Аннотация: ВВЕДЕНИЕ В САМООРГАНИЗАЦИЮ ДИССИПАТИВНЫХ СИСТЕМ
ВВЕДЕНИЕ В САМООРГАНИЗАЦИЮ ДИССИПАТИВНЫХ СИСТЕМ
Вариант толкования додекаэдра Пифагора
ј 1. Некоторые определения философских понятий
Рассмотрим одну из версий определения самоорганизации диссипативных систем. О самоорганизующейся системе мы будем го-ворить в случае, когда устойчивый во времени, повторяющийся, упорядоченный по некоторым признакам процесс обнаруживается в природном или техногенном явлении без участия сознательной деятельности человека.
Диссипация - это разрушение. Диссипативная система - это разрушающаяся, вообще, система.
Вспомним несколько определений понятий философии, которыми будем пользоваться в данной работе.
1. Редукция есть сведение одной области знания к другой, на-пример, биологии к химии, физиологии к механике и т.п. Редукция в науке, вообще, продуктивна до тех пор, пока не абсолютизируется, т.е. пока не начинают считать, что физиологию можно полностью свести к механике, или биологию полностью объяснять с помощью законов химии. Редукция к физике, несмотря на все заверения в обратном, остается наиболее продуктивной редукцией в современной науке.
2. Физикализм - это редукция к физике.
3. Рефлексия - это философский термин, означающий отслеживание того, как мы мыслим то, что мыслим.
4. Гносеология - теория познания на уровне философской методологии науки.
5. Онтология - раздел философии, пытающийся изучать бытие безотносительно к гносеологии.
Поскольку большинство профессионалов считают, что самоорганизационный подход к решению задач представляет собой иной философский уровень методологии науки по сравнению с физикализмом, прежде чем предложить свое определение самоорганизации, проведем рефлексию структуры физикализма как философской методологии классической науки, возникшей в трудах ученых Нового времени (XVI-XIX века).
ј 2. Структура классического физикализма,
как основа построения определения
самоорганизующейся системы
Для построения определения новой научной методологии самоорганизации мы используем гносеологическую структуру классической физики, но потом эту старую структуру мы попытаемся наполнить новым содержанием. Предполагается, что читатель этого параграфа сумеет отследить структуру безотносительно к его предметному содержанию, т.е. сумеет рефлексировать, читая.
Прежде всего, проструктурируем предметный материал классиче-ской физики. Все величины и формулы физики можно разделить на пять групп. Шестую группу представляет собой недостижимый идеал, к которому стремятся физики-теоретики. Выделим эти группы.
1. Основные измеряемые величины физики
Основных измеряемых величин в физике всего три - это длина время и угол (l, t, φ). Единственным определением этих величин в физике является алгоритм их измерения и связанная с этим алгоритмом математическая аксиоматика, например, метр, секунда и радиан. Естественно полагать аксиомы геометрии Евклида экспериментальными законами кинематики, связанными с измерением длин и углов.
В Сорбонне хранится эталон метра, с него снимают дубликаты, рассылают по разным странам и измерения производятся в соответствии с геометрией Евклида.
Алгоритм измерения угла вообще не канонизирован в науке, никто не проверял, эквивалентны ли все известные экспериментальные способы определения угла друг другу. Угол измеряется транспортиром, гониометром, отвесом, астролябией и т.д.
Экспериментальными законами определения времени являются аксиомы арифметики. Стоит отметить, что аксиоматика Евклида включает в себя аксиомы арифметики. Секунда ранее определялась равной повороту Земли при ее суточном вращении на семнадцать угловых секунд. Сейчас секунда времени принята равной определенному числу актов испусканий цезия на частоте возбужде-ния, выбранной за эталон.
В рамках физикализма дать сущностное (генетическое) определение основным измеряемым величинам невозможно.
В философии в настоящий момент истории науки выделяют, по крайней мере, четыре концепции времени (Молчанов [14]). Время фи-лософы считают самой загадочной сущностью. Концепциями времени, предлагаемыми философами в контексте данной работы, мы заниматься не будем. Однако о времени в физике, до некоторой степени, можно продуктивно рассуждать. В природе существуют повторяющиеся процессы и некоторые из них, достаточно далекой друг от друга природы с точки зрения представлений классики, протекают синхронно. Так, одному полному обороту Земли вокруг оси всегда соответствует одно и то же число колебаний маятника, одно и то же число колебаний камертона, одно и то же число испусканий квантов света на эталонной частоте возбуждения цезия и т.д. и т.п. Но вот проверить, колеблется ли величина периодов таких синхронных процессов для всех них одновременно, невозможно. Невозможно опровергнуть Манефу Островского, которая заявляла: "короткие времена настали, матушка!" Время однородно по оп-ределению.
Генезис длины и угла меньше обсуждается философами, но эти ве-личины гораздо более загадочны, по сравнению со временем. Так, пытаясь определить понятие пути, в учебниках применяют пояснения: траектория, след, линия..., но ни одно из этих перечислений не способно определить другое, это понятия одного логического объема. (Определение в логике сводит видовое понятие к родовому, например, береза есть дерево.)
Попыток сущностного определения угла, вообще, не предпринимается.
2. Дополнительные измеряемые величины физики
Дополнительными измеряемыми величинами физики являются масса (m) (динамика), сила (F) (динамика), температура (t, T) (термодинамика и молекулярная физика), заряд (q) или электрический ток (I) (электромагнетизм), освещенность (E) (физиче-ская оптика).
Отличие дополнительной измеряемой величины физики от основ-ных измеряемых величин состоит в следующем: при введении дополнительной измеряемой величины физики собирается установка, на которой, в конечном счете, непосредственно измеряется длина и угол. Эталон массы задается с помощью рычажных весов и разновесов, когда непосредственно измеряется угол поворота стрелки. Эталонная сила измеряется с помощью пружинных весов, когда измеряется, в конечном счете, длина пружины. Эталон силы электрического тока получают, используя установку из двух параллельных (измерение угла) проводов, расположенных на расстоянии один метр (измерение длины) друг от друга, пропуская по проводам ток, измеряют возникающую силу Ампера (измеренную ранее с помощью измерения длины). Причем алгоритм сопоставления числа дополнительной измеряемой величине физики основывается на аксиоматике Евклида и (или) арифметики.
Разделы физики (термодинамика и молекулярная физика, электричество, магнетизм, электромагнетизм, оптика ...) развивались какое-то время вне рамок физики, как некоторое ремесло, далекое от науки. Некоторый раздел социально значимой деятельности признается разделом физики с того момента, когда (1) онтологическому свойству, состоящему в способности порождать Ньютонову силу, ставится в соответствие алгоритм измерения физиче-ской величины. (2) Найдено выражение для расчета новой силы, в которое входит новая дополнительная измеряемая величина и известные ранее величины физики. (3) И записано выражение для энергии как работы, которая может быть совершена за счет полной (исключая термодинамику) потери нового онтологического свойства.
Таким образом, реализуется гносеологический алгоритм, предло-женный в "Началах..." Ньютона. Все разделы физики связаны между собой через закон сохранения энергии. Все виды энергии могут переходить из одного вида в другой. Физика, таким образом - это наука об объединении физических усилий людей по выполнению механической работы и высвобождению теплоты. Разделы физики, прежде всего, должны отвечать на вопросы о том, как произвести, накопить, сохранить, транспортировать и использовать энергию, как возможность выполнения механической работы или высвобождения теплоты. Хотя для ученого-естественника любая наука, прежде всего способ удовлетворения любопытства по поводу онтологических структур.
3. Определения физики или функции связей
Следующая группа физических величин - это определения физики или функции связей. Определения вводятся для удобства изучения структурных и структурно функциональных онтологических связей, которые и составляют две последние группы физических величин. К определениям физики относятся скорость (V), ускорение (a), импульс (P), момент силы (M), напряженности известных полей (g, E, B), по-токи векторов (N, Ф) и т.д. Определения физики представляют собой математические функции, аргументами которых являются числа, соответствующие основным и дополнительным измеряемым величинам. Как только определение физики сведено к основным и дополнительным измеряемым величинам, считается, что об этой физической величине известно принципиально все. V= a= , P= , M= и т.д.
