Все записи
06:12  /  26.07.14

4951просмотр

Шесть дней. Предварительный итог.

+T -
Поделиться:

День один

День второй

День третий

Дни четвертый и пятый

Накануне. Антропный принцип.

 

 Когда-то в начале 18 века великий математик и философ Готтфрид Лейбниц высказал идею о том, что человек живет в наилучшем из возможных миров, за что был едко высмеян Вольтером, изобразившем Лейбница в виде доктора Панглосса. И действительно, некоторые последователи Вольтера сделали немало для того, чтобы сделать наш мир хуже, чем это возможно, тем самым в каком-то смысле опровергнув Лейбница практическим путем. Однако, в нашем обсуждении человек еще не появился, мы находимся накануне его появления. Готов ли был мир к его приходу и, главное, готовился ли он вообще?

 

 Как я уже не раз говорил, в космогенезе четко прослеживаются два процесса: процесс возникновения все более и более сложных форм и процесс вырождения, безвозвратной потери, характеризуемой физиками, как процесс возрастания энтропии. Новорожденная Вселенная проста и энтропия ее низка. Все материальные процессы идут за счет этой низкой энтропии, она все время повышается, но рост ее не во всех частях нашего мира одинаков. Всякое усложнение, всякое создание структур сопровождается локальным понижением энтропии, за который нужно платить ее повышением где-то в другом месте. Наиболее разительным примером такого локального понижения является жизнь, которая, непрерывно создавая новый порядок, увеличивает тем самым беспорядок  (энтропию) в окружающей среде.

 

 Чем сложнее структура, тем более она хрупка и тем труднее ей найти место во Вселенной. Чтобы разорвать атомное ядро, нужны температуры в миллионы градусов, чтобы оторвать электроны от ядер хватает уже тысяч, чтобы разорвать сложные молекулы, нужны всего лишь сотни градусов. Белковая жизнь возможна лишь в узком интервале температур, который в нашей солнечной системе существует лишь на Земле и, может быть, на спутнике Юпитера Европе.  Уже из этого ясно, что процесс усложнения нельзя рассматривать, как нечто само собой разумеющееся, что он, как натянутая струна, всегда готовая разорваться. Как писал Пастернак:

 

“Ты видишь, ход веков подобен притче

И может оборваться на ходу.”

 

Выше я говорил о таких чудесных совпадениях, подготовивших условия для возникновения жизни, вспомним хотя бы об образовании углерода из тройных столкновений ядер гелия. Перечислению и анализу этого и подобных чудесных “совпадений” посвящена замечательная книга двух британских физиков Джона Барроу и Франка Типлера “The Anthropic Cosmological Principle”. Насколько я понимаю, книга эта, хотя и изданная более 30 лет назад, не была переведена на русский язык. 

 Эта книга  ценна тем, что объясняет, насколько тонок баланс различных сил, удерживающий мир сложных вещей от распада. Авторы приводят буквально неисчислимое количество условий, которым должны удовлетворять физические константы, входящие в состав законов природы для того, чтобы живые организмы могли существовать.

 

 На этом наблюдении и основан так называемый антропный принцип. Его можно сформулировать так: Вселенная такова, чтобы человек может в ней существовать. Или в форме, чаще употребляемой физиками: значения безразмерных констант в законах физики таковы, что  существование человека становится возможным.  Стивен Хокинг так сформулировал это в своей книге «Краткая история времени»: «Научные законы, в известной нам на сегодня форме, включают в себя множество фундаментальных чисел таких, как значение заряда электрона [постоянная тонкой структуры «альфа», см. ниже - А.Ц.], отношение масс протона и электрона... Замечательно, что численные значения этих величин  представляются точно подобранными для того, чтобы сделать развитие жизни возможным».

 В зависимости от того, как человек понимает антропный принцип, он предстает либо совершенной банальностью, либо великим интеллектуальным завоеванием.  Ввиду такой его двуликости мне представляется необходимым его обсудить. Поясню сначала, что имеется в виду под безразмерными константами (Хокинг называет их фундаментальными числами). Я это сделаю на примере атома водорода.

