Жизнь – сказка в пересказе
      Глупца. Она полна трескучих слов
      И ничего не значит.
      В. Шекспир
      …необходимо отказаться от сознаваемой свободы и признать не ощущаемую нами зависимость
      Л. Толстой

1. А есть ли такая наука?

Ее нет.

По множеству причин. И не в последнюю очередь вследствие консервативности (не терпимости к новациям) уже сложившихся наук, даже таких, в которых присутствует слово физика: физиология, биофизика и т.д.

Но и сама физика самые бурные свои 300 лет была увлечена не проблемами жизни, а тем, что легче наблюдать и измерять и что можно многократно проверить в опытах. Поэтому к настоящему времени и сложились такие ее разделы как механика, электродинамика, квантовая физика, а не физика жизни (социальной или экономической).

Жизнь много сложнее. Она многомерна и неповторима, особенно в своих наиболее интересных проявлениях, таких как человек и общество. И что еще обиднее для ученых, она требует для своего изучения порой даже не десятилетий, а нескольких жизней. Поскольку изменяется настолько длинными волнами (на которые впервые обратил внимание 90 лет назад Кондратьев), что они не вмещаются в творческий период ни одного исследователя.

Помимо очевидных причин есть еще одно препятствие для сколько-нибудь полного научного описания жизни. Как говорит Есенин: «Лицом к лицу лица не увидать. Большое видится на расстоянье». А как же в этом случае человеку увидеть и измерить себя, такого многоликого, изменчивого, да к тому же неожиданно появляющегося на свет и также неожиданно исчезающего?

Как известно, измерить себя отважился только один литературный герой, барон Мюнхаузен, который мог поднять себя за волосы.

Все это говорит о том, что такой науки как физика жизни нет и быть не может.

Тем не менее, свято место пусто не бывает. И история знает неоднократные потуги физикализма в форме механицизма, махизма или синергизма. Принято, однако, полагать (за что мы обязаны философам), что эти попытки научного описания жизни были неудачными. Трудно с этим поспорить, поскольку заметных успехов в проектировании, или хотя бы прогнозировании жизненных процессов на этих основаниях достигнуто не было. А наука, как известно, является таковой лишь постольку, поскольку способна прогнозировать.

2. Физика жизни – это не знание жизни

Физика, в отличие традиционных наук, таких как история, биология, психология может дать всего лишь знания о пространственно-временных закономерностях живой и неживой природы (в последней из которых она, собственно, и преуспела за 300 лет своего существования). При этом физике не важно, какое движение изучать. Полет ли это ядра из пушки, космической ракеты, или рост человека и территории государства.

Конечно, таких узких (лишь траекторных) знаний о движении жизни, совершенно недостаточно не только для ее описания (а, значит, прогнозирования и конструирования), но даже и для сколько-нибудь глубокого понимания.

Однако, если не знать пространственно- временные закономерности жизни, то представления о ней окажутся не полными. Т.о. физика жизни является одним из неотъемлемых элементов наук о жизни. И, добавим от себя, наименее изученных элементов!

Трудности в понимании того, что же такое физика жизни добавляет еще и то обстоятельство (помимо абстрактности многих понятий и принципов самой этой науки), что большинство под физикой подразумевает лишь закономерности механики, термодинамики и электродинамики. И когда речь заходит о развитии общества или человека возникает ощущение, что это не физика. Что речь идет о метафизике.

Однако это не совсем так, поскольку активно развивающаяся в последние десятилетия физика несколько раздвинула свои границы в сторону метафизики, породив новые представления о развитии природы. Пока лишь, правда, гипотетические (дискуссионные), поскольку они оказались проверены далеко не во всех случаях жизни. Одна из таких новых моделей состоит в том, что жизнь рассматривается турбулентным процессом.

3. Жизнь – это турбулентность

Рассмотрим кратко, что же нового стало известно физикам о пространственно- временных закономерностях социальных, экономических, исторических и биологических процессов и явлений, по сравнению с предшественниками?

