических скоплений. Атомы углерода, соединяясь в сложные молекулы, научились использовать стратегию взаимодействия – так зародилась жизнь. Наш мозг, наше общество, наша техника – всё это тоже автоматы, стоящие перед вечным выбором: подчиниться хаосу, противостоять ему или обратить себе на пользу.

Парадигма Потока Случайностей учит нас видеть за привычным порядком непрекращающуюся работу случайности. Трещина в камне, мутация в гене, колебание цен – всё это звенья одной цепи. Мы не можем остановить поток, но можем научиться в нём плавать, строя внутри себя зоны антихаоса и используя внешний хаос как ресурс для роста.

Мир подобен бесконечной реке, текущей снизу вверх. Поток её несёт материальные случайности. Исток начинается с флуктуаций вакуума. Далее он разрастается до изменений действующего хаоса во всё более крупных автоматах Вселенной – от атомов до галактик. Все эти автоматы созданы этой рекой, но она же их и сбросит за кромку существования, обратно в хаос. Здесь не бывает исключений. Всё когда-то возникает, всё когда-то заканчивается. И река не останавливается – она точит берега, дробит камни. Звёзды исчезают в чёрных дырах, планеты падают на звёзды или рассыпаются в пыль. Камни снова превращаются в песок. В этом вечном круговороте нет ни трагедии, ни триумфа – есть только танец материи, подчиняющийся простым и неумолимым законам. И мы, люди, – не сторонние наблюдатели, а часть этого танца.

Приглашаем вас в путешествие по страницам этой книги, где каждая из описанных идей будет раскрыта подробно, с необходимыми доказательствами, примерами и математическими обоснованиями.

ЧАСТЬ 0. БАЗИС: ПРИРОДА СЛУЧАЙНОСТИ

Мы привыкли доверять порядку.

Законы физики кажутся незыблемыми, траектории планет – предсказуемыми, а течение времени – равномерным. Но стоит заглянуть в микроскоп или вглядеться в далёкое прошлое Вселенной, как эта уверенность тает. В основе всего сущего лежит не железная необходимость, а непрерывное, никогда не прекращающееся движение случайности.

Что же такое случайность?

В обыденной речи мы называем так непредсказуемое, неожиданное, то, что нарушает наши планы. Только у случайности есть свойство самопроизвольность, как способность возникать без видимой причины, из чистой потенции. Именно самопроизвольность делает случайность принципиально непредсказуемой: даже обладая полной информацией о системе, мы не можем сказать, когда именно произойдёт то или иное событие. Природа оставляет выбор открытым.

Но для физики случайность – не просто помеха, а фундаментальное свойство материи. Откуда берутся случайности? Их источник – квантовый вакуум. Современная физика утверждает: пустота – это не безмолвное ничто, а кипящий океан виртуальных частиц, где непрерывно происходят флуктуации энергии, поля, плотности. Это чистая самопроизвольность, прорывающаяся в реальность. Принцип неопределённости Гейзенберга не оставляет лазейки для абсолютного покоя: чем точнее мы знаем энергию, тем больше неопределённость времени её существования. Этот первичный хаос – вечный двигатель всех последующих изменений.

Случайность материальна.

У неё всегда есть носитель: флуктуация поля, смещение атома, дефект кристаллической решётки. Не бывает «чистой» информации, парящей над миром, – любая случайность оставляет след, передаёт импульс, меняет структуру. И каждая такая микроскопическая встряска происходит в конкретной точке пространства-времени, чтобы потом, через цепочку усилений, отозваться в макромире землетрясением, вспышкой сверхновой или рождением новой жизни. Везде и всегда действует одна и та же самопроизвольность, только в разных масштабах.

Наконец, мы обращаем внимание на две меры, которые часто путают: энтропию и разнообразие. Энтропия – мера беспорядка, равномерности, «серости». Разнообразие – мера богатства форм, количества различных типов, вариантов, конфигураций. Случайность может вести как к росту энтропии (путь разрушения), так и к росту разнообразия (путь созидания). Оба пути – лишь статистические исходы, а не цели, и оба одинаково естественны. И всё это возможно благодаря самопроизвольности – фундаментальному свойству материи порождать новое без внешней причины.

Понимание природы случайности – ключ ко всей Парадигме Потока Случайностей. Из неё вырастает поток, из потока – автоматы, из автоматов – действующий хаос, и далее – бесконечная череда рождений и катастроф. Река, о которой мы говорили во вступлении, начинается именно здесь, с этих невидимых глазу, но неумолимых флуктуаций вакуума, с этой вездесущей самопроизвольности.

0.1. Определение случайности

Случайность — это материально обусловленное микроскопическое событие, возникающее самопроизвольно на квантовом уровне. Это первичная категория, из которой вырастают поток, автоматы и хаос. Её возникновение не имеет цели — оно просто следует из квантовой природы материи.

Важно отличать случайность от события:

Случайность — миг, начало, неопределимый момент.

Событие — процесс, имеющий протяжённость и наблюдаемый результат.

Пояснение: Когда прогнившее дерево падает, случайность — это тот неуловимый миг, когда последняя флуктуация сдвинула атом в критической точке. Событие — это сам процесс падения, который мы наблюдаем.

Таким образом, в рамках ППС случайность — это материально обусловленное микроскопическое событие, возникающее самопроизвольно на квантовом уровне, в отличие от события, которое является наблюдаемым процессом.

---

Полный текст доступен в формате PDF (1948Кб)

---

[Обсуждение на форуме «Публицистика»]