Коротков Константин: Энергия наших мыслей

Вода является одним из ярких примеров самоорганизующихся процессов. Она демонстрирует нам, что порядок оказывается всегда более выгодным, чем хаос.

ЗАГАДКА ОБЛАКОВ

Я лечу на самолете из Миннеаполиса в Нью-Йорк. Внизу — сплошное покрывало белых облаков. Они лежат как белая твердь, ровной границей разделяющая линию горизонта. Сверху — солнце и голубое небо, внизу — сумерки и мелкий дождик. Все это, казалось бы, логично объясняется классической физикой, перепадами температур и давления воздуха.

Но вот что удивительно — висящие клочья тумана вдруг сменяются грандиозными облачными структурами. Они громоздятся в небе в виде башен, причудливых замков, огромных куполов, нагроможденных друг на друга. Эти структуры висят в небе, совершенно обособлено от окружающего пространства, одинокие и неподвижные в своей грандиозности. Кажется, что можно войти в эти небесные чертоги и оказаться в окружении прекрасных белоснежных ангелов в развивающихся одеждах.

Очевидно, что эти облака представляют собой сложные упорядоченные структуры. Они каким-то образом формируются из сконденсированного пара и в течение длительного времени сохраняют свою форму. Это яркий пример перехода от хаоса к упорядоченному состоянию. Раз этот переход происходит — значит, он является энергетически выгодным.

А теперь вспомним, что для перехода воды во все более упорядоченное состояние требуется не добавлять энергию, а отнимать. Пар для конденсации в жидкость необходимо охладить, жидкость переходит в лед при понижении температуры — значит, упорядоченное состояние при определенных условиях оказывается более энергетически выгодным, чем хаотическое. А вот для перехода к менее упорядоченному состоянию — изо льда в жидкость, из жидкости в пар — требуется прикладывать энергию.

Следовательно, для конденсированного пара — облаков — выгодно образование структур, твердой воде выгодно принимать форму совершенного кристалла, и процесс упорядочивания происходит, как только для этого формируются оптимальные условия.

Закон Структурирования Природы

Подобные процессы должны быть характерны и для жидкой воды. Из приведенных рассуждений следует, что в воде должны формироваться упорядоченные структуры и состояние упорядоченности энергетически более выгодно, чем однородная молекулярная взвесь.

Мы можем говорить о существовании Закона Структурирования Природы, который можно представить в следующем виде:

во всех процессах Природы происходит переход от более простых к более сложным структурам, самоорганизующимся на своем уровне сложности в соответствии с принципом минимизации потребления энергии при данных условиях окружающей среды.

Более сложные структурно-организационные формы требуют меньших энергетических затрат для своего функционирования, они энергетически выгоднее, чем простые формы, и лучше приспособлены к изменению параметров окружающей среды. Таким образом, эволюция, переход от более простых форм организации жизни к более сложным — это следствие Закона Структурирования.

Второй Закон термодинамики оказывается верным только для закрытых систем, у которых не происходит обмена энергией и информацией с окружающей средой. Для открытых систем этот закон неприменим, он заменяется законом структурирования.

Возрастание сложности — это неизбежный процесс развития любой системы. На Земле это развитие можно проследить как переход от более простых к все более сложным формам существования материи. В упрощенном виде этот процесс можно описать следующим образом:

геологические формы

- вода

- органические молекулы

- простейшие биологические виды

- растения

- морские организмы

- сухопутные организмы

- рептилии

- млекопитающие

- человек

- техносфера

- космосфера.

Таким образом, человек выступает как определенный этап эволюционного развития Земли, участвующий в качестве структурообразующего элемента для следующих этапов эволюции. Развитие техносферы, с этой точки зрения, является логическим этапом самоорганизации сложной системы — эволюционного процесса на Земле, а Человечество является “рабочим инструментом” Природы.

При этом развитие техносферы подчиняется основному закону структурирования: минимизации потребления энергии.

Действительно, по мере совершенствования техники различные устройства потребляют все меньше энергии на единицу работы. Рассмотрим для примера совершенствование транспортных средств: