К последней истине. Часть 2

Часть 2. Устройство вселенной.

Биолог:
- Предлагаю начать путешествие с живой клетки. При всём многообразии живых форм, клетка - наименьшая неделимая форма жизни. Масштаб их размеров 1-10 микрон. Это строительный элемент жизни – стабильная нестабильность, окружённая оболочкой.
Физик:
- Согласен коллега, клетка – достойный объект для исходной точки наблюдения. Размер клетки – это измерение подвластное электромагнитным силам. Какие объекты мы видим в этом масштабе?
Биолог:
- Мы увидим ядро клетки с молекулами ДНК и, конечно же, знаменитую двойную спираль, превратившую биологию в точную науку. Ах, какое это было замечательное время. Сколько надежд! Казалось мы на пороге фантастического прорыва к сокровенной тайне жизни. Почувствовать себя где-то рядом с самим создателем.
Физик:
- Да, это опасное чувство мне знакомо. Так вот, коллега, две взаимодополнительные цепочки молекулы ДНК в двойной спирали связаны водородной связью. Энергия водородной связи в пересчёте на одну связь порядка 0,1 электрон-вольта, длина связи 2-3 ангстрема. Это одна из самых слабых связей. Нетрудно догадаться, что разрыв произойдёт именно здесь.
Биолог:
- Уменьшаем масштаб наблюдения и видим, что молекула ДНК образована цепочкой четырёх нуклеотидов в устойчивых комбинациях, но разной их последовательности.
Физик:
- Устойчивые комбинации - прекрасный приём достойный математика. Я восхищён автором. Зачем множить сущности, когда их можно комбинировать? Это же прекрасное решение природа использует не единожды.
Названные Вами нуклеотиды связаны ковалентной связью, образованной перекрывающимися электронными облаками. Сила связи уже несколько электрон-вольт, длина связи - не более одного ангстрема. Сила связи нарастает, длина связи уменьшается. Это уже похоже на закономерность. Далее, электронные облака в атоме связаны с ядром наиболее сильным проявлением электромагнитных сил. И ещё далее в глубине атома мы увидим ядро. В нём нуклоны связаны огромными по сравнению со всеми предыдущими ядерными силами. Пора сделать выводы:

• Чем меньше длина связи, тем она прочнее;
• Каждое связанное состояние: ядро, атом, молекулу можно рассматривать как отдельную частицу, так как при нарастании внешнего воздействия вначале разрушаются внешние связи такой частицы, но не она сама;
• Свойства связанного состояния отличны от свойств составляющих частиц.
• От одного связанного состояния до следующего происходит скачок размера и силы связи- связанные состояния частиц образуют дискретные уровни, иерархическую структуру.
• Чем выше уровень иерархии, тем выше разнообразие комбинаций. Так, ядро включает две частицы – протон и нейтрон. Атомов с разными устойчивыми комбинациями протонов и нейтронов, не считая изотопов в периодической таблице уже 118. Разнообразие комбинаций соединения атомов - молекул только неорганических около 500 тысяч.

Вот и первый принцип.
Принцип иерархии. Природа построена по иерархическому принципу. Переход на следующий уровень происходит, когда устойчивая комбинация как целое приобретает новые свойства. Сила связи понижается при увеличении уровня иерархии. С ростом уровня возрастает разнообразие элементов.

