В качестве комментария можно привести примеры различного понимания пространства-времени в классической и квантовой механике.
Четвертый (эволюционный) принцип утверждает, что в процессе эволюции «ФН», функционирующий на Mij, развивает собственную структуру эргономично во всех подсистемах, на всех уровнях организации. В результате эволюции «ФН» может включать в ЭИВ (внешнее и внутреннее) новые, более глубокие материальные уровни. Происходит расширение множества материальных структур, на котором функционирует наблюдатель до Mjk (Mij < Mjk, где 1<i, k>j). Развитие «ФН» обусловлено ЭИВ всех подсистем.
Этот принцип утверждает, что в процессе развития система «Естествознание» вовлекает во взаимодействие более глубокие уровни. Появляются возможности оперировать с молекулами, затем становятся доступными процессы на атомном и субатомном уровнях. На современном этапе в контексте нанотехнологий стало возможным оперировать и конструировать системы на уровне атомов и молекул.
В своей работе О.Н. Пивоваров сформулировал также следствия из приведенных выше принципов.
«Следствие 1. Граница “ФН” обусловлена предельными структурами Si и Sj подмножества Mj множества М (Re), на котором функционирует наблюдатель».
Таким образом, в границу наблюдателя входят и материальные уровни измерительных приборов, которые есть в наличии у исследователя.
«Следствие 2. Объективно существующие структуры Sm (m<i) и физические процессы с их участием являются для «ФН», функционирующего на Mij, ненаблюдаемыми виртуальными. Однако они могут быть наблюдаемыми для “ФН”, функционирующего на Mmj».
Так, до открытия электромагнитного излучения, да и в настоящее время, без радиоприемника радиоволны не наблюдаемы. При этом если есть измерительный прибор, регистрирующий электромагнитные волны, т. е. работающий на уровне квантов электромагнитного поля, то радиоволны становятся наблюдаемыми.
«Следствие 3. Для расширения возможностей “ФН”, функционирующего на Mj, наблюдать физические структуры и явления на Mkm (k<i, m~j) необходимо включить в состав “ФН” организацию, функционирующую на Mkm, так, чтобы пересечение Mj и Mkm было ненулевым».
Например, для измерения экологической обстановки в настоящее время используются биологические индикаторы растения и животные. Фиксируют состояние лишайников, наличие определенной степени биоразнообразия.
«Следствие 4. Физические процессы, протекающие в Mj є M (Re), синхронизованные виртуальными взаимодействиями в Mik, где k>0 являются когерентными для “ФН”, функционирующего на Mij. Количество материальных уровней, на которых синхронизированы процессы и характер синхронизации в системе, определяют степень ее когерентности».
Это следствие относится к осмыслению свойства целостности (когерентности) биологической системы. Напомним, что когерентность означает одновременно и синхронизацию процессов, и целостность (связность) системы. В классической физике когерентность определяется опосредованно, по результату наблюдения интерференции. Два луча когерентны, если они дают интерференционную картину. Степень когерентности в классике определяется четкостью интерференционных полос. Олег Пивоваров, по существу, констатировал, что за когерентность отвечают ненаблюдаемые для системы физические процессы.
«Следствие 5. Физические процессы, воспринимаемые “ФН”, функционирующим на M.. є М (Re), вероятностными, могут быть обусловлены детерминированными связями для “ФН”, функционирующего на M.k, где k>0».
Трение, которое возникает в результате электромагнитного взаимодействия атомов и молекул, отсутствует на наноуровне. Таким образом молекулярные моторы работают без трения.
«Следствие 6. Функционирование высших биосистем обусловлено ЭИВЭИВ энергоинформационное взаимодействие. (притоком негаэнтропии) с глубокими материальными уровнями принципиально ненаблюдаемыми классическими приборами. Наблюдение характеристик ЭИВ высших биосистем необходимо осуществлять “ФН”, функционирующему на тех материальных уровнях, на которых осуществляется функционирование высших биосистем. При эволюции “ФН” сфера «наблюдаемых» объектов и явлений расширяется за счет неклассических средств наблюдения, обеспеченных специальной метрологией».
Следовательно, человек может изучать отдельные молекулы, но отдельная молекула не может исследовать такую сложную систему, как организм человека.
«Следствие 6-1. Первым осваивает более глубокие материальные уровни (делая их информационными) сознание физикатеоретика (основоположника, первопроходца), который формированием математического аппарата позволяет развивать информационную систему своих собратьев. Формальный аппарат для людей, обладающих физическими способностями алгоритм возможного включения “рецепторов” сознания. Тотальное освоение новых информационных уровней определяется принципом 5».
