§3. Самоорганизация и развитие материи в глобально-космологическом масштабе

Сложная компонента жизни, разума во вселенском развитии и вынуждает подходить к космологическому объекту развития как к сложной системе. В этой глобально-космологической системе есть, однако, нечто такое, представляющее интерес для синергетики, что поддается более легкому и простому выявлению, нежели в системах, обладающих меньшими масштабами. Выше мы показали, что инерциальное поле, инерциальное движение является необходимой предпосылкой для существования вращательного движения, которое имеет, таким образом, абсолютный характер. Оказывается, при дальнейшем углублении в данный вопрос, что эти два типа движения взаимно обусловливают, дополняют друг друга, что они органически связаны между собой.

Это мы и постараемся в первую очередь показать.

Космология как наука начинается с признания того эмпирико-астрономического факта, который послужил основой для формулирования космологического закона Хаббла. Американский астроном Э.П.Хаббл (Hubble, 1889-1953) в 1929 г. установил зависимость между, как принято говорить, красным смещением галактик и расстоянием до них. Речь идет о смещении линий спектра, проектируемого от удаленного объекта на фотографическую пластинку, к красному концу спектра. Этот факт свидетельствует не просто о движении таких астрономических объектов, как галактики или их скопления, но об удалении их от наблюдателя. Причем скорость их удаления пропорциональна тому расстоянию, на котором они находятся от земного наблюдателя.

Закон Хаббла выражается формулой:

[2.3.1]

где - cкорость удаления объекта, - вектор расстояния до него, Н – постоянная Хаббла. Закон этот большинством астрономов, астрофизиков и космологов истолковывается в пользу гипотезы о том, что Вселенная наша расширяется, и что расширение ее началось из некоторого первичного – сверхплотного – атома. Считается, далее, что если бы расширение Вселенной происходило с постоянной скоростью, то время, истекшее от момента взрыва первоатома составило бы

Т₀ = = 6·10¹⁷ сек. = 12 млрд. лет [50; 256-258].

Австралийский геолог У.Кэрри, написавший книгу «В поисках закономерностей развития Земли и Вселенной», анализируя закон Хаббла, обратил внимание на следующий любопытный момент: физическая размерность постоянной Хаббла совпадает с размерностью угловой скорости. «Физики, – писал он, – пока не знают почему вращение так распространено во Вселенной, так что какие-то новые законы еще предстоит открыть. Возможно, в них будет использована и постоянная Хаббла. Интересно, что «размерность» постоянной Хаббла – М⁰L⁰T ^1, или просто Т ^1, такая же, как у угловой скорости, которая измеряется расстоянием, пройденным вдоль окружности определенного радиуса и отнесенным к длине этого радиуса (поэтому L⁰), деленным еще на затраченное время (поэтому Т ^1) « [51; 389].

«Простое ли это совпадение, – спрашивает автор, – или в нем скрыт какой-то физический смысл?» Хотя угловая скорость и постоянная Хаббла имеют одинаковые размерности, существует различие их векторной характеристики: когда мы движемся к краю вращающегося тела вдоль его радиуса, линейная скорость (под прямым углом к радиусу) возрастает прямо пропорционально расстоянию от центра; то же справедливо в отношении хаббловского разбегания, только в этом случае скорость направлена вдоль радиуса, а не перпендикулярна к нему. «Не является ли вращение и космическое разбегание, – уточняет Кэрри свой вопрос, – фундаментальными свойствами Вселенной и не связаны ли они друг с другом так, как векторы магнитного и электрических полей?» [51; 389].

Есть основания полагать, что такая фундаментальная связь между двумя видами движения действительно существует, и определяется она законами Воображаемой геометрии Лобачевского. Попытаемся очертить круг поисков ответа на данный вопрос. Для этого нам надо зафиксировать различие между двумя понятиями произвольной линии в геометрии – линии в собственном смысле слова и линии как траектории движения математической точки. Г.Вейль употребляет для этого два термина: (просто) «линия» и «кривая».

