ВОРОНКА
(Инженерные этюды о новейшем мировоззрении)
Глава 8. Химера Гейзенберга.
- Предисловие
- Соотношения
неопределённостей Гейзенберга
- Уровни
сложности миров
- Финансовый
Макромир
- Апокриф
- Эффект
бабочки
Глава 8. ХИМЕРА ГЕЙЗЕНБЕРГА
Предисловие
Точных предпосылок для необходимости этой главы нет. Однако если она
появилась, то значит, так тому и быть! А появилась она из Пустоты. Буквально.
На одном из форумов в сети обсуждался буддизм как форма существования
религии. Особо был интересен дзен-буддизм.
Я приобщился к этой философии и попробовал генерировать примитивные дзеновские истины, которые отражают моё понимание мира. Это
«истины», «рождённые» мною, но адаптированные под дзен. В качестве примера вот
одна из них.
«Учитель ученикам:
- Сегодня я постиг истину Пустоты.
- Скажи, о Учитель, как ты
это сделал?
- Я поднимал из колодца ведро с водой. Дно лопнуло и я
вытащил пустое ведро...
- Ну и что, о Учитель?
- Я бы мог получить то же самое не подходя к
колодцу... Откажитесь от стремления постичь Истину Всего,
и вы постигнете Пустоту!».
Зачем буддисты постигают Пустоту? Почему бы им не заняться Полнотой? О
ней тоже можно дать пытливому уму столько, что потом он до смерти не разберётся
во всё этом...
Оказывается, в том есть прямой
физиологический смысл! Ведь что такое жизнь как процесс? Аллегорически, это
есть наполнение пустого ведра водой. Однако процесс этот длительный,
ограничивается только самою жизнью. Ведро ещё не наполнено водой, но уже
ржавеет. И чем дольше оно наполняется, тем больше в нём дыр... В результате, к
исходу жизни, ведро пустое! Для многих, если не для большинства, такой исход
трагичен крушением замыслов: всю жизнь стремился достичь
истину, а когда «догнал» - ужаснулся результатом. Вот религия и помогает
человеку жить в гармонии замыслов и результатов.
Здесь просматривается «соотношение
неопределённостей Пустоты»: ∆X∙∆t=ПУСТОТА=0.
Где: ∆Х - знания конкретного индивидуума, ∆t
– время, потраченное на приобретение этих знаний.
При ∆t, стремящемся к
бесконечности, знания неизбежно должны стать нулю. И наоборот, не успеет
желторотый студент осилить дифференциальное исчисление, как уже кричит о том,
что ему открылась истина всего...
Данное выражение, быть может некорректное по своей сути, совершенно не
противоречит квантовой механике! Ведь она оперирует объектами микромира. А в
масштабах Вселенной (на которую человек покушается знаниями) мир человека не
более чем микромир, в котором сам человек ничтожно малая субстанция.
Соотношения
неопределённостей Гейзенберга
В классической механике определённому значению координаты частицы
соответствуют точные значения её скорости и импульса. В квантовой механике
существуют ограничения в возможности одновременного точного определения
координаты частицы и величины его импульса. Эти ограничения связаны с
корпускулярно-волновой двойственностью свойств микрочастиц. Так как
двойственность (дуализм) широко распространена в природе, то мы можем надеяться
на применение аналогов неопределённостей Гейзенберга при анализе различных
систем, находящихся не только в физическом микромире.
Оригиналы неопределённостей имеют следующий вид:
∆X∙∆Px ≥ h
∆Y∙∆Py ≥ h
∆Z∙∆Pz ≥ h
∆W∙∆t ≥ h
Где:
X,Y,Z – координаты
частицы,
P – проекция импульса на соответствующую координату,
W – энергия частицы,
t – время,
∆ - собственно признак
неопределённости, означающий разброс значений (измеренных или вычисленных),
h – постоянная Планка, равная 0,0000000000000000000000000000000006626176
Дж/Гц. Впечатляюще мизерный кусок пульсирующей энергии, не правда ли? Однако,
участвуя арбитром в последней формуле, постоянная Планка позволяет нам
оптимистично смотреть в будущее. Мы точно знаем, что даже по прошествии
бесконечности миллиардов лет материальные частицы никуда не исчезнут и не
замёрзнут до абсолютного нуля: электрон никогда не упадёт на ядро атома. Вот
такая радужная перспектива у человечества… Шутка.