 Допустим, мы нагрели газообразный водород и смотрим, как он светится. Смотрим сквозь призму и видим, что световой луч расщепился на множество цветов (это называется спектральный анализ, я про это уже говорил). Каждый цвет характеризуется в физике, как электромагнитное колебание определенной частоты. Так вот, все эти частоты, испускаемые разогретым водородом, описываются формулой (Бальмеровская серия): 

f_{nm} = (E_n - E_m)/h,

E_n = mc^2[1- A^2/2n^2 + b(n)A^4+...],

где h есть постоянная Планка, А ("альфа", постоянная тонкой структуры) есть безразмерное число, равное приблизительно 1/137, mc^2 есть энергия покоя электрона, данная знаменитой формулой Эйнштейна, последний член в формуле, содержащий А в четвертой степени есть малая поправка и не будет нас здесь интересовать. Его присутствие лишь иллюстрирует тезис, что энергия электрона внутри атома может быть представлена в виде ряда по степеням А^2.

Поясню смысл этих формул. Согласно квантовой механике, энергия стационарных состояний электрона в атоме может принимать только дискретные значения, соответствующие разным значениям целого числа n. Когда электрон перескакивает с одного «уровня» энергии на другой, атом испускает свет, частота которого определяется разностью энергий начального En и конечного Em состояний, что и выражается формулой (1). Формула (2) описывает возможные значения энергий E_n электрона в атоме водорода. Она записана в виде разложения по малому параметру «альфа». Первый член разложения есть просто энергия покоя электрона  mc^2. Следующий член разложения, написанный в явной форме, содержит в себе квадрат безразмерной константы «альфа». Все остальные члены, символически обозначенные точками, содержат высшие степени этой константы.  «Альфа» характеризует силу электромагнитных взаимодействий, как видно из формул, они относительно слабы, т.к. разница между энергией электрона в атоме и свободного электрона пропорциональна «альфа»^2 ~ 1/10000. Формулы для уровней энергий в сложных атомах содержат в качестве параметра «альфа»Z, где Z есть порядковый номер атома в таблице Менделеева. Для атомов с большими номерами Z ~ 1/A  энергия связи становится сравнимой с энергией покоя mc^2. Это ограничивает размер таблицы, атомы с номерами больше, чем приблизительно 130 просто невозможны.

Вот эта альфа и есть тот самый безразмерный параметр, вернее один из параметров, определяющих структуру вещества. Безразмерный потому, что это не метр, не секунда, а просто число. И вот, в теории «Всего, что Химику надо знать» (я уже говорил об этом выше) численная величина этой «альфы» никакими соображениями не задана. Она просто есть и все. И приблизительно равна 1/137. И в этой теории есть еще два таких параметра, про которые я тоже упоминал: отношение массы протона к массе нейтрона и отношение массы протона к массе электрона. Тоже ничем в рамках этой теории не определяются.

 

Чрезвычайно важно понимать, что неопределенными в «теории всего» являются именно эти параметры, а не общий вид законов. Общий же их вид фиксируется определенными фундаментальными принципами, которые науке, после долгих усилий, удалось открыть. К таким принципам относятся, например, общая ковариантность (возможность сформулировать законы в форме, независимой от системы отсчета), калибровочная инвариантность, принцип суперпозиции волновых функций и т.д. Первый из этих принципов по сути выражает ту самую универсальность и вневременность законов Природы, о которой я говорил во Вступлении. Эти глобальные принципы фиксируют, например, тот факт, что сила между двумя электрическими зарядами в пространстве трех измерений убывает обратно пропорционально квадрату расстояния и никак иначе.

 

 Какое все это отношение имеет к жизни или, еще лучше, к человеку? Ведь открытые учеными фундаментальные принципы кажутся такими абстрактными и лишенными человеческого содержания. Но с другой стороны, как же они могут не иметь к нам отношения, если  все многообразие сложных структур, включая сюда все биохимические структуры нашего тела, формируется и функционирует на их основе? Из этих принципов теоретики вывели математические уравнения  Теории Всего, Что Химику Надо Знать. И, как я сказал,  в уравнениях этих общими принципами не определены ТОЛЬКО значения этих безразмерных констант. Если общие принципы неизменны (это предположение мы обсудим позже), то вся свобода изменить структуру вещества, сделав ее более или менее устойчивой, сводится к изменению этих констант. 

 

 Почему константы именно такие? Есть разные попытки ответить на этот вопрос и я их все перечислю.

 

  1. Безразмерные константы определяются более детальной теорией, учитывающей динамику внутриядерных взаимодействий и даже гравитацию. Полная теория, настоящая Теория Всего, не будет содержать никакого произвола, в ней все безразмерные константы будут определены.  Этот ответ по сути устраняет антропный принцип. С константами играть нельзя, они зафиксированы и спрашивать о том, «что было бы, если...» не имеет смысла.