В геометрии на плоскости, как пишет он, нам необходимо различать два совершенно различных представления, которые принято называть одним и тем же словом «кривая». «Чтобы их разделить, я применяю термины «линия» и «кривая»» [52; 163]. Грубо говоря, речь идет о различии между сетью улиц какого-то города или трамвайной «линией», с одной стороны, и тем путем («кривой»), которым проходит пешеход по улицам города и который во время этой прогулки пребывает in statu nascendi (в стадии зарождения – В.Ш.), или, соответственно, путем, который описывает движущийся трамвай, с другой. ««Линии» встречаются, например, как границы при разбиении плоскости на части, «кривая» есть «траектория» (Bahn) движущейся точки « [52; 163].

Если вернуться к прежней терминологии, то не трудно понять, что речь идет в данном случае о геодезической (линии) и траектории. Ту или иную геодезическую линию прочерчивает на плоскости или в пространстве тело при своем свободном движении. Траекторию описывает тело, движущееся под влиянием физических сил. Траекторную кривую можно представить как однозначную функцию от времени, если силовое поле не меняется. В противном случае траектория будет зависеть от изменения скорости движения, коль скоро ускорение тела определяется действующей на него силой. Так обстоит дело в евклидовом пространстве при евклидовом описании движения.

По-иному все это выглядит в пространстве Лобачевского. Как уже говорилось в предыдущем параграфе, на плоскости Лобачевского можно провести прямую и соответствующую ей эквидистанту, длины отрезков, которые ставятся в однозначную зависимость от изменений скорости, а не от скорости как таковой. При этом никакого силового вмешательства в такой процесс изменения не наблюдается. Как получается такая картина? Вначале мы ее рассматривали всего лишь как некоторый геометрический аналог преобразований Лоренца. Ученые-геометры доказали, что имеется изоморфизм между преобразованиями Лоренца и трансляционными геометрическими преобразованиями, производимыми на гиперболической плоскости или в гиперболическом пространстве.^ Следовательно, вначале речь велась о геометрической модели релятивистских преобразований Лоренца. Но теперь задача движения в гиперболическом пространстве приобретает самостоятельное значение.

Мы имеем теперь дело с таким движением, при котором скорость начинает выполнять роль независимой переменной, а расстояние в пространстве Лобачевского становится функцией этой переменной. Впрочем, можно рассматривать и обратную функцию – величину скорости ставить в зависимость от пространственного расстояния. Связь скорости и расстояния имеет здесь взаимооднозначный характер.

Установив, таким образом, принципиальную зависимость скорости свободного (инерциального) движения от величины пространственной протяженности в неевклидовом пространстве, можно продвинуться далее и перейти уже к выяснению связи между инерциальным и вращательным движениями. Для этого нам придется вернуться к преобразованиям Лоренца и записать их в несколько другой форме. Воспроизведем методику этой записи по книге Л.Д.Ландау и Е.М.Лифшица «Теория поля» [53].

Напомним для начала о том, что интервал между двумя событиями в мире Минковского можно рассматривать как расстояние между соответствующими двумя мировыми точками в четырехмерной системе координат. На преобразования Лоренца накладывается требование, чтобы они оставляли неизменными все длины в четырехмерном пространстве x, y, z, ct. Но такими преобразованиями могут быть только параллельные переносы и вращения системы координат. Из них переносы системы координат параллельно самой себе не представляют интереса, так как сводятся к переносу начала пространственных координат и изменению момента начала отсчета времени. «Таким образом, – пишут авторы «Теории поля», – искомое преобразование должно математически выражаться как вращение четырехмерной системы координат x, y, z, t» [53;23].

Но всякое вращение в четырехмерном пространстве можно разложить на шесть вращений, а именно в плоскостях xy, zy, xz, tx, ty, tz (подобно тому, как всякое вращение в обычном пространстве можно разложить на три вращения в плоскостях xy, zy, xz). Первые три из этих вращений преобразуют только пространственные координаты и соответствуют обычным пространственным поворотам (т.е. поворотам соответственно вокруг осей z, x, y). А вот повороты в плоскостях tx, ty, tz приводят и к преобразованию параметра времени.