В повествовании Даниила Данина о Нильсе Боре
«Человек вертикали» мы узнаём, что Вернер Гейзенберг принимал самое активное
участие в создании представлений о вероятностном микромире. Всё начиналось,
якобы, с математического казуса: результат умножения наблюдаемых величин
зависит от последовательности умножения. Иными словами A∙B≠B∙A. Известные уже нам координаты частицы X,Y,Z,
импульс P, энергия W и время t относятся к
наблюдаемым величинам. Если производилось умножение величины A на величину B, то экспериментатор
сначала измерял величину A до определённого знака точности, и здесь же делал попытку
измерения величины B до такой же точности, но у него этого
не получалось в одном эксперименте.
Оказалось, что данные наблюдаемые величины комплементарны,
то есть дополняют друг друга, внося искажения
в измерения.
Оказалось, что в одном эксперименте нельзя одновременно получить точные
данные обо всех наблюдаемых комплементарных
величинах. Если одна величина в одном эксперименте измерялась точно, то другая
только вероятностно, с определённой погрешностью. И наоборот.
Уровни сложности миров
Подозревая мир всеобще вероятностным (по Пригожину)
и уже считая комплементарность защиты и репродукции
за свойство всяких систем, а не только физического микромира, нам остаётся
попытаться распространить свойство неопределённости за пределы того мира, для
которого оно было рождено.
Если нам известны объекты микромира, дающие эффект неопределённости
из-за двойственности своей природы, то мы можем составить список уровней
сложности, которые отделяют нас от этих объектов. Так как речь изначально (у
Гейзенберга) шла об электроне, движущемся вокруг ядра атома, то с него и
начнём:
- Электрон,
- Атом,
- Молекула,
- Вещество,
- Планета,
- Биосфера,
- Человек,
- Цивилизация.
Согласитесь, чтобы изучать физические свойства ничтожно малых
субстанций, человеку необходим достаточно высокий уровень цивилизации. Каждому
последующему уровню в этом списке соответствуют этапы эволюционного развития от
совмещения функций до дифференциации через партнёрские отношения (кооперацию).
Дифференциация подразумевает разделение систем на репродуктивные
и защитные. Защитная функция комплементарна репродуктивной.
В главе 5 мы рассматривали уже эволюционные потоки развития человеческой
цивилизации. Это комплементарные (параллельные)
потоки морально-этического и интеллектуального направлений. Морально-этический
поток увенчан религией как системой, а интеллектуальный порождает в конечном
итоге финансовую систему. Вот приблизительный перечень систем, образующих эти
потоки:
Религиозный поток:
1. Мораль,
2. Социум,
3. Семья,
4. Дом (жилище),
5. Страна,
6. Родина,
7. Религия.
Финансовый поток:
- Интеллект,
- Законодательство,
- Технологии,
- Экономика,
- Производство,
- Рынок,
- Благосостояние,
8.
Финансы.
У морали и интеллекта единый носитель информации – человек. Есть
предположение, что дуализм (двойственность) этого носителя информации порождает
неопределённости по Гейзенбергу, относительно носителей информации в религии
(вера) и финансах (деньги). Собственно этому предположению и посвящена глава.
Правда, в данном случае с Гейзенбергом, речь идёт об исследовании
микромира с точки зрения человека, находящегося в макромире. У нас же ситуация
иного рода: мы, люди, пытаемся исследовать себя же, находящихся на более
высоком уровне сложности, в составе систем высшего порядка, то есть в
макромире. Ситуация, конечно же, бредовая с точки зрения обывателя.
Однако, с точки зрения людей финансового макромира, им должно быть
интересно состояние обывателя, ибо от него в конечном итоге зависит благополучие сильных мира сего
и их в том числе.
В добавок ко всему предыдущему, ситуация должна быть интересна с точки
зрения всякого инженера, обслуживающего технические системы.
Финансовый макромир
Начнём, пожалуй, с малого. Дуализм любого человека, как носителя
информации, (независимо от того, к какому потоку или уровню сложности он
относится), заключается в том, что он является системообразующим
началом двух систем – морально-этической и интеллектуальной. Об этом шла речь в
предыдущих главах. В морально-этических системах носителем информации является
поступок (действие) человека, а в интеллектуальных системах – мысль-идея.