Первое, однако, на что следует обратить внимание так это то, что узок круг предшественников. Среди них, по нашему мнению, можно отметить лишь немногих, да и то с натяжкой, поскольку широкой научной общественностью такими они не воспринимаются. Это работы Чижевского по солнечной модуляции социальной активности масс, Кондратьева и Гумилева по волновым процессам экономики и общества, Хакена и Пригожина о подобии математических моделей самоорганизации в живой и неживой природе.

И какое же продвижение сделала наука с тех пор?

Это можно проиллюстрировать рисунками 1-4, показывающими качество современного физического описания различных проявлений жизни.

Рис. 1. Сравнение относительных размеров человека с начала эмбрионального развития и до физически зрелого состоянии с турбулентной моделью (автор)

Рис. 1. Сравнение относительных размеров человека с начала эмбрионального развития и до физически зрелого состоянии с турбулентной моделью (автор)

Рис. 2. Площадь территории России в млн. кв. км.. Сравнение исторических данных с турбулентной моделью (автор)

Рис. 2. Площадь территории России в млн. кв. км.. Сравнение исторических данных с турбулентной моделью (автор)

Рис. 3. Зависимость размеров эмбрионов, ядерных реакторов и космических аппаратов от времени, затраченного на их создание, сопоставление эмпирических данных (точки) с турбулентной моделью (прямые, А. Серебров, О. Доброчеев)

Рис. 3. Зависимость размеров эмбрионов, ядерных реакторов и космических аппаратов от времени, затраченного на их создание, сопоставление эмпирических данных (точки) с турбулентной моделью (прямые, А. Серебров, О. Доброчеев)

Рис. 4. Длинная волна деловой активности Кондратьева в сопоставлении с турбулентной волной (штриховая линия, А. Клепач, О. Доброчеев)

Рис. 4. Длинная волна деловой активности Кондратьева в сопоставлении с турбулентной волной (штриховая линия, А. Клепач, О. Доброчеев)

О чем же говорит сопоставление опытных данных с теорией?

Первое, на что следует обратить внимание, так это то, что линии жизни, очень трудно рассчитать по законам классической механики или термодинамики, не говоря уже о квантовой физике. Поскольку не известна до конца природа сил, которые вызывают такое движение, в котором, к тому же, энтропия большую часть времени не возрастает, а уменьшается. Ну, а какое влияние и как законы микро и субатомного мира оказывают на макромир? Не известно.

Во-вторых, мы видим, что физический рост живых систем не отличим от роста технических.

В-третьих, волны жизни ассиметричны и не линейны, у них есть начало и конец, которые всегда приходят как бы неожиданно (поскольку занимают лишь 1/8 часть волны).

И, в-четвертых, мы с удивлением обнаруживаем, что качественное описание волны деловой активности Кондратьева обладает такой же точностью, как и современная физическая модель, показанная на рис. 4 штриховой линией.

Все это подводит к вопросу, долгое время казавшемуся сугубо метафизическим. Какими принципами регулируются движения таких больших систем, как живые и социальные?

Первым в практическую плоскость его поставил более 100 лет назад математик, физик и философ Пуанкаре, обратив внимание на непредсказуемость, с точки зрения известных на то время законов физики, траекторий движения больших систем, т.е. совокупности более чем двух тел (и даже назвал возможную причину этого – резонансы).

И весь XX век ученые пытались ответить на этот вопрос.

Критическими, на наш взгляд, точками истории научного поиска стал ряд долгое время казавшихся не связанными друг с другом открытий.

Релей, например, в конце XIX века обратил внимание на кривизну движения потоков как источник их нестабильности, порождающий флуктуации.

Затем Прандтль предположил, что на границах потока энергия флуктуаций (колебаний) возрастает вместе с их размерами.

Вслед за ним Колмогоров высказал гипотезу о диссипативном механизме распада больших флуктуаций на цепочку все меньших, в котором энергия колебаний уменьшается вместе с размерами флуктуаций.

Затем, в 1980-х года, Яненко и Гапонов с одной стороны, а Мотулевич и автор с другой предложили подобные друг другу универсальные критерии турбулентного перехода, базирующиеся на гипотезе Релея.