Для обычной, наиболее наглядной, записи преобразований Лоренца используется поворот в плоскости tx, когда координаты y и z не меняются. Это преобразование должно оставлять неизменной, в частности, разность (ct)² – x² – квадрат «расстояния» от точки (ct, x) до начала координат. Связь между исходными и новыми координатами в этом преобразовании дается в наиболее общем виде формулами:

x = x^/chψ + ct^/shψ, ct = x^/shψ + ct^/chψ [2.3.2]

где ψ – «угол поворота». (Заметим, что формулы [2.3.2] представляют обратные преобразования Лоренца). Легко убедиться в том, что квадрат пространственно-временного интервала здесь остается неизменным, т.е.

В записи формул [2.3.2] проступает одна существенная особенность. Они отличаются от обычных формул преобразования при повороте осей координат заменой тригонометрических функций гиперболическими. «В этом проявляется, – указывают Ландау и Лифшиц, – отличие псевдоевклидовой геометрии от евклидовой» [53; 23]. Мы чуть позже рассмотрим это отличие с точки зрения гиперболической геометрии. А сейчас пока проследим, как устанавливается соответствие между преобразованиями Лоренца в записи [2.3.2] и ими же в обычной записи.

Для этого надо учесть, что ищутся-то формулы преобразования от инерциальной системы отсчета К к системе К^/, которая движется относительно К со скоростью υ вдоль оси x. При этом, очевидно, подвергаются преобразованию только координата x и время t. Остается определить угол ψ, который может зависеть лишь от относительной скорости υ. Для этого достаточно рассмотреть движение в системе К начала координат системы К^/. Тогда x^/ = o и выражения [2.3.2] принимают вид:

x = ct^/shψ, ct = ct^/chψ.

Разделив первое из этих выражений на второе, получим:

,

но x/t есть, очевидно, скорость движения системы К^/ относительно К. Таким образом,

.

Отсюда

Подставив значения shψ и chψ в [2.3.2], мы получим формулы преобразования Лоренца, описывающие обратный переход от системы К^/ к системе К [53; 23 – 24].

Теперь отметим, что гиперболические функции

играют, при построении геометрической модели для преобразований Лоренца в пространстве Лобачевского, двоякую роль. С одной стороны, ими определяется гиперболический угол ψ только что описанного поворота. И ему соответствует однозначно определяемый тригонометрический угол. (Заглянув в справочник по математике И.Н.Бронштейна и К.А.Семендяева, мы можем выписать формулы, представляющие связь между гиперболическими и тригонометрическими функциями. В частности:

sin? = – ish?, cos? = chi?,

sh? = isini?, ch? = cosi?).

С другой стороны, углом ? определяется на плоскости Лобачевского мера расстояния; угол ? приравнивается величине линейного сдвига по оси абсцисс в координатной системе Лобачевского. Речь идет о величине того сдвига по геодезической линии гиперболической геометрии, который соответствует переходу от одной инерциальной системы к другой, движущейся относительно первой со скоростью ?. Таким образом, здесь скорость инерциального движения становится функцией расстояния в пространстве Лобачевского.

Надо сказать, что наличие взаимно-однозначной связи между двумя, вроде бы разнородными величинами, тригонометрическими (или гиперболическими) углами и расстояниями является существенной чертой неевклидовой геометрии. Как известно, из теоремы об угле параллельности, всякому отрезку гиперболической прямой, имеющему величину l, соответствует угол (параллельности)  так, что

 = 2arctg, [2.3.3]

где k – геометрическая константа Лобачевского [54; 183]. (Формула [2.3.3] дает возможность определить тангенс угла , который таким образом равен:

От тригонометрического тангенса мы можем перейти к тангенсу гиперболическому).

Вернемся к закону Хаббла. Мы установили следующее:

1. что в пространстве Лобачевского расстояния взаимнооднозначно определяются величинами кругового вращения – углами параллельности;

2. из данных, характеризующих геометрическую модель преобразований Лоренца, следует, что изменение скорости движения при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой ставится во взаимооднозначную зависимость от расстояния;

, [2.3.4]

где угол ψ символизирует в данном случае расстояние.