Поэтому здесь и думать нечего как изобразить соотношения неопределённостей:
∆(действий)∙∆(идей)=X
Всё понятно за исключением буквы X(икс).
Под X будем подразумевать неизвестно пока что. Например,
логическое выражение или число. Кроме того, я категорически протестую против
применения слова «действие» в контексте с моралью. Поступок есть поступок, а
действие шире того, что мы подразумеваем. Можно крутить гайки, не нарушая
никаких моральных принципов, и это будет тоже действие. Хотя, если копнуть
очень далеко, то даже крутить гайки нельзя в противоречии с моральными
установками, религиозными догмами или принципами. Но это так далеко, что мы не
будет туда заглядывать. По крайней мере, сейчас.
Теперь самое главное. Что мы можем подразумевать под неопределённостью
действий и неопределённостью идей? Судя по тому, к чему нас подталкивает
Гейзенберг, неопределённость в данном случае подразумевает разброс
равновероятных действий из перечня возможных. Если разброс охватывает весь
перечень поступков, то мы наверняка имеем дело с убийцей. Если разброс
охватывает весь перечень идей, то это тоже плохо, потому что идея убийства в
этом перечне. В одном человеке оба эти разброса могут реализоваться? Могут!
Значит это не аналог соотношения неопределённостей Гейзенберга. Это нечто
другое.
Должен быть какой-то механизм ограничения состава перечней. Не всё можно
делать, что возможно. И не обо всём можно думать. Пожалуй, ничего кроме совести
нельзя придумать в качестве такого механизма ограничений.
Чтобы совесть не была притянута за уши, как говорится, надо разобраться
с первоисточником. Необходимо понять замысел Гейзенберга, суть соотношений.
Иначе наша духовная конструкция, быть может, будет соответствовать истине, но
только на уровне убеждений, безо всякой логической поддержки. А убеждения без
логики недолго живут. Тем более что Пригожин (или пригожинцы?) несколько вольно трактует термины:
неопределённости у него превратились неопределённость. Так и пишут:
«Соотношения неопределённости Гейзенберга». Правда, всё это возможно из-за
неточностей перевода.
Кроме того, очень важно, на мой взгляд, понять причину умножения
наблюдаемых величин микромира, ибо потом надо будет аналогичным образом понять
причину умножения нравственных категорий. Поступков и идей, в данном случае.
У Гейзенберга умножаются неопределённости координат на неопределённости
импульса и неопределённости энергии на неопределённости времени. Понятно, что
неопределённости не могут быть в единственном числе: количество их разное в
каждый момент эксперимента. Иначе бы результаты эксперимента не были
вероятностными. Кроме того, известно, что импульс есть произведение массы
частицы (тела) на скорость, а скорость есть функция от координат и времени. Так
же известно, что энергия есть функция от времени. Поэтому переписываем
неравенства Гейзенберга, где М – масса частицы:
∆X∙∆[MF(x;t)]≥
h
∆Y∙∆[MF(y;t)]≥
h
∆Z∙∆[MF(z;t)]≥
h
∆[MF(t)]∙∆t ≥ h
Что теперь замечательного мы видим в этих неравенствах? Что у частиц микромира нет массы покоя и
энергии начала: всё в бесконечном движении. Совокупность координат даёт траекторию
движения. Однако мы не может произвольно изменить (направить) траекторию
частицы, куда нам вздумается. Для этого нам надо воздействовать силой на массу
частицы, затратить на изменение траектории кусок (квант) энергии. В данном
случае масса выполняет защитную функцию траектории (это в духе нашего
мировоззрения).
Теперь обобщим все соотношения в одном выражении:
∆(координат)∙∆(энергии)
≥ h [произведение
неопределённостей координат на неопределённости энергии больше/равно постоянной
Планка]
Траектория слагается из суммы энергетических состояний исследуемого
объекта в координатном пространстве. Вот почему умножаются две взаимосвязанные
величины.
