Geum.ru

Заключение. Живая материя

Вид материалаДокументы

Содержание


Цифровая биология
Подобный материал:
1   2   3   4

Физматика. Современная наука включает в себя множество частных моментов, которые представляют интерес только для специалистов. Но, на наш взгляд, из них следует нечто важное для всех: логика приведенных в этом обзоре сведений о материи ярко высвечивает характерное для фундаментальной науки всех времен стремление к Всеединству.

Проявлением Всеединства является внутренне обоснованное объединение ранее, казалось бы, совершенно самостоятельных наук.

Сегодня слияние физики и математики (особенно в рамках теоретической физики) столь основательно, что уместно было бы их общее наименование – физматика.

В математике продолжаются попытки сведения "физики к геометрии", которые развивают старую декартову идею сведения "геометрии к арифметике".

В математике венцом "арифметизации геометрии" явилась теория множеств, как это неоднократно и подчеркивал создатель теории множеств Георг Кантор. Но на сегодняшний момент все достоинства и недостатки этой теории специалистам (взгляд одного из них - С.А.Векшенова – здесь представлен) видны уже вполне отчетливо.

В математике существует обширная область явлений, где теория множеств явно бессильна (см., например, книгу П.Вопенки "Альтернативная теория множеств"). Впрочем, и на бытовом уровне мыслить, например, шар, состоящим из несчетного числа точек – явное насилие над физической интуицией. Во всяком случае, теория множеств не стала математической "теорией всего" - вопреки надеждам авторитетнейших математиков, скрывающихся под коллективным псевдонимом Бурбаки.

Плодотворный синтез геометрии с физикой – геометродинамика - в целом, развивается по той же логике, что и "арифмогеометрия". Общую программу будущей геометродинамики как возможного математического пути описания физических явлений можно усмотреть уже в книге выдающегося математика Клиффорда "Здравый смысл точных наук". Эта возможность прояснилась после введения в физику четырехмерного пространства Минковского, соединившего две универсальные ментальные (мыслимые, осознаваемые человеком) «среды» - по своей сути крайне абстрактное, но всем привычное «пространство – время» механики Ньютона, и только, увы, как бы наглядный, «вещественный» эфир Фарадея – Максвелла.

На момент создания теории относительности существовало достаточно много моделей эфира. Одной из наиболее успешных была "губчатая" модель Бернулли-Кельвина, на которой "отметились" почти все выдающиеся физики конца ХIX – начала ХХ века – эфир как некая среда, состоящая из тонких нитевидных вихрей.

Но ситуация "двух хозяек на одной кухне" сначала показалась противоречащей идее Всеединства. И из двух возможностей – "пространство" или "эфир" - уклон был сделан в пользу кажущегося более простым "пространства", то есть по чисто техническим соображениям. Однако пространство Минковского включает важнейшее свойство эфира – постоянство скорости света, а выведенные из уравнений Максвелла преобразования Лоренца сразу же рассматривались Пуанкаре как общее свойство Мира – знаменитая «лоренц-инвариантность» всех фундаментальных уравнений физики.

Внутренней пружиной геометродинамики, на наш взгляд, является дальнейшее совмещение идей "материального эфира" с пространством – временем. На этом пути естественно ожидать объединения гравитации и электромагнетизма, а затем - слабого и сильного взаимодействий.

Уже давно – в начале ХХ века - опробованы два пути к этому синтезу - через повышение размерности пространства – времени (Теодор Калуца) и через введение понятия сегментальной кривизны (Герман Вейль). Синтез этих возможностей может быть реализован в стиле Калуцы – Клейна, причем самым радикальным способом – переходом к, так называемой, «реляционной концепции» пространства – времени, развиваемой в работах по теории систем комплексных отношений профессора МГУ Юрия Сергеевича Владимирова. В свою очередь, теория комплексных отношений выросла из теории физических структур новосибирского физика-теоретика и философа Юрия Ивановича Кулакова.

В рамках этого синтеза на чисто ментальной основе (на основе анализа группы SU(2) x SU(2) x SO(4,2) Фета - Румера – Кулакова) Ю.И.Кулаковым получен новый вид взаимосвязей свойств химических элементов - современный аналог таблицы Менделеева. А золотое сечение в теории Ю. С.Владимирова возникает в связи с вычислением угла Вайнберга.

