Масса и энергия в самоорганизующейся системе

Наше представление о Физическом Мире как о самоорганизующейся системе потребует определенной коррекции в понимании таких краеугольных понятий, как масса и энергия. Но сначала небольшое уточнение. Мы привыкли к утверждению, что Мир материален. В этом материальном мире существует как нечто цельное самоорганизующаяся система, собранная из элементарных частиц: электронов, протонов и нейтронов. Но в нем же существуют и другие частицы и, наверное, иные объекты, о которых мы, возможно, еще не имеем представления. Будем считать, что когда мы говорим о материальности Мира, мы говорим о всей совокупности того, что в нем есть – и того, что мы знаем, и того, что не знаем пока. Мы можем так поступать, поскольку мы убеждены и остаемся в этом убеждении, что наш Мир материален и не может содержать в себе ничего не материального. Когда же мы говорим о самоорганизующейся системе, мы говорим о части Мира независимо от того, какой бы огромной система не была, потому что каждая система уже ограничена тем, что имеет свою элементную базу. И это отражается в названиях систем. Так, если мы говорим о социальной самоорганизующейся системе, мы имеем в виду систему, в которой элементарными частицами являются люди; говоря о биологической системе, имеем в виду систему, собранную на базе биологических клеток в качестве элементарных частиц. Самоорганизующуюся систему, собранную из электронов, протонов и нейтронов в качестве элементарных частиц, будем называть вещественной самоорганизующейся системой, а к веществу будем относить то, что может быть представлено как объединение этих частиц. Для любой из перечисленных систем, тела, собранные из взаимодействующих элементарных частиц, будем называть объектами системы. Самоорганизующаяся система помещена в свою среду обитания, которая включает в себя все остальное и о которой мы пока ничего не можем утверждать, кроме ее материальности.

Хотя речь будет идти, в основном, о вещественной самоорганизующейся системе, здесь перечислены все три, потому, что мы исходим из признания единства принципов организации, функционирования и эволюции любых самоорганизующихся систем, вне зависимости от того, на какой элементной базе они построены. Исходя из этого возможны аналогии при рассмотрении различных самоорганизующихся систем, разумеется, только в этих принципиальных вопросах. Повторим еще раз – самоорганизующаяся система может состояться только при наличии необходимых свойств элементов системы. Перечислим главные из них: это зависимость от окружающей среды, активность, способность к вероятностному поведению и свойство социальности или, другими словами, принципиальная потребность в объединении. Теперь поговорим о массе и энергии.

Масса это самое общее свойство элементов одной и той же самоорганизующейся системы. Иными словами, все элементы одной и той же самоорганизующейся системы имеют массу одной природы. Из этого незамысловатого утверждения следует такой же незамысловатый вывод о том, что все объекты не являющиеся элементами самоорганизующейся системы, то есть все объекты среды обитания имеют нулевую массу этой природы. Это следует из принятого нами утверждения (“Самоорганизация и Единство Мира“), что количественно масса определяется мерой связи с окружающей средой, где, разумеется, каждый тип самоорганизующейся системы находится в своей среде, специфичность которой создается совокупной деятельностью элементарных частиц по преобразованию материнской среды в свою среду обитания. Элементарные частицы иной самоорганизующейся системы не зависят от чуждой им окружающей среды, то есть не взаимодействуют с ней, а потому имеют нулевую массу в этой системе. В этой, не своей самоорганизующейся системе они являются только объектами ее окружающей среды.

Из этих рассуждений следуют некоторые совершенно криминальные выводы, например, что фотоны не могут испытывать гравитационные взаимодействия, то есть свет не отклоняется, проходя вблизи крупных вещественных тел их гравитационным полем. Если же верить в достоверность экспериментов на эту тему, устанавливающих наличие такого отклонения приблизительно в соответствии с общей теорией относительности, то в оправдание можно предложить иное объяснение этому эффекту. Возможно вблизи массивных тел изменяются свойства среды, через которую проходит свет и именно это вызывает отклонение светового луча. Действительно, поскольку картина мира не включает эфир, как среду и все тела помещаются в некий странный физический вакуум, заполненный виртуальными частицами, которые исхитряются существовать и не существовать в одно и то же время, то, естественно, подобное объяснение не могло возникнуть. Или, например, следует считать не имеющими основания подозрения, что нейтрино может обладать пусть и чрезвычайно маленькой, но массой. И еще, если вам понадобились объекты с массой той же природы, что у протона, нейтрона и электрона, то есть обладающие гравитационными свойствами, но не взаимодействующие с веществом, то будьте готовы к тому, что в Природе таковые объекты не существуют и их название “темная материя” не должно столь долго оправдывать их поиски. То обстоятельство, что масса элементарных частиц количественно определяется мерой связи их с окружающей средой, применительно к нашей вещественной самоорганизующейся системе означает, и это опять криминальное предположение, что мы также свободны и от поисков бозонов Хиггса. По всей видимости, Природа не так хитра, как ее творение – люди, и решает свои задачи без особых изысков, гораздо прозаичней.