3. взаимоотношение имеет место в мире, описываемом воображаемой геометрией Лобачевского.

Исходя из этих высказываний, можно сделать вывод, что при проектировании пространства Лобачевского на наш эмпирически удостоверяемый мир, формула [2.3.4] будет восприниматься в виде того взаимоотношения между расстоянием и скоростью, которое удовлетворяет закону Хаббла. При этом в плане геометрического рассмотрения вопроса в параллель ставятся два отношения: отношение скорости инерциального движения υ к скорости света с и отношение расстояния до удаляющегося астрофизического объекта l к константе («радиусу кривизны») Лобачевского k. По мере увеличения расстояния и роста скорости движения достигается предел, соответствующий равенству υ = с. Этот пространственный и скоростной предел и представляет собой то, что называется космологическим горизонтом. Определение основных космологических понятий, в том числе и горизонта, можно найти в работе А.Д.Линде [31].

Обычно размеры космологического горизонта определяются, исходя из параметра Хаббла Н, но только этот параметр рассматривается в общем случае не как константа, а как величина, зависящая от времени, истекшего от «начала творения». Если Вселенная имеет определенный возраст, тогда посредством Н(t) оценивается не только возраст Вселенной, но и масштабы той ее области, которая доступна наблюдению. Эти масштабы и называются размерами горизонта [31; 23].

Линде пишет, что, точнее говоря, различают два «горизонта» – горизонт частиц и горизонт событий. Горизонт частиц очерчивает причинно связанную область Вселенной, которую наблюдатель в принципе может видеть в данный момент времени t [31; 23]. «Горизонт событий является понятием в определенном смысле дополнительным к горизонту частиц: он ограничивает область Вселенной, из которой к нам когда-либо (до некоторого времени t_max) может прийти информация о событиях происходящих сейчас (в момент времени t) <…>« [31; 23-24].

Ситуация здесь, по Линде, вполне аналогична с черной дырой, из-под поверхности которой нельзя получить никакой информации, разница состоит лишь в том, что наблюдатель в мире де Ситтера (в экспоненциально расширяющемся мире Фридмана) будет видеть себя не рядом с черной дырой (или внутри нее), а как бы со всех сторон окруженным «черной дырой», располагающейся на расстоянии Н ^1 от него^ [31; 24].

До недавнего времени существовали две конкурирующие между собой космологические теории. Одна из них исходила из факта расширения наблюдаемой Вселенной и истолковывала этот факт так, что вселенскому расширению начало положил Большой взрыв. Речь идет о модели Леметра-Фридмана (или просто: Фридмана). Другая точка зрения (Дж.Нарликар, Ф.Хойл) исходила из представления о стационарной Вселенной, в которой фактор красного смещения истолковывался, из того, что вещество Вселенной рождается постоянно (с – поле), и из него образуются галактики и скопления галактик, которые (в силу имманентных причин – инерция и вращение) удаляются друг от друга.

Острота противоречий между этими противоположными взглядами на статус Вселенной в значительной мере сгладилась при формулировке инфляционной космологии [31]. Мы не будем вдаваться в космологические споры, ограничившись указанием на список соответствующей литературы [55-79]. Наша задача состоит в том, чтобы отыскать в космологии то, что входит в предмет синергетики, а также указать на те существенные моменты из синергетической парадигмы, которые могут заинтересовать космологов, имеющих дело с такой сложной развивающейся системой, каковой является наша Вселенная (или Метагалактика).