Историк:
- Замечательно, хотя новым этот принцип не назовёшь. Логика использует его как основу определения понятия.
Физик:
- Замечательно, коллега, что Вы обратили на это внимание. Принципы, по которым познаётся природа, в том числе при помощи логики, и принципы, по которым построена природа, должны быть тождественны. Фактически, познание объекта восстанавливает последовательность его создания.
Построим ещё одну логическую цепочку:
• В растворе воды ионы окружены диполями молекул воды, стремящимися компенсировать локальный избыток заряда;
• Заряд, помещённый в диэлектрик, приводит к возникновению в диэлектрике диполей, стремящихся нивелировать, экранировать заряд;
• Мы можем взглянуть на протон с помощью разогнанных электронов. Окажется, что протон окружен облаком виртуальных пи-мезонов, экранирующих его энергию притяжения;
• Если разогнать электроны до энергии 1 Гэв (длины волны де Бройля 10-5 ангстрем), то протон предстанет как стабильная структура из 3-х кварков. Причём каждый кварк окажется окруженным непрерывно испускаемыми и поглощаемыми виртуальными глюонами;
• Более того, оказывается, что любая реальная частица, летящая с большой энергией, окружена облаком виртуальных частиц, парами частица-античастица. Чем больше энергия частицы, тем больше размеры окружающего её облака;
• Чем больше отклонение от равновесия, тем сильнее энергия экранирования.
Все эти оболочки, облака стремятся компенсировать нарушение однородности, возмущение, вызванное частицей – сгустком энергии. Вот вам и второй принцип:
Принцип экранирования. Экранирование - универсальный принцип для разных масштабов структуры мира. Экранирование – стремление к однородности, стремление к ослаблению любого проявления неоднородности. Экранирование-  причина понижения энергии связи строительных элементов при увеличении уровня иерархии - каждый следующий уровень экранирует предыдущий.

Биолог:
- Замечательно, мы видим связь с первым принципом. Возможно, принципы тоже образуют систему.
Физик:
- Принципы должны образовывать систему, тогда поведение системы будет полностью определяться этими принципами. Только в этом случае мы будем уверены, что открыли все основные принципы. Экранирование – это обобщение II начала термодинамики с его стремлением к тепловому равновесию. Экранирование – стремление к полному равновесию.
Для построения системы принципов нам не хватает принципа дополнительного к принципу экранирования. 
Историк:
- В историю уже включён принцип дополнительности Бора. Вот его формулировка: «Для полного описания квантово-механических явлений необходимо применять два взаимоисключающих, дополняющих набора понятий, совокупность которых даёт исчерпывающую информацию об этих явлениях». Это отличный указатель правильности направления.
Биолог:
- Если взглянуть на пространство знаний, то мы увидим пятнистую структуру, соответствующую разделам знаний. Не все разделы знаний пересекаются. В данном случае мы не идём по поверхности знаний. Мы пытаемся подняться на уровень максимального обобщения знаний – уровень основополагающих принципов. Поэтому, по дороге к общей истине мы обязаны встречать уже найденные подтверждения истинности.
Физик:
- Прекрасно. Мы расширим принцип дополнительности Бора до масштаба любой пары противоборствующих понятий. Принципом, дополнительным к экранированию, может стать принцип самоорганизации, нарушающий однородность, нарушающий равновесие. На каждом из рассмотренных уровней связанных состояний происходит запасание энергии, переход внешней энергии в энергию связи – энергию структуры. Эта работа совершается против сил, направленных на достижение равновесия.
Историк:
- Силы равновесия ничего не создают. Среди четырёх фундаментальных взаимодействий есть слабое взаимодействие, не образующее связанных состояний. Оно ответственно за распады частиц. Силы равновесия, стремятся всё разрушить. Это физическое проявление сил зла. Для устойчивости мира должна быть и созидательные силы добра. Если раньше понятия добра и зла были субъективными, то теперь есть объективный критерий их разделения.

Биолог:
- Как ни назови эти силы, но для образования связанного состояния необходимо захватить и надёжно удерживать энергию. Как же происходит захват энергии?
Физик:
- Воспользуемся проверенным способом построения логических цепочек. По сути это реализация метода индукции: от частного к общему.
Захват структурой частиц уже существующей частицы обычное событие для микромира. Связанный с ядром атома электрон захватывает фотон и переходит на следующий энергетический уровень, электрон захватывается атомом, протоны –ядром. На начальных стадиях Большого взрыва кварки соединяются в протоны и пионы…
Вывод: захват существующей частицы не вызывает сомнения. Возможно ли рождение частиц захватом энергии? Ответ положительный, но есть определённые условия, ограничения.
В вакууме, в нынешнем остывшем состоянии вселенной возможно рождение одновременно пары частица-античастица, имеющих противоположно направленные импульсы.
Предполагается, что существующий в нашей вселенной запас частиц, образующих вещество – фермионов образовался в первые секунды большого взрыва в условиях первичной раскалённой вселенной. А образованы они были при столкновении квантов энергии – безмассовых бозонов, в дальнейшем разделившихся на фотоны и глюоны.