4. Соотношения структуры
или экспериментальные законы физики
или аксиомы физики
Экспериментальные законы вводятся в науку аксиоматически, по-скольку, например, то, что они выполняются здесь и сейчас, не означает, вообще, что они будут выполняться всегда и везде.
К экспериментальным законам физики относятся:
Закон всемирного тяготения,
Закон Гука,
Газовые законы (Шарля, Гей-Люсака, Бойля - Мариотта)
Закон Кулона,
Теорема Био - Савара - Лапласа
и так далее.
Необходимо отметить, что с точки зрения физики аксиомы геомет-рии являются экспериментальными законами кинематики (экспериментальными законами измерения длин и углов), а аксиомы классической теории чисел - арифметики - экспериментальными законами, прежде всего, измерения времени.
Сюда мы отнесем формулы, выведенные по законам математики из экспериментальных законов и определений с учетом некоторых особых условий. А также законы сохранения, в том числе экс-периментальные (закон сохранения энергии, закон возрастания эн-тропии).
Отыскание соотношения структурно-функционального единства - это мечта физиков теоретиков. Мечта состоит в том, чтобы, получив некоторое уравнение или систему уравнений, законы всех разделов физики можно было бы выводить из ее (системы) решения, вводя в систему соответствующие константы и особые условия. Как будет обосновано ниже генезисом предлагаемого аксиоматического определения самоорганизации, такое соотношение в рамках физикализма написать невозможно. На уровне гносеологии самоорганизации соотношение структурно-функционального единства физики появится в виде так называемого закона композиции гравитационно-электромагнитного пространства-времени как одной из самоорганизующихся систем. Но одновременно с записью математической системы этого закона возникают ограничения, показывающие область его (закона композиции) применения. Гносеологическая топология научного сознания, построенная ак-сиоматически, навсегда останется открытой системой знания. Мы убе-димся, что любая теория, построенная аксиоматически, всегда противоречива и ограничена.
Физика изначально была нацелена на поиск соотношений структурно-функционального единства. "Начала..." Ньютона представляют собой первую и наиболее удачную из таких попыток. До сих пор приращение физики от раздела к разделу идет в соответствии с алгоритмом, примененным Ньютоном в механике: введение дополнительной измеряемой величины, построение соотношения для силы, построение функции-работы, введение соотношения для нового вида энергии, выяснение деталей и следствий структурных и структурно-функциональных связей раздела физики. Алгоритм Ньютона включает в себя физику, математический аппарат интегрирования и дифференцирования и аналитическую геометрию.
Алгоритм Ньютона наиболее полно формализован двумя способами - Лагранжем и Гамильтоном в теоретической механике, и он (алгоритм) некоторое время считался соотношением структурно-функционального единства физики, что на общегуманитарном уровне научного сознания выражено детерминизмом Лапласа.
Удачной попыткой построения соотношения структурно-функционального единства для электромагнетизма являются урав-нения Максвелла.
В настоящее время не прекращаются попытки поиска соотношения структурно-функционального единства для всех разделов физики, например, в виде построения единой теории поля. Наиболее удачна из таких попыток, на наш взгляд, теория супер-струн.
ј 3. Философия Декарта, как гносеология физикализма
Трудами Бэкона, Галилея, Коперника, Тихо Браге, Кеплера и других естествоиспытателей было создано проблемное поле классической физики: введен метод измерения физических величин и получены первые экспериментальные законы. Обобщив наработанные экспериментальные данные, Ньютон предложил первый вариант соотношения структурно-функционального единства как алгоритм построения физики.
Но философскую методологию классической естественной науки создал Рене Декарт.
До Декарта аксиоматический метод не был воспринят учеными как основная теория доказательства математических теорем и теорем физики. В первых университетах Европы догматически заучивались высказывания Аристотеля.
Философ предпринял попытку редукции собственного существования. В своем труде "Картезианские размышления" грузинский философ Мираб Константинович Мамардашвили пытается воссоздать труд души мыслителя. (Картезианство - это о Декарте. Декарт - де`Карт - Карт(es), (es) - съедается в русской транскрипции.)
Выжимка из построений Декарта для естественно-научной гносео-логии в несколько примитивном виде выглядит так. Декарт доказал самому себе, что он (Декарт) существует, поскольку есть нечто, в чем он не сомневается, а именно - сомнение. "Я не сомневаюсь в том, что я сомневаюсь - следовательно, я существую". Бог меня создал. Cogito ergo sum.
Далее Декарт посчитал, что если Бог создал его с пытливым умом (Декарт был гениальным физиком и математиком), то Он (Бог) не на-столько злобен, чтобы создать мир, который он (Декарт) неспособен познать. Для познания мира Бог вложил в Декарта безусловно ясные понятия, работая с которыми как математик и физик, Декарт может познать все мыслимые детали божьего мира, Бог не станет обманы-вать Декарта. Этими ясными понятиями для Декарта были аксиомы геометрии Евклида и арифметики.
В небольшом по объему труде мыслителя "Правила для руководства ума" [5] приведено двадцать шесть правил, которые обосновывают и подтверждают имманентную (имманентную означает внутренне присущую) любому современному физику и математику мысль о том, что нельзя принимать на веру формулу, выведенную другим ученым, пока эта формула не доказана исходя из аксиом и операций математики. А также при доказательстве научных утверждений нельзя ссылаться на авторитет другого ученого, доказательства должны проводиться по дедуктивным правилам физики и математики исходя из аксиом и доказанных ранее теорем.
Полезно отрефлексировать, что до Декарта аксиоматической теории доказательства не существовало.
Декарт считал, что математического аппарата аналитической гео-метрии и математического анализа, основы которых он закладывал вместе с другими учеными (вспомним, хотя бы декартову систему координат, до Декарта ее не было - все гениальное просто) будет достаточно для всеобъемлющего изучения божьего мира. Декарт обосновал наличие некоторой "познавательной сети", которую он набросил на бытие. Декарт считал, что в дальнейшем другим ученым останется уточнять детали структуры такой сети, адекватной миру.
Познавательный пафос Декарта, вообще, дожил до наших дней.
ј 4. Противоречия философии Декарта
и гносеологии физикализма
Постараемся выяснить, обманывал ли Бог Декарта и в чем Он мог его обмануть. Исторический анекдот помог выяснить противоречивость аксиоматики Евклида. Наш последний царь - Николай II - издал указ о необходимости сдачи экзаменов при присвоении чиновникам следующего разряда. Один из экзаменов был по геометрии. Н.И.Лобачевскому поручили читать престарелым чиновникам школьную геометрию для сдачи экзамена на разряд.
Задавал ли себе кто-нибудь вопрос о том, так ли уж ему ясны аксиомы Евклида. Мы изучаем геометрию в детском возрасте, когда доверие учителю абсолютно. Но взрослым зрелым людям не было очевидно, что через точку, не принадлежащую некоторой прямой, проходит единственная прямая, параллельная данной. Пытаясь доказать аксиому о параллельных методом от противного, исходя из остальных теорем Евклида, Лобачевский в течение двух лет строил вариант непротиворечивой геометрии, в которой через точку, не принадлежащую некоторой прямой, проходит конус параллельности прямых, параллельных данной. Обдумывая свой результат, Лобачевский пришел к выводу, что геометрических систем может быть несколько, и что силы природы формируют реализацию того или иного варианта геометрии.
Противоречивой оказалась и классическая теория чисел - арифме-тика. Курт Гёдель доказал для арифметики теорему о неполноте.
Всякая математическая теория, включающая в себя арифметику целых чисел или противоречива или неполна, то есть включает в себя утверждение S, которое невозможно ни опровергнуть, ни доказать, но либо S, либо не S истинно.
Получилось, что ситуация с геометрией Евклида не уникальна. Аксиому геометрии Евклида о параллельных невозможно ни опровергнуть, ни доказать, но, выбирая один из вариантов аксиомы, мы получаем два непротиворечивых варианта геометрии. Если же отказаться от противоречивой аксиомы, теория получится неполной. И подобную ситуацию можно выделить в любой теории, содержащей арифметику целых чисел.
Математики, озабоченные созданием непротиворечивого базиса своей науки? одно время считали, что аксиоматические основания теории множеств лишены противоречий. Теория множеств есть более общая теория по отношению к арифметике и геометрии - арифметика и геометрия следуют из теории множеств. Первое противоречие теории множеств выделил Бертран Рассел. Рассмотрим противоречие Рассела.