Мы в принципе выяснили отношение, имеющее место между инерциальным движением и вращением. Игнорирование этого отношения приводит к методологическим и физическим заблуждениям в построении моделей мироздания, на одну из которых будет указано ниже. Другой важный синергетический момент в космологии определяется концепцией дальнодействия, которая приводит нас к необходимости учитывать наличие между космическими явлениями акаузальных связей. На это обстоятельство обратил внимание А.Н.Поплав-ский, разбирая особенности фридмановской модели Вселенной [80]

С его точки зрения, основой современной космологии является эволюционная модель Вселенной А.А.Фридмана (см. [56]). Она опирается на уравнения общей теории относительности, но в отличие от Эйнштейна, который пытался построить модель стационарного мироздания, Фридман рассматривал нестационарные решения ОТО при одном очень важном предположении: Вселенная в среднем считается однородной и изотропной. Впоследствии это предположение получило название постулата, или принципа, однородной и изотропной Вселенной [80; 10 – 11].

Каково же логико-математическое и физическое содержание данного постулата? – ставит вопрос автор. Ответ в общих чертах сводится к следующему.

Согласно гипотезе тяготения, ставящей тяготение в зависимость от материи и отождествляющей метрику мира с потенциалами тяготения, геометрические свойства мира вполне определяются при условии знания распределения материи, заполняющей физический мир. Задача сводится, таким образом, к выявлению зависимости одних величин от других. Но эту задачу, независимо от того, насколько корректно она поставлена с точки зрения физических законов, нельзя решить в общем виде. Она поддается решению, как указывал Фридман, только при ряде упрощающих допущений, к одному из которых, касающемуся свойств материи, распределенной в мире, как раз и привлек внимание Поплавский.

Первый элемент упрощения – игнорирование электромагнитных явлений, а посему сведение всей материи к тяготеющим массам. Тогда уравнения ОТО (таких уравнений насчитывается десять) позволяют в принципе по величинам, характеризующим распределение масс (тензор массы-энергии) определять фундаментальный метрический тензор g_μν, а, следовательно, и прочие, связанные с ним геометрические свойства Вселенной [56; 92 – 111]. Так обстоит дело в принципе. А теперь о фактическом решении уравнений. Для фактического решения уравнений Фридман, как замечает Поплавский, обращается к постулату однородности и изотропности Вселенной, который позволяет предположить, что геометрия Вселенной обладает свойствами давать такие пространства (гиперповерхности), кривизна которых в любой их точке одинакова и меняется лишь с течением времени [56; 120]. А это и есть существенная предпосылка реального решения.

Нетрудно догадаться, по мнению Поплавского, что именно данный постулат является в то же время и основой конкретного выражения закона эволюции Вселенной как единого целого. Добавляя, он пишет, что иногда его трактуют как одно из возможных допущений, просто облегчающих решение гравитационных уравнений и не соответствующих более точным характеристикам структуры Вселенной.

Но такая трактовка представляется сомнительной, поскольку вообще не оставляет других разумных альтернатив, допускающих решение уравнений ОТО применительно к Вселенной как целому. «Дело в том, – читаем мы в книге Поплавского по самоорганизации, – что постулат об однородности и изотропности вносит в теорию релятивистской гравитации идею дальнодействующей связи, мгновенной гармонизации точек пространства. Без идеи дальнодействия, однако, не может обходиться ни одна фундаментальная физическая теория. Так что содержание космологического постулата может, конечно, измениться в направлении его дальнейшего уточнения, но не за счет утраты идеи дальнодействия» [80; 12 – 13].

Далеко не все физики проявляют методологическую заинтересованность в этой идее. Но наиболее выдающиеся из них явно учитывают ее в своих теоретических и экспериментальных исследованиях. Так, П.Эренфест убедительно показал, что концепция дальнодействия является существенной составной частью квантовой теории. Содержание его аргументации состоит в сравнительном анализе классической теории электромагнитного поля и волнового поля квантовой механики [81; 171 – 176]. Известно, что классические уравнения Максвелла представляют собой обычную теорию поля в четырехмерном пространстве-времени x, y, z, t. Они, кстати говоря, инвариантны относительно преобразований Лоренца. То же самое можно сказать и относительно уравнений релятивистской теории гравитации, подчиняющихся условиям ковариантности. И в том, и другом случае уравнения поля составляются по методу близкодействия. Суть этого метода состоит в том, что первичная взаимосвязь в природе – к ней как будто сводятся все возможные виды связей – осуществляется только между такими величинами, описывающими состояния системы, которые принадлежат к бесконечно близко расположенным точкам x, y, z, t и x + dx, y + dy, z + dz и t + dt.

