|
|
Сухонос С.И.
Масштабная гармония Вселенной.
Глава 1.4. Масштабное подобие Вселенной
Анализ предыдущего материала наводит на дополнительную гипотезу — о взаимном подобии трех основных интервалов М-оси длиной в 20 порядков. Ведь если каждый из них «принадлежит» только одной силе, то, возможно, законы действия на материю этих сил имеют схожий характер. Это может в первую очередь проявиться в подобии структур объектов, принадлежащих одинаковым участкам трех выделенных интервалов, т.е. в масштабно-структурном инварианте.
Анализ предыдущего материала наводит на дополнительную гипотезу — о взаимном подобии трех основных интервалов М-оси длиной в 20 порядков. Ведь если каждый из них «принадлежит» только одной силе (см. рис. 1.7), то, возможно, законы действия на материю этих сил имеют схожий характер. Это может в первую очередь проявиться в подобии структур объектов, принадлежащих одинаковым участкам трех выделенных интервалов, т.е. в масштабно-структурном инварианте.
Эта идея впервые появилась у автора, когда выяснилось, что в Макро- и Мегаинтервалах есть объекты с подобными структурами. В первую очередь — это атомы и звезды. Хотя структура атома была навеяна Резерфорду структурой Солнечной системы в целом, а не отдельно Солнцем, схожесть атомов именно со звездами показалась автору большей.
В самом деле, и у атомов, и у звезд есть центральное небольшое по размерам ядро, они имеют сферические оболочки, и наиболее распространенный атом Вселенной — водород — имеет аналогичную звездам сферичную форму. Астрофизики убеждены, что именно в ядрах звезд идут основные, определяющие их свойства процессы. И для атомов характерно доминирующее влияние на них свойств ядер. Обобщенно говоря, и звезды, и атомы имеют ярко выраженную моноцентрическую структуру. Впрочем, Солнечная система (как, видимо, и любая другая) тоже имеет моноцентрическую структуру: ядро — Солнце, но все же, в отличие от атомной, структура Солнечной системы — плоская. Решающим фактором, однако, для выбора пары подобных структур для меня явилось то, что средний размер звезд (1012 см) идеально точно на 20 порядков больше, чем размер атома водорода (10-8 см). Когда же я впервые познакомился с материалами по нейтронным звездам, то был поражен точностью подобия еще больше. Ведь нейтронные звезды состоят исключительно из голых нуклонов. По сути это гигантские ядра атомов, только в них — в 1060 раз больше нуклонов. Их размеры (~107 см) на 20 порядков больше размеров атомных ядер (10-13 см). Можно «обойти» всю иерархическую лестницу Вселенной вверх-вниз много раз, но не удастся найти ничего подобного ни на одном другом масштабном этаже. Системы из голых, плотно уложенных нуклонов (r ~1015 г/см 3) есть только на двух масштабных уровнях: в ядрах атомов и через 20 порядков выше (правее по М-оси) — в нейтронных звездах.
Я быстро понял, что совпадением это быть не может. За этим фактом скрывается масштабное подобие типов структур, подобие с коэффициентом 1020. Проверка подтвердила предположение. Этому подобию и посвящена данная глава. Однако прежде чем непосредственно заняться этим подобием, необходимо сделать некоторые методологические пояснения и ввести схему для сравнения структур столь далекой природы.
Методологическое
пояснение
Безусловно, каждый масштабный уровень имеет свою неповторимую специфику природных свойств. Именно ее изучением и занята современная наука, начиная с эпохи Возрождения. И в этом она достигла несомненных успехов, накопив огромный фактический материал практически обо всех уровнях организации Вселенной.
Однако при этом значительно меньшее внимание уделялось явлениям, общим для всех уровней. И это закономерно. Ведь чтобы тщательно изучить специфику каждого уровня масштабной организации Вселенной, необходимо сконцентрировать внимание на только ему присущих чертах. Если бы наука 500 лет не отбрасывала бы с невиданным упорством все попытки отдельных мыслителей сконцентрировать внимание на общих свойствах объектов, она вряд ли выявила бы все нюансы и детали строения вещества на каждом из уровней. Ведь достаточно было жестко принять какую-либо общую схему строения, и на этом исследование большого класса явлений можно было бы останавливать. В этом случае мы не получили бы того бесспорно ценного и гигантского кладезя информации, который на нынешнем этапе уже вполне «созрел» для обобщения на достаточно высоком уровне конкретизации.