Траектория человека в пространстве социума тоже слагается из суммы
поступков под действием идей. Идеи движут человеком, наполняют его жизнь
энергией. Однако, кажется, что здесь нет места неопределённостям: вполне
конкретные идеи порождают вполне конкретные поступки человека, составляя вполне
конкретную траекторию его жизни…
Посмотрим, а так ли это?
*
В 6-ой главе, кажется, мы рассматривали некоторые вопросы эволюции живой
природы. И пришли к выводу, что ряд Фибоначчи описывает адаптацию систем в
изменяющейся среде, что это есть описание эволюции систем, выполняющих защитную
функцию. Причём, усложнение систем направлено в сторону усиления защитной
функции.
Отсюда логический вывод: если в начале эволюционной цепочки некоторые
свойства систем неопределенны или слабо различимы, то в конце её эти свойства
должны быть усилены настолько, что видны невооружённым глазом, выражаясь
аллегорически. Попробуем и мы перейти из начала – человека, как биосистемы, к
концу – финансовой и религиозной системам. В финансовой системе носителем
информации являются деньги, а в религиозной – вера. Соотношения
неопределённостей денег и веры должны быть здесь явными.
Попробуйте зайти в любое богоугодное заведение и спросить финансовый
отчёт состояния средств и материальных ценностей. Подразумевается, что
заведение это конкретного вероисповедания. По поводу денег, там могут попросту
развести руками и сказать: «Что люди дали, то и есть. Ценностей не держим, а
что были – теперь неведомо где: Бог дал, Бог взял…». В любом же банке вам
представят подробнейшую информацию о денежных средствах, в рамках дозволенного законом, конечно. Но если вы спросите о
вероисповедании клиентов банка, то поставите руководство заведения в неловкое
положение. Кроме того, запах денег там тоже не имеет значения…
Я надеюсь, примеры убедительны?
Соотношения неопределённостей веры и денег очевидно!
*
Похоже, что соотношения неопределённостей правят миром. Не будем здесь
уточнять, каким миром и как они правят… Думаю, что
каждый, кто захочет об этом подумать – подумает и придёт к соответствующему
выводу. Нам, на мой взгляд, интереснее
было бы посмотреть на бытовые аспекты соотношения неопределённостей. Ведь
каждый из нас, в разной степени, но финансист.
Бывает, что в кармане нет денег. Финансы, как говорится, поют романсы.
Ну, совершенно нет денег! Нуль! Это конкретная цифра? Да!
Во что мы, в такие минуты, верим? Да, во что мы только ни верим, и что
завтра они с неба упадут, и что нам их кто-то подарит или мы их найдём на
улице, и ещё кое-что, и ещё кое-что… На худой конец,
заработаем! Правда, люди говорят, что с худым концом много не заработаешь…
Шутка!
Видите, какой широкий разброс неопределённостей!
Теперь попробуйте с другой стороны подойти.
Во что верит человек, у которого безмерное количество денег? Такое
безмерное количество, что он даже не знает точного их значения. Полная
неопределённость! Бывает такое? Конечно, бывает! Чаще, правда, люди знают
приблизительное количество их…
Он, по идее, должен верить только в одно и единственное: что их у него
не отнимут!
Опять соотношения неопределённостей!
Здесь, правда, показаны крайние случаи. В жизни же неопределённости
распределены в равной степени по обе стороны Рубикона. И каждый волен сам решать, когда ему переходить от веры к деньгам или когда
отказаться от денег в пользу веры.
Апокриф
Химера – организм, состоящий из генетически неоднородных тканей… Были времена, когда некоторым идеологам наша цивилизация
представлялась эдакой химерой, которую можно рубить как захочется. Отчленить, например, «генетически неоднородные ткани» - финансы и
религию. Слава Богу, что не получилось!
Химера Гейзенберга не существует так же, как не существует химера
Маркса-Ленина-Сталина – государство без финансов и религии!
Другое дело, если мы раньше утверждали, что эволюционные потоки
финансового и религиозного направлений параллельны и независимы друг от друга,
то сейчас комплементарность их дополнена дополнительностью… Это как
понимать-то? Параллельны, независимы, но дополняют друг друга…
В чём их независимость тогда?
Наверное, дело вот в чём. Когда речь шла об исследовании микромира
средствами макромира, выводы учёных не вызывали никаких возражений. Так и
должно быть! Микромир отвечал на внешние воздействия ответными ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМИ
реакциями.