В теории множеств различают два типа объектов - нормальные множества и ненормальные множества. Нормальные множества те, которые не включают себя в самое себя. Множество всех карандашей это не карандаш, множество всех людей это не человек и т.д. Нормальных множеств бесконечно много. Ненормальные множества те, которые включают себя в самое себя. Так множество всех лесов - это лес, множество всех списков - список, множество всех библиотек - библиотека и т.д. Ненормальных множеств тоже бесконечно много, но это бесконечность меньшего порядка, чем бесконечность для нормальных множеств. Противоречие Рассела состоит в следующем: множество всех нормальных множеств не есть нормальное множество, потому, что тогда, будучи нормальным, оно должно включать себя в самое себя, а это признак ненормального множест-ва; множество всех нормальных множеств не есть ненормальное множество, поскольку тогда, включая себя в самое себя по признаку ненормального множества, оно должно быть нормальным.
Итак, первыми противоречивость философии Декарта и, значит, научной методологии физикализма обнаружили математики.
ј 5. Критика чистого разума Канта, как критика физикализма
"Абсолютную" редукцию физикализма - сведение всего понятийного аппарата сознания, который включает все: грамматику, логику, и все высказывания гуманитарного и естественно-научного знания, предпринял И.Кант в своем основном труде "Критика чистого разума" [7].
Всесторонний анализ Декартовой гносеологии Канта схематично можно себе представить как человеческую ладонь, наложенную на бытие. В основании ладони (в основании самой возможности мыслить по Канту) лежит набор недифференцируемых непосредственных ощущений - эстетика в терминологии философа.
Все высказывания логики Кант подразделяет на три большие группы: это аналитические суждения, или эстетические тавтологии; синтетические суждения - категории или "функции схватывания единства в восприятии" элементов эстетики; и предикабилии - комплексные суждения, включающие в себя аналитические суждения, категории и элементы эстетики. Четыре пальца ладони символизируют четыре группы космогонических (как их назвал Кант) категорий по три категории в каждой группе (три фаланги), большой палец символизирует нравственные категории - добро и зло. Нельзя зажать в ладони весь мир. Философия Канта оказалась ограниченной и противоречивой: каждая группа категорий, требуя полного завершения собственного смысла во временном ряду, порождает антиномию (тезис и антитезис, которые одинаково исчерпывающе доказываются средствами логической системы Канта).
Эстетика Канта включает в себя, как можно понять, если внима-тельно отнестись к разобранным им примерам, основной набор изме-ряемых величин физики, понятие материальной точки, и аксиоматиче-ский базис Декарта вместе с его теорией доказательства.
Кант выделил следующие четыре группы космогонических катего-рий: количества, качества, отношения и модальности, и идею чистого разума - нравственные категории: добро и зло.
Кант считал, что категории столь же априорны, как и аксиомы по Декарту. Категории по Канту вложены Богом в головы ученых как возможности построения фигур логики до всякого опыта. Кант приводит пример категории причины и следствия. Философ полагает, что принципиально конечное число опытов по получению теплоты посредством трения не доказывает, что трение есть причина теплоты и категория причины и следствия должна быть вложена в голову ученого до проведения опыта. Подобные рассуждения он приводит и по поводу всех остальных категорий.
Кант показывает, как "требуя полной завершенности собственного смысла во временном ряду", каждая группа категорий порождает противоречие-антиномию, т.е. тезис и антитезис. И тезис, и антитезис одинаково доказательны в рамках физикализма. Перечислим антиномии Канта:
"Имеет ли мир начало во времени и ограничен ли он также в про-странстве?"
"Всякая ли сложная субстанция в мире состоит из простых частей и, вообще, существует ли только простое или то, что сложено из простого?"
"Причинность по законам природы есть ли единственная причин-ность, из которой можно вывести все явления в мире. Или для объяснения явлений необходимо допустить еще свободную причин-ность?"
"Принадлежит ли к миру или как часть его, или как его причина безусловно необходимая сущность?"
Вопросы антиномий по Канту и есть проклятые вопросы - порождения чистого разума, которые невозможно постигать средствами человеческого рассудка. (Средствами физикализма, скажем мы, полагая, что в рамках гносеологии самоорганизации мы снимем часть кантовских антиномий, а для других, по крайней мере, изменим их смысл).
Область проблем раскритикованного Кантом чистого разума как раз и является предметной областью современной теоретической физики.
ј 6. Философско-методологические проблемы теоретической физики
Современная теоретическая физика, работая на противоречиях чистого разума Канта, пытается преодолеть антиномии, не выходя за рамки аксиоматики физикализма.
Иллюстрируем сказанное, вспомнив о некоторых проблемах современного естествознания.
Большой взрыв - когда начала свое существование Вселенная и что было до большого взрыва. Эта проблема в чистом виде представляет собой первую антиномию Канта.
Дуализм частица-волна. Частицей или волной является электромагнитное излучение - это кантовская антиномия делимости и непрерывности. Так поле по определению является непрерывной субстанцией. Квант по определению неделим.
И поиск набора исходных элементарных частиц никогда не будет завершен и не даст результата, логически являясь второй антиномией Канта.
Преодолеть антиномии физикализма его собственными средствами затруднительно по нескольким причинам:
• Понятия физики, введенные для статических условий. Действитель-но, во все алгоритмы эталонного измерения основных и дополни-тельных измеряемых величин не входит измерение времени.
• Полученные в рамках классики экспериментальные законы физики не должны работать в области противоречий физикалистского аппарата логики. Формальная логика, применяемая в доказательствах классической физики и математики, целиком снята с "критики чистого разума" Канта.
• Измененная логика, как составной элемент гносеологии изучения микромира, должна быть определена до того, как начато научное исследование. Здесь мы вполне солидарны с Декартом.
ј 7. Определение самоорганизации как возможность пре-одоления противоречий физикализма
Для преодоления противоречий физикализма попытаемся ввести другой набор основных измеряемых величин физики.
1. Другой набор основных измеряемых величин физики
Сейчас мы обоснуем существование иерархически соподчиненных аксиоматических полей. Нельзя доказать одну из теорем через другие, если другие аксиомы принадлежат к одному с доказываемой логическому полю (как это пытался делать Лобачевский). Но можно выделить другое аксиоматическое поле, которое позволит доказывать аксиомы геометрии как теоремы. И, вводя соответствующие ограничения, получать геометрию Евклида, Лобачевского, тот или иной вариант геометрии Римана и т.д.
Мы сможем перейти к другому аксиоматическому полю следую-щим образом.
1. Получим величины основного измеряемого набора физических величин - длину, время и угол, как функции связей от чисел, измерения других основных физических величин.
2. Вернемся к сказанному выше и отрефлексируем, что именно основной набор измеряемых величин физики формирует и алгоритм построения физики (алгоритм Ньютона) и философскую гносеологию естественной науки (философия Декарта) и всеобъемлющую критику логики, обслуживающей гносеологию своего набора основных измеряемых величин ("Критика чистого разума" Канта). - Для другого измеряемого набора все это будет другим.
Физическими величинами, составляющими новый основной набор измеряемых величин физики, могут являться частотные характеристики некоторых периодических процессов, которые (частотные характеристики) мы станем сравнивать друг с другом. Аксиоматика сбора массивов чисел - частотных характеристик и получения из них формул для угла, времени и длины и будет являться аксиоматическим полем самоорганизации.
Обоснуем сделанное утверждение. Обоснование будет состоять в том, что (1) мы получим старый набор основных определений физики, т.е. длину, время и угол, как функции чисел, связанных с непосредственным измерением других физических величин. (2) Мы изменим алгоритмы введения угла, времени и длины в физику. (2) Мы выделим новые экспериментальные законы для новых измеряемых величин и объединим их в искомое аксиоматическое поле, из которого аксиомы Евклида и арифметики можно будет доказывать как теоремы.
2. Анализ применения эффекта Доплера в акустике и элек-тромагнетизме
Изучим применение эффекта Доплера как возможность формиро-вания аксиоматического поля иерархически более общего по сравнению с аксиомами Евклида и аксиомами арифметики.