 

Из такого ответа на вопрос неизбежно следует вывод, что возможность человека вписана с структуру Вселенной с самого начала. 

 2. Даже Теория Всего будет допускать произвол в определении безразмерных констант. Т.е. получается, что они не определены теми исходными принципами, без которых физика не может обойтись и, следовательно, фиксируются каким-то иным образом.

 

Каким же? Модная ныне теория многих вселенных утверждает, что наш мир есть лишь один из практически бесконечного множества вселенных, каждой со своим набором фундаментальных констант. Научный статус этой теории довольно шаток, но она пользуется популярностью из-за своей идеологической нагруженности. Утверждается, что  безразмерные константы в Теории Всего, что Химику Надо Знать, действительно определяются Теорией Всего на Свете, но в этой последней грандиозной (и еще недостроенной!) теории свободных параметров еще больше, их практически бесконечное количество. И при этом каждый набор как-то реализован, для каждого есть своя вселенная. В абсолютном большинстве из них ни сложных структур, ни жизни не может быть, но мы живем именно в такой, в какой только и можно жить. Вопрос о нашем существовании решается перебором вариантов или, вернее, столь милым сердцу материалистов дарвиновским отбором.

 

 Это и есть антропный принцип в самой примитивной, банальной его интерпретации (так называемый Слабый Антропный Принцип). В этой интерпретации все чудо нашего бытия есть просто тривиальность.

 

 Рассуждать о том, что нам скажет Теория Всего, которая еще не достроена, похоже на раздел шкуры неубитого медведя. Однако, уже теперь можно сказать, что решение вопроса о том, почему мир так подходит для человека, предлагаемое теорией многих вселенных,  никуда не годится.

Чтобы понять, почему это так, присмотримся еще раз к тому, что говорит Хокинг. Вот конец его цитаты: «Замечательно, что численные значения этих величин  представляются точно подобранными для того, чтобы сделать развитие [курсив мой. – А.Ц.] жизни возможным». Т.е. речь идет не о существовании, а о развитии жизни, т.е. о длительном процессе. Поэтому  отбор законов нашего мира, каким бы способом он не происходил, отобрал из всех возможных вариантов не просто наше существование здесь и сейчас, а длительный процесс усложнения, шедший с начала мира до наших дней и завершившийся нашим с вами появлением. Картина, представленная в предыдущих главах, рисует наше существование, как нечто обусловленное бесконечным количеством предыдущих шагов.

 

 Если б Слабый АП был справедлив, мы б обнаружили себя в мире, где наше существование было бы минимальным образом связано с нашим окружением и с историей Мироздания. Оно б воистину представлялось случайным, ничем не обоснованным. Надеюсь, из предыдущего изложения понятно, что это не так.

 

 

Листая страницы The Antropic Cosmological Principle,  обращаешь внимание на то, что одни и те же символы попадаются на страницах, где обсуждаются совершенно разные проблемы. Тут речь идет о формировании звезд, а тут о том, что возраст Вселенной должен в несколько раз превосходить время биологической эволюции. Тут речь идет о числе элементов в таблице Менделеева (приблизительно 1/»альфа»), а тут о свойствах воды. И все это важно для жизни, и во все эти условия входит ограниченное число безразмерных параметров (меньше десяти, а если ограничиться проблемой устойчивости вещества в химии, то, как я уже обсуждал, этих параметров будет ровно три).  Согласно теории многих вселенных эти параметры не фундаментальны, т.е. они зависят от бесконечного множества других параметров. Это означает, что в рамках этой теории параметры Теории Всего, что Химику Нужно Знать, можно считать просто произвольными. А это равносильно тому,  что проблему нахождения мира, подходящего для жизни, предлагается решать перебором вариантов. Но проблема то в том, что устойчивость вещества в том мире, где мы живем, определяется только тремя параметрами, а число  условий на эти параметры во много раз больше, чем три! Такие проблемы перебором не решаются потому, что, как правило, у таких проблем нет решения вообще, если в структуру системы не заложены определенные условия, если она не специально сконструирована так, чтобы решение существовало!

 

Пункт этот чрезвычайно важен и я прошу у читателя чуточку терпения, рискуя замучить его головоломными аргументами. Впрочем, выше 6го класса моя математика не поднимается.