В квантовой механике состояние физической системы характеризуется волновой функцией. Волновая функция может быть функцией четырех параметров x, y, z, t. Но этот случай как, скажем, случай свободного движения частицы – не самый интересный. Для синергетики интереснее те задачи, при которых описывается взаимодействие многих частиц. Для описания взаимодействия n электронов используется ψ – функция, которая эволюционирует в 3n – мерном конфигурационном пространстве. И попытки сохранить четырехмерное пространственно-временное многообразие тут терпят неудачу.

Эренфест объясняет, в чем тут дело. Если мы имеем дело с 6-мерным конфигурационным пространством для двух электронов (спины электронов здесь не учитываются), то шредингеровское уравнение, описывающее эволюцию их волновой функции, по-прежнему будет требовать взаимосвязи t – величин в бесконечно малой области t, x₁, y₁, z₁, x₂, y₂, z₂ континуума, но расстояние между электронами, равное

может быть равным любому количеству километров. «Мы должны все время помнить о том, – делает заключение из свой аргументации Эренфест, – какой необычной теорией дальнодействия является теория Шредингера, если мы хотим сохранить свою приверженность к четырехмерной теории близкодействия» [81;173].

А.Н.Поплавский полагает и, как мы надеемся, справедливо, что эта теория дальнодействия должна проникнуть и в космологию и разрешить в ней ряд трудностей, которые до сих пор не устранены, «Ясно, – пишет он, – что принципиально не существует никаких пределов расстоянию между двумя или более электронами, находящимися в связи, выражаемой фазовой корреляцией и описываемой уравнением Шредингера. Такое расстояние может оказаться величиной порядка размера Вселенной. Но в этом обстоятельстве мы можем видеть фактор одновременно реализуемого единства Вселенной» [80; 13 – 14].

В отечественной физической литературе имеются работы, специально посвященные исследованию фактора дальнодействия, проявляющегося в когерентных связях явлений. Следует напомнить здесь о ряде статей и небольшой книге Л.А.Шелепина «Когерентность» [82].

«Наличие волновых свойств у вещества, – читаем мы в книге Шелепина, – позволяет поставить вопрос о его когерентности, т.е. о возможности для системы «невзаимодействующих» между собой частиц обнаруживать свойства, связанные, грубо говоря, с синхронизацией фаз ψ – функций отдельных частиц, атомов или молекул. Когерентные свойства вещества имеют, таким образом, принципиально квантовый характер. Излучение в общем случае также подчиняется квантовым законам» [82;17-18].

Чтобы разъяснить читателю как можно проще и яснее идею дальнодействующей когерентной связи, Шелепин использовал концепцию монадологии Лейбница. Для Лейбница, процесс отражения внешнего мира монадами представлялся как согласование, синхронизацию (в смысле акаузальной связи – В.Ш.) часов, а не как действие часов друг на друга. «Вообще говоря, несмотря на некоторую условность формы изложения, по-видимому, у Лейбница содержится основная идея понятия когерентности – несиловое взаимодействие, синхронизация» [82; 62].

Принцип близкодействия, о котором упоминалось выше, представляет собой математическую форму выражения причинно-следственных связей. В случае несиловых взаимодействий, о которых говорит Шелепин, мы имеем дело действительно с акаузальными связями. То, что для их описания используется язык комплексного анализа (например, комплексный характер волновых функций), не является случайным в свете того, что говорилось выше о зеркальной инверсии квадрата пространственно-временного интервала ds² > – ds².

К сожалению, современная космология еще не включила в свое содержание идею акаузальной, когерентной связи. Если обратиться, например, снова к книге А.Д.Линде «Физика элементарных частиц и инфляционная космология», то мы найдем попытку объяснения фактора однородной и изотропной Вселенной исключительно в рамках принципа причинности [31; 41- 42]. Зато инфляционная космология отказалась от ряда мифологических привнесений в эту теорию, которые связаны, например, с именем аббата Леметра (Lemaоtre) (неизвестно откуда взявшийся первоатом, который при взрыве порождает нашу расширяющуюся Вселенную, и все такое прочее) [83].