Уточним смысл физических величин, характеризующих волно-вой процесс. . (1)
Выражение (1) описывает бегущую волну для непрерывного ис-точника излучения, где A есть энергетическая характеристика точек пространства, расположенных на линии распространения волны Х. В заданном масштабе измерения A равна энергии с точностью до числового коэффициента и алгебраического преобразования: E=f(A). Для непрерывного источника излучения несет двойную смы-словую нагрузку. Это, во-первых, число колебаний непрерывного источника волн в масштабную единицу времени и, во вторых, это число длин волн, распространившихся от источника в направлении Х в единицу времени на расстояние, численно равное С - скорости переноса энергии волны E. (Скорость по определению - это число масштабных единиц длины, пройденных в конкретном смысле в единицу времени). В формуле (1) t - это время проведения замера энергетической насыщенности пространства на линии Х в точке r.
Двойной смысл позволяет констатировать, что если приемник поглотил N минимально возможных порций энергии бегущей волны, то в пространстве "пробежало" N волн, т.е. пространство N раз было структурировано так, что (1) в разных его точках содержалось разное количество энергии и (2) диаграмма распределения энергии вдоль Х повторялась периодически и для любых двух точек равной энергии можно было приложить масштабную линейку так, что при произвольном ее смещении вдоль Х, эта линейка всегда указывала бы две точки равной энергии (вообще разной каждый раз).
Для N, одновременных секунде по определению, N = .
Двойной смысл (то, что единичный акт поглощения или испус-кания гармонического сигнала соответствует прохождению некоторого линейного расстояния, всегда одинакового, называемого длиной волны) позволяет осуществлять пространственную навигацию по анализу частотных характеристик источников и (или) приемников излучения.
3. Акустико-гравитационная навигация
летучей мыши
Построим один из способов ориентации летучей мыши в пространстве. В полете мышь свистит на конкретной ультразвуковой частоте. Поставим мысленный эксперимент. Пусть мышь "замрет" в полете при двух последовательных одинаковых положениях крыла. Число колебаний передающей мембраны зверька, одновременных этому взмаху крыльев, однозначно охарактеризует время взмаха, обозначим его . (Собственно, если разобраться в устройстве эталона измерения времени, мы именно так и задаем время).
В положении 1, когда мышь замерла, мозг мыши может зафиксировать число колебаний передающей мембраны от момента начала свиста в этом положении (см.рисунок) до момента получения отклика, отраженного лоцируемым предметом сигнала приемной мембраной (в этом положении (1)). Обозначим это локационное число . Получив подобное число для положения (2) - , можно подсчитать, мимо скольких длин волн прошла мышь на взмахе крыльев, используя знание о двойном смысле частоты как характеристике бегущей волны: . (2)
Поделив локационное число на число длин волн, соответствующих одному взмаху крыльев , мозг мыши сможет рассчитать, сколько взмахов крыльев R, таких же, как сейчас совершенный, нужно совершить, чтобы достичь лоцируемого объекта. Именно в этом месте для субъекта происходит подмена одного свойства объекта (возможность приложения масштаба) другим (прохождение волн в среде) и отождествление этих процессов - свойство распространения конкретной волны конкретным носителем отождествляется со свойствами пространства вообще. То же возникнет и при гравитационно-электромагнитном лоцировании, которое мы рассмотрим ниже. Мы пытаемся начать здесь проводить мысль о том, что не волны распространяются в пространстве, а распространение волн формирует абстракцию пространства. . (3)
Итак, в (3) мы определяем длину не непосредственным измерени-ем, а по формуле с помощью чисел, непосредственное определение ко-торых не зависит от измерения длины, времени или угла с помощью соответственных эталонов. Фиксировав некоторые числа и наиболее удобным для мыши образом, мы введем характерный линейный масштаб зверька - и характерный масштаб времени (назовем их условно "метром" и "секундой"). Поделив любое число колебаний передающей мембраны мыши на введенный так линейный масштаб, мы посчитаем, на сколько метров ушла вперед бегущая волна за время выполнения этих колебаний. Время, измеренное в секундах, будет вычисляться так: . (4)
В (4) мы определяем время не непосредственным измерением, а по формуле с помощью чисел, непосредственное получение которых не зависит от измерения времени, длины или угла. Определяя время, мы отвечаем на вопрос: сколько масштабных единиц времени соответствует протеканию процесса. Вводя определение угла через подобную формулу, мы заменим весь определяемый набор классической физики и можем переписать всю физику через новые аксиомы. Например, поделив секундное число колебаний на число, соответствующее линейному масштабу , мы посчитаем, на сколько метров уходит вперед бегущая волна за секунду. Так мы получим скорость распространения сигнала в собственных временном и линейном масштабах субъекта:
. (5)
При таком переопределении физики какие-то формулы упростятся и проявят неожиданный смысл, что-то неоправданно усложнится. Механической скоростью перемещения зверька будет являться отношение текущего наполнения взмаха крыльев числами к эталонному наполнению, отнесенному ко времени выполнения текущего взмаха : . (6)
В области анализа частотных характеристик мыши, как лоцирующего субъекта, где выполнится
V <<< C (7)
мышь может не зависать в полете. [Тройной знак неравенства в (7) оз-начает несоизмеримо меньше.]
Соотношений (2)-(7) достаточно для изучения прямолинейных участков перемещений мыши. Учет структуры фиксированных в фор-мулах (2)-(7) частотных характеристик сигнала позволяет ввести как измеряемые физические величины углы и повороты зверька. Набор чисел для определения угла можно ввести, анализируя биения, возникающие благодаря изменению частот приема правым и левым ухом. На повороте одно ухо приближается к источнику отраженного звука, другое удаляется (формулы получены, например, в [15]. Сонар мыши позволяет ей достаточно детально лоцировать трехмерное пространство. Буквально мышь видит ушами. Числа, входящие в соотношения (2)-(6), названы частотными характеристиками, поскольку каждое из них может быть названо частотой в некотором (в собственном) масштабе.
Итак, вводя единственную основную измеряемую величину - час-тоту, или точнее: число колебаний, и затем, составляя алгоритм сравнения чисел колебаний между собой, мы получаем элементы старого основного измеряемого набора физики - длину, время и угол как формулы, как функции связей. Теперь, анализируя структуру классической физики, несложно понять, что через частотные характеристики, как новый набор основных понятий, можно определить и все дополнительные измеряемые величины физики, и все экспериментальные законы и формулы.
Достоин внимания вопрос: зачем нам мышиная физика? Этот во-прос становится несущественным, когда подобная работа проведена для гравитационно-электромагнитного способа пространственной навигации человека.
4. Навигация посредством анализа частотных характеристик электромагнитного излучения
Свет представляет собой волновой процесс, и навигация человека оказывается в некотором смысле подобна акустической навигации ле-тучей мыши. Но формулы для определения угла и длины посредством электромагнитно-гравитационной локации более громоздки, поскольку у мыши есть внутренний источник сигнала, а для приемника- глаза - сигнал является внешним.
Уточним смысл физических величин, входящих в формулу Доплера, используемую при электромагнитной локации . (8)
C учетом двух смыслов частоты бегущей волны - есть число длин волн, частоты , мимо которых прошел лоцируемый объект за одну секунду со скоростью V.
По определению есть число актов испускания волн в секунду. В современной метрологии 1 секунда соответствует определенному числу испусканий электромагнитных волн цезия на фиксированной длине волны - .
1секунда= . (9)
По смыслу определений секунды и частоты можно сказать, что частота любого другого электромагнитного колебания есть число этих колебаний , одновременных (одновременных секунде). (В частности, цезия, рабочей гармоники.)
Принцип пространственной навигации по анализу частотных ха-рактеристик электромагнитного излучения основан на эффекте Допле-ра. Оказывается, что для осуществления данного принципа удобнее относить разность частот не к секундному числу поглощений , а к некоторому другому числу колебаний , для такого случая применим обозначение R, вместо . Одинаковость физических характеристик любого акта формирования бегущей волны обеспечивает высокую точность выполнения линейного соответствия между величинами
; (10)
С точки зрения классической физики частоты разных гармонических волновых процессов постоянны и поэтому (10) будет выполняться, пока не нарушается гармонический закон волнового процесса.