 

Выше я упоминал, что условия существования жизни (такой, как мы ее знаем), накладывает некие ограничения на безразмерные параметры. Дам пример нескольких таких условий. Вот, допустим, человек съел на обед кусок мяса. Химические реакции, происходящие в организме, разлагают мясо на составляющие, при этом выделяется энергия, идущая на поддержание жизни организма. Энергии этой не должно быть ни слишком мало, ни слишком много, т.к. в последнем случае такое выделение энергии могло бы просто разорвать внутренние органы. Физик может вычислить количество энергии, выделяемой куском мяса. Получится некая формула, содержащая параметры «альфа», m_e/m_p, m_p/m_n  (отношения масс электрона и протона, протона и нейтрона). Вычислим теперь энергию, потребную для разрушения клетки. Получим другое выражение, в которое опять-таки будут входить те же самые параметры. Энергия разрушения должна быть больше выделяемой энергии и это есть математическое условие на вышеупомянутые параметры. И такое упражнение можно проделывать решительно со всеми процессами, происходящими в человеческом организме. Я чищу зубы; каково условие, что усилие, производимое зубной щеткой не выбьет мне зубы? Вычисляю, получаю еще одно условие, выраженное в виде математического неравенства. И т. д., и т.п.

 

 Итак, повторяю, математических условий на параметры можно получить очень много, а параметров мало, всего три. Рассмотрим теперь эту необъятную кучу условий, как систему уравнений (вернее, неравенств), решив которую, мы и получим значения параметров, необходимых для жизни. Мы знаем, что по крайней мере одно решение существует (оно нам дано!), однако проблема эта не принадлежит к классу таких, где существование решения гарантировано.

 

Что это значит? Приведу простой пример. Скажем, мы играем в рулетку. На диске 37 цифр, включая 0. Каждая из этих цифр когда-нибудь да выпадает, поэтому задачу о получении цифры 0 можно решить, просто бездумно крутя рулетку. Однако, например, цифры 38 на диске нет, поэтому задачу о получении цифры 38 нельзя решить в принципе, даже крутя диск миллиард лет.

 

 Приведу более математический пример, совершенно школьный.  Пусть дана система из трех уравнений на два неизвестных, икс (Х) и игрек (Y).

 

X+Y =2, X- Y =0, 2X +Y =0.

 

У этой системы нет решений. Первые два уравнения имеют решение X=Y =1, но третьему уравнению это решение не удовлетворяет. Можно сколько угодно пробовать и подставлять разные значения неизвестных, но системе этой никогда не удовлетворишь, даже через миллиарды лет. И из школьного курса алгебры мы знаем, что если число уравнений больше числа неизвестных, то так ОБЫЧНО и бывает, т.е., как правило, решений нет. Однако, из этого правила бывают исключения, если система специально так хитро сконструирована, что какие то из уравнений просто повторяют другие. Вот пример:

 

X+Y =2, X- Y =0, 2X +2Y =4.

 

У этой системы есть решение: Х=Y =1. В чем дело? А в том, что последнее уравнение есть по сути то же, что и первое (левая и правая части умножены на 2). Т.е. присутствие третьего условия не вносит ничего нового, оно есть замаскированное условие номер один!

 

 На более строгом языке мы можем выразиться так: среди множества переполненных систем уравнений существует подмножество систем, имеющих решение, но однако мощность этого подмножества бесконечно мала.

 

 Т.е. для того, чтобы переполненная система решалась, она должна быть как-то специально сконструирована. Хитро как- то. Эта мудрость состоит в правильном выборе исходных принципов построения законов природы, обеспечивающим наличие решения у переполненной системы, описанной выше.

Как я уже упоминал выше, исходные принципы построения законов формулируются, как общая ковариантность, калибровочная инвариантность, принцип суперпозиции волновых функций и т.д. Эти принципы отличаются элегантностью и интеллектуальной прозрачностью. Выбор исходных принципов  благоволящих к жизни наводит на мысль о  сознательном решении (я бесконечно благодарен М. Аркадьеву, прояснившему для меня этот аспект антропного принципа). В том, что в этих принципах человек не содержится явно, в самой их абстрактности заключена для меня их особая элегантность. Вполне понимаешь чувства  Художника, увидевшего, что «это хорошо». Это антропный принцип в его небанальной формулировке.