Со временем путь дифференциации, при всей его необходимости, все же к настоящему моменту завел науку в мировоззренческий тупик. Оставив философии все попытки найти общие законы природы, западная научная парадигма на протяжении многих веков с чувством недоверчивого пренебрежения встречала любые попытки обобщить законы различных масштабных уровней. Проводить такие работы в официальной науке считалось признаком дурного вкуса, результатом плохого образования или дилетантизма. Считалось, что профессионально постичь одновременно несколько дисциплин невозможно, а поэтому любые обобщающие теории встречались в штыки уже потому, что они были обобщающими. Это между тем не противоречит тому факту, что «корифеям в своей области» позволялось писать большие обзорные труды. При этом, если эти труды не относились к одной конкретной дисциплине, к одному масштабному срезу, они часто имели чисто компилятивный характер, и в результате такого «обобщения» никогда не появлялся эмерджентный эффект целостности, обзор не приводил к обобщению, из которого бы рождались какие-то надпредметные законы.
Этого, повторим, и не могло бы произойти без частичной потери конкретности, ибо общее всегда беднее точностью и частностями, чем его части. В традиции, где столетиями шла борьба за все более точные и детальные знания, любые попытки предложить теорию, приводящую к утере этой точности, были безусловно противоестественны. Максимум, на что могла пойти наука, — это использование косвенных масштабных аналогий. Наиболее яркий пример — это история с моделью атома.
Как известно, первой была предложена модель Томпсона, которая представляла собой мешок из положительных и отрицательных заряженных частиц, равномерно распределенных по всему объему атома (см. рис. 1.20) 74.
Рис. 1.20. Слева изображена первая (полицентрическая) модель атома Томпсона, которая затем была отвергнута и заменена моноцентрической моделью Резерфорда. Но структура ядра оказалась все же полицентрической (рисунок взят из книги Э. Роджерса «Физика для любознательных»)
«Однако к 1910 году эта картина перестала быть удовлетворительной. Альфа-частицы, использовавшиеся как снаряды для исследования структуры атома, дали результаты, которые не могли быть объяснены моделью атома в виде пудинга. Резерфорд предложил новую модель атома, почти пустого, с крошечным атомным ядром, окруженным электронами, движущимися по орбитам…»75
Здесь, пожалуй, впервые для решения глобальной научной проблемы была использована масштабная аналогия, когда структура организации Солнечной системы была плодотворно перенесена из мегамира в микромир.
Однако редкость удачных примеров свидетельствует о том, что не существовало самого метода масштабных аналогий.
Лишь с начала ХХ века возник и стал постепенно набирать вес системный подход (А.А. Богданов, В.И. Вернадский), в рамках которого затем стала зарождаться новая дисциплина — Общая Теория Систем, или сокращенно «ОТС» (Л. Берталанфи, В.Н. Садовский, Ю.А. Урманцев и др.). Она создавалась в инициативном порядке, разными мыслителями в разных вариантах. Каждый вариант практически не развивал предыдущего, а появлялся как бы заново, на пустом месте. Каждый автор «ОТС» стремился создать заново всю аксиоматику, весь терминологический тезаурус, все правила. При этом он опирался на накопленные знания в естественных науках, в основном в социологии и биологии, и каждый автор применял свой вариант математической обработки.
Классическая физика не приняла на вооружение «ОТС». Объединение всех масштабных явлений физики пытались провести на базе традиционных методов. Однако за все необходимо платить. За накопление детальной информации западная наука заплатила полной утратой целостности картины мира. И отчаянные попытки ее лучших представителей собрать осколки в единое целое, хотя бы на самом общем уровне физики — создать Единую Теорию Поля, окончательно провалились к концу ХХ века, хотя приз за решение этой задачи был нешуточный, как минимум — Нобелевская премия.