Принцип электромагнитного лоцирования может быть осу-ществлен при существовании у приемника подвижной части приема электромаг-
нитного излучения и неподвижной части, фиксирующей прием некоторого эталонного излучения, которое мы называем фоном. Алгоритм сбора чисел для расчета длин и углов может состоять в следующем:
Сначала мы определяем, сколько колебаний лоцируемого объ-екта ( ) соответствует определенным образом фиксированному числу колебаний фона ( ), одновременных ему (рис. 2,а). ( ) и ( ) мы измеряем одновременно.
Затем совершаем шаг подвижной части приемника, определяем, сколько поглощений на неподвижном фоне ему одновременно - и сколько при этом поглощается колебаний, пришедших от лоцируемой материальной точки (см. рисунок). Верхний индекс р означает реальное число, полученное в эксперименте. Существование линейного соответствия между частотными характеристиками волнового процесса позволяет рассчитать, сколько колебаний произошло бы, если бы шага не было:
; ;
(11)
и рассчитать .
(12)
Определяя для трех материальных точек пространства одновременно, мы получаем произвольный репер (не декартов), который позволяет высчитать, сколько шагов точно таких, как сейчас совершенный, надо совершить, чтобы достичь каждой из трех материальных точек, и посчитать расстояния между ними. Система уравнений для подобного расчета получена в [15]. Причем, при решении этой системы мы получаем и длину, и косинусы углов, время же задается так же, как и в пространстве мыши.
Структурировав электромагнитно-гравитационное пространство-время, теперь уже придется пересматривать всю физику, поскольку понятно, что не электромагнитные волны распространяются в пространстве, а гравитационно-электромагнитное взаимодействие формирует понятие пространства-времени. Приведем некоторые примеры такого переосмысления физических величин.
За время совершения некоторого конкретного шага совершается поглощений излучения на фоне, и в пространстве распространяется волн. Фиксировав для одного из шагов число как метрический эталон длины, мы сможем посчитать скорость сигнала (света) в собственных временнóм и линейном масштабах при-емника. Поделив на , мы посчитаем, сколько метрических единиц длины (таких же, как некоторый конкретный шаг) проходит бегущая волна при совершении поглощений, соответствующих единице времени, или скорость сигнала:
.
(13)
Множитель возникает, поскольку шагу подвижной части при-бора соответствует разное число длин волн фона и лоцируемой материальной точки, а нам нужно знать число длин волн фона, соответствующее метрическому эталону длины (фиксированному шагу):
фона/ тела .
(14)
вообще равно отношению чисел поглощения на фоне и в пятне, одновременных друг другу (в частности, отношению частот этих колебаний).
Скорость совершения любого шага механической части прибора определится как число соответствующих ему единиц длины, равное , отнесенное ко времени выполнения этого произвольного шага, измеренного во временном масштабе прибора , т.е.
.
(15)
Нетрудно перейти от субъективного масштаба приемника к любому другому масштабу. Так, если в формуле (13) заменить на число поглощений, одновременных секунде, - [см. формулу (9)], т.е. в числитель подставить частоту фона (по определению No = фона), а в знаменатель , соответствующее смещению прибора на один метр (т.е. число длин волн, укладывающихся на одном метре), мы сможем рассчитать, на сколько метров уходит бегущая электромагнитная волна за секунду:
С= фона/ метра= фона тела/ метра фона= тела/ метра.
(16)
При соответствующих подстановках в (15) мы получим следую-щий смысл входящих в него отношений: метра покажет, на какую часть метра переместилась подвижная часть прибора, а фона покажет, какую часть от секунды происходило движение.
Формула Доплера позволяет упростить выбор оптимального набора частотных характеристик { N , M } , ширин пропускания линий поглощения { }, скоростей и линейных размеров механической части прибора, реализующего данный принцип навигации для тех или иных целей [линейный размер шага прибора достаточно адекватно определен в классической физике].
5. Сравнительный анализ акустико-гравитационного и электромагнитно-гравитационного способов навигации по изучению частотных характеристик волнового процесса
Акустико-гравитационный способ локации летучей мыши отличается от электромагнитно-гравитационного способа тем, что в первом случае мы имеем внутренний источник сигнала, а во втором - внешний. Внутренний источник позволяет считать пространство одномерным (линейным). Минимальная размерность пространства при лоцировании посредством внешнего источника есть три.
Пространство при акустическом лоцировании содержит конечные области, информация внутри которых недоступна восприятию мыши, -"точки". Точка зверька в примере, приведенном на рис.2, переменна. В положении 1 временной зазор , отпущенный объекту лоцирования (например, жертве мыши, объекту ее охоты) для того, чтобы исчезнуть из поля ее зрения (из пространства мыши), равен , в положении 2 - . Линейный размер точки будет равен числу длин волн, мимо которых пройдет жертва за времена . Наиболее жизнеспособной будет та мышь, которая начнет "сознательно" учитывать нюансы несоответствия частотных характеристик передающей и приемной мембраны, например разницу протекания биений при приеме отклика правым и левым ухом. То есть это будет та мышь, пространство которой будет иметь размерность большую, чем 1. Тренировка в применении приемника сигналов внешнего пространства для мыши может способствовать для некоторых особей увеличению размерности про-странства, которое она воспринимает "сознательно". Если продолжать считать пространство мыши одномерным, то в условиях постоянства скоростей для расчета траекторий придется использовать не евклидов формализм, а формализм Лобачевского ( на рисунке будет определять угол параллельности Лобачевского).
Пространство при электромагнитном лоцировании тоже содержит точки, информация внутри которых недоступна восприятию лоцирующего субъекта. Эти точки определяются временами сбора числовой иформации, необходимой для фор-мирования представ-ления об единичном акте лоцирования пространственно-временной ситуации процесса или явления и скоростями внешних объектов. Такая точка может иметь более сложную форму, чем сфера. В рамках выбранного формализма расчета (геометрии Евклида, Лобачевского, Римана ...) можно оп-ределять параметры точки (размеры, форму, временную динамику) и корректировать выбор геометрии анализа внешнего пространства в соответствии с требованиями процесса протекания реального эксперимента.
Закон линейного соответствия гравитационно-акустического спо-соба навигации мыши может нарушаться. Например, формула (3) может не отражать реальной ситуации при изменении плотности среды между мышью и жертвой (порывы ветра) или локального изменения химического состава среды (аэрозольные выбросы техногенных отходов).
Внешнее пространство объективно, но способ пространственной навигации (в том числе любое рассмотрение пространства вообще) всегда субъективен, всегда подразумевает наличие конкретного принципа лоцирования, объективных носителей возможности реализации этого принципа и конкретного приемника.
Наиболее точный способ пространственной навигации человека и представляет собой один из способов приборной реализации описанного здесь принципа анализа частотных характеристик электромагнитного излучения как волнового процесса. При этом некоторые особенности электромагнитно-гравитационного соответствия оказываются абсолютизированными и отождествляются с объективными свойствами пространства вообще. Возможные нарушения гравитационно-электромагнитного соответствия при таком подходе неизбежно игнорируются. Например, формула Доплера (8) отнесет все возможные нарушения гравитационно-электромагнитного соответствия за счет поведения лоцируемого объекта (все частотные характеристики электромагнитного лоцирования входят в фомулу (8) как константы, переменна в формуле лишь скорость объекта - V). Для субъекта в ситуациях нару-шения условий стабильного выполнения принципа электромагнитной навигации естественно говорить об изменении своего внутреннего фи-зического состояния (голова закружилась, в глазах потемнело...).
В [15] показан 21 способ проверки сохранения гравитационно-электромагнитного соответствия по тройкам элементов - трем телам и (или) трем цветам. (Проверяется сохранение линейного соответствия между частотными характеристиками в массивах { N, M } при расчетах из (11)). При высокой стабильности электромагнитно-гравитационного соответствия линейному принципу для лоцирования хватило бы монохроматического (черно-белого, нецветного) зрения. Наличие зрения в трех цветах косвенно подтверждает необходимость проверки принципа линейного соответствия частотных характеристик в каждом единичном акте гравитационно-электромагнитного лоцирования. Три дополнительных параметра характеристики точки (три параметра контроля линейного соответствия) естественно трактовать как увеличение размерности времени на три единицы. Сознательный учет информации на трех дополнительных ко-ординатах пространства может увеличить социально значимую информированность субъекта. (Для ориентации в трехмерном пространстве информацию по трем дополнительным координатам можно отбрасывать в каждом единичном акте лоцирования из области оперативного сознания.)