В результате, в 1990-х годах автором была сформулирована гипотеза турбулентности, связывающая воедино механизм возрастания энергии флуктуаций вплоть до некой критической величины по модели Прандтля и последующий диссипативный распад по модели Колмогорова. Причем возникла она на основе анализа большого количества эмпирического материала физического, социального и биологического характера. [См., например, Неустойчивое развитие коллективных систем физико-химической, биологической и социальной природы // ЖВХО им. Менделеева. 1995. №2, Физические закономерности общественного развития // ОНС 1996. № 6.]

В последующей серии междисциплинарных исследований, выполненной в конце 1990-х — начале 2000-х годов Ю. Батуриным, А. Соловьяновым, П. Алексеевым, Б. Кузыком, А. Агеевым, А., Клепачем, и Ю. Осиповым появилось понимание того, что помимо механических и термодинамических макросистем, описывающихся моделями Ньютона и Больцмана, существуют еще и турбулентные системы, характеризующиеся своими законами развития. В соответствии с ними общее поведение больших (живых) систем, как единого целого, определяет их частные свойства и проявления (а не наоборот, когда сумма частных составляющих определяет целое). Турбулентная модель, кроме того, описывает рамки неопределенности течения жизни, ее высокой чувствительности к малым возмущениям и строгой периодичности.

4. Физика и лирика, что между ними общего?

Графические образы жизни, показанные на рис. 1-4, могут восприниматься по-разному.

Люди с практическим складом ума увидят в них серию оригинальных явлений. Во-первых, потому что на одном рисунке процессы измеряются днями, на другом — десятилетиями, на третьем — столетиями. Разные у них и пространственные размеры, не говоря уже о содержательном различии между собой (как это полагает современная наука). Поэтому, казалось бы, что может быть у них общего?

Люди же искусства с образным мышлением, в первую очередь заметят сходство графических изображений (аналитического описания измерительных данных), поскольку все они изображаются одними и теми же кривыми (похожими образами). Это позволит им думать о качественном (а может быть даже и содержательном) сходстве рассматриваемых явлений.

Т.о. обнаруживается большая разница (можно сказать диаметрально противоположная позиция) между двумя вполне мотивированными точками зрения, иллюстрирующая разрыв между физическим и гуманитарным взглядами на жизнь.

Многим (прежде всего в силу сложившейся научной традиции) представляется, что эта пропасть непреодолима и вопросы жизни это сфера не науки, а метафизики.

Но неужели действительно невозможно объединить эти два взгляда на единую и неделимую жизнь? Ведь нечто подобное Луи де Бройль сделал в свое время в физике, доказав, что электрон одновременно является и волной и частицей. Или много раньше него Ньютон обнаружил полную смысловую аналогию в падении яблока на Землю и вращение Луны вокруг нее в форме своих знаменитых законов динамики.

Этот опыт говорит, что создание двумерной версии точной физической и образной художественной картин мира – это не безнадежное занятие.

Сразу, правда, возникает вопрос о базовых принципах этого единства.

Что необходимо положить в основу, число или образ? И, если образ, то какой?

Как это ни удивительно, но один из ответов уже известен.

Он называется образной математикой, которая представляет собой некую (еще только формирующуюся) систему количественного анализа явлений живой и неживой природы, оперирующую не числами, а образами [Доброчеев О.В. Образная математика для экономистов // Философии хозяйства. 2015. №1].

5. Образная математика или инструментальная метафизика

В этой связи необходимо заметить, что физика всегда оперировала образами. Достаточно только вспомнить материальную точку, сплошную среду и элементарные частицы. Но эти образы были одномерными. Нам же нужен многомерный образ, отражающий отличительные свойства жизни, связанные с апериодическим характером ее возникновения, диссипативным характером течения а, также, разномасштабностью в пространстве и времени.

Такими свойствами и обладает модель турбулентной волны, описывающая большой класс явлений самоорганизации в живой и неживой природе (показанных, в частности на рис. 1-4). Эта волна четырехмерна в том смысле, что ее графический образ описывается уравнением ассиметричной кривой с тремя свободными параметрами. Кроме того, она имеет два зеркальных отображения. К этому необходимо добавить, что жизненное пространство атомарно, а биологическое и социальное время хронометрично. Т.е. изменяется в пространстве и времени квантами, но не физическими, а социальными и биологическими. В целом турбулентная модель строим научным языком описывает верховенство принципов целостности жизни, ограниченной определенности ее течения, высокой чувствительности к малым параметрам и строгой периодичности.

