Текст книги "Седьмое доказательство"

О делимости неделимого

Смертный, если не ведаешь страха – борись.

Если слаб – перед волей аллаха смирись.

Но что всякий сосуд, сотворенный из праха,

Прахом станет – ты спорить о том не берись.

Омар Хайам

Платон говорил, что вещественная природа не может быть вечной по той простой причине, что состоит из элементов, а всему, имеющему составной характер, рано или поздно суждено распасться. По этой причине все объекты минерального царства, независимо от того, земные это тела или небесные, рано или поздно распадаются на составляющие их элементы.

Ну, уж сами-то эти элементы, наверняка, вечны, не подвержены дальнейшему разрушению? Так, например, полагал Демокрит (460—370 до н. э.), согласно которому тела, состоящие из мельчайших частиц, могут разрушаться, сами же частицы – нет. Он был так уверен в этом, что назвал мельчайшие частицы вещества «атомами» (по-гречески – «неделимыми, неразрушимыми»).

Правда, уже и в те времена не все были согласны с этим предположением. Ничего подобного, – возражал Аристотель, – и элементы не живут вечно66
  Вольтер. Диалоги Эвгемера. Диалог шестой.


[Закрыть].

Спор продолжался не одну тысячу лет, пока, наконец, в 1911 году британским физиком Эрнестом Резерфордом не была установлена структура атома.

Оказалось, что не только атомы имеют составную природу и способны делиться, но и составляющие их еще более мелкие «элементарные» частицы!

Как установили исследователи из Национального института стандартов и технологий (США), покинув свой «дом» внутри ядра атома, нейтрон в среднем живет 886,8 секунды (около 15 минут).

Электрон более долговечен, но и он может спонтанно утратить энергию в виде фотона – и тогда теряет свои свойства. Да и фотоны подвержены старению (энергетической диссипации): превращаются сначала в низкоэнергетичные «реликтовые» фотоны, а потом – в виртуальные фоновые частицы77
  Бриль В. Кинетическая теория гравитации и основы единой теории материи. – СПб.: Наука, 1995. – С. 25—36, 378—384.


[Закрыть].

Протон долгое время считался абсолютно стабильной частицей, хотя для такой уверенности никогда не было серьёзных оснований, так как, по-видимому, не существует фундаментального закона физики, запрещающего его распад88
  Searches for Proton Decay and Superheavy Magnetic Monopoles. B. V. Sreekantan


[Закрыть].

У физиков существует специальное название для «смерти» элементарных частиц – аннигиляция (по-латыни: «сведение к нулю», «обнуление»). Аннигиляция – это распад на субатомном уровне с необратимой потерей световой энергии, уходящей в межгалактический вакуум.

Итак, наука свидетельствует: нет ни одного материального объекта, который можно было бы назвать вечным.

Все материальные объекты, при всём их многообразии, в одном схожи: все они разрушаются.

А поскольку свойство разрушения присуще всем без исключения телам, состоящим из материи (мы не можем указать ни одного материального объекта, не обладающего этим свойством!), можно сделать вывод, что свойство разрушаться – есть свойство самой материи. Таким образом, следует признать, что материи присуще стремление к разрушению, к переходу в более простое состояние.

Любопытно: наука пришла к такому выводу только на рубеже XXI века, а священные тексты знали об этом уже много тысяч лет назад. Например, в Ведах так и записано: «Все здесь – пища для смерти». (Брихадараньяка упанишада, III, 2:10.)

Абсолютно все.

Это – первый факт, на который следовало бы обратить внимание: в мире нет ничего вечного.

Мир существует

Истинно, в устройстве небес и земли, в смене ночи и дня; в кораблях, перевозящих по морю полезное людям; в воде, которую низводит Бог с неба и оживляет ею землю после её омертвения; во всех животных, которых рассеял Он по ней; в движении ветров и облак, принужденных носиться между небом и землею, есть знамения для людей рассудительных.

Коран

Второй факт, доступный непосредственному наблюдению: мир существует.

Вы скажете: ну и что? Открыли, тоже, Америку! Конечно, существует, куда ж ему деться?

Но вспомните, о чем мы только что говорили.

Всякий объект, составляющий этот мир, постоянно, ежечасно, ежеминутно, ежесекундно разрушается, и сама материя разрушается, ведь составляющие её элементарные частицы постоянно уничтожаются.

Что из этого следует?

Что по истечении какого-то времени весь мир должен уничтожиться, исчезнуть, погрузиться в небытие.

Сколько времени для этого потребуется? Наверно, немало, ведь объектов в мире огромное множество? Но ведь все эти объекты разрушаются не друг за другом, а практически одновременно (хотя и с разной скоростью).

Время существования разрушающегося мира определяется периодом существования объекта, разрушающегося медленнее других.

На первый взгляд, дольше всего может противостоять разрушению объект большей массы. Об этом даже пословица сложена: «Пока толстый сохнет, худой сдохнет» (прошу прощения за неполиткорректность народного выражения).

Но это только на первый взгляд. В действительности дело обстоит иначе.

Если говорить о звездах, – а это наиболее массивные объекты во Вселенной, – то срок их жизни действительно определяется массой. Но не так, как мы предположили. А наоборот. Чем массивнее звезда, тем меньше она живет. Самые большие звезды живут всего несколько миллионов лет. А звезды поменьше, вроде нашего Солнца – живут подольше. В среднем же для подавляющего большинства звезд время жизни составляет около 9,5 млрд. лет99
  Oswalt, Smith, Wood и Hintzen (1996, Nature, 382, 692).


[Закрыть].

А теперь: внимание!

Возраст Вселенной, рассчитанный на основании «параметра Хаббла», оценивается величиной в 10—20 млрд. лет. По последним уточненным данным она родилась около 14 млрд. лет назад1010
  How Old is the Universe? (англ.). НАСА (19 июля 2010 года).


[Закрыть]. Если предположить, что большинство звезд возникло одновременно с образованием Вселенной, то к настоящему времени их ресурс должен мог уже закончиться или был бы близок к исчерпанию. То есть уже сегодня Вселенная должна была либо погибнуть, либо находиться в состоянии предсмертной агонии.

Однако она продолжает существовать. И не просто существовать, но порождать новые звезды. В среднем только в нашей Галактике ежегодно рождается примерно десяток звезд с общей массой около 5 масс Солнца.

Так что факт существования Вселенной – не такой очевидный, как кажется. Он скрывает в себе некую тайну.

В самом деле, почему Вселенная существует, хотя, судя по всему, должна бы уже прекратить своё существование?

Да при этом она ещё и развивается!

По-видимому, есть нечто, что препятствует её саморазрушению, что не дает ей уничтожиться! Имеется какая-то сила, противостоящая стремлению материи к разрушению!

Две силы

Соединение, рождение и рост составляют цикл жизни, так же как цикл смерти состоит из прекращения роста, из дезинтеграции и распада.

Э. Фромм. Душа человека.

Можем ли мы убедиться в существовании такой силы? Ощутить её действие?

Посмотрите внимательно вокруг себя, и вы увидите не только следы тления и разрушения, но и свидетельства обратного процесса – созидания, обновления, роста.

Особенно наглядно действие нашей предполагаемой силы (назовем эту созидательную силу – «силой А», в противовес направленной к разрушению и смерти «силе М») ощущается в мире живой природы. Да, всякое живое существо в конечном итоге погибает и разрушается, но прежде оно производит на свет себе подобных, которые растут и развиваются, повторяют земной путь своих родителей – и тоже приносят потомство. При этом за свою жизнь живое существо обычно производит на свет более одного потомка. В некоторых случаях количество потомства измеряется десятками, сотнями и тысячами особей, что обеспечивает расширенное воспроизводство живых организмов. К настоящему времени их уже так много, что они превратились в самостоятельный геологический фактор, изменив состав атмосферы (газовой оболочки планеты), а в её недрах сформировав подземные запасы горючих ископаемых – нефти, угля и газа. Живые организмы совершенно преобразили облик Земли, составив на ней целый планетарный слой – биосферу1111
  Биосфера (от др. греч. βιος – жизнь и σφαῖρα – сфера, шар) – оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная ими.


[Закрыть].

Не следует, однако, думать, что сопротивление разрушению и смерти свойственно только живой природе.