 Довод о сознательном решении настолько серьезен, что заслуживает проверки на прочность. Допустим, что космическая рулетка  реализует не просто разные мировые константы, а еще и разные принципы организации миропорядка. Например, в одном мире есть закон сохранения энергии, а  в другом нет, в одном есть калибровочная инвариантность, в другом нет и т.д. 

Правда, отказ от незыблемой системы исходных принципов равносилен отказу от всякого научного обоснования, поскольку наличие таких принципов есть постулат любой  научной теории.  Раз таких принципов нет, то науки уже нет тоже, а остается только вера. Но не будем придираться. Итак, если все, что угодно, возможно и нет никаких логических ограничений на те миры, которые каким-то образом генерируются в неком гиперпространстве, то единственным принципом отбора остается наше с вами  существование. Мы находимся  в том мире, где мы можем жить. Казалось бы, загадка гармонии мира тривиально разрешилась. Но вместо нее осталась другая.

 

 Дело в том (этот аргумент был выдвинут моим коллегой физиком Алексеем Буровым), что мы не просто наблюдаем мир, а мы еще и постигаем его. Мы живем не просто там, где можно жить, но и там, где можно знать и понимать. «Не хлебом единым жив человек, но и всяким словом Божьим». И границы нашего понимания, как я уже говорил во Вступлении,  неизмеримо шире границ нашей среды обитания. Мы являемся не просто наблюдателями, как называет нас теория многих вселенных, а космическими наблюдателями, понимателями. И настоящая загадка именно здесь и теория многих вселенных по этому поводу сказать ровно ничего не может. В этой теории наша почти сверхестественная способность постижения выглядит просто, как случайный факт. Не слишком ли много для случайного факта? Согласно этой теории мы совершенно спокойно могли бы существовать в мире, который нам глобально непостижим, как непостижим он за пределами узкого круга их повседневного опыта не только для животных, но и был непостижим  для человечества в его донаучную эпоху.

 

 Что же делает мир постижимым? Это не только присущая ему логическая структура (законы природы), но и соразмерность ее разуму человека. Будь в мире поменьше регулярности, поменьше таких повторяемых событий, как смена времен года, обращение планет и т.д., и нам бы не додуматься до концепции законов природы, хотя тело наше могло бы приспособиться и к таким условиям существования. Регулярность же определяется особой структурой физических законов (об этом говорит знаменитая теорема Колмогорова-Арнольда-Мозера, к которой я отсылаю любопытного читателя).

 Цитирую «формулу невозможности» А.Бурова: 

 "Согласно логике космологического дарвинизма, доля космически-наблюдаемых [т.е. постигаемых – А. Ц.] миров среди всех наблюдаемых миров равна нулю. Условие космической наблюдаемости вселенной есть весьма сильное требование, дополнительное к наблюдаемости вообще, и, как таковое, резко сужающее класс наблюдаемых вселенных. Невозможным в этой логике оказывается не какое-то сознание, не наблюдаемость мира, но его космическая наблюдаемость, познаваемость Большого Космоса."

 (Продолжение следует).

 

 

 

 

Комментировать Всего 40 комментариев

Алеша, здорово вернуться к этой волнующей тематике (и спасибо за ссылки :))! 

А вот и вопрос. Ты пишешь: 

"Всякое усложнение, всякое создание структур сопровождается локальным понижением энтропии, за который нужно платить ее повышением где-то в другом месте. Наиболее разительным примером такого локального понижения является жизнь, которая, непрерывно создавая новый порядок, увеличивает тем самым беспорядок  (энтропию) в окружающей среде."

А так ли это на самом деле? Действительно ли возникновение нового обязательно влечет рост беспорядка где-то еще? Ведь этого никто не проверял, во-первых. Во-вторых, у нас даже нет никаких теоретических средств сравнивать негэнтропию нового с возросшей энтропией старого. Разве можно даже в принципе измерить убывание энтропии, происшедшее с появлением первой клетки или первого зайца, не говоря уже о первой теории? Средств даже нет, определений нет, не так ли? Да и вообще, если творит Господь, как мы с тобой полагаем, то зачем Ему повышать энтропию соседних участков?

Эту реплику поддерживают: Михаил Аркадьев

Леша, я не сказал "возникновение нового", я сказал "возникновение более сложных форм". В первом случае мы имеем физическую и нефизическую компоненты, во втором - только физическую. Во всех физическим процессах энтропия возрастает. Возросла ли она при возникновении сознания, мы не знаем.