В этой работе мы последуем по пути системного подхода. Выбор структурно-системного метода обусловлен тем, что построить «с ходу» общую физическую теорию масштабных закономерностей крайне трудно. К ее решению необходимо подбираться постепенно и поэтапно. Начинать необходимо с поиска самых очевидных масштабных инвариантов, пусть даже ценой потери присущей физике точности. Мы полагаем, что на первых этапах такого пути невозможно ожидать построения точной теории единого поля, которая бы позволила в формулах соединить все специфические особенности различных видов взаимодействий. Необходимо для начала определить хотя бы самые общие инварианты, пусть даже выраженные в виде каких-либо системных схем и качественных моделей.
Прежде чем начать наш путь по М-оси, вооружимся упрощающей схемой структурного анализа.
Ее суть в том, что все структуры делятся на два полюсных типа: моноцентрические (М-структуры) и полицентрические (П-структуры)1
.
Между ними можно ввести непрерывный переходный ряд из промежуточных структур, которые в нашем изложении будут называться МП-структурами.
Не претендуя на завершенность классификации, предложим восьмиразрядную схему, которая образуется за счет бинарной комбинаторики трех уровней любой системы: снаружи — форма, в глубине — центр, между ними — промежуточная среда (см. рис. 1.212 )
Все три уровня могут как иметь, так и не иметь признаки моноцентричности. Для формы — это наличие сферичности (или близкой к ней эллиптичности), для центра — это наличие или отсутствие центрального системообразующего ядра, для промежуточной среды — это наличие или отсутствие оболочечной структуры.
Дополнительный, четвертый, признак моноцентричности имеет отношение к структуризации внешней среды вокруг объекта, — этим признаком является наличие радиально-лучевой симметрии для внешних оболочек системы.
Итак, возвращаясь к М-оси, отметим следующее. Предварительный анализ показал, что выделенный нами Макроинтервал ВУ во многом подобен Мегаинтервалу. Если это действительно так и вся М-ось делится между полями на три равных участка, то остается предположить, что каждый из этих участков имеет некоторый инвариант структурно-динамических свойств. Проверим, так ли это.
Начнем последовательный анализ структурных законов построения систем со среднего масштабного интервала — с интервала, где на 20 порядках в построении объектов природы доминирует электромагнетизм.
Макроинтервал 3 начинается с размеров 10-13 см. На этом масштабе наиболее значимыми системами являются ядра атомов (класс №4). Они имеют преимущественно так называемую полицентрическую структуру (см. рис. 1.22)76. Это тот самый пудинг Томпсона, отвергнутый в свое время для структуры атомов, только в 105 раз меньших размеров, и относящийся исключительно к положительно заряженным и нейтральным частицам ядра атома — нуклонам.
Размеры ядер не превышают 10-12 см, затем, как мы уже писали, в природе идет необъясненный провал структур вплоть до размеров мезоатомов — 10-10 см. Однако структура самих атомов в отличие от структуры их ядер уже принципиально иная — преимущественно моноцентрическая (см. рис. 1.23).
Итак, если идти вдоль М-оси вслед за эволюцией вещества на ранних стадиях его формирования в рождающейся Вселенной от ядерных масштабов до атомных, то обнаруживается некоторый качественный скачок типов систем. До определенного порога масштабов структуры полицентричны и не имеют выделенного ядра, после порога скачком появляются совершенно иные структуры — атомы с ярко выраженным ядром.
В атоме именно ядро определяет фундаментальные свойства, имеет на порядки большую массу и энергию связи. Такое резкое вещественное выделение центра — уникальное явление для природы, тем более что размеры ядра пренебрежительно малы по отношению ко всему атому4 .
Рис. 1.23. На рисунках А и Б представлена явно моноцентрическая структура атома: ядро, оболочки и сферическая форма. (Из статьи Р. Пайерлса «Частицы и силы». В кн.: Фундаментальная структура материи. М.: Мир, 1984)
Моноцентрическая структура атома имеет еще и дополнительный признак — оболочечное строение, ведь электроны «размазаны» по своим оболочкам с фиксированными диаметрами. Таким образом, структура атома отличается от структуры ядра тем, что в ней присутствует функционально важное ядро и внутренняя оболочечная структура.