Отметим еще один принципиальный момент лоцирования по ана-лизу частотных характеристик волнового процесса. Энерго-информационный анализ приемника должен быть организован на не-сколько порядков более компактно, чем лоцируемое внешнее пространство. Характерно, что сам принцип требует непременного учета такого положения вещей (способ вывода (2.20) в [15] ). Пространство приемника электромагнитного излучения для локации евклидова внешнего пространства объектов в потребительских размерах принципиально неевклидово. Закономерности изоморфизма евклидовой метрики на поверхностях Клиффорда четырехмерного Риманова пространства, разрабатываемые, например, С.В.Рудневым, позволят рассчитать параметры приемника для конкретной технической реализации обсуждаемого здесь принципа.
Социальный заказ на приборную реализацию использования принципа линейного соответствия частотных характеристик электромагнитного волнового процесса в навигации может возникнуть при исследовании следующих проблем:
ТРАНСПОРТНАЯ НАВИГАЦИЯ. Особенно космическая и авиа-ционная. Тип геометрии пространства может меняться по сравнению с глобальными условиями вдали от тяготеющих масс и мощных источников электромагнитного излучения (Солнца) уже на краю нашей планетной системы. Данный принцип, реализованный приборно, позволит проверить это предположение. Если авиакатастрофы и происходят по причине нарушения электромагнитно-гравитационного соответствия, современная научная комиссия по расследованию не способна констатировать эту причину без приборной реализации принципа локации по электромагнитно-частотным характеристикам.
МЕДИЦИНА. Для объяснения некоторых особенностей приемни-ков сигналов реальности в физиологии глаза, уха и т.п. Для изучения влияния особенностей восприятия сигналов реальности на формирование социальной иерархии в ряду: пророки, апостолы, святые, юродивые, еретики, гении, таланты, сумасшедшие - и для определения социальной нормы в психологии и психиатрии.
ФИЛОСОФИЯ. Для поиска ответа на вопрос: что есть регрессия в обыденность догм здравого смысла (в том числе в естественной науке). Для изучения условий возникновения нравственно-интеллектуальных доминант этноса (в смысле определения Л.Н.Гумилева).
И так далее.
6. Аксиоматическое определение самоорганизации дисси-пативных систем
а) понятие аксиоматики
По сути, аксиоматическим определением научной методологии физикализма является философия Декарта в части теории физико-математического доказательства на основе аксиом Евклида и арифметики. Мы оставим форму его философии, но применим ее к другому аксиоматическому полю. Необходимо дидактическое обоснование понятия "аксиоматика", поскольку математическая энциклопедия не содержит понятия "аксиоматика", здесь предложено понятие "аксиома": "Аксиома - основное положение, самоочевидный принцип. В дедуктивных теориях аксиомой называются основные исходные положения той или иной теории, из которых путем дедукции, т.е. чисто логическими средствами, извлекается все остальное содержание" [13].
Нет понятия "аксиоматика" в физическом и в философском энцик-лопедическом словаре [13,21], здесь приведен термин "аксиоматический метод": "Для современной стадии развития аксиоматического метода характерна выдвинутая Гильбертом концепция формального аксиоматического метода, которая ставит задачу точного описания вывода теорем из аксиом. Основная идея Гильберта - полная формализация языка науки, при которой ее суждения рассматриваются как последовательности знаков (формулы), приобретающие смысл лишь при некоторой конкретной интерпретации. Для вывода теорем из аксиом (и вообще одних формул из других) формулируются специальные правила вывода. Доказательства в такой теории, исчислении или формальной системе - это некоторая последовательность формул, каждая из которых либо есть аксиома, либо получается из аксиом по какому-либо правилу вывода. В отличие от таких формальных доказательств, свойства самой формальной системы в целом изучаются содержательными средствами метатеории. Основные требования, предъявляемые к аксиоматическим формальным системам, - непротиворечивость, полнота, независимость аксиом. Гильбертовская программа, предполагавшая возможность доказать непротиворечивость и полноту всей классической математики, в целом оказалась невыполненной. В 1931 г. Гедель доказал невозможность полной аксиоматизации достаточно развитых научных теорий (например, арифметики натуральных чисел), что свидетельствует об ог-раниченности А.м. Основные принципы А.м. были подвергнуты критике сторонниками интуитивизма и конструктивного направле-ния" [21]. Таким образом, ни в математике, ни в философии общее аксиоматическое поле не структурируется, в нем не выделяются иерархически соподчиненные слои разных логик.
Мы употребляем понятие "аксиоматика" в двух смыслах.- 1. Ак-сиоматика - это система аксиом, достаточная для полной формализации языка науки в смысле Гильберта с учетом результата Геделя. Аксиоматика - это такая система аксиом, внутри которой в явном виде выделено противоречие мышления конкретного логического уровня (см., например, противоречие точки [15]) и для которой определен круг проблем реальности, изучение и утилизация коего не зависят от существования данного противоречия. Истинность аксиоматики проверяется практикой в смысле К.Маркса. 2. Аксиоматикой мы называем также систему аксиом, частный случай применения которой приводит к доказательству аксиоматики в смысле (1) как теорем метатеории. Это будет аксиоматическое поле иерархически более общего уровня логики.
Естественным примером аксиоматики в смысле (1) являются ак-сиомы Евклида и арифметики с добавлением противоречия точки и ограничением круга задач перемещениями в электромагнитно-гравитационном пространстве-времени человека в глобальных размерах и при проникновении в структуру вещества до молекулярного уровня. Здесь реализуется идея Гильберта о полной формализации языка науки в виде детерминизма Лапласа. Содержание такой аксиоматики современной классической физики можно превратить в функции и теоремы более общей аксиоматики самоорганизации. Мы выделили ее.
б) аксиоматическое определение самоорганизации
Приведем выделенную аксиоматику самоорганизации, как пример типа (2).
В основе новой аксиоматики лежит не четыре данности непосред-ственного ощущения: время и пространство = (протяженности, направления, материальные точки), а одна - "действие", как счетный элемент дискретного множества произвольной природы.
Определение 1: материальное тело есть то, что способно совер-шить действие - h.
Способность человека ощущать такова, что он изначально может выделять единичное в целом. Человек способен воспринимать целое как совокупность единичного. Оказывается, ощущение единичного в целом более общая способность ощущать по сравнению с восприятием протяженности, направления, массы и времени.
Постулат 1. Одинаковые действия материального тела можно пересчитывать, сопоставляя одному из них число 1, следующему 2 и т.д. числа натурального ряда ...
Человек непосредственно способен классифицировать (распреде-лять по классам, соотносить с целым по некоторому основанию) эле-менты единичного, в частности посредством счета натуральных чисел.
Определение 2: материальное тело называется устойчивым относительно действия h, если оно способно совершить это действие более некоторого наперед заданного числа N раз.
Определение 2 констатирует одну из особенностей (возможно, основную) существования системных связей в процессах диссипации.
Аксиома 1. Материальное тело совершает множество разных действий сразу { } .
Нам не удалось придумать материальное тело, которое совершало бы одно единственное действие. Например, камень: покрывается влагой и высыхает, совершает шаг объемного расширения и сжатия, совершает суточный и годовой оборот вместе с Землей ...
Постулат 2 (центральный). Существуют действия и матери-ального тела, устойчивого относительного них обоих, которые можно пересчитывать посредством друг друга с любой степенью точности, т.е. действия и можно сопоставлять друг другу с помощью соотношения:
и числа и можно подобрать так, что любое другое действие это-го материального тела нельзя будет выполнить без того, чтобы при этом не выполнилось одно из действий и одно из дейст-вий .
Это есть постулат сплошности. Для пространства-времени посту-лируемые действия есть действия поглощения монохроматических по-токов электромагнитного излучения. Эти действия в пространстве-времени человека есть всегда. Все другие действия, значимые для человека, протекают на фоне согласно соотношению постулата.
Центральный постулат обеспечивает однородность времени системы. Но вообще внутренне однородная система может быть прерывной при рассмотрении ее из другой системы. Как описывал Герберт Уэльс, нарушение привычной закономерности состояния электромагнитного поля могло бы срабатывать как сигнал "Замри!" в детской игре. При восстановлении привычного порядка протекания закономерностей в системе деятельность в ней может протекать далее как ни в чем не бывало, без учета лакуны.