О том, что мифология действительно оказывала еще совсем недавно прямое влияние на космологические представления, свидетельствует, в частности, название книги, в которую помещена статья Леметра «Первичный атом», изданной в 1957 г. на английском языке: «Теория Вселенной. От Вавилонского мифа к современной науке» [83]. Этот миф, повествующий о сотворении мира из ничего, начисто выброшен из инфляционной космологии. Но есть и еще ряд других позитивных моментов в этой космологической теории, из-за которых стоит хотя бы кратко не ней остановиться.

Многие трудности в теории элементарных частиц и астрофизике, как свидетельствует Линде, удалось решить, исходя из сценария не просто расширяющейся, а раздувающейся (инфляционной) Вселенной. «Согласно этому сценарию,  пишет автор,  Вселенная на самых ранних стадиях своей эволюции находилась в неустойчивом вакуумоподобном состоянии и расширялась экспоненциально быстро (эта стадия и называется стадией раздувания или инфляции). Затем происходил распад вакуумоподобного состояния. Вселенная разгоралась, и дальнейшая ее эволюция описывалась стандартной теорией горячей Вселенной» [31; 7]. За несколько лет своего существования, добавляет Линде, сценарий раздувающейся Вселенной прошел путь от довольно фантастической гипотезы до теории, которой в настоящее время придерживается большинство космологов [там же].

Инфляционную космологию сближает с синергетикой стихия физического вакуума. Эта стихия представляет довольно надежное основание для творческой потенции Природы. Если что-то происходит из физического вакуума, то такое происхождение уже не означает возникновение чего-то из ничего. В параграфе, озаглавленном «Самовосстанавливающаяся Вселенная» (из книги Линде) читаем:

«Вследствие всего этого (имеется в виду инфляционный сценарий – В.Ш.) вся Вселенная как целое никогда не коллапсирует, даже если она исходно представляла собой замкнутую Вселенную Фридмана. Иными словами, вопреки стандартным ожиданиям, даже в замкнутой Вселенной в будущем никогда не возникнет глобальной сингулярной пространственно-подобной гиперповерхности, т.е. Вселенная как целое никогда не превратиться в «ничто». Аналогично нет никаких оснований считать, что такая гиперповерхность существовала в прошлом, т.е. что Вселенная как целое в какой-то момент времени t = o возникла из ничего»» [31; 57 – 58].

Тезис о возникновении Вселенной из физического вакуума заставляет нас рассматривать в термодинамических понятиях хаоса и порядка (организации) не только пространственно-временное многообразие как таковое, но и его неоформленное состояние, в качестве которого и выступает физический вакуум. В инфляционной космологии для активизации вакуума придумано скалярное φ – поле, которое как-то ниспадает на вакуум и делает его космологически активным [31; 32]. Возможно этих искусственных допущений удастся избежать, если принять во внимание гипотезу о том, что физический вакуум представляет собой абсолютный хаос и имеет, поэтому температуру, равную ^о К. Как следует из термодинамики отрицательных температур, температура θ = + ?^о К характеризует такое предельное состояние термодинамической системы, которое граничит с состоянием при температуре θ =  ?^о К [84; 693 – 713]. Отсюда, как нам представляется, и проистекает феномен неустойчивости вакуума.

До сих пор все попытки дать научное определение хаотичности наталкивались на неизбежное противоречие. Разъясняя суть этого противоречия, Д.Бом утверждал, что нельзя добиться его разрешения, исходя из представления о хаотичности как об «отсутствии закономерности». Как только мы пытаемся объяснить, что означает отсутствие закономерности, мы начинаем придавать этому понятию характер закона, что приводит нас к внутренне противоречивому понятию «закона отсутствия закономерности». «Аналогично, если бы мы пытались определить понятие отсутствия закономерности как беспорядочность, нам пришлось бы говорить «вполне упорядоченным образом», что означает такая беспорядочность. Представляется целесообразным пересмотреть понятие хаотичности таким образом, чтобы идея абсолютной беспорядочности превалировала над идеей относительной беспорядочности» [85; 19].