Коль скоро мы вспомнили о людях, отметим, что человек обладает тремя массами разной природы. Как вещественный объект, состоящий из электронов, протонов и нейтронов, человек обладает вещественной массой; как биологический объект, имеет отличную от нуля массу, соответствующую биологической самоорганизующейся системе; и, наконец, обладает социальной массой в своей одноименной системе. Нам, людям, легче всего понять количественную зависимость массы от меры связи с окружающей средой на примере нашей собственной социальной самоорганизующейся системы. Как человек связан с окружающей средой? Через свои реализуемые потребности. Что есть окружающая среда для социальной системы? Это био-вещественный мир(материнская среда), преобразованный людьми во все то, что мы называем цивилизацией. Человеку нужен дом, дороги, транспорт, магазины, детские сады и школы и тому подобное, человек связан своими интересами с другими людьми – и все это требует постоянного воспроизведения, что и составляет содержание взаимодействия с социальной окружающей средой и другими элементами системы. Эти реализуемые потребности и определяют меру связи с окружающей средой, а, значит, и величину массы объекта социальной самоорганизующейся системы. Теперь нетрудно понять, что, скажем, слон является безинерционной частицей с нулевой социальной массой, поскольку, не являясь элементом социальной самоорганизующейся системы, он не взаимодействует с ее окружающей средой.

Подводя некоторый итог, подчеркнем, что масса должна быть привязана к типу самоорганизующейся системы. И поэтому один и тот же объект может иметь массу или быть безмассовым в зависимости от того, чем он является – объектом системы или объектом окружающей среды. Так например, вещественные объекты имеют массу в вещественной самоорганизующейся системе и являются безмассовыми в биологической и социальной системах. Растения и животные являются объектами окружающей среды для социальной системы и потому имеют нулевую массу в этой системе. Теперь Вселенная предстает в виде иерархического набора самоорганизующихся систем, где каждая последующая система вырастает из предыдущих, которые становятся для нее материнской средой. Вся дальнейшая эволюция любой самоорганизующейся системы с “момента” своего рождения протекает в работе по преобразованию материнской среды в свою среду обитания. Одновременно появляется и новый трудный вопрос – можно ли считать наш вещественный мир первой самоорганизующейся системой, начинающей эту иерархическую последовательность.

Теперь об энергии. Поскольку современная наука так и не выработала общепринятого определения энергии, рассмотрим одно из существующих, а именно:энергия это количественная мера способности совершать работу. Это определение отличается простотой и, я бы сказал, подкупающей прозаичной конкретностью, что есть достоинство. В самом деле, для чего еще нужна энергия, если не для того, чтобы выполнять работу. Исследуем это определение применительно к самоорганизующейся системе. Существует две возможности реализовать это определение: первая – объекту, который будет выполнять работу, сообщается энергия и вместе с ней способность ее выполнять; и вторая возможность – объекту, который обладает способностью выполнять работу, сообщается энергия, которая определяет количественную меру выполняемой работы. Что соответствует реальности? Сейчас таковым считается первый способ. Покажем это на примере фотоэффекта: фотон передает электрону свою энергию и электрон якобы получает способность выполнить работу по выходу из тела, в котором находился. Теперь оценим этот способ, описывающий, казалось бы, явление фотоэффекта целиком и полностью, с позиций принципов самоорганизации. И первое, что сделаем – сравним оба способа с тем, чтобы выяснить различие между ними.

В первом случае энергия и способность совершать работу совпадают, а электрон выступает, как пассивный объект, потому что фактически это фотон выполнил работу, ведь именно фотон истратил свою энергию на работу по выходу электрона. Во втором случае энергия и способность совершать работу не совпадают, они являются самостоятельными характеристиками, а электрон здесь является элементом активным, обладающим способностью выполнять работу, для реализации которой ему нужно было только средство, которое он нашел в поглощенном фотоне.

