Развитие синергетического взгляда на мир приводит к постановке целой серии неожиданных вопросов. Остаются ли атомы неизменными, раз и навсегда данными, или же в процессе эволюции Вселенной они тоже эволюционируют? Имеет ли неживое память, иначе говоря, влияет ли на протекающие сегодня в сложной структуре процессы ее «предыстория»? Является ли природа индифферентной, безразличной к возникающим в ней структурам? Имеет ли она внутренние предрасположенности к определенного рода формам? Какие пути эволюции «выбирает» природа, какие формы организации «выживают» на «теле природы»? Почему природа так экономна: почему она идет кратчайшим путем? Каким образом природе удается найти наиболее устойчивые формы? Как природа научилась ускорять эволюцию?

Что «предпочитает» природа? Спектры эволюционных форм

Поиск спектров эволюционных форм природы – это, по существу, сверхзадача, близкая к задаче Гейзенберга в ядерной физике, когда требуется написать нелинейные уравнения некой среды, которая как самоорганизующаяся давала бы устойчивые состояния в виде спектра элементарных частиц.

До сих пор, например, непонятно, почему количество химических элементов (типов атомов) ограничено. Почему атомов порядка сотни, а не, скажем, существенно больше или меньше? Почему существует дискретный набор зарядов ядер атомов, спектр типов атомов? Почему заряды целочисленны? Эти вопросы затрагивают глубинную физическую, квантовомеханическую основу описания химических свойств и реакций.

Есть основания поставить задачу получения спектра атомов как самообразований, структур самоорганизации некой открытой нелинейной среды (спектра форм, спектра масс, спектра зарядов).

Весь спектр атомов, как он представлен в периодической системе Д.И. Менделеева, должен быть получен как спектр собственных функций среды, определяемой соответствующими нелинейными дифференциальными уравнениями.

Аналогичный подход, вероятно, имеет смысл и в области астрофизики. Быть может, все известные нам астрофизические объекты (звезды, галактики, скопления и сверхскопления галактик) составляют часть спектра эволюционных форм наблюдаемой Вселенной? Возникает надежда, что посредством математического моделирования можно выявить эволюционную ось, пронизывающую наблюдаемое разнообразие космических образований, построить эволюционное древо, объясняющее это разнообразие.

Дискретность возможных структур организации – это то общее, что связывает мир живого и неживого. Системы живого открыты и в высокой степени нелинейны, поэтому их ответ на внешнее воздействие может быть многократно сильнее (или слабее) величины этого внешнего воздействия и вообще качественно различным в разных ситуациях. Нелинейность накладывает определенные ограничения на типы структур живого. Не все, что угодно, возможно в качестве метастабильно устойчивого в нелинейном мире. Нелинейность квантует, делает дискретными возможные наборы движений, поз, жестов живых существ.

Все, даже наиболее сложные структуры живого, строятся на некой общей основе. Существует особый «архитектурный каркас», некий универсальный «кирпич» для всех параметрических структур.

Природа имеет внутренние предпочтения к определенным формам живого и неживого. Только определенные наборы форм осуществимы в природных средах. А на другие формы наложен эволюционный запрет.

Структуры-аттракторы как непроявленное

Относительно устойчивые структуры, на которые неизбежно выходят процессы эволюции в открытых и нелинейных средах (системах), называются аттракторами.

Простейшие математические модели нелинейных открытых сред свидетельствуют, что открытая нелинейная среда (система) таит в себе определенные формы организации. Структуры-аттракторы потенциально заложены в среде (системе), определяются сугубо ее собственными нелинейными свойствами. Они определяют тенденции процессов в ней.

Результаты синергетики как бы возвращают нас к идеям древних о потенциальном и непроявленном. В частности, они близки к представлениям Платона о неких первообразцах и совершенных формах в мире идей, уподобиться которым стремятся вещи видимого, всегда несовершенного мира. Или же к представлениям Аристотеля об энтелехии, о некой внутренней энергии, заложенной в материи, вынуждающей ее к обретению определенной формы.

«Вещи скрываются от самих себя», – говорит Гадамер. Эта потенциальность как оборотная сторона бытия присуща и миру человеческому, и миру неживой природы. И в среде плазмы, и в живом веществе, и на поле человеческого сознания, и в теле культуры или в среде научного сообщества есть свои внутренние тенденции, стремления или «предпочтения». И лишено смысла им противиться.