Наблюдая явления, происходящие в космическом пространстве, ученые обнаружили процессы рождения новых небесных тел – звезд, звездных скоплений (галактик), а также планет, спутников, комет, астероидов.

При благоприятном стечении обстоятельств на некоторых планетах может образоваться органическая жизнь, формы которой эволюционируют, производя все более сложные существа.

То есть, вместо того, чтобы разрушаться и распадаться, обращаясь в пыль, космос постоянно порождает все новые объекты, создает все более сложно организованные структуры.

По-видимому, само появление нынешней системы небесных тел и возникновение на некоторых из них жизни – это результат действия силы А.

Данные различных наук – физики, химии, геологии, ботаники, зоологии, антропологии – свидетельствуют о том, что на смену простым формам материи приходят все более и более сложные, более высокоорганизованные.

Все существующие материальные объекты по степени сложности можно подразделить на четыре уровня: неживые (минеральные), живые, чувствующие и разумные. Все они состоят из одних и тех же элементов, различие же между ними состоит только в том, что эти элементы составляют в них комбинации различной сложности.

Никто не станет отрицать, что даже самое примитивное живое существо устроено неизмеримо сложнее, чем любой из минералов; что существа, обладающие чувствами (животные) более совершенны, чем не имеющие органов чувств растения; что разумное существо – человек – более совершенно, чем самые высшие из животных. Это видно хотя бы из того, что каждый следующий уровень сложности обладает большим количеством свойств в сравнении с предыдущим уровнем, т. е. предполагает наличие свойств всех предыдущих уровней с прибавлением к ним каких-то новых свойств, которых у предшественников не было.

Получается, что рассматривая изменения материи, мы наталкиваемся на очевидное противоречие. С одной стороны, под действием стремления материи перейти в более простое состояние всякий материальный объект постоянно разрушается, распадается на составляющие части вплоть до самых мельчайших элементов, теряет свою форму и структуру, свою обособленность, попросту говоря, обращается в прах. То есть имеет место процесс инволюции – свертывания разнообразия материальных форм, сведения их к однородному аморфному состоянию. Если бы действовали только инволютивные процессы, т. е. процессы распада и разрушения, то со временем весь окружающий нас мир обратился бы в кучу однородного праха, равномерно рассредоточенного в пространстве. Однако, как мы видим, на самом деле происходит нечто иное.

Чем больше мы исследуем мир, тем всё более убеждаемся в том, что он эволюционирует, порождая все более сложные и совершенные формы, становясь все более разнообразным. Итак, несмотря на свойство материи разрушаться и переходить в более простое состояние, материальный мир эволюционирует, то есть развивается от простого – к более сложному состоянию. Возникает противоречие между инволютивным свойством материи и её фактическим эволюционированием. Объяснить это противоречие, исходя из свойств самой материи, невозможно.

Сопоставляя обе выявленные нами из непосредственных наблюдений силы, можно сказать, что они имеют противоположные знаки, то есть действуют в противоположных направлениях. Имея в виду их направленность, соотношение между ними можно было бы математически выразить формулой:

А – M = 0 [1]

Однако, эта формула не вполне точна: силы А и М не равны между собой. Их равенство означало бы установление некоторого состояния равновесия, которое выглядело бы следующим образом: исчезновение (разрушение) одного объекта компенсировалось бы возникновением равноценного объекта. Мы имели бы при этом модель стационарного, не изменяющегося мира, сохраняющего однажды достигнутую структуру. Но эта модель противоречит тому, что мы наблюдаем.

На самом деле наш мир находится в постоянном развитии, его структура усложняется, он производит все более сложные и совершенные объекты.

Из бесформенных масс материи некогда сформировалась изящная структура нашей Галактики и нашей Солнечной системы, совершающей циклические движения с точностью отлаженного часового механизма. Из мертвых бесчувственных минералов появилась жизнь, способная противостоять смерти и разрушению. Из примитивных одноклеточных форм жизни со временем развились сложноорганизованные живые существа, состоящие из миллионов специализированных клеток и образующие определенным образом структурированные сообщества.