В принципе можно утверждать, что весь участок М-оси от ядер (10-13 см) до атомов (10-8 см) занят моноцентрическими структурами, и по мере продвижения от протона к атому водорода степень моноцентричности структур нарастает (от №8 к №1, см. рис. 1.21). Однако участок М-оси, где доминируют моноцентрические системы, занимает очень короткий интервал, примерно в 5 порядков. Доминирование моноцентрических структур практически заканчивается после атомного диапазона масштабов. Стоит сдвинуться по М-оси чуть правее, и мы сразу же попадаем в область доминирования полицентризма (см. рис. 1.24).
Итак, отметим важный феноменологический факт: на коротком масштабном интервале — от ядер атомов до самих атомов — структура вещества совершает принципиальный скачок с одного полюса на другой: из полицентризма в моноцентризм.
Вернемся назад и рассмотрим более подробно характер полицентризма ядер атомов.
Ядро гелия или другого элемента первых номеров ТЭМ (таблицы элементов Менделеева) скорее шишковатое, чем сферическое.
Всего лишь несколько ядер имеют форму сферы, а именно те, у которых число нуклонов близко к известным в ядерной физике магическим числам — 8, 20, 28, 50, 82, 126.
Большинство же ядер имеет либо «жестко деформированную» форму, либо «мягкую», которая постоянно меняется.
«По-видимому, несферические ядра можно условно разделить на две категории… К первой категории относятся «жестко деформированные» ядра. Эти ядра в основном имеют устойчивую сигарообразную форму. Они представляют собой вытянутые сфероиды с одной длинной и двумя короткими осями. Другую категорию составляют «мягкие», форма которых сильно изменчива… главным образом разнообразные асимметричные эллипсоиды… а также некоторое количество сферических и продолговатых структур и сплющенных сфероидов...»77
Таким образом, мы видим, что форма ядер атомов лишь для отдельных элементов приобретает сферический вид, а в целом среди них есть даже и вытянутые (линейные) структуры, и почти плоские (двумерные). Однако все они имеют оси симметрии вращения. Что же касается центрального керна в ядре, то его просто нет, другими словами, «ядро не имеет ядрышка» 78 и плотность зарядов и массы к центру не увеличивается (см. рис. 1.22).
Внутренние оболочки встречаются лишь у сферических ядер, у них «плотность заряда не спадает с увеличением расстояния от центра, а флуктуирует»78. Поэтому в физике атомного ядра успешно используются в разных случаях две альтернативные модели: капельная иоболочечная79. Однако даже большие «ядра атома не имеют гладкой поверхности; протоны и нейтроны не распределяются по поверхности равномерно, а стремятся сгуститься в альфа-частицы, делая поверхность «бугристой»80. Все это говорит о том, что в области масштабов ядер атомов доминирует полицентрический тип структуры, через который лишь изредка «пробиваются» моноцентрические признаки: сферичность формы и оболочечность внутренней структуры у ядер с магическим числом нуклонов. В целом же ядра атомов следует отнести к полицентрическому типу объектов.
Простейшим представителем ядер является ядро водорода — протон. Таких ядер во Вселенной — подавляющее большинство, более 70% массы Вселенной.
Как же устроен протон? Имеет ли он центральное ядро, сферические оболочки? Именно таковой представлялась физикам его структура достаточно долгое время. Сказывалась инерция переворота, совершенного Резерфордом, который «побил» моноцентрической моделью полицентрическую модель атома Томпсона. Моноцентрическая модель протона получила название модели с центральным керном. Однако экспериментальные данные вскоре опровергли эту модель. Природа как бы издевалась над инерционностью модельного мышления физиков. Это так ошеломило их, что даже в названии абзаца о структуре нуклона в одной из классических книг по ядерной физике проскользнуло соответствующее настроение: «Конец керна»81.
Выход из кризиса нашел Р. Фейнман, который предложил партонную модель (парт — часть), где нуклон состоит из частей, у него нет оболочек и нет керна. «Согласно Фейнману, нуклон в своей системе покоя является сложной частицей, состоящей из виртуальных точечных частей — партонов»82.
Очевидно, что такая внутренняя структура нуклона является абсолютно полицентричной (см. рис. 1.25), хотя при этом его форма сферична, что является внешним признаком моноцентричности. Поэтому протон можно отнести к МП-форме № 5.