Поставленные в определенные условия, мы всякий раз реализуем одну из возможных форм организации, одну из потенциальных структур, не какую угодно, а адекватную одной из форм самоструктурализации системы.

Стареют ли атомы?

В квантовой механике утверждается неразличимость, тождественность всех элементарных частиц одного сорта, а равным образом и атомов. Предполагается, что все микрообъекты одного типа одинаковы, поэтому нельзя отличить, скажем, один фотон от другого или один атом водорода от другого атома водорода.

Синергетический взгляд на мир – взгляд эволюционный. Эволюция имеет сквозной характер. Она пронизывает все уровни организации неживого и живого. Нынешняя эра эволюции Вселенной связана с разлетом галактик. С эволюционной точки зрения можно попытаться подойти и к атому. Тогда и на атомном уровне организации мира можно усмотреть аналоги жизни и даже аналоги истории.

Можно подойти к пониманию квантовомеханической реальности, решая классическую задачу, квазилинейное уравнение теплопроводности с нелинейным источником. В таком случае может быть предложена модель атома как структуры горения нелинейной среды.

Модель водородоподобного атома описывается уравнением теплопроводности с распределенной плотностью и источником. Автомодельное распределение имеет некие неоднородности температуры, соответствующие устойчивым состояниям (уровням) атома. В данной задаче есть горение, теплопроводность (рассасывающий неоднородности фактор) и заданное распределение плотности. На квазистационарной стадии распределение температуры практически не меняется.

Но если рассматривать большие промежутки времени, выходить за пределы квазистационарной стадии, то обнаруживаем, что «волны горения» сходятся, сбегаются к центру, к аналогу ядра атома. «Жизни» атома соответствует LS-режим с обострением, режим «сбегающейся волны», когда интенсивность процесса увеличивается во все более узкой области у центра.

Взгляд на атом как на локализованный квазистационарный процесс в среде, имеющий сложную структуру, плодотворен, ибо он позволяет объяснить некоторые факторы, к примеру, эффект красного смещения.

До сих пор предполагается, что ряд различных факторов может порождать феномен красного смещения.

  • Во-первых, согласно привычному, наиболее распространенному толкованию, этот феномен может быть обусловлен фактором разлета галактик, «разбегания всего от всего» на нынешней стадии эволюции Вселенной, сопровождающимся эффектом Доплера.
  • Во-вторых, некоторые ученые придерживаются той версии, что за эффект «покраснения квантов» может быть ответственно временное изменение квантов излучения, «старение» квантов.
  • В-третьих, в рассматриваемой нами модели этот эффект может быть обусловлен фактором «старения» самих атомов. Здесь все построено на эволюции во времени, в том числе и атом может представлять собой меняющуюся во времени организацию.

Свет от галактик, которые находятся на значительных расстояниях от нас, доходит до нас за огромные промежутки времени. Мы видим эти галактики в прошлом, такими, какими они были миллионы лет тому назад. Это далекое прошлое, свидетельства о котором к нам попадают со все более дальних расстояний, соответствует, с нашей точки зрения, ранним стадиям эволюции атомов. Уровни тех атомов, свет от которых мы наблюдаем, должны были быть дальше от центра, а затем они медленно приближаются к ядру. По мере ухода в прошлое мы наблюдаем атомы, энергетические уровни которых расположены все дальше от ядра. А это эквивалентно красному смещению.

В принципе, можно получит значение константы красного смещения, исходя из тех констант нелинейной среды, которые мы получили, моделируя атом как сходящиеся волны горения в LS-режиме. При таком подходе не разлет галактик, а «старение» атомов могут приводить к эффекту красного смещения.

Рост и расширение масштабов Вселенной может означать, что на макроуровне в отличие от микроуровня есть HS-режим (режим снижения интенсивности) растяжения всех масштабов. Причем масштабы могут расширяться, даже если галактики не имеют никакой механической скорости. Они могут расширяться из-за «разбухания самого пространства», из-за HS-режима охлаждения. Для внешнего наблюдателя картина выглядит так, как будто галактики разлетаются с большой скоростью.