Всё это – свидетельства того, что сила А не только компенсирует действие силы М, но и превосходит её, пересиливает, заставляет материальный мир развиваться в направлении, противоположном его естественному стремлению к разрушению. Поэтому соотношение двух мировых сил правильнее будет выразить не уравнением, а неравенством:

А – M> 0 [2]

Найденное нами неравенство описывает модель развивающегося, эволюционирующего мира. Именно неравенство, неравновесность действующих сил позволяет ему развиваться в сторону усложнения, совершенствования.

Хаос и космос

Согласно древним мифам, первоначально мир представлял собой Хаос1212
  Хаос (греч. χάος от греч. χαίνω – раскрываться, разверзаться), в древнегреческой мифологии беспредельная изначальная масса, из которой образовалось впоследствии всё существующее.


[Закрыть] – бесформенное, недифференцированное скопление вещества (или смешение стихий), в котором не было ни верха, ни низа, ни края, ни середины. От греческого слова «хаос» впоследствии возник термин «газ» – такое состояние вещества, при котором вещество равномерно заполняет весь предоставленный ему объем. Можно представить себе первобытный Хаос как некий газ из частиц материи, некое подобие которого мы обнаруживаем в космосе и сейчас в виде газово-пылевых туманностей. А затем, гласит миф, боги придали Хаосу форму и упорядоченную структуру, создали из него звезды, планеты, Луну и Солнце, то есть установили во Вселенной организацию и порядок. Порядок по-гречески называется «космос». Таким образом, первобытный Хаос был преобразован в Космос.

Соотнося древний миф с тем, о чем мы говорили выше, можно сказать, что стремление силы М, под которой мы подразумеваем материю, направлено в сторону Хаоса, в то время, как сила А двигает мир в направлении Космоса, который следует понимать не как раз и навсегда установленный и застывший порядок, но как постоянно совершенствующуюся и усложняющуюся организацию материальных тел. При этом, вследствие превосходства силы А над силой М, реализована именно упорядоченная (космическая) модель Вселенной, и её упорядоченность продолжает нарастать, несмотря на постоянно продолжающийся процесс разрушения каждого из материальных объектов.

По представлениям Платона и его учеников, хаос (если говорить современным языком) есть такое состояние системы, которое остается по мере устранения возможностей проявления её свойств.

С другой стороны, из системы, находящейся изначально в хаотическом состоянии, возникает всё, что составляет содержание мироздания. Роль творящей силы – творца – Платон отводил Демиургу, который и превратил изначальный Хаос в Космос. Таким образом, все существующие структуры порождаются из хаоса.

Энтропия

В чем состоит различие между Хаосом и Космосом? По-видимому, в степени упорядоченности, в степени организации. Хаос характеризуется минимальной степенью упорядоченности, а Космос, соответственно, более высокой.

Физики предпочитают выражать состояние системы величиной, обратной степени организации, называя эту величину «энтропией» (обычно обозначается буквой S).

Этот термин был введен в научный оборот в 1865 году Рудольфом Клаузиусом, одним из основателей термодинамики. Клаузиус так объяснял значение изобретенного им слова. «Тропе» по-гречески означает «превращение»; к этому корню Клаузиус добавил приставку «эн», чтобы получившееся слово было созвучно слову «энергия», к которому энтропия близка по физической значимости.

Энтропия фактически выражает стремление материи к разрушению. Если представить себе конечное состояние, к которому стремится материя, т. е. состояние мира после полного его разрушения, то такое состояние будет обладать максимальной энтропией.

Энтропия – мера хаоса.

Австрийский физик Л. Больцман установил, что связь энтропии изолированной системы с вероятностью ее состояния выражается формулой

S = k ln N, [4]

где k = 1,38 • 10^—23 Дж/К – постоянная Больцмана.

В изолированных системах всегда самопроизвольно происходят такие процессы, при которых с течением времени выравниваются температуры, давления, концентрации различных химических веществ, потенциалы и т. п. Все эти изменения приводят к возрастанию энтропии.

Таким образом, наиболее вероятным состоянием Вселенной является такое, при котором она обладает наибольшей энтропией, то есть – хаос.

Информация

Информация означает степень упорядоченности.