Системы макромира, принадлежащие к разным эволюционным потокам, в это
время, существуют независимо друг от друга, параллельно. Дополнительные реакции
возникают в них только тогда, когда воздействие касается их общего носителя –
человека! То есть, через внутрипотоковые связи.
Напрямую, от финансов к вере или от религии к деньгам связей никогда не бывает
или они настолько редки, что незаметные… В том смысле, что финансы от безверия
никогда не пропадут, а Церковь может купаться в деньгах – к религии она имеет
такое же отношение как пятое колесо к телеге, ибо Церковь в прислугах ходит у
религии.
*
Чтобы окончательно добить химеру Гейзенберга, надо упростить
математические выражения до обыденной логики. Совокупность поступков (действий)
образует мораль. Совокупность идей образует интеллект. Это те две системные
категории, которые составляют базис эволюционных потоков. Основываясь на уже
известных выводах, получаем траекторию движения конкретного человека:
произведение неопределённостей
морали и интеллекта человека равно времени его жизни.
Или:
∆(морали)∙∆(интеллекта) = ∆t
Время жизни человека тоже неопределённо. Каждый под Богом ходит.
Однако комплементарность морали и интеллекта
обусловлена взаимодействием их. Если ограничивать (поделить) интеллект узкими
рамками (наследственностью, вредными привычками или недостатком воспитания), то
диапазон поступков расширится настолько, что ни о какой морали не приходится
говорить. Такой человек способен на многое и долго не проживёт. Его рано или
поздно остановят.
Другое дело, когда мораль ограничена (поделена) известными рамками.
Например, десятью заповедями. Для такого ограничения требуется широкий
интеллект, способный самостоятельно сформировать требования к себе. Требования
эти именуются совестью.
Конечно, совесть иногда увеличивает время жизни. Мало того, совесть
оставляет благодарный след в памяти потомков. Поэтому можно сказать, что
траектория жизни человека продолжается после его смерти. Общая формула
траектории жизни человека принимает следующий вид:
[∆(морали)∙∆(интеллекта)]/(совесть)
= ∆t + Т
Где Т – абсолютное общемировое
время.
Надо взять тайм-аут и подумать над
этим выражением. Опять на голую математику съехали…
Может что-то здесь не так?
*
А с «нетаком» здесь всё просто. Чаще всего
бывает так, что совестливый человек мало живёт… Заест
его совесть и он первым бросается на амбразуру. Что, разве не может такого
быть? Может! Значит, формула наша имеет изъян.
Мы забыли, что делили интеллект дурным воспитанием и вредными привычками… Как-то странно получается, что мы делим одно одним (мораль
совестью), а другое другим (интеллект дефектами разума)… Может быть делитель у
них общий?
Что же это за предмет такой, имеющий широкие толкования? Весьма похоже
на странный аттрактор. Ведь это он втягивает в себя, как в воронку, субъекты
социальных систем, продляя жизнь не только этим системам, но и тем субъектам,
которые оказались в коридоре безысходности
(см. главу 2) как в ловушке. Или же отбрасывает ненужные элементы,
разрушая и уничтожая их.
Траектория движения человека внутри социума управляется совестью,
долгом, обязательствами, обязанностями и даже императивом Канта. Всем, что
называется принципами и правилами. Но принципы формируются внутри человека, а
правила поведения диктуются внешней средой. Баланс принципов с правилами
образует аттрактор (назовём так в виде гипотезы)!
В главе 2 мы уже пытались дать
определение аттрактора, но и там это была не более чем гипотеза.
Попробуем нарисовать этот странный аттрактор.
Социум
Требования Решение
Поступок
+
Реализация решения
_
Принципы
Самоанализ
Выделенное жёлтым относится к каждому
индивидууму человеческой расы. Человек принимает и реализует решения, сообразно
своим принципам и требованиям внешней среды, то есть социума. Траектория жизни
каждого конкретного человека проходит через множество точек бифуркации, в
каждой из которых вероятность принятия конкретного решения равно 50:50 в
идеальном случае. Однако чаще всего, например, в условиях военного коммунизма,
военного времени или развитого социализма, соотношение вероятностей равно 99:1
в пользу требований социума. Именно этот, находящийся в каждом человеке,
странный аттрактор, втягивает в свою воронку сумасбродных идей судьбы миллионов
ничем не повинных людей. Задача нормального общества состоит в формировании
таких требований к каждому своему члену, какие бы учитывали личные принципы не
менее чем в 50 случаях из 100. А лучше – больше!