Эту реплику поддерживают: Михаил Аркадьев

Очень интересный вопрос.

А возросла ли энтропия при возникновении жизни, Алеша? Возрастала ли она при появлении рыб или млекопитающих? Корректны ли вообще такие вопросы? 

Такие вопросы корректны. При развитии зародыша и даже при образовании клетки энтропия безусловно возрастает. Они не возникают из ничего, все эти процессы являются также и физическими. 

А разве можно вообще определить энтропию клетки, Алеша? И определив, показать, что при образовании зародыша она возрастает? Стандртное определение энтропии как логарифма числа реализаций данного макроскопического состояния мне представляется для клетки негодным, ибо неясны условия, которые должны быть выполнены для ансамбля таких микроскопически различных состояний. Что значит "данное макроскопическое состояние" для клетки? Ответов же нет. И потом, повторюсь, создание новых форм жизни не может сводиться к физическим процессам.

Леша, энтропия клетки не возрастает, напротив, она убывает. Возрастает энтропия в окружающей среде. Уж это точно можно измерить. 

Разумеется, клетка вносит негэнтропию, Алеша. Но у нас нет средств ее не то что измерить, а даже теоретически определить. А потому утверждение о возрастании полной энтропии системы при образовании клетки оказывается некорректным, как я понимаю.

Эту реплику поддерживают: Сергей Любимов

Леша, физичекие процессы на клеточном уровне, думаю, достаточно хорошо поняты. Никаких сил помимо нам известных, наука там не находит. А значит и 2ой закон термодинамики не нарушается. 

Рассмотрим пример: деление одиночной клетки. Предположим, в процессе деления произошла мутация, и одна из двух получившихся клеток стала отличной от другой. Никаких отклонений от физических законов не наблюдалось. А об изменении энтропии сказать-таки ничего нельзя. Если мутация летальна—энтропия, ясное дело, возросла. А если выигрышна? А если радикально выигрышна? Ничего сказать нельзя. Энтропия—понятие статистическое, а выигрышная мутация—индивидуальна. Понятие энтропии просто неприменимо. 

Эту реплику поддерживают: Сергей Любимов, Михаил Аркадьев

Леша, понятие энтропии является статистическим и поэтому неприменимо к единичным событиям. Тут надо было бы говорить о том, что происходит в результате многих мутаций. В силу чрезвычайной сложности процессов и разомкнутости биологических систем, за этим не уследишь.

"В силу чрезвычайной сложности процессов и разомкнутости биологических систем, за этим не уследишь."

Алеша, сложность и разомкнутость систем статистике зачастую не помеха, верно? А вот глобальные последствия единичной удачной мутации, в чем и состоит эволюция—вот что напрочь вырубает все статистические понятия, включая энтропию, в вопросах эволюции.  

То есть ты предполагаешь, Алеша, что замысел жизни и разума это замысел преодоления тепловой смерти Вселенной?

Нет, Миша, я не думаю, что жизнь и разум могут повлиять на тепловую смерть вселенной, и не думаю, что для того они созданы. 

Эту реплику поддерживают: Alexei Tsvelik

Леша, жизнь нуждается в пище, верно? А для ее производства нужна энергия, часть которой безвозвратно тратится впустую. Ну и так далее...

Разумеется, Алеша, в регулярном, стационарном воспроизводстве жизни энтропия нарастает. Но ведь не об этом у нас речь, а о принципиальной (не)применимости понятия "энтропия" к эволюции. Тема 2го начала часто выплывает в дискуссиях об эволюции, и я бы хотел достичь с тобой по ней согласия.  

Эту реплику поддерживают: Сергей Любимов

Друзья, объясните, что из этого следует, так сказать, в масштабе творения?

Миша, это означает, что эволюция столь же недоступна науке, как и творчество.  Великая мутация приходит так же неприметно и таинственно, как и великая идея. Чего и стоит ожидать тем, кто в эволюции видит именно Творчество.  

Эту реплику поддерживают: Alexei Tsvelik, Сергей Любимов

И тоже не все так просто. Рассмотрим две закрытые системы, прозрачные для излучения. Скажем - аквариумы, один - просто с водой, другой - с водой и водорослями. Углекислого газа добавим в достатке в оба. Одинаковая освещенность, одинаковая площадь освещения, и для одинакового поглощения покрасим их стенки снаружи черной краской а пропускающую поверхность сделаем зеркальной изнутри. Тогда в аквариуме с водорослями будет происходить их развитие - негэнтропия, а избыточное тепло диссипируется необратимо в окружающую среду. В пустом аквариуме все солнечное излучение диссипируется в тепло. И откуда в первом случае мы получим дополнительную энтропию, компенсирующую негэнтропию жизни ?

