Лев Виленчик - Эволюция с позиций теоретической физики

Приложение 2

Принцип наименьшего действия. 135

Приложение 3.

Вероятность нахождения макромолекулы в пространстве между двумя непроницаемыми для нее мембранами. 138

Приложение 4. 139 Доказательство корреляции изменения

энтропии и ритмa времени.

Приложение 5 140

Энергетика процесса образования молекулы, состоящей из двух атомов.

Литература 141

Предисловие

«Две вещи наполняют мой ум вечно новым и всё большим благоговением:

звездное небо надо мной, нравственный закон во мне».

Иммануил Кант, «Критика практического разума» (1788).

Симбиоз с Миром, в котором мы живем, является основополагающим для нашего существования. Мы представляем собой часть окружающей нас Природы и, в меру своих возможностей, стремимся понять её суть и действующие в ней закономерности. Природа поражает нас своей многогранностью. В ней много удивительных явлений, остающихся за пределами сегодняшних естественнонаучных знаний. Мы пытаемся понять эти явления, открыть для себя законы, лежащие в их основе, и использовать полученные знания в нашей повседневной жизни. Природа предстает перед нами на трех уровнях. На одном из них она демонстрирует нам все, что мы видим невооруженным глазом и ощущаем с помощью остальных 4-х органов чувств. На другом она раскрывает свой микромир, в который мы проникаем с помощью созданных нами приборов и теоретических разработок. А на третьем поражает воображение закономерностями, проявляющимися на больших расстояниях, больших скоростях или больших интервалах времени. Дополнительно к этим уровням, она порой удивляет нас потрясающим сходством, а порой кардинальным различием двух тесно переплетающихся миров: живого (органического) и неживого (неорганического)

Обычно мы находимся в плену наших устоявшихся представлений о природе вещей. Нам бывает трудно их менять, как одежду, уже вышедшую из моды, к которой мы успели привыкнуть. Даже такой гений, как Альберт Эйнштейн, давший своей теорией фотоэффекта /1/ первый толчок к развитию квантовой физики, до конца своей жизни не мог отказаться от детерминированности ньютоновой классической физики. Он говорил, что не верит, «что Бог играет в кости», имея при этом в виду вероятностную трактовку законов Природы, предлагаемую квантовой механикой, и игнорируя почти аналогичную ситуацию в статистической физике и термодинамике. А ведь именно Эйнштейн разрушил многие веками устоявшиеся представления классической физики.

Созданная им Теория Относительности /2, 3/ заменила хорошо знакомый всем 3-х мерный мир на 4-х мерный. Расстояние и время, согласно ей, стали зависеть от скорости относительного движения, а пространство из плоского (с евклидовой геометрией) превратилось в искривленное. Гравитация трактовалась как следствие этого искривления пространства. «Я подобен жуку, который понял, что ползет по искривленному суку», – объяснял он сыну суть своего открытия.

Рисунок 1. Предложенная Эйнштейном аналогия неевклидовости пространства, в котором мы живем.

Научный мир принял открытие Эйнштейна. А спустя почти столетие принял объяснение рождения нашей Вселенной, предложенное Аланом Гутом (Alan Guth), предположившим отрицательную гравитацию /4/, т.е. вместо притяжения – гравитационное отталкивание масс в момент Большого Взрыва (Big Bang /5/). Никто никогда не наблюдал отрицательной гравитации, но в нее поверили, впрочем, как и в происхождение материальных объектов из ничего. Будучи физиком-теоретиком, специализирующимся в квантовой теории поля и хроматографии макромолекул (см. например, публикации /6,7/) автор сумел ограничиться в данной книге хорошо известными положениями классической, релятивистской, квантовой физики и космологии для объяснения различных явлений Природы, включая те из них, которые относятся ныне к разряду загадочных. Эти положения рассматриваются в книге под новым углом зрения, не отрицающим их существования, а объясняющим их, исходя из более глубокого понимания закономерностей Природы.

Автор стремился избегать математических выкладок, хотя считает, что физика без математики подобна армии без оружия. Чтобы не оставлять эту армию совершенно безоружной, неспособной убедительно подтвердить свою силу и аргументацию, пришлось всё-таки включить в текст несколько математических формул. Однако читатель, по своему образованию далекий от математики, может опустить их, перейдя сразу к следующим из них выводам. Более детальные математические выкладки вынесены в приложения.