Если идея "арифогеометрии" в максимальной степени была реализована в теории множеств, то идея «геометродинамики» (читай «геометрофизики» или – если взглянуть ещё глубже - «физматики») на сегодняшний день, по-видимому, с максимальной дедуктивной полнотой воплощается в теории суперструн. К сожалению, эта современная «физическая» теория обладает чертами поздней «математической» теории множеств, которая по выражению А. Матиаса, специалиста по основаниям математики, превратилась в "сюрреалистический ландшафт с фигурами".

Естественным, на наш взгляд, является факт смыкания результатов предельно абстрактной и пересыщенной математикой теории суперструн (теории дедуктивной, а, стало быть, и «строго научной») с «наглядными» (индуктивными и, стало быть, «не вполне научными», иногда даже «лженаучными») моделями эфира, использующими представления о неких фундаментальных «материальных средах», со свойствами привычных всем газов или жидкостей.

Философия Всеединства проявляется в непременном охвате «теорией всего» (такой, как теория суперструн) всего комплекса известных фундаментальных физических уравнений, включая уравнения электро- и гидрогазодинамики. Но именно этими последними и пользуются все «эфиристы»! Поэтому, хотя модели эфира ведут "катакомбное" существование после «релятивистского уклона» физики, но и они «кое-что могут». Как из того, что уже доступно теории суперструн, так и из того, что ещё недоступно этой «строго научной» теории.

Так, впечатляющие вычисления А.В.Пушкиным постоянной тонкой структуры и отношения масс электрона и протона (см. его статью "Monstrous moonshine" и физика") давно осуществлено в эфирных моделях. Например, на основе решений простых модельных уравнений, описывающих эфирные вихри в трехмерном пространстве, советский инженер И.Г.Шаров ещё в 1962 г. связал друг с другом все мировые константы. В пространственно четырехмерном эфире естественно возникает понятие спина, остающееся проблемой для дедуктивной геометрофизики А.В.Пушкина.

Возникает стойкое ощущение, что физические «наглядны» модели эфира и суперструнные сугубо ментальные теории с разных сторон, и каждая по-своему описывают одно и то же – наш Единый Мир. Веское различие заключается в том, что за "спиной" теории суперструн стоит «продвинутый» математический аппарат, доступный только «левополушарным» гражданам с чётко развитым логическим мышлением. В то время как эфирные модели оперируют преимущественно с «наглядными» образами, которые, хотя исходно и предназначены для граждан «правополушарных», реально оказываются малопонятными даже самим создателям этих моделей.

Конечно, если для теорий эфира вдруг возникнут благоприятные условия, то, возможно, вскоре, благодаря левополушарным логикам, появится и математика, адекватная «наглядным» физическим образам «эфиристов». Тогда теория суперструн будет соотноситься с этой новой теорией приблизительно так же, как матричная механике Гейзенберга давно соотносится с волновой механикой Шрёдингера. Но, увы, полностью осознать это и, главное, использовать для дальнейшего развития науки, смогут опять – таки только «левополушарные»! Можно ли быстро двигаться в будущее «на двух ногах» – мыслить Единый Мир обеими полушариями?

Вот тут-то и выступают на первый план идеи «физматики» - необходимость четкого осознания того, что только математика вырабатывает четкие «физические» определения из понятий, возникающих как результат наших повседневных, бытовых или же специально научных опытов. Опытов по изучению окружающего и включающего нас самих «физического» Мира.

Все понятия математики естественно возникают в результате нашего – в конце концов - ментального опыта. Все понятия физики – это результат анализа того же самого нашего опыта, но уже с помощью развитой математической логики. И приложения его к окружающему миру.


Цифровая биология. Как известно, генетический код построен на дискретных элементах: четырех буквах генетического алфавита (азотистых основаниях), 64 триплетах, 20 аминокислотах. Оказалось, что структуры генетических молекул обеспечивают помехоустойчивость передачи дискретной (цифровой) генетической информации от поколения к поколению, поскольку использует кодирование таких сигналов с помощью известных матриц Адамара и спектрального представления, и, по сути, являются квантовыми компьютерами.