Эту реплику поддерживают: Алексей Буров

Сережа, для подобного процесса не требуется ничего живого. Одно и тоже количество тепла может совершать полезную работу или не совершать ее. 

Эту реплику поддерживают: Алексей Буров

Леша, меенуточку. Я предложил простую модель, где вопрос компенсации негэнтропии ставится под сомнение. А в твоей постановке ты по сути подтдверждаешь мой тезис - одно и то же количество высокопотенциальной энергии может или направляться на полезную работу, или диссипироваться. Но при этом принцип максимального увеличения энтропии не работает. Правда про максимальное увеличение никто как ьы и не говорит - но делают очевидный как-ьы вывод. чтио жизнь увеличивает энтропию, а в данном случае она просто уменьшает скорость увеличения\ энтропии, что эквивалентно ее уменьшению. Попробуй с такой точки зрения.

Сережа, энтропия просто увеличивается, а не максимально увеличивается. Паровой двигатель работает с 15% КПД, а электрический с 80%, жизни нет ни там, ни там, я энтропия увеличивается по разному.

Леша, но я ведь апеллирую к твоему исходному тезису :

"Всякое усложнение, всякое создание структур сопровождается локальным понижением энтропии, за который нужно платить ее повышением где-то в другом месте. Наиболее разительным примером такого локального понижения является жизнь, которая, непрерывно создавая новый порядок, увеличивает тем самым беспорядок  (энтропию) в окружающей среде."

В моем примере в аквариуме без жизни, если мы рассмотрим изолированую систему, с которой он находится в тепловом равновесии, энтропмя увеличивается максимально. А при наличии жизни энтропия увеличивается меньше, т.е. нет никакой компенсации "нового порядка" увеличенеем энтропии в окружающей среде. Да и пример подходящий - ибо основа жизни на земле - это фотосинтез. Ровно тот же эффект мы бы получили, если бы в аквариум вместо водорослей поместили солнечные батареи, от которых работал бы любой механизм - например просто сжимающий пружину или робот, производящий более сложные операции. Жизнь производит полезную работу, и это не сопровождается увеличением энтропии по сравнению с системой, в которой полезной работы не производится, а вся высокопотенциальная энергия - в даннном случае излучение солнца, необратимо диссипирует, как на луне.

Эту реплику поддерживают: Михаил Аркадьев

Я согласен, что можно тратить энергию и не производя никакой полезной работы. Однако это не означает, что усложнение структур не требует энергии, а раз она тратиться, то неизбежны при этом и потери. Вот все, что я имел в виду.

Эдуард Гурвич Комментарий удален автором

Эдуард Гурвич Комментарий удален автором

Вот-вот, вот Алексей, меня, не осилившего и школьного курса алгебры, опять поразила красота изложения Вами  этой 6-й части " Накануне. Антропный принцип"!Замираешь от мысли:насколько тонок баланс различных сил удерживающих мир сложных вещей от распада! .Количество же условий, чтобы живые организмы могли существовать, просто толкают меня, малообразованного, к убеждению - тут с этим  может справиться только Господь! Только  он и может творить  так разумно и в таких объёмах это чудо - мир! Можно было бы поставить точку тут. Но если Господь делает это сознательно, зачем повторяемость, зачем беспорядок, зачем неопределённость, зачем случайность, подмечаемые исследователями? Зачем в принципе вопрос - что делает мир таким, каким он есть - порядок или беспорядок?И если сочетание порядка и беспорядка, то что это означает?  Сам Господь не может осилить что-то созидая? И потому подключает интуицию, уже сознательно или бессознательно  что-то не контролирует? Он что,  даёт развиваться  созданным системам без его вмешательства? Подобные общие вопросы, наверняка, Вам, физику такого класса, как и Вашему коллеге, малоинтересны! И я совсем не жду и не хочу этим кротким замечанием  толкать Вас к ликбезу! Я пишу исключительно, чтобы сказать Вам спасибо, и что жду продолжения, а затем и  времени для себя  - собрать этот Ваш цикл статей "Шесть дней", посидеть над ним и  в меру своих  способностей  попробовать осилить! Моя благодарность Вам снова, Алексей,   что Вы толкнули таких, как я, к этому.