Т.е. представляет такое же понимание жизни, к которому подошло и современное искусство. Первые принципы кино Михалкова, например, предполагают, что театральное действие подвержено самоорганизации, что восприятие спектакля определяются не только режиссурой и игрой актеров, но и всей творческой атмосферой театра в целом, включающей в себя зрителей и технический персонал, и что смысл произведения искусства передается не только следованием тексту, но и непредсказуемостью мизансцен.

Эта модель больших систем (которую, пожалуй, можно называть и инструментальной метафизикой) подводит к интересным выводам. Понимание, например, тождества «волны жизни» в графическом и математическом выражении позволяет с одной стороны, не вычислять, а «рисовать» решение практических задач. А, с другой стороны, точно рассчитывать все важнейшие детали произведения искусства. Как, например, это делали в свое время Ван Гог в картине «Звездная ночь» (см. рис. 5), а Эйзенштейн в фильме «Броненосец Потемкин».

Мексиканские физики, например, измерив распределение яркости изображения на картине Ван Гога и сравнив его с распределением плотности в турбулентных потоках, пришли к выводу об идентичности их спектров. И это поразительно, потому что так точно рассчитать турбулентный поток, как его нарисовал без всякой математики Ван Гог, наука сегодня не может! Наука в общепринятом понимании, которая представляет собой сборник устоявшихся канонов. Но есть, правда, и другая наука, к пониманию которой мы постепенно приближаемся, которая, как это показано выше, приоткрывает завесу тайны над процессами самоорганизации в различных средах от физических до социальных. В ней, говоря словами Ландау, чтобы решить задачу, надо знать (чувствовать, понимать природу) ее решение. Или, другим языком, это наука, в которой ученый представляет собой одновременно и художника и математика. (Возможно, ее первым представителем был академик Раушенбах, с одинаковым интересом изучавший физику и живопись, или академик Фоменко, которого одни знают как математика, другие, как художника, а третьи, как историка.)

Рис. 5.  Ван Гог, «Звездная ночь»

Рис. 5. Ван Гог, «Звездная ночь»

Эйзенштейн же, в отличие от Гогена, создавая сценарий своего фильма, воспользовался знанием физики жизни. Он разбил течение картины на пять частей, распределение активности в которых подчинялось золотому сечению (упрощенный математический образ турбулентной волны). Кульминация действия картины приходилась на 3/5 части ее длины. В такой же пропорции происходила кульминация в каждой из 5 частей картины. Вот как, оказываются, создаются творческие шедевры!

Но не только благодаря знанию физики, а еще и острому чувству времени. Поскольку, как говорил почти 200 лет до этого Люк де Клапье Воверанг: «Кто не знает цену времени тот не рожден для славы». Эйзенштейн, похоже, эту цену знал, поскольку выпустил свою легендарную картину в 1925 году.

Удивительном году, в том смысле, что в нем и близком к нему 1926 году была создана серия литературных, научных и прогностических шедевров. В России, например, «Гиперболоид инженера Гарина» А. Толстого, «Голова профессора Доуэля» А. Беляева, появилась гипотеза длинных волн Кондратьева, а в Германии был осуществлен первый в мире запуск прототипа космической ракеты и т.д.

А можно ли заранее рассчитать (установить) такие особо творческие моменты истины?

Моменты истины

Оказывается, что в рамках турбулентной гипотезы жизни, можно! Поскольку в ее принципах заложено существование квантов времени или хрононов, как их называли древние греки. И, в частности, исторического хронона, описывающего ритмы развития всего человечества в целом, равного 140 годам. Поэтому можно ожидать, что в самых различных по качеству рядах мировой истории ключевые события должны повторяться с одинаковой периодичностью этой волны или ее гармоник, таких как 70, 35, 17.5 (17 или 18) лет.

Попробуем найти, таким образом, исторические аналогии творческих всплесков 1925 года. И вот, к примеру, какой ряд качественно схожих событий мы обнаруживаем.