Только в математическом описании оба варианта могут выглядеть совершенно одинаково. С позиций функционирования самоорганизующихся систем они существенно отличаются, потому что только элементы самоорганизующейся системы обладают свойством активности и потому только они являются носителями энергии в самоорганизующейся системе и потому только они обладают способностью выполнять работу, причем эта их способность изначальна и неизбывна, поскольку изначальна и неизбывна их активность. Отсюда следующий совершенно криминальный вывод: неправильно говорить “энергия фотона”, потому что фотон не обладает ни энергией, ни импульсом, так как не является элементом вещественной самоорганизующейся системы, что замечательно соответствует его нулевой массе в этой системе. Что же такое фотон? Фотон это средство, с помощью которого электрон увеличивает количественно меру своей “врожденной” способности совершать работу. Похоже, что все трудности, связанные с определением понятия энергии, привносятся из-за желания дать определение тому, чего на самом деле нет. Мы настолько неаккуратно пользуемся понятием энергии, что не замечаем как сплошь и рядом энергия у нас оказывается отделенной от своего носителя и это немедленно превращает все в полную бессмыслицу. Вышеприведенное исходное определение энергии вполне работоспособно, если, при этом, иметь в виду следующее: 1. Об энергии, как количественной мере работы, можно говорить только при наличии носителя энергии; 2. Быть носителем энергии и, соответственно, выполнять работу могут только элементы самоорганизующейся системы; 3. Элементы самоорганизующейся системы могут изменить свою энергию, используя объекты окружающей среды или системы, что, по сути, означает, что энергия это не какая-то неуловимая субстанция, но всегда некий конкретный материальный объект, обладание которым привносит количественную меру способности выполнять работу. Таким образом, используя понятие энергии, позволяющее общий математический подход к разнообразным физическим процессам и явлениям, надо помнить, что это понятие не имеет никакого отношения к их физическому содержанию.

Вновь воспользуемся аналогией с социальной системой. Представим себе трактор. Очевидно, что это объект независимый от специфической среды обитания элементов социальной системы, не взаимодействующий с ней и потому имеющий нулевую массу в этой системе. Точно также, очевидно, что сам по себе трактор не обладает социальной энергией, это просто объект окружающей среды социальной системы. Однако, как только элемент социальной системы – человек садится за руль трактора, этот самый объект, не имеющий ни социальной массы, ни социальной энергии, количественно увеличивает его способность совершать социальную работу и, заметим, увеличивает способность, которая существовала и без трактора. Отметим только, что трактор и ему подобные объекты, обладание которыми количественно увеличивает способность выполнять социальную работу, называются средствами производства и поэтому передача элементу или объекту социальной системы средств производства означает сообщение им социальной энергии.

Если бы мы не были элементарными частицами социальной системы и вышеописанное микрособытие по этой причине не было бы для нас так очевидно и понятно, мы, задавшись целью построить математическую модель этого события, запросто наделили бы безмассовую частицу-трактор импульсом и энергией. И все логично – трактор передал свою социальную энергию человеку и социальная работа выполнена. Есть, правда, маленькая неприятность: масса-то нулевая, а импульс отличен от нуля. Впрочем, с собой всегда можно договориться.

Еще, как мне кажется, имеет смысл отметить, что укореняющееся в сознании представление о массе и энергии как о вещах эквивалентных и совпадающих, способных напрямую превращаться друг в друга, не имеют ничего общего с реальностью. Этому представлению очень способствует и то обстоятельство, что масса частиц повсеместно выражается в единицах энергии. Связь между массой и движением действительно существует и является совершенно естественной в мире самоорганизующихся систем, потому что содержанием движения является взаимодействия элементов системы с окружающей средой, в результате которых воспроизводятся их массы, но это никак не может означать эквивалентность массы и энергии. По сути, эти взаимодействия есть единственное наполнение бытия элементов самоорганизующейся системы, бытия, в основе которого находится их зависимость от окружающей среды. Не боясь повториться, подчеркнем: неустранимость этой базовой зависимости определяет неустранимость и глобальность движения, а, значит, и самого бытия. Это же обстоятельство позволяет определять бытие и в других терминах. Поясним это.