Наши гены определяют не только структуру и динамику нашего тела, но и общую гармонию человека, встроенного в Природу.

Сергей Валентинович Петухов показал, что учет чисел 2-х и 3-х водородных связей в комплементарных буквах генетического алфавита порождает числовые бисимметрические «квинтовые» геноматрицы. В частности, каждому гену и каждому белку можно сопоставить специфическую математическую последовательность на базе пифагорейского музыкального строя для возможного акустического воспроизведения в качестве «генетической музыки». Отсюда следует обоснование физиологической активности музыки и музыкальной терапии. Более того, утверждение Лейбница о том, что «музыка есть таинственная арифметика души, которая вычисляет себя, сама того не сознавая», позволяет считать, что и сама математика является переложением генетики на доступный нам язык.


Так что же такое материя?

Заключая наш мировоззренческий обзор, дополним представленные в ч.1 определения материи новым, более конкретным и развёрнутым, хотя и представляющимся пока фантастическим:


Мир и человек суть голографические изображения ψ-колебаний линейного резонатора - времени, где материя – наиболее устойчивые ментальные моды этих колебаний, воспринимаемые человеком.


Послесловие. Раздел «Физматика», написанный С.А.Векшеновым и Б.У.Родионовым (почти в приведённом выше виде), был представлен Владимиру Игоревичу Арнольду незадолго до его кончины (В.М.Поляковой). Владимир Игоревич материал просмотрел, но не стал его комментировать, сославшись на своё недостаточное знакомство с современными теориями и, в частности, с теорией суперструн. Несмотря на сугубо приватную форму представления материала, никакой критики не было.

Хочется надеяться, что эта ситуация несколько напоминает реакцию престарелого Карла Гаусса, который, внимательно выслушав доклад молодого Бернгардта Римана, вступавшего в профессорскую должность в Гёттингене, встал и молча вышел – Риман озвучил старые идеи Гаусса по неевклидовой геометрии, которые Гаусс так никогда и не решился опубликовать.

Во всяком случае, мы старались следовать в этой книге по пути нашего выдающегося российского математика В.И.Арнольда, стремившегося довести самые глубокие идеи физики и математики до их предельно популярного уровня.

При построении пространственно-временного континуума можно руководствоваться идеей, высказанной Б. Риманом в процессе построения им его эллиптической геометрии (неэвкидовой геометрии со вторым возможным, наряду с гиперболической геометрией Лобачевского, отрицанием аксиомы о параллельных прямых).

В эллиптической геометрии Римана, через всякую точку вне данной прямой невозможно провести ни одной прямой, параллельной этой прямой. Здесь пространство мыслится безграничным, но конечным, в то время как прямая линия является истинно "бесконечной". Поэтому вложенная в такое пространство любая материальная прямая, вынужденно становится замкнутой линией (рис.2).


Этому есть и алгебраический аналог - принцип Дирихле, который в наглядной форме звучит так (С.А.Векшенов): «если в m клеток посадить кроликов и n>m, то хотя бы в одной клетке будут сидеть, по крайней мере, два кролика».

Считая, что фундаментальная последовательность завершается бесконечностью времени, которая «бесконечнее» любого «количественного» множества, мы оказываемся в схожей ситуации. Роль «конечной безграничности», в данном случае, выполняет бесконечное множество, различимость элементов которого является одной из характеристик пространства.

Истинной же «бесконечностью» является бесконечность времени. В этом случае наша фундаментальная последовательность «сворачивается» в замкнутый ментальный процесс, который условно можно назвать «вихрем пространства-времени». Корректнее сказать, что асимметрия по бесконечности пространства – времени влечет появление у «точки» дополнительной ментальной степени свободы - спина, как «вращения» тоже понимаемого ментально.

Это вводит в мыслимый нами пространственно-временной континуум вполне физическое содержание, поскольку смысл фундаментального понятия «спина» как раз и состоит в признании у каждой ментальной точки определенной внутренней степени свободы.