Или можно описать системно процесс какого-то производства, где роль и играет поступление денег. Система, внутренне однородная (относительно поступления денег), может быть прерывна или даже неустойчива с точки зрения пространства-времени человека. Владелец дела может обанкротиться, а налаженное дело, подхваченное другими, будет функционировать как ни в чем не бывало.
Определение 3. Связь проявляется в изменении характера выпол-нения действий материальным телом 1 ( в изменении чисел и в центральном постулате для материального тела 1) из-за выполнения действий материальным телом 2.
Например, в пространстве-времени человека связь обеспечивает определимость отрезков (из выражений (2.13)-(2.15), [15] ).
Определение 4. Приемник-субъект - это выделенное материальное тело, устойчивое относительно заданных действий.
Аксиома 2. Приемник-субъект выполняет выделенное действие сигнал (эталон) системы hэ в соответствии с некоторым математическим соотношением при условии отсутствия выполнения других действий самим приемником и остальными материальными телами системы. Это соотношение будем называть соотношением идеального эталона (сигнала) системы.
Здесь речь идет об установлении динамического равновесия в системе и о возможности математического описания динамического равновесия квазистационарного состояния диссипативного процесса.
Аксиома 3. (Квазистационарности). Существуют области сопоставления действий, в которых искажение соотношения идеального эталона действий сигнала hэ конкретным изучаемым действием hи, совершаемым другими материальными телами системы и приемником-субъектом, существенно больше, чем искажения други-ми действиями. В такой области существует математический закон композиции, позволяющий предсказать характер выполнения действий hи другими материальными телами системы по анализу влияния связей на искажение соотношения идеального эталона для действий hэ приемника-субъекта. Закон композиции порождает систему: ощущения - понятия - физические величины пространства-времени.
Выражение (2.18) из [15] есть аксиома с точки зрения аксиомати-ки сопоставления действий. Другое дело, что аксиоматика Евклида помогла ее ввести, а с точки зрения более общих аксиоматик можно будет обосновать аксиому 3 для пространства-времени человека и для каждой конкретной системы. В рамках данной аксиоматики можно будет констатировать законы композиции каждой конкретной системы. Это и будет являться главным математическим упражнением выделенного уровня (слоя) постижения Реальности.
Аксиома 4 (диссипативности). Существуют искажения соотноше-ния идеального эталона (белый шум), обусловленные включенностью любой системы во множество других систем Реальности. В области реализации аксиом 2 и 3 для изучаемой системы искажения малы и могут быть учтены с помощью физико-математических формул, будем называть их функциями коррекции соотношения идеального эталона.
Мы считаем, что полученная аксиоматика представляет собой ак-сиоматику самоорганизации, поскольку наиболее признанное аксиоматическое определение самоорганизующейся системы Ю.А. Урманцева, по сути, совпадает с тем, что возникло у нас. Работа Урманцева - наиболее цитируемая у авторов самоорганизационных работ.
Предложенную выше аксиоматику мы выделили, констатируя, что же рассматривалось как само собой разумеющееся при построении системы получения длин и углов и соотношений проверки устойчивости пространственно-временной гравитационно-электромагнитной связи. Выделение и анализ аксиом Евклида Лоба-чевским привел к тому, что появилась еще одна геометрическая система описания Реальности. (Конкретно-чувственный смысл других геометрий, помимо евклидовой, очевиден с точки зрения аксиоматики самоорганизации [16]).
Определение самоорганизации посредством введения аксиоматики может показаться громоздким. Но для любой формализованной естественной науки определение не менее громоздко. Например, книгу Давида Гильберта "Основания геомет-рии" [4] естественно рассматривать как определение современной высшей геометрии. Определением геометрии Евклида является не тавтологический термин "землемерие", а перечень двадцати двух аксиом, выделенных Лобачевским [9]. Для "самоорганизации" тоже можно ввести тавтологическое определение "квазистационарное состояние диссипативной системы".
Проблема анализа аксиоматик, т.е. констатация очевидного, является наиболее сложной и интересной задачей математики, и именно эта проблема наименее всего разработана дидактически. Ни один серьезный математик, ни об одной аксиоматике не может заявить, что она завершена (полна и непротиворечива). Мы понимаем, что наша аксиоматика
менее разработана, чем геометрическая (над последней работали дольше), но принципиально одна другой стоит.
Некоторые дидактические подходы к анализу аксиоматик нам все же удалось выработать.
(1) Разработка данной аксиоматики (построение законов композиции конкретных систем) позволит понять физический смысл конкретных теорий чисел (в частности, арифметики). Она формируется процессами гравитационно - электромагнитной связи.
(2) Анализ аксиоматики Евклида, выделенной Лобачевским, позволил заметить, что когда он вводил дефиницию (краткое определение элемента непосредственной чувственной данности), то применял понятие "определение", в случае сомнения в абсолютной выполнимости заявленного свойства определений Лобачевский применял термин "постулат". Определения, обладающие свойством, абсолютным при условии реализации определений и постулатов, он называл аксиомами [9]. Мы считаем методологически целесообразным возобновить эту традицию Лобачевского, поскольку она дидактически целесообразна в создании методик анализа аксиоматических систем. Получение аксиоматики как определения самоорганизующейся системы мы считаем основным достижением своей работы.
в) сравнительный анализ аксиоматик самоорганизации
Проведем сравнительный анализ предлагаемых нами аксиоматических концепций самоорганизации и аксиоматики Урманцева. Задача этого анализа - показать, как ядро слоя новой рациональности (аксиоматика самоорганизации) возникает непо-средственно без преемственно-непрерывной связи с эстетикой (в смысле Канта) пространственно-временной рациональности науки Нового времени.
Понимание того, что наша научная работа, по сути, является по-строением самоорганизующейся системы на уровне констатации ее существования, возникло при анализе литературы по определению термина "категория". Поиск смыслов этого понятия привел к анализу работ, посвященных созданию философских аксиоматических систем сознания.
Наиболее тесно перекликаются с результатами нашей работы концепции самоорганизации В.Н.Сагатовского и Ю.А.Урманцева. На исследование Ю.А.Урманцева ссылаются большинство авторов, изучающих феномен с философской точки зрения. Поскольку эта одна из наиболее известных работ, посвященных обсуждаемой проблеме, имеет смысл сравнить полученную аксиоматику с результатами именно этой работы.
Урманцев пишет: " Для не полностью формализованной ОТС (общей теории систем) мы выбрали следующие пять аксиоматических условий: (1) существование, (2) множество объектов, (3) единое, (4) единство, (5) достаточность [21, c.8]. Формы (1) существования "либо пространство, либо время, либо движение, либо как различные комбинации из этих форм по две и по три" [21, с. 9]. Возможно, последняя фраза есть лишь необходимый камуфляж, ведь работа писалась в 1978 г. Урманцев строит примеры систем, опираясь лишь на выделенную им ниже аксиоматику, которая позволяет, в частности, рассматривать пространство-время как самоорганизующуюся систему, когда разрыв ее на составляющие элементы ( отдельно пространство и отдельно время) невозможен в принципе.
Условие (2) есть признание абсолютной возможности "счета" эле-ментов дискретных множеств любой природы, что ограничивает воз-можность изучения систем уровнем констатации ее существования. Вопросы выбора типа самоорганизации в явлении или процессе потребуют углубления аксиоматики для анализа того, что обусловливает появление возможности счета. Новая "догма" более общего уровня постижения самоорганизации должна быть исследована во всех перечисленных аспектах (см.определение во введении, стр.36). Аксиому 1 нашей аксиоматики можно включить в условие (2) как констатацию одного из способов задания множества элементов.
Возможность классификации по признаку (условие (3)) введена аксиоматически, как и в нашей работе (определение 1, постулат 1, ак-сиома 1).
Условие (4) по крайней мере включает в себя наше определение приемника-субъекта ( с одной стороны, отношение между отдельными объектами, с другой стороны, отдельный объект). Условие (5) включает в себя определение устойчивости нашей аксиоматики.
Под "абстрактной системой" понимается такая система, по отно-шению к которой все остальные системы суть те или иные ее интерпретации либо реализации" [21, с.10].