Взаимодействие со средой, как следствие навязанной зависимости от нее, является ничем иным, как стремлением освободиться от этой зависимости. Но стремление освободиться от зависимости это – стремление к свободе. Таким образом, содержание бытия может быть также определено как неустранимоестремление к свободе. Такое представление бытия позволяет легко понять, что эволюция любой самоорганизующейся системы должна была вызвать к жизни бесконтактные способы взаимодействий между элементами системы. Соответственно, в нашей вещественной самоорганизующейся системе появились и стали доминирующими взаимодействия на основе полей, позволяющие элементам системы при этом сохранять все степени свободы.

Вернемся снова к социальной самоорганизующейся системе. Эволюция социальных систем с такой же неизбежностью выработала бесконтактные способы силовых взаимодействий между элементами и объектами системы и этими способами стали рыночные отношения. Все бесконтактные силовые взаимодействия осуществляются с помощью обменных частиц. В самоорганизующейся системе, состоящей из homo sapiens, социальными полями являются рынки, а роль обменных частиц исполняют потребительские ценности. Кто-то покупает уже упомянутый трактор, а кто-то урожай, выращенный с его помощью и, таким образом, обе стороны осуществляют свои взаимодействия с окружающей средой, реализуя свои потребности а, значит, и воспроизводят свою массу.

Коль скоро мы затронули рыночные отношения, позволю себе напомнить еще раз вполне известную, но не вполне осознанную, не смотря на свою чрезвычайную важность, истину. Рыночные отношения не изобретение человека, это не плод человеческого разума. Рыночные отношения, повторимся, это неизбежный результат эволюции социальной самоорганизующейся системы, появившиеся скорее вопреки человеческому разуму. Множество людей думали, думают и, увы, еще множество людей будут думать, что разуму подвластно все, что только с помощью разума можно построить наилучший способ и организацию бытия. Множеству людей казалось, кажутся и, увы, будут казаться рыночные отношения не совсем совершенными и справедливыми, порождающими неравенство и потому требующими замены другой системой отношений или разумного регулирования с тем, чтобы сделать их более справедливыми. И всякий раз, когда люди преуспевали в такой замене или разумном регулировании, это кончалось пролитием большой крови, смертью и страданиями людей. Представьте себе кардиолога, который хочет не просто вылечить ваше сердце, восстановить его природное состояние, но знает как и может модернизировать ваше сердце, а, главное, хочет подарить вам сердце гораздо лучшее, чем стандартное сердце, полученное вами от Природы. Пойдете вы лечиться к такому кардиологу? Теперь представьте, что это главный кардиолог и есть только единственный кардиологический госпиталь и на нем при входе висит объявление о том, что кто не пройдет модернизацию сердца, не сможет получить никакого лечения. Представили? Теперь вам понятно с какой осторожностью надо выбирать себе главного кардиолога страны. Но мы не об этом сейчас.

В наших теперешних представлениях об эволюции Мироздания его строители – электрон, протон и нейтрон появляются одномоментно, сразу и с нужными параметрами, а четыре типа взаимодействий между ними один за другим выкристализовываются по мере остывания Вселенной опять же с очень “подобранными” соотношениями между собой. Получается так, что не элементы системы самостоятельно устанавливают взаимоотношения между собой, что, естественно, было бы эволюционным процессом, а получают эти взаимоотношения навязанными и в готовом виде. В таком случае все возможно, и вот гамма – квант, грянув об пол, оборачивается электроном и позитроном одновременно. А почему бы и нет, если электрон не продукт эволюции многих миллиардов лет длиной. Интересно, что подвигло нас исключить эволюцию в микромире, хотя весь остальной наш опыт убеждает нас в обратном. Нам было трудно принять даже вероятностность поведения микрочастиц. Ну как же, свобода воли у электрона!? Сделали насилие над собой, смирились, но не осознали для чего это, что отсутствие этого свойства исключает развитие. Для нас и активность вещества до сих пор есть не более, чем фигура речи, а не реальное фундаментальное свойство, без которого Вселенная бы не состоялась. Возможно, это, с одной стороны, из отчаяния, что наше знание никогда не будет полным, и, с другой стороны, из ложного представления, что мы, homo sapiens, есть особый проект Природы, живущий по иным законам, чем весь остальной мир. И мы, то готовы придумать “сингулярность”, как занавес, чтобы не видеть дороги, уходящей пугающе далеко, не осознавая, что доблесть не в том, чтобы дойти до конца, а в том, чтобы идти не уставая; то смотрим отчуждено на вещественный мир, как на груду мертвых объектов, не понимая, что вещество это уже предЖизнь, и даже очень предЖизнь, и даже очень наша предЖизнь.

Нью Йорк, декабрь 2012 г.