Станислав Лем

Обратную по отношению к энтропии величину мы назвали «степенью упорядоченности». Если энтропия характеризует стремление материи к состоянию хаоса, то степень упорядоченности указывает на движение в противоположном направлении – к упорядоченному состоянию, т. е. к космосу.

Что такое степень упорядоченности, представить несложно. Интуитивно любой человек имеет об этом представление. Представьте себе, что ребенок раскидал свои игрушки по всей комнате. Это – хаос. Но вы заставили его собрать все и сложить в коробку для игрушек. Теперь они не занимают всего пространства комнаты, но находятся в специально отведенном для них месте. Это – упорядоченное состояние.

Если вы рассортируете игрушки по какому-то признаку, например, отдельно мелкие, а отдельно – крупные, степень упорядоченности увеличится, так как теперь внутри категории игрушек выделятся какие-то подкатегории (структуры).

Термин «степень упорядоченности», несмотря на достаточную ясность и конкретность, не получил распространения. Вместо него широко употребляется другой термин: информация.

По-латыни informatio означает «разъяснение, изложение, истолкование, осведомление, сообщение о чем-то». Но слово informatio является производным от латинского выражения in-formo, означающего «придавать форму, порядок, устраивать, организовывать». Таким образом, информация означает не что иное, как степень упорядоченности.

Как известно, наука начинается тогда, когда от качественных оценок переходят к количественным, то есть, попросту говоря, когда появляется возможность измерять. Чем же измерить информацию? Может быть, количеством слов? Например, для исчисления величины писательского гонорара используется такая единица измерения, как авторский лист – лист определенного размера, заполненный авторским текстом, набранным шрифтом определенного размера. Можно воспользоваться для этой цели и количеством знаков (т. е. букв) в тексте. Но всегда ли информативность текста определяется его величиной? Можно прочитать толстенную книгу и извлечь из нее лишь одну банальную мысль, например о том, что неразделенная любовь – это плохо. В то же время, в маленькой первой главе книги Бытие содержится информация обо всей истории сотворения мира с начала времен. Не зря ведь говорят, что краткость – сестра таланта.

Конечно, связь между количеством слов или знаков и количеством информации имеется, но это должны быть не просто слова и знаки, а слова и знаки, содержащие значимые, существенные сведения.

Для измерения информации придумана специальная единица – бит. Что это такое? Один бит – это количество информации, устраняющее неопределенность при выборе одной возможности из двух равноценных. По существу, это ответ на элементарный вопрос, допускающий только два ответа – «да» или «нет». Как говаривал Иисус: «да будет слово ваше: да, да; нет, нет; а что сверх этого, то от лукавого» (Матф.5:37).

Очевидно, что чем более сложно организованную систему мы рассматриваем, тем больше число вопросов, которые у нас в относительно нее могут возникнуть, следовательно, тем большее количество информации содержится в этой системе.

Ну что, например, можно рассказать о Хаосе? Только то, что он существует. Но попробуйте описать Космос, состоящий из галактик, метагалактик, звездных систем, планет с лунами, астероидов, комет, «белых карликов», «черных дыр», нейтронных звезд, – и каждый из этих объектов движется по определенным законам и оказывает влияние на другие объекты! Безусловно, Космос (упорядоченное состояние Вселенной) содержит гораздо большее количество информации, чем Хаос.

В теории информации известен закон, гласящий, что количество информации, введенное в какую-либо систему, в результате различных ее преобразований не возрастает. Вследствие наличия помех (шумов) в каналах связи оно может либо уменьшиться, либо, в лучшем случае, остаться неизменным (закон сохранения информации). Здесь идет речь о так называемой абсолютной информации.

Существует также понятие распределенной информации. Если мы вводим одну и ту же информацию в несколько разных систем, то количество распределенной информации будет во столько раз больше количества абсолютной информации, во сколько систем она была введена. Например, если вот эту книгу прочитают 10 человек, то количество распределенной информации станет в 10 раз больше количества абсолютной информации, содержащейся в книге.