Итак, хотя полицентризм распространен еще на расстояниях от 10-13 см до 10-12 см, мы можем найти в этом диапазоне масштабов и некоторые признаки моноцентризма, хотя он еще весьма далек от своей завершенности. Правее же точки 10-12 см полицентрические структуры уже практически невозможно ни встретить в природе, ни образовать искусственно (создание гиперядер — большая проблема 83).
Можно сказать, что полицентрические структуры, доминирующие, видимо, до 10-13 см, проявляющиеся еще в атомных ядрах, полностью исчезают за порогом 10-12 см.
Далее, вплоть до размеров 10-8 см, в природе встречаются исключительно моноцентрические структуры — атомы и их ионы. Этот масштабный интервал тотального моноцентризма (от 10-10 см до 10-8 см) сопровождается всеми его тремя признаками: сферической формой, центральным ядром и оболочечной структурой электронных орбит.
Итак, еще раз отметим, что процесс смены типа структуры с полицентрической на моноцентрическую происходит в диапазоне размеров 10-13 см …10-12 см, и на рубеже 10-8 см атомы демонстрируют нам классическую моноцентрическую структуру. Если теперь проследить путь эволюции вещества от атомов далее по М-оси (для неживой материи), то на 15 порядках (от 10-8 до 107 см) мы будем встречать в основном полицентрические структуры: молекулы, кристаллы84, микрокристаллики, частицы, зерна, камни, метеориты, астероиды и т.п., т.е. в макромире неживой природы практически отсутствуют (или крайне редко встречаются) моноцентрические структуры.
Таким образом, мы видим, что Макроинтервал М-оси заселен разными типами структур не одинаково, в общих чертах ситуация такова: на первых 5 порядках — доминирует моноцентризм, на остальных 15 — полицентризм (см. рис. 1.26). Есть, правда, очень интересные исключения.
Rис. 1.26. Моноцентризм и полицентризм
на 20 порядках Макроинтервала (от А до В доминируют электромагнитные
взаимодействия).
Размеры даны в см
В мире неорганической материи возвращение моноцентризма (хоть и в слабом виде, т.е. не по всем признакам) наблюдается исключительно в диапазоне размеров 10-100 мкм, а именно в самой нижней точке (в яме) данного фрагмента ВУ — Макроинтервала (и, как уже отмечалось, — в масштабном центре Вселенной)5 .
Речь идет об обнаруженном загадочном появлении сферических форм как среди космической пыли85, так и в пыли вулканического происхождения. Дело в том, что большинство пылинок космического происхождения имеет угловатую осколочную форму, и метеориты всех размеров имеют хаотичную форму. В этом длинном ряду от сотен ангстрем и до сотен километров никогда не находили какой-либо особой симметрии, пока не натолкнулись на шарики космического происхождения (см. рис. 1.27А). Выяснилось, что «подавляющее большинство шариков фоновых выпадений имеет размер 20-60 мкм»86, а практически все их размеры заключены в диапазоне от 10 до 100 мкм. Количество шариков, выпадающих на Землю, по самым скромным оценкам составляет 104 тонн в год. Такие же шарики были обнаружены на поверхности Луны. Шарики аналогичных размеров были обнаружены и в вулканической пыли, хотя условия их формирования весьма далеки от условий формирования космических шариков. Значит,природа создает сферические формы в диапазоне размеров от 10 до 100 мкм независимо от условий формирования и почти независимо от химического состава. Это особенно удивительно на фоне угловатых и типично полицентрических структур для всего кристаллического вещества в диапазоне 15 порядков Макроинтервала.
Найти упоминание о ядрах и оболочках в шариках нам не удалось. Можно предположить, что в отдельных случаях другие признаки моноцентризма могут появиться и в шариках, но вряд ли стоит ожидать в их структуре наличия всех трех признаков.
Итак, отметим, что редкое проявление моноцентризма в макромире совпадает с наличием в этом диапазоне размеров ямы устойчивости на ВУ, а кроме того, ее точного совпаденияс масштабным центром Вселенной. Очевидно, что уникальное появление в этом диапазоне масштабов сферической формы шариков связано с этими факторами, ведь известно: чем симметричнее форма, тем устойчивее объект.