Отсюда возникает предметный интерес к существующим стереотипам.
Например, лет 30-40 назад понятие странного аттрактора было непременно связано
с «Эффектом бабочки» Эдварда Лоренца.
Якобы в упорядоченном хаосе благодаря странностям аттрактора возникают
непредсказуемые эффекты…
Отложим разбирательство этого потешного случая на потом. А пока обратим внимание на схему.
Собственно аттрактор суммирует разные воздействия. В данном случае
суммирует требования с принципами. А может суммировать внешние воздействия на
электрон, вращающийся вокруг атома, с внутренними ответными реакциями атома,
именуемыми ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМИ. О них мы только что разговаривали. Ведь нельзя
рассматривать движение электрона вокруг атома без участия атома в этом процессе.
Так что же такое аттрактор? Отвечая наугад, наобум или интуитивно, читатель, скорее всего,
догадается сам о роли отрицательной связи, когда внутренние принципы отнимаются
от внешних требований. Отрицательные связи всегда и везде стабилизируют
системы. Одно только условие равенства
воздействий, когда внешние требования равны (соответствуют) внутренним
принципам человека - достигается баланс, то есть отсутствие принятия решения.
Это когда деление на нуль стремит жизнь человека к условной бесконечности: если
принципы человека соответствуют требованиям социума, то социум в ответ
обеспечивает человеку безбедное существование. Человеку не надо принимать
никаких решений, за него всё сделает социум… Эдакий
рай на блюдечке с голубой каёмочкой.
В итоге получаем окончательную формулировку:
[∆(морали)∙∆(интеллекта)]/[(требования)
– (принципы)] = ∆t
Самонадеянное заявление, конечно, но пусть так пока и будет! Ибо
независимо от ваших принципов и наших требований, трубопроводы человеческие
непременно загаживаются до такой степени, что жизнь в них прекращается задолго
до планируемой даты…. Увы.
Однако если мы не можем точно просчитать (предсказать) время жизни
конкретного человека, то может быть это можно сделать в отношении локальной
цивилизации? Ведь известно, что общемировой поток человеческой цивилизации
составляется из множества локальных, время которых ограничено. Почему не все
цивилизации дожили до наших дней? Видимо были конфликты между цивилизациями…
А что? Чтобы существование соседних цивилизаций было бесконфликтным,
необходимо равенство (адекватность) требований друг к другу и их внутренних
принципов. Здесь мы в шаге от теоретического осмысления «Эффекта бабочки», но
пока не будем его делать…
Мы не знаем, на каком уровне развития погибали конкретные цивилизации,
для этого требуются серьёзные исторические исследования. С этим вопросом
рекомендую обратиться к Л.Н. Гумилёву. На сегодняшний момент мы можем только
обозначить условия бесконфликтного существования сегодняшних цивилизаций,
развившихся до религии и финансовой системы в своём составе. Внутренний
странный аттрактор каждой цивилизации должен при этом формировать управляющие
сигналы (наставления), колеблющиеся возле нулевого решения. Ясное дело, что
нулю они никогда не будут, но стремиться должны, для этого законодательство
должно постараться! Составим список условий, вытекающих из соотношений
неопределённостей Гейзенберга:
- Требования
социума к каждому человеку должно быть равно внутренним принципам
человека. Декларация равенства отражена в 10 заповедях. Лицемерие и
двуличие в вопросе формирования декларации равенства сводит на нет попытки
бесконфликтного существования.
- 10
заповедей должно, в той или иной форме, существовать во всех
соприкасающихся между собой религиях.
- Должна
быть эквивалентность религий. Эквивалентность в этом смысле требует
уточнения.