Получается, что пространственная граница физического наблюдателя, человека-исследователя не обязательно ограничена его телом, наблюдаемым классическими приборами. Если какие-то структуры физика обладают сложной топологической связностью с другими измерениями в пространстве, содержащем более 4-х пространственно-временных измерений, то принципиально возможна бесконечная граница «ФН» в обычном трехмерном пространстве. Однако реальные физические взаимодействия в этих новых измерениях не будут наблюдаться классическими средствами. Топологическая структура наблюдателя должна быть более сложной, чем структура объекта, граница которого измеряется.
Олег Пивоваров предложил следующую модель: те процессы, которые рассматриваются квантовой теорией, в реальности протекают в пространстве с числом пространственно-временных измерений больше 4. Квантовый формализм, таким образом, описывает лишь проекцию реальных процессов. Согласно Пивоварову, существуют «два типа физиков-теоретиков. Одни реализуют в себе как эволюционирующую систему “рецепторов” сознания, развитие которой расширяет реальные физические границы “ФН”, так и суперкомпьютер, который на не всегда понятных принципах реализует математический формализм (можно провести аналогию с комбинацией аналоговой и цифровой систем компьютера, в котором возможности аналогового моделирования ограничены реальными физическими процессами). Другие реализуют в себе только цифровой режим, подкрепленный набором стандартных моделирующих функций, с логикой и правилами работы, заложенным внешним Программистом (учителем), программным обеспечением. Такие физики-теоретики не могут выйти за пределы “программного обеспечения”. Из-за отсутствия эволюционирующей системы рецепторов они не только не могут сами выйти в авторефлексию, но и являются тормозом в развитии новых физиков-теоретиков, физической науки, плодя себе подобных (становясь учителями). В коллективах исследователей всегда существуют оба типа исследователей, каждый из которых имеет свои сильные стороны. Развитие “ФН”, происходит при доминанте исследователей первого типа».
«Следствие 7. Качественные скачки, расширяющие энергоинформационные возможности Цивилизации (а, следовательно, «ФН», «Естествознания») через резкое увеличение информационных, энергетических, коммуникационных (космических) ресурсов возможны только при увеличении степени когерентности общественных процессов. Доступ к неограниченным возможностям в сферах Космоса, Энергии, Информации цивилизация получает лишь при формировании единого духовного стержня, синхронизирующего ненаблюдаемые процессы ЭИВ с Мирозданием, Создателем, общества с эргономичной иерархией, живущего в гармоничной биосфере».
Это следствие намечает новые подходы к диалогу науки и религии, показывает важность социального контекста научного знания.
В книге «Природа живых систем», вышедшей в свет в 2002 г., О.Н. Пивоваров описал контуры формализма, который, по его мнению, может быть плодотворно использован для описания физического наблюдателя, обладающего сознанием.
Он предлагает использовать бесконечные матрицы (таблицы информации о биосистеме и процессах ее взаимодействия со средой, получаемой системным физическим наблюдателем, использующим средства измерения на всех материальных уровнях, на которых функционирует биосистема). По вертикали отложена иерархические уровни материи, на которой функционирует биосистема, а по горизонтали иерархия структур материи, на которой функционируют средства измерения физического наблюдателя. На пересечении строки и столбца множество данных наблюдения.
Можно в качестве нулевого уровня выбрать уровень одного протона, далее можно выбрать уровни так, чтобы количество нуклонов отличалось примерно на порядок. Тогда, атом углерода (изотопы 12 и 13) это уровень 1, атомы, содержащие примерно 100 нуклонов, это уровень 2, простейшие органические молекулы (содержащие примерно 1000 нуклонов) это уровень 3 и т.д. Таким образом, клетки это уровни 10-12, а сложные организмы свыше 15-17.
С методологической точки зрения такой подход можно трактовать как развитие антропного принципа. В качестве основы выбираются те уровни, которые непосредственно доступны наблюдателю, а они тесно связаны с его телесностью. После того, как специальная теория Эйнштейна сократила возможности наблюдения прошлого и будущего до светового конуса, а принцип неопределенности Гейзенберга наложил ограничения на точность измерений, появилась необходимость конструирования наблюдателя, фиксации его влияния на изучаемую систему. Только это может «спасти» принцип объективности в изучении человеко-мерных систем. Необходимо фиксировать границу и метрологические возможности биосистемы физического наблюдателя.Пивоваров О.Н., Пивоваров И.О., Кудрина Л.Н. Природа живых систем. М., 2002. Там же. С. 42-49. Там же.
