Лев Шеромов: Прозрение

Поэтому мы в дальнейшем и будем описывать общие закономерности развития материальных систем, рассматривая эволюцию Жизни как пример применения этой общей теории.

Но предварительно надо решить следующую проблему. В науке до сих пор существует фундаментальное противоречие. Естественное нарастание в Природе беспорядка, неопределенностей, стремления к хаосу – и естественное же возникновение процессов упорядочивания, усложнения, развития, эволюции.

Это «противостояние» имеет сильную эмоциональную сторону. Действительно, уже в школе, в курсе физики, изучается простой и очевидный закон – «теплота переходит от горячего тела к холодному и никогда наоборот». Если чуть-чуть вдуматься, то отсюда выходит, что температуры всех тел в природе должны со временем уравняться. Следовательно, всё в Природе стремится к «одинаковости», когда не выделяются ни тела, ни любые системы, ни связи между ними. Это, наиболее вероятное с точки зрения термодинамики состояние называется хаосом.

Но есть и примеры совершенно противоположного и также самопроизвольного процесса упорядочивания со временем, накопления информации, усложнения. Эти процессы не менее грандиозны: эволюция Жизни на Земле, существование сложных химических соединений (ясно, что они образовались из более простых веществ), рост кристаллов, появление и развитие цивилизации, обучение, технический прогресс.

Дальнейшее изложение связано с попыткой ясного и простого объяснения этого противоречия.

Наука всегда строится на основе некоторых простых и очевидных предпосылок, аксиом, из которых дедуктивным путем строится все остальное «здание» в виде теорем или других логических заключений Аксиомы же получаются обобщением известных фактов, среди которых не должно быть ни одного, им противоречащего. Ниже делается попытка обосновать такие аксиомы и сделать самые начальные дедуктивные выводы из них.

Конкретизируем некоторые термины, которые будут применяться в дальнейшем изложении.

Термин «самоорганизация» получил широкое распространение, и в дальнейшем используется как обобщение понятий процесса обучения природных систем, усложнения их структуры и функционирования самопроизвольно, автоматически, т.е. без участия человека. Понятие самоорганизации часто ассоциируется с эволюцией, развитием, прогрессом.

Термин «алгоритм» применяется в широком, общем смысле, как цепь явлений, связанных как причина и следствие (причинно-следственная цепь). Алгоритмы могут быть замкнутыми. Кругооборот воды в природе, цикл работы двигателя внутреннего сгорания, работа системы кровообращения в организме человека, компьютерные программы и т.д. Вероятностные алгоритмы понимаются лишь так, что из некоторой точки алгоритма есть несколько путей дальнейшего развития событий с разной вероятностью, но число таких путей всегда конечно.

Автоматы – устройства, машины или системы, которые осуществляют контроль и управление технологическим процессом без непосредственного участия человека. Автоматы-машины (устройства) и автоматы-системы очень разнообразны как по принципу действия, так и по своему назначению.

Система есть совокупность материальных элементов, которые взаимодействуют друг с другом во времени. Состояние системы определяется комплексом параметров, которые можно измерить. Вообще наука всегда имеет дело с явлениями, параметры, характеристики которых можно измерить. То есть нечто, открытое одним ученым, могут проверить (измерить) другие. Подчеркнем что понятие системы многозначно. Например, есть системы уравнений, системы управления и т.п. У нас далее используется понятие именно материальных систем. Например, организм человека и других организмов, «железо» компьютера, но не система команд, которая заставляет это железо работать, телефонная сеть, солнечная система и т.д.

Термодинамическая система – физическая система, состоящая из большого числа частиц и не требующая для своего описания привлечения характеристик отдельных частиц. Единицей измерения числа частиц в термодинамической системе обычно служит число Авогадро. Это примерно 6·10 23молекул на единицу массы вещества в килограммах численно равную его молекулярному весу, дающее представление, о величинах какого порядка идёт речь. Такое количество молекул, например, содержится в 18 граммах воды (H 2O → 2 + 16 = 18 – сумма атомных весов водорода и кислорода). Ограничения на природу материальных частиц, образующих термодинамическую систему, не накладываются: это могут быть атомы, молекулы, электроны, ионы, фотоны и т. д.