Отсюда формула бесконфликтного существования цивилизаций:
[∆(веры)∙∆(денег)]/(10
заповедей) =∆¥
Ясное дело, что математической бесконечности в правой части равенства не
существует, поэтому она тоже отмечена знаком неопределённости. Деньги, как
известно, имеют универсальное значение, поэтому разговаривать о них не имеет
смысла. Вся проблема в вероисповеданиях. Если они генетически несовместимые, то
мировая история имеет дело с химерой, неоднородные ткани которой неизбежно
будут отсечены.
*
Эффект
бабочки
Ну и на «десерт» несколько слов об «Эффекте бабочки».
Полагаю, что каждый читающий эти строки знаком с историей появления
термина. Эдвард Лоренц занимался моделированием процессов в газообразных
средах. В атмосфере планеты, в том числе. Попробуем и мы заняться тем же, но по
своей, оригинальной методике.
Атмосфера Земли может представляться системой или средой, состоящей из
потока множества газообразных систем. Представим атмосферу в виде системы
простейших газообразных элементов, прошедших один единственный, но полный этап
эволюционных изменений, от систем совмещения функций до дифференциации через
кооперацию. Эта достаточно фантастическая ситуация, в которой присутствуют
атомарные газы и их молекулы, но функцию защиты они доверили не себе подобным,
а металлической трубе. Диаметр трубы читатель пусть сам прикинет.
Если проложить такую трубу вдоль экватора… А какая разница, как мы проложим
трубу, вдоль экватора или поперёк? В любом случае, никакая бабочка, будь она
даже размером с гигантский пропеллер, не вызовет в этой трубе ничего, кроме
затухающего перемещения масс.
Посмотрим, что завтра произойдёт в этой трубе…
Однако ни завтра, ни послезавтра в этой трубе ничего не произошло!
Специалисты говорят, что мы неправильно положили трубу. Надо было замкнутую на
саму себя трубу установить вертикально. Тогда, якобы, в ней самопроизвольно
образуется поток газа или воды, смотря, чем заполнишь. И приводят пример течения
Гольфстрима в Атлантическом океане, который существует благодаря наклонному дну
океана, по которому скатывается холодная вода из арктической области. Холодная
вода падает вниз по наклону, в «бездонные» глубины океана, а тёплая
устремляется на её место.
Отсюда можно сделать вывод о том, что внутрисистемное механическое
воздействие в потоках является
следствием тепловых процессов в них. И никакая «бабочка» не в силах заставить
массы воды или газа прийти в движение чисто механическим путём, без участия
тепла в качестве первоисточника движения.
Ясное дело, что само выражение «Эффект бабочки» возникло в качестве
фигуры слова и не более. Никак не привязываясь к существу вопроса и не
отображая сути проблемы. Красивое выражение и не более. Это все признают, но
всякий раз упоминают это выражение, когда речь заходит о непредсказуемых
явлениях природы или случайных процессах.
В частности, таковыми занимается динамическая
метеорология, раздел метеорологии, изучающий атмосферные процессы
в тропосфере и нижней стратосфере с использованием уравнений гидромеханики,
термодинамики и теории излучения.
«Главная задача
динамической метеорологии (Д. м.) - разработка численных методов прогноза
метеорологических элементов (давления, температуры, ветра, облачности, осадков,
видимости) на различные сроки на основе изучения общей циркуляции атмосферы, т. е. системы крупномасштабных переносов
воздуха над нашей планетой. Д. м. занимается и более ограниченными задачами -
анализом происхождения и поведения атмосферных волн и вихрей различного
масштаба и деталей общей циркуляции (фронтов
атмосферных и струйных течений),
а также атмосферной турбулентности и конвекции». [2]
Мы не сможем в рамках одной главы или даже одной книги разобраться в
уравнениях гидромеханики, термодинамики и теории излучения. Нам бы только найти
то место между небом и землёй, которое именуется странным аттрактором, и зажечь
в нём спичку… создавая, тем самым, первоисточник движения.
20-ти километровый слой атмосферы ничтожно мал по сравнению с 40 тысячами
километров окружности земной поверхности. Поэтому бессмысленно рассматривать
процессы в этой горизонтально расположенной «трубе». Ясно, что движущая сила всех вихревых
образований имеет мощную вертикальную составляющую.