• 1838 – «Герой нашего времени» Лермонтова.
• 1856 –Л. Толстой начал «Войну и мир», Дарвин «Происхождение видов», Жюль Верн «Из пушки на Луну», вышла книга стихов Некрасова, родился Б. Шоу.
• 1890 – Звездная ночь Ван Гога, 1889 г.
• 1925 — «Броненосец Потемкин» Эйзенштейна и т.д.
• 1960 – первый космонавт Гагарин (1961 г.)
• 1977 – присуждение И. Пригожину Нобелевской премии за работы в области синергетики (публикация Хакеном книги «Синергетика» в 1980 г. (этот термин он ввел в 1969 г.))

Последующие особые точки творческих успехов 1995 и 2013 годов мы не комментируем, поскольку прошло слишком мало времени для выделения главного содержания этих лет. Ну, а что произойдет в 2030 году, мы еще не знаем.

Удивительное дело, но приоритет открытия, даже не длинных волн истории, которые связаны с именем экономиста Кондратьева (приблизительно 45-60-летних), а именно точных хрононов социального времени, принадлежит, как показали исследователи творчества Пушкина И. М. Рыбкин и Г.Н. Качура, не великому ученому экономисту, а великому русскому поэту. В архивах Пушкина они обнаружили сведения о 78,5 летнем цикле, как они его назвали, революций в России, который задолго до известных исторических событий предвосхитил период советской истории нашей страны. Творческое воображение, как показывает этот пример, способно рождать более точные количественные знания, чем научная мысль.

Верно и обратное мнение о том, что знание точных ритмов жизни открывает путь к творческому успеху.

Приведенные примеры показывают, что принципы «физики жизни» или «инструментальной метафизики» давно работают, опережая, как всегда это и бывает, их теоретическое осмысление.

И что же можно будет сделать теперь, после появления образной математики или искусства, точного как наука, или метафизики?

Понимание физики жизни позволит, по нашему мнению, уже в ближайшее время совершить скачок в социальных технологиях, сопоставимый с промышленной или индустриальной революцией.

В результате у человека появятся уникальные возможности, которые раньше назвали бы чудесными. Он сможет искусственно (т.е. с помощью средств и приемов образной математики и вычислительной техники) «синтезировать» продукты, до самого последнего времени представлявшимися сугубо творческими проявлениями. Например, создавать фильмы, практически не привлекая к этому режиссеров и актеров, а используя всего лишь свое воображение и банк кинематографических данных.

Отомрет потребность в части рутинных вычислительных работ в проектировании и прогнозировании, которые можно будет перепоручить «рисующим машинам» и т. д.

Сделать этот переворот будет много проще и быстрее по времени, чем потребовалось для создания единых принципов научного и художественного творчества. Теперь для претворения многих наших устремлений в жизнь понадобятся не столько материальные ценности, сколько оригинальные идеи, правда, достаточно безумные, как их называл в свое время Нильс Бор. И больше ничего.

Заключение

Статья не преследует цель обучить кого-то физике жизни и, тем более, метафизике. Поскольку за последние десятилетия создана обширная литература по этому вопросу.

Задача в другом – показать, что мир сегодня подошел к особой точке развития, кода превращение сказки в быль может занять не столетия, а всего лишь небольшой период человеческой жизни. Подошел к точке, когда грани между наукой и искусством начали стираться, ученый начал превращаться в художника, а художник в волшебника.


комментария 2 на “Физика жизни, или инструментальная метафизика”

  1. on 27 Сен 2016 at 9:25 дп Рахметулла

    когда избавитесь от понятия — «неживая материя», тогда все у вас получится. …материя и дух есть две стороны одной медали.

  2. on 11 Окт 2016 at 6:44 пп Павел Полуян

    Про многообразное моделирование популяционых и социальных процессов в статье не упомянуто, про эконофизику тоже. Зато много общих фраз и расплывчатых утверждений. А конкретика (типа создание художественных фильмов с помощью банка данных) — это просто курьез какой-то… Не статья, а какой-то устный докладец на студенческом семинаре. Я недавно писал на аналогичную тему — посмотрите для общего впечатления: https://aftershock.news/?q=node/427837

НА ГЛАВНУЮ СТРАНИЦУ ОСЬМИНОГА>>

Ответить

введите свои данные, напишите коммент и отправьте его

Версия для печати