Биосистемы (КЛАСС №6, 7, 8). Если рассматривать М-интервал для биосистем, то в его начале мы имеем такие же «первичные кирпичики», что и для неживых систем, — атомы. Затем начинается «развилка».
В неживых системах атомы и молекулы образуют кристаллические, аморфные и прочие простейшие системы, в которых доминируют принципы симметрии повтора, образующие упорядоченные и однородные структуры. Усложнение структур для неживых систем на этом этапе приостанавливается.
Для биосистем усложнение структур продолжается далее практически без перерывов. Биомолекулы переходят в белковые молекулы, затем идут вирусы, простейшие, растения и многоклеточные животные.
Однако как и масштабный ряд неживых систем, ряд белковых систем (за исключением клеток, которые занимают довольно узкий интервал М-оси) представлен в основном П-структурами (см. рис. 1.27Б).
Рассмотрим подробнее, пожалуй, единственное исключение из этого ряда П-центрических структур — эукариотическую клетку (клетку с ядром) (см. рис. 1.28). Как уже упоминалось, средние размеры эукариотических клеток практически всех видов заключены в диапазоне от 10 до 100 мкм. Они имеют ядро, которое содержит весь генетический материал и управляет их развитием. Этим они в первую очередь и отличаются структурно от прокаритотических клеток (см. рис. 1.29), хотя, безусловно, имеют и массу других отличий 87.
У прокариот генетический материал расположен в цитоплазме и ничем не защищен. Нет истинного ядра и нет ядрышка .
У эукариот генетический материал расположен в хромосомах внутри ядер.
Для нас же важно в данном случае то, что прокариоты имеют размеры в основном от 0,5 до 5 мкм, а эукариоты — обычно до 40 мкм. Следовательно, ядро — как признак моноцентричности— появляется в клетках (эукариотах), размеры которых превышают 10 мкм.6
Очевидно, что ядро клетки, размеры которого в среднем близки к 10-30 мкм, являет собой яркий признак М-структуры для живых систем. Однако других признаков моноцентричности в них практически нет. Все клетки (эукариоты) по определению имеют хотя бы один признак моноцентричности — ядро (см. рис. 1.28), но форма их в основном несферична. Впрочем, отсутствие сферической формы у клетки может являться следствием того, что вокруг к ней тесно примыкают соседние клетки, и они-то и искажают естественную потенциально сферическую форму единичной клетки многоклеточного организма. Ведь гораздо более центросимметричную структуру имеют многие простейшие организмы — клетки, которые существуют автономно, например радиолярии (см. рис. 1.30), размеры их лежат в основном в диапазоне 40-100 мкм. Недаром они получили свое название, их радиусно-лучевая структура — 4-й дополнительный признак моноцентричности. Кроме того, многие из них имеют сферическую форму, центральное ядро и иногда — оболочки.
«Характерная особенность строения радиолярий — это наличие центральной капсулы... У некоторых видов образуется не один, а несколько шаров, вложенных друг в друга и соединенных радиальными иглами»7 .
После размера 100 мкм моноцентричность практически отступает (см. рис. 1.27Б). Даже радиолярии с большими размерами могут принимать уже не столь сферическую форму или совершенно не сферическую и даже полицентрическую (см. рис. 1.31). Для одноклеточных организмов с размерами более 100 мкм (например, для инфузорий) из трех основных признаков моноцентричности присущ только один — наличие ядра.
Итак, можно уверенно утверждать, что для белковых систем при движении вдоль М-оси моноцентризм проявляется в основном в диапазоне размеров 10-100 мкм8 .
Перемещение вдоль М-оси за пределы 100 мкм приводит к доминированию структур П-типа и почти полному исчезновению структур М-типа (см. рис. 1.27Б). Исключением являются крупные половые клетки9 , которые чаще всего имеют сферическую форму (см. рис. 1.32) и в некоторых случаях достигают в размерах нескольких сантиметров (яйца птиц, например).
Рис. 1.32. Половые сферические клетки.
А. Яйцеклетка двустворчатого моллюска с многочисленными спермиями, прикрепившимися к ее поверхности.