Наше представление об абсолютной хаотичности есть представление о том состоянии, в котором находится физический вакуум. И вполне понятно поэтому, как возникает описанное Бомом противоречие. Всякая обычная попытка выразить, «выговорить», определить понятие хаотичности есть попытка сконструировать таковую в условиях уже существующего пространственно-временного порядка.

Поэтому, чтобы отобразить мысленно абсолютный хаос, надо перейти к тому состоянию универсума, из которого и возникает пространственно-временной порядок. Это мы и старались выше показать на примере возникновения инерциального порядка.

В заключение данной главы покажем на одном примере, какие ошибки могут возникать в физических исследованиях при релятивизации вращательного движения. Ошибки этой не смог избежать П.А.Флоренский, когда создавал свои знаменитые «Мнимости в геометрии» [45]. Рассматривая суточное движение Земли вокруг своей оси, Флоренский полагал, следуя общему принципу относительности, что столь же правомерно допускать движение небосвода вокруг Земли, считая ее неподвижной. Тогда космологический горизонт проявится на небе там, где линейная скорость вращения небосвода станет равной скорости света. Радиус этого горизонта можно было бы вычислить по формуле

Этот демаркационный экватор, раздел Неба и Земли, по утверждению автора «Мнимостей», не особенно далек от нас, и мир земного – достаточно уютен. А именно, в астрономических единицах длины радиус его R равен 27,522 средних расстояний Солнца от Земли. И далее: «И так, область небесных движений в 27,5 раза далее от Земли, чем Солнце; иначе говоря, граница ее – между орбитами Урана и Нептуна. Результат поразительный, потому что Птолемее-Дантовское представление о мире подтверждается даже количественно, а граница мира приходится как раз там, где ее признавали с глубочайшей древности» [45; 49-50].

Ошибка эта не нуждается в каких-либо комментариях. Достаточно обратить внимание на успехи современной астронавтики, на фоне которых нет места тому небесному горизонту, на который указывал Флоренский.

Посмотрим в итоге на концепцию эволюционирующей Вселенной с точки зрения понятий кристаллической и антикристаллической организации. После предпринятого в данном параграфе анализа постулата об однородной и изотропной Вселенной у читателя может сложиться впечатление, что организация Вселенной в целом подпадает под понятие кристаллической организации. Но такое впечатление было бы ошибочным. Порядок в любом кристалле образуется в соответствии с принципом близкодействия. Порядок же во Вселенной не обходится без дальнодействия. Та диссимметрия в структуре Вселенной, которая позволяет говорить о ее (Вселенной) антикристаллической организации, вносится в эту структуру двумя факторами – фактором близкодействия и фактором дальнодействия, или другими словами, каузальными и акаузальными связями. (Разговор об этом мы еще продолжим в следующих главах). Отсюда органическая зависимость между инерциальным (кристаллическим) порядком и вращательными эффектами.

Другое дело, что фактор дальнодействия не лежит столь же явно на поверхности явлений, как причинные связи. Для его описания требуется использовать язык мнимых и комплексных чисел, что отчасти мы и старались показать в этой главе. Но, во всяком случае, кажется, сейчас никто из физиков не отрицает того обстоятельства, что для включения механизма вселенского развития требуется исходить из некоторой диссимметричной структуры, которую обычно ассоциируют с особым состоянием физического вакуума. Речь идет либо о спонтанном нарушении симметрии вакуума, либо о первоначально неустойчивом вакуумоподобном состоянии Вселенной (См.: работы [86], [87], [88], [31]). Таким образом, во Вселенной объединяются два типа организации – как кристаллическая, так и анти-кристаллическая, присущая всем формам живой материи.

à ë à â à ò ð å ò ü ÿ