В самом общем виде построение абстрактной системы свелось к выполнению следующих четырех шагов.
I. К отбору из универсума М по единому основанию некоторой совокупности объектов , далее называемой множеством первичных элементов.
II. К наложению на первичные элементы определенных отношений единства и к образованию благодаря этому по закону множества композиций .
III. К такому изменению композиций множества и к такому выводу согласно отношениям , ... и законам композиции , ... множеств композиции , ... , при которых композиции всех этих множеств оказываются построенными из первичных элемен-тов .
IV. К выводу для данных А , R , Z множества объектов М или системы S =M ={M , ...M }" [21, с. 10].
Данное определение неявно ограничивает себя сенсорикой воз-можности счета элементов дискретных множеств произвольной природы, что обеспечивает возможность изучения систем на уровне констатации ее существования, но не позволяет изучать генезис зарождения систем.
Действительно, среди материальных тел слоя Канта (универсум М ) по единому основанию А (отражение-испускание электромагнитных квантов веществом) выберем некоторую совокуп-ность объектов М - речная галька. Начнем кидать гальку с произвольными скоростями V, тогда возникнут множества законов соотношения идеального эталона типа выражения (2.9) из [15], отношения R (V,t,r) в терминологии Урманцева, множества законов расчета расстояний между тройками галек в соответствии с геометриями Евклида, Римана, Клиффорда ... -законы композиции Z (R), М (Z) конфигураций их расположения... Но для изучения устойчивости гравитационно-электромагнитного соответствия потребуются принципиально иные аксиоматические основания, для чего, в первую очередь, необходимо очередное расширение сенсорики. Кроме того, потребуется учесть влияние сенсорного генезиса "догмы" Канта на элементную структуру аксиоматики математики, в том числе на разрабатываемую Ю.А.Урманцевым теорию групп, и на логические законы мышления вообще.
ОТС Ю.А.Урманцева строится им в духе описанного К.Фишером протестантизма. Необходимо отметить, что благодаря его усилиям формализация слоя эстетики констатации существования самоорганизующихся систем значительно продвинута вперед.-
"Система S - это i-е множество композиций Мi, построенное по отношениям r(j) множества отношений {R(i)}, операциям О -м множества операций {O(i)}, законам композиции Z -м множества законов композиции {Z(i)} из первичных элементов К -х множества М , выделенного по основанию А из множества М."
г) другие подходы к определению самоорганизации
Многие другие концепции самоорганизации, учитывая более об-щие возможности постижения феномена, не структурируют иерархически соподчиненные подуровни рассмотрения самоорганизации, фактически включенные в их подход [20, 21]. Что делает их подходы дидактически неприемлемыми для использования в учебном процессе. Иногда концепции, учитывая существенные моменты самоорганизации, оказываются недостаточно структурированными для получения гравитационно-электромагнитного пространства-времени человека как системы.
Анализ предлагаемого здесь перехода между двумя аксиоматиками естественной науки подводит к мысли о том, что подобных переходов, вообще, больше двух. Наиболее полно теория самоорганизации, на наш взгляд, исследована в монографиях Э.Г. Винограя [1], И.Л. Герловина [3], В.А. Дмитриенко [6], В.В. Ленского [8], А.Н. Малюты [11-13], О.С. Разумовского [17-19]. Каждый из указанных авторов, создавая общую теорию систем, использует работы более чем четырехсот авторов, концепции которых представляют существенный интерес. Причем не только источниковедческие множества, попадающие в поле зрения каждого из них, практически не пересекаются, но и каждая из концепций существенно отличается от остальных.
Серьезной проблемой теории и методики обучения естествозна-нию, с точки зрения самоорганизации, является и то, что без системного осмысления феномена пространства-времени затруднительно изучать самоорганизацию, поскольку свойства единичного частного объекта в этом случае применяются для изучения более общего класса объектов. Например, неопределяемый минимум категорий В.Н. Сагатовского недостаточно структурирован для построения пространства-времени, как самоорганизующейся системы - "Элемент, Множество, Бытие, Небытие, Изменение" [20, с. 417], а необходимые для построения остальных категорий элементы аксиоматики автор использует неявно, не структурируя их для читателя. Например, "Структура - есть совокупность отношений между элементами множества, соответствующая степени различия их отношений к элементу-эталону".
Полученный нами результат, в котором обосновывается способ поиска взаимосвязанных аксиоматических оснований естественных на-ук, только утверждает теоретико-методологичексую возможность непосредственного нахождения эстетик и связанных с ними аксиоматик. Иногда это более успешно, как в случае с Урманцевым, иногда менее, как у Эйнштейна. При непосредственном нахождении эстетик существует опасность дидактической ошибки использования старых рациональных штампов, которые ограничивают реальные возможности новых эстетик. На наш взгляд, проблема обоснования самоорганизации как метаязыка естествознания станет дидактически разрешимой только при условии осуществления преемственной физико-математической связи между базисными аксиоматическими основаниями физикализма и самоорганизации.
Именно то, что основных наборов физических величин более чем один, заставляет констатировать следующее: есть проявления онтоло-гии, которые невозможно передать адекватно в каждом конкретном наборе основных физических величин. Так сколько же всего существует наборов основных определений физики?
ј 8. О возможном толковании додекаэдра Пифагора
Определение самоорганизации, однако, не ограничивается вве-дением аксиоматики построения элементов пространства и времени из алгоритма сбора массивов чисел - частотных характеристик. Каждый из вариантов гносеологии естественной науки и физикализм, и самоорганизационную методологию формируют пять равноправных параметров - это онтология, гносеология, логика, биология и социализация. При построении фраз самоорганизационной методологии естественной науки необходимо отслеживать, к какой из пяти областей, формирующих эту методологию, фраза относится, и как она обусловливается остальными девятью параметрами (пять параметров физикализма и остальные четыре самоорганизации).
1. Онтология. Онтологический посыл физикализма состоит в убежденности в том, что пространство и время есть единственные формы существования материи. С точки зрения самоорганизационной методологии неизбежно понимание того, что самоорганизация диссипативных систем есть форма существования материи, по крайней мере, в том же смысле, что и пространство-время для физикализма. А пространство-время для самоорганизационной методологии есть продукт самоорганизационных связей, воспринятых человеком на некотором этапе развития науки как неизменный абсолют.
2. Гносеология. Для физикализма гносеология - это философия Декарта в объеме теории физико-математического доказательства. Для самоорганизационной естественно-научной методологии мы возьмем метод Декарта и его пафос, обусловленный убежденностью в познаваемости онтологии, но применим их для другого аксиоматического поля. Собственно, мы отстроим до конца новое аксиоматическое поле, когда докажем все аксиомы Евклида и арифметики из аксиом самоорганизации (выделим все аксиомы). Пафос Декарта мы несколько ограничим пониманием того, что аксиоматических слоев, вообще, больше двух.
3. Логика. Фигуры формальной логики сняты с категориального аппарата Канта с "Критики чистого разума". Отстраивая фигуры формальной логики подобно тому, как это делал Кант для эстетики, обусловленной способом измерения в классической физике. То есть отстраивая фигуры логики для другой "эстетики", связанной с новым измеряемым набором величин, в частности выясняя смысл старых экспериментальных законов физики через инструментарий самоорганизации, мы, по крайней мере, изменим их смысл. Появятся и новые группы категорий. Действительно, принятием ряда постулатов, в частности постулата однородности времени, мы исключаем для кантовской формальной логики возможность изучения нарушения гравитационно-электромагнитной связи. В пространстве мыши очевидно, что измеренное введенным для зверька образом время не всегда одно-родно. При изменении плотности воздуха между приемной мембраной мышки и лоцируемым объектом меняется и ход мышиного времени. Мышь может, вообще, проверять устойчи-вость акустико-гравитационной связи: оставаясь неподвижным, зверек может несколько раз зафиксировать локационное число типа N1 и если числа, которые должны быть одинаковы в предположении однородности времени, достаточно опасно для навигации отличаются друг от друга, мышь не полетит. Для проверки устойчивости гравитационно-электромагнитной связи обнаружено двадцать одно соотношение. Есть двадцать один способ контроля однородности времени. Новые группы категорий логического аппарата новой "эстетики" будут обслуживать проверку устойчивости гравитационно-электромагнитной связи.