Если имеется алфавит из 32 букв, частота появления которых в тексте одинакова (предположим, что это так), то знание одной буквы из алфавита дает 5 битов информации (2⁵ = 32). Следовательно, в простейшем случае равенства исходных вероятностей количество информации (I), выраженное в битах, равно двоичному логарифму числа возможных результатов (N):

I = log2 N [5]

Несложно заметить, что эта формула совпадает с формулой Больцмана [4] с точностью до постоянного множителя. Это совпадение не случайно.

Известный физик Л. Бриллюэн установил так называемый негэнтропийный принцип информации, согласно которому введение в систему информации уменьшает энтропию системы.

Объективная связь между энтропией и количеством информации заключается в том, что обе величины являются мерами организованности рассматриваемой физической системы.

К негэнтропийному принципу информации можно прийти, например, путем таких рассуждений.

Возьмем определенную физическую систему с энтропией S, состояние которой может осуществляться N различными способами (S = k ln N). Введем в эту систему такое количество информации I = log2 N, чтобы из N различных способов осуществления состояния системы реализовался один определенный способ. Рассматриваемая нами система выступает при этом как система записи данной информации. Тогда в формуле (5) следует положить N =1, а, значит, в этом случае будет S=0, то есть мы получим полностью упорядоченную систему. Таким образом, энтропия системы уменьшилась до нуля, и произошло это благодаря получению количества информации I = log2 N. Значит, информация несет с собой отрицательную энтропию (негэнтропию), и для количества информации нужно так выбрать единицы измерения вместо битов, чтобы для рассматриваемого случая было:

S – I = 0 [6]

или log2 N (битов) = k ln N = k log2 N ln 2.

Откуда 1 бит = k ln2 ~ 10^—23 Дж/К.

Формула [6] наглядно демонстрирует отношение информации к энтропии. Бриллюэн, давая определение информации, назвал её «отрицанием энтропии».

Заметим, что формула [6] идентична формуле [1], выведенной нами из наблюдений за окружающей действительностью. Это означает, что величины энтропии и информации весьма достоверно описывают действие разрушительной силы М и противостоящей ей созидательной силы А.

Если исходить из того, что исходным состоянием Вселенной (Универсума) был хаос, характеризующийся максимальной энтропией, то для возникновения космоса, т. е. её нынешнего состояния, необходимо было введение во Вселенную некоторого количества информации. Очевидно, что эта информация не содержалась изначально во Вселенной, иначе её энтропия не принимала бы максимального значения. Значит, она была введена откуда-то извне. Но откуда? Ведь согласно материалистическим взглядам физическая Вселенная – это всё, что есть, и кроме неё ничего не существует! Получается, что источник информации должен иметь нематериальный, трансцендентный1313
  Трансцендентный – от лат. transcendens – «выходящий за пределы».


[Закрыть] характер. В мире физических явлений «его глубочайшая тайна лежит вне его собственной реальности»1414
  Torrance (1981), p. 36.


[Закрыть].

Важнейшим следствием из формулы [6] является связь между информацией и энергией. Формула позволяет рассчитать количество энергии, необходимое для возникновения единицы информации:

Для того, чтобы возник 1 бит информации, необходимо произвести работу в 10²³ Дж/К.

И наоборот: чтобы возникла энергия в размере 1 Дж/К необходимо затратить 10 ²³ бит информации.

Запомним этот вывод – он нам еще пригодится.

Обратим внимание на еще одну немаловажную особенность. Если по мере упорядочения системы энтропия уменьшается от абсолютного максимального значения (принимаемого ею при хаотическом состоянии системы), в идеале стремясь к нулю, то информация увеличивается от нуля (в состоянии хаоса) до бесконечности. При этом во Вселенной может быть реализован абсолютный хаос (собственно, это её изначальное состояние), но не может быть достигнута абсолютная упорядоченность. Вселенная может лишь стремиться к наивысшему порядку, но он находится за гранью возможностей материального мира, за гранью Природы.

Этот принцип сформулировал Станислав Лем: «максимальный порядок, какой мы можем представить себе, выше того, который проявляет Природа»1515
  Лем Станислав. Сумма технологии, 7.


[Закрыть]. Этот наивысший, абсолютный или идеальный порядок, характеризующийся нулевой энтропией и бесконечным объемом информации, представляет собой не что иное, как мировой Абсолют, т. е. то, что принято называть Богом.