Вновь центром изучения Вселенной становится человек, который, однако, согласно четвертому принципу, сформулированному Пивоваровым, в процессе эволюции способен усложнять себя на всех подсистемах: продвигаться все дальше в Космос и идти все глубже в изучении предельных уровней микромира.
В настоящее время социологи все больше говорят об обществе, основанном на знаниях. Меняется взаимодействие ученых и политиков, происходят значительные изменения в подготовке специалистов. Место фундаментальной науки пытаются занять различные технологии. Понимание сложности современных систем приводит к необходимости обеспечения конвергенции различных технологий. Появился термин «nbic-технологии», который подразумевает совместное использование нано-, био-, информационных и когнитивных технологий. Следует признать, что подобный подход приводит к значительным технологическим успехам.
Например, недавно удалось сконструировать «в пробирке» полный геном бактерии и внедрить его в оболочку бактерии другого вида, получив при этом полноценную живую клетку, способную к размножению25. Налицо попытка технологического решения фундаментальных проблем. Однако доктор биологических наук Вадим Говорун отмечает: «...вы никогда не сможете слить в одной пробирке рибосомные белки, ДНК, ферменты, липиды и т.д. и собрать из них бактерию, пусть даже очень маленькую». Он утверждает: «последние 25 лет в биологии стагнация, научная мысль идет путем накопления и анализа данных. Смены парадигмы не происходит. Сейчас впервые в истории человечества появляется возможность воплощать свои представления о живой клетке. Компьютерное моделирование вот что появляется в конструировании жизни.».
Все это только доказывает, что обойти принцип редукционизма не удается. Если не рассматривать предельные уровни организации материи, на которых функционирует «общество, основанноеБехманн Г. Современное общество: риска, информационное общество, общество знаний. М., 2010. Белоконева О. Синтетическая геномика: в полушаге от «элемента жизни» // Наука и жизнь. 2010. №11. С. 40. Говорун В. «Минимальная» клетка и смена парадигмы в биологии // Наука и жизнь. 2010. №11. С. 44. на знаниях», то особой разницы между первобытными людьми (которые тоже использовали знания для выживания) и современной цивилизацией нет.
Только рассмотрение уровней физической реальности, которые «освоены» данным социумом, дает ключ к пониманию различной «глубины» знаний, доступной различным уровням цивилизационного развития. Если использовать не только чисто социологический подход, то окажется, что далеко не каждое общество, основанное на знаниях, имеет науку и технику, позволяющую разрабатывать и использовать электронные приборы, энергию атома, выходить в открытый космос.
Понимание целостности мира, включенности (вписанности, имманентности) наблюдателя в окружающую среду и стремление включить это в научную методологию присутствует в науке довольно давно. Приведем слова Поппера: «Существует, по крайней мере, одна философская проблема, в которой заинтересовано все мыслящее человечество. Это проблема космологии, проблема понимания мира, включая и нас самих, и нашего знания как части мира».
По словам В.И. Аршинова, «И.Р. Пригожин пытался включить человека в его “новый диалог с природой” в контексте философской по сути идеи «от бытия к становлению». Для запуска этого диалога требовался и новый наблюдатель актор-участник этого диалога. Для этого же ему и потребовалось преодолеть разрыв двух времен: внутреннего (субъективного) времени А. Бергсона и внешнего (объективного) времени И. Ньютона. Он писал: «Мы начинаем с наблюдателя живого организма, проводящего различие между прошлым и будущим, и заканчиваем диссипативными структурами, которые... содержат “историческое измерение”. Тем самым мы рассматриваем себя как высокоразвитую разновидность диссипативных структур и “объективно” обосновываем различие между прошлым и будущим, введенное в самом начале».
Интересно, что эти, изначально философско-методологические идеи постепенно воспринимаются сообществом физиков-профессионалов. «Некоторые авторы. говорят о “следующей революции в физике”, о становлении новой парадигмы в науке. И эта парадигма уже как двадцать лет имеет свое название.Цит. по: Аршинов В.И. Синергетика конвергирует со сложностью // Синергетика инновационной сложности. М., 2011. С. 252.Аршинов В.И. Синергетика конвергирует со сложностью. А именно “эндофизика'". Буквально этот термин означает “физика изнутри”. Эндофизика помещает наблюдателя внутрь Вселенной. В противоположность экзофизики, исходящей из перспективы возможности адекватного познания системы, наблюдаемой извне».