Б. Микрофотография яйцеклетки хомячка
Это явление можно назвать масштабной памятью формы: половые клетки, видимо, в самом начале эволюции биосистем всегда имели размеры от 10 до 100 мкм, и лишь потом некоторые из них приобрели большие размеры, но при этом они сохранили сферичность и другие признаки моноцентричности. Эта память формы сказывается и в яйцах птиц, и в семенах многих растений. Но что интересно: признаки моноцентричности проявляются как память формы наиболее сильно в половых органах многих многоклеточных. Например, яичники у животных — органы, самые близкие к сферичной симметрии, а цветы у растений — к радиальной.
Если не брать эти и другие редкие исключения (морские ежи и подобные сферические и радиально-лучевые формы животных и растений), то очевидно, что после перехода от клеток к клеточным организмам моноцентризм исчезает и на смену ему опять приходит полицентризм.
Это очень наглядно проявляется и в процессе развития половой клетки, которая сразу же после первого деления, превращаясь в бластулу (см. рис. 1.33), уходит от моноцентрической формы к полицентрической — многоядерной, хотя в основном еще сферической.
В дальнейшем полицентризм доминирует на всех уровнях масштабов, вплоть до перехода через точку В на М-оси.
Параллельно с утерей моноцентрических признаков, по мере перехода из диапазона 10-100 мкм в сторону более крупных систем, быстро теряются и элементы симметрии, и степень симметрии. Как известно88, наивысшей симметрией обладает сфера с центром симметрии, а низшей группой симметрии является зеркальная симметрия. Поэтому, начиная с радиолярий и половых клеток, которые имеют симметрию, приближенную к максимальной, переход ко все более крупным биоорганизмам сопровождается потерей симметрии, пока для многих животных из всех видов возможных симметрий в природе не останется лишь один — зеркальный, самый низший вид симметрии.
За гребнем ВУ — 102 см (на котором «восседает» человек) в основном начинаются социальные и биологические системы сообществ, так как за метровый диапазон перешагивают редкие животные, а за десятиметровый — редкие растения. Здесь также доминируют полицентрические структуры. Более того, здесь практически вообще утрачивается симметрия формы и структуры.
Итак, закончим рассмотрение биосистем и вернемся к рассмотрению МАКРОИНТЕРВАЛА в целом. Подведем итоги.
На всем протяжении Макроинтервала, независимо от типа систем и от их происхождения, прослеживается одна закономерность: первый порядок занимают переходные формы, последующие четыре порядка исключительно моноцентрические формы, остальные 15 порядков — в основном полицентрические формы.
Это позволяет схематично изобразить Макроинтервал в виде двугорбой кривой (см. рис. 1.26) длиной 20 порядков, на которой подъем первого горба и его вершина «заселены» моноцентрическими структурами, а остальное пространство — полицентрическими структурами различного типа.
Единственным исключением на полицентрическом участке составляет впадина между горбами (МЦВ), на которой один порядок заселен моноцентрическими структурами, хотя и с не полностью выраженными признаками. Причем, несмотря на огромную разницу в структуре и в условиях образования между космической и вулканической пылью, одноклеточными организмами и клетками внутри организма, в диапазоне 10-100 мкм, который точно соответствует средней части макроволны (и нижней части наивысшей устойчивости на соответствующем участке ВУ), происходит заметное и очень статистически значимое повышение симметрии, которое проявляется в основном в радиально-сферической форме и наличии ядра.
Эти факты позволяют предположить существование единого масштабного поля, которое регулирует степень симметрии на всех уровнях иерархии Вселенной, о чем мы расскажем дальше.
Обобщая все сказанное, можно отметить, что электромагнитные силы сразу после начала Макроинтервала проявляются в структурном устройстве атомов очень ярко. Здесь как бы происходит их качественное становление. На остальных 15 порядках идет количественное наращивание как массы структур, так и их сложности.
Примечания
Сухонос С.И. Масштабная гармония Вселенной. Глава 1.4. Масштабное подобие Вселенной // «Академия Тринитаризма», М.,Эл № 77-6567, публ.11037, 01.03.2004
[Обсуждение на форуме «Масштабная гармония Вселенной»]
Масштабная гармония Вселенной.