«Главные силы, действующие на частицу воздуха (помимо силы тяжести), -
отклоняющая сила вращения Земли (или Кориолиса
сила) и диссипативные силы турбулентного трения. Основными особенностями
движений, рассматриваемых в Д. м., являются малость
скорости ветра по отношению к скорости звука и большое влияние силы тяжести.
Динамика
атмосферных процессов всевозможных масштабов тесно связана с притоком тепла.
Применение первого начала термодинамики к атмосферным процессам даёт так
называемое уравнение притока тепла под действием трёх основных источников тепла
в атмосфере: лучистого и турбулентного притоков тепла, а также выделения
энергии при фазовых переходах влаги из одних состояний в другие (пар, жидкие
капли, лёд).
Термодинамические параметры атмосферы - давление, температура и
плотность - связаны уравнением
состояния.
К перечисленным уравнениям добавляются уравнения, определяющие перенос
лучистой энергии в атмосфере, перенос влаги, условия образования облаков и
выпадения осадков. Граничные условия на земной поверхности связывают
температуру воздуха с температурой поверхности материков и океанов. Взаимно
обусловленными оказываются также воздушные и океанические течения. Т. о., общая
постановка задачи Д. м. включает определение давления, плотности, температуры и
влажности воздуха, трёх составляющих ветра, условий образования облаков и
осадков в связи с величинами, характеризующими состояние океана и суши. Эта
задача чрезвычайно сложна и решается лишь при весьма существенных упрощениях.
Развитие Д. м. тесно связано с разработкой методов решения нелинейных уравнений
математической физики». [2]
Однако
существуют и другие мнения. Например,
ставится под сомнение участие силы Кориолиса в зарождении тропических циклонов.
В рамках традиционного подхода, баланс сил, включающий силу Кориолиса,
выглядит правдоподобно лишь для стадии уже развившегося циклона, рождение же
его остается загадкой.
Может статься, что разгадка кроется в странном аттракторе циклона?
Который есть разностное структурное звено всякой системы.
Чтобы разобраться с атмосферными вихрями хотя бы в общих чертах,
необходимо провести небольшую классификацию «предметов». Чисто интуитивно можно
привязаться к размерам их.
- Воздушные массы (В. м.) – имеют размеры, соизмеримые с большими частями континентов и океанов. «Каждая воздушная масса обладает определённой однородностью свойств и перемещается как целое в одном из течений общей циркуляции атмосферы. Расчленение тропосферы на В. м. непрерывно меняется: в сложной системе воздушных течений В. м. перемещаются из одних областей Земли в другие, меняя при этом свои свойства, исчезая как индивидуальные объекты и формируясь заново». [2]
- Фронты атмосферные – пограничные зоны между воздушными массами, характеризуются ветрами, зачастую шквальными.
- Циклоны и антициклоны –
«вихри, размерами в средних широтах до 1500-
- Тайфун или тропический циклон — циклон, образовавшийся в
тропических широтах — атмосферный вихрь с пониженным атмосферным давлением
в центре. В отличие от внетропических циклонов, часто сопряжён
со штормовыми скоростями ветра. Тропические циклоны выделены в отдельную
группу, так как они отличаются от прочих внетропических циклонов своим
возникновением, развитием и некоторыми особенностями структуры. Обычно
тропические циклоны имеют небольшой (по сравнению с другими циклонами)
размер, составляющий около 200-
- Смерч (торнадо) - очень сильный вращающийся вихрь с размерами по
горизонтали менее
По всей видимости, надо рассмотреть более детально физику образования циклона. И здесь следует признать, что в трубе, проложенной горизонтально вдоль экватора, всё же будет движение воздушной массы благодаря кориолисовой силе. Ничем примечательным оно, движение, не будет отличаться, если мы не «сделаем» диметр трубы до небес… Тогда это будет не труба, а вечный двигатель!
Вечный двигатель? Почему? По всей видимости потому, что материал трубы не сможет защитить содержимое от внешнего воздействия… А внешнее воздействие у нас вечное!
(Продолжение
следует)
ÓВалковал
2006-2009 гг.
Литература:
[1] – «Справочник по физике»,
Б.М.Яворский, А.А. Детлаф. 1996г.
[2] – Большая Советская
Энциклопедия.
[3]- П. Н. Манташьян
«Вихри: от молекулы до Галактики» ( «Наука и жизнь №
2,