Эдуард, спасибо! Признаться, я очень боялся, что рассуждения такого рода покажутся непроницаемыми людям, не имеющим специального образования. Для меня чрезвычайно важно, что это не так.

Заданные Вами вопросы как раз являются наиболее интересными, хотя однозначного ответа они не допускают. 

Без случайности и неопределенности не было бы и свободы. Без нее, конечно, не было бы зла, но и добра не было бы тоже. Добро возникает только в результате свободного выбора. 

Конечно, Вы можете сказать, что все это не имеет отношения к дочеловеческим процессам, в них и так нет ни зла, ни добра (так нам может представляться).

В нашем мире случайность и порядок переплетены так, что отделить одно от другого невозможно. Для меня, как ученого,в этом состоит  прелесть нашего мира. Я понимаю это так, что Природа не есть лишь объект Творения, она есть соучастница его.

Как говорил Тютчев: "В ней есть душа, в ней есть свобода, в ней есть любовь, в ней есть язык".

Когда Библия говорит о сотворении мира, слово "творить" (бара) употребляется лишь три раза.Про все остальное, сказано "да произведет земля..."  Вот мы и видим, как "земля" производит: с ошибками, с неопределенностью, постепенно. Результат творения не предопределен в деталях, он намечен лишь в общих чертах. Вот, взять хотя бы эволюцию животного мира. Одно за другим возникают существа с все большим мозгом - осьминоги и кальмары, дельфины и, наконец, приматы. Это, как бы попытки "земли" создать тело, адекватное для разума. Все, кроме приматов, оказавшихся наиболее подходящими на роль человека, оказываются неадекватными и останавливаются в своем развитии (дельфины не меняются уже 30млн.лет).

Я не включал рассуждения подобного рода в основной текст, поскольку в тексте мне хотелось иметь лишь факты, а тут много моих личных домыслов, моей веры, я не хочу мешать то и другое.

Эту реплику поддерживают: Эдуард Гурвич, Михаил Аркадьев

"...он эту искру разумом зовет,

и с этой искрой скот скотом живет"

Гете-Пастернак)

Миша, это твое дело, как жить с этой искрой.

Кстати, Леша, искра это свобода, или разум? Или то, и другое? Или? Что думаешь об этой двойственности разума и свободы?

Миша, я конкретно имел в виду, что это личное дело каждого человека, что вопрос человек должен обращать только к себе и никогда к другим. Из вздохов по поводу греховности человечества, соединенных с проповедью жизненного абсурда ничего, кроме абсурда, не получалось и не получится.

Леш, сутана не жмет ?)

А если серьезно, Леша, то напомнинаю тебе, что хотелось бы увидеть твое рассуждение о связи твоих представлений с представлениями Соловьева. Но не в попыхах, конечно.

Эту реплику поддерживают: Alexei Tsvelik

Миша, написанное является развитием темы 6-ой главы книги Владимира Соловьева "Россия и вселенская церковь". Гениальному Соловьеву было неизвестно почти ничего из того, о чем у меня идет речь и тем не менее...

Леша, я имел ввиду не имплицитную твою связь с идеями Соловьева, а завершение твоего "метафизического купола" соловьевским Всеединством, о котором ты недавно упоминал. 

Миша, у меня нет никакой завершенной картины мира. Есть материалы к размышлению, они и предлагаются здесь. Я предлагаю читателю изумиться, удивиться, м.б. умилиться. Разумеется, у этих заметок есть полемическая сторона. Моя полемика с теми, кто говорит, что удивляться и изумляться нечему. 

Эту реплику поддерживают: Эдуард Гурвич, Сергей Любимов, Михаил Аркадьев

А разве возможна полемика с теми, Леша, кто говорит и чувствует, что  изумляться нечему? Или ты о ком-то, кто на самом деле изумляется, а отрицает это, так сказать, из принципа? 

Миша, это не мое дело, кто хочет, пусть полемизирует. Здешние идеологи на спор не явились, как видишь. Но, как ты и предсказывал, читатели нашлись. Даже если поделить число просмотров на 100, то получится 100 человек, огромное число!

Эту реплику поддерживают: Михаил Аркадьев

Леша, спасибо за лестное упоминание! Присоединяюсь и к уже прозвучавшим комплиментам, и,конечно,  к вопросам. 

Эту реплику поддерживают: Alexei Tsvelik