Глава 1.4. Масштабное подобие Вселенной
Рис. 1.20. Слева изображена первая (полицентрическая) модель атома Томпсона, которая затем была отвергнута и заменена моноцентрической моделью Резерфорда. Но структура ядра оказалась все же полицентрической (рисунок взят из книги Э. Роджерса «Физика для любознательных»)
1.4.1. Макроинтервал
 |
| Рис. 1.22. Модель сферического ядра атома золота. Ядро имеет типичную внутреннюю полицентрическую структуру и состоит из 197 нуклонов: протонов (светлые сгустки) и нейтронов (темные сгустки). В ядре много пустого пространства, так как расстояние между центрами нуклонов равно примерно 2 ферми, что заметно больше двух радиусов нуклона. Плотность нуклонов и интенсивность мощных ядерных сил (густой цвет) однородны у центра ядра и постепенно падают к его поверхности (бледный цвет) |
|
|
|
А. Вероятностная модель атома водорода (а) и иона молекулы водорода, состоящего из одного электрона и двух протонов (б). Б. Схема, поясняющая последовательность расположения электронных оболочек в тяжелом атоме (например, атоме золота). На схеме примерно соблюден масштаб, и точка в центре соответствует самой внутренней, или К-оболочке (а). Сравнительные размеры (с применением соблюдения масштаба) К-оболочки и ядра (точка в центре) золота (б). |
 |
| Рис. 1.24. Кристаллическая решетка золота. Фотография, сделанная с помощью электронного микроскопа. Каждая белая точка — атом золота, расположенный в кристаллографической плоскости |
|
|
|
|
|
| |
Размеры даны в см
 Рис. 1.28. МП-структура эукариотической клетки (есть центральное ядро) |
| Рис. 1.29. Полицентрическая структура прокариотической клетки-бактерии (нет сферической формы, ядра и оболочек) |
|
|
|
|
|
Рис. 1.32. Половые сферические клетки.
А. Яйцеклетка двустворчатого моллюска с многочисленными спермиями, прикрепившимися к ее поверхности.
Б. Микрофотография яйцеклетки хомячка
| Рис. 1.33. Уход от центральной симметрии для биосистем. Три последовательных стадии раннего развития организма. Видно, как от моноцентризма природа стремительно удаляется к полицентризму |
Примечания
Типичным представителем моноцентрической структуры является атом, а полицентрической — хаотичный астероид.- В дальнейшем мы будем по тексту использовать упрощенные обозначения: П-структуры и М-структуры, которые вводятся для предельных форм (№8 и №1), а также МП-структуры для всех промежуточных форм (№2–№7).
- Напомним, что чисто из соображений удобства три интервала по 20 порядков каждый получили названия: средний интервал — Макро-, левый — Микро-, правый — Мега-. Далее мы будем рассматривать их преимущественно в целочисленных значениях.
- Если перенести пропорции атома на социальные масштабы, то человек, занимающий положение ядра, будет удален от другого «человека-ядра» на 200 км. Однако при этом каждый из них будет контролировать ситуацию на территории площадью более 40 000 квадратных километров!
- Для лучшего ассоциативного понимания проблемы в дальнейшем будем использовать новое понятие — потенциальная яма устойчивости, которая соответствует нижней части ВУ между горбами. Тогда на модели ВУ будет всего 7 потенциальных ям устойчивости (5 полных и 2 полуямы по краям М-интервала) (см. далее главу II).
- Это не означает, что клетки с ядром не бывают менее 10 мкм, но большая их часть все же расположена в диапазоне размеров от 10 до 100 мкм.
- Жизнь животных. Беспозвоночные. Т. 1 // Под ред. Л.А. Зенкевича. — М.: Просвещение, 1968. С. 88, 90.
- Наиболее ярко — у половых клеток любых организмов, а кроме того — у радиолярий соответствующего размера.
- Поэтому можно отметить, что за пределом 100 мкм сферичность проявляется в первую очередь там, где система функционально ближе всего к процессу размножения.
Сухонос С.И. Масштабная гармония Вселенной. Глава 1.4. Масштабное подобие Вселенной // «Академия Тринитаризма», М.,
 |