Вот и третий принцип:
Принцип самоорганизации. Если в локальной области энергия превышает пороговое значение, существуют условия, при которых энергия захватывается в указанной области. Экранирование защищает этот сгусток энергии оболочкой.

Здесь мы рассмотрели действие сильных и электрических сил, образующих связанные состояния. Пришло время гравитации, которой мы вынужденно пренебрегали ввиду малости её вклада.
Заглянем на другую сторону от масштаба клетки – в сторону бесконечно большого. Электромагнитные силы бесконечно действующие. Но вклад их оказывается скомпенсированным противоборством положительных и отрицательных зарядов. Наступает безграничная власть сил гравитации, измерение гравитации. Сильное и электромагнитное взаимодействия, создавшие вещество, потеряют над ним контроль и будет с удивлением наблюдать за фантастическим результатом своего труда.
Яркие белые фонарики звёзд подобные нашему Солнцу - огромными раскалёнными объекты, выжигающие водород и догорающие в красных гигантов.
Красные гиганты, выжигающие гелий, догорают в белых карликов.
Белые карлики тускнеют и медленно превращаются в чёрных.
Их более массивные собратья - чёрные дыры – ненасытные мрачные гиганты, центры галактик, готовые их поглотить и остановить само время.
И всё это движется по строго определённым гравитацией траекториям на фоне тёмного, холодного пространства.
Дело в том, что гравитация, обладающая только силой притяжения,  так интересно устроена, что сила, подобная отталкиванию тоже есть. Это сила инерции вращательного движения - проявление извечной борьбы кинетической и потенциальной энергии.
Его можно рассматривать как отрицательную гравитацию, благодаря чему достигается равновесие и относительная стабильность вселенной.

Но, при всём уважении к массам и силам у гравитации нет и близко разнообразия, порождаемого электромагнитными силами. Здесь для жизни места нет. Жизнь оказывается ограниченной узким диапазоном измерений. Ограничена диапазоном температур, давлений, временных интервалов для зарождения и массы других одновременно почти невыполнимых условий. Жизнь скорее невероятное исключение, побочный эффект эволюции вселенной.
Биолог:
-       Вопрос о связи души и тела  остался открытым. Правда теперь у нас есть три универсальных проверенных принципа.
Также ясно, что ответ не лежит вблизи границ двух бесконечностей. Очевидно, что искать его надо в более узком диапазоне измерений собственно там, где и обитают живые существа.
Физик:
- Блестяще! По крайней мере, нам удалось сузить диапазон измерений для поиска ответа. В данном случае важен не результат, а ход рассуждений. Возможно, он же приведёт к следующему правильному результату.

Биолог:
- Прекрасно, теперь мы можем вернуться к живой клетке. Мне кажется, нас ждут новые удивительные открытия, разумеется не противоречащие найденным принципам.
Мне нравятся мастера своего дела со своей философией, с пониманием сути вещей, понятным наглядным представлением. За ними будущее любой профессии. Однако, путешествие продолжается.
Историк:
- Одну минуту. Не хватает одной чёрточки, одного штриха, одной картины, одного символа на память.
Биолог:
- Но где найти такие инструменты, такие краски, чтобы в одной картине представить бесконечно большое и бесконечно малое? Как одним мазком прочертить трассирующий путь миллиардов лет?
Историк:
- «Постойте, постойте», тут Историк вспомнил слова поэта:

Однажды вакуум восстал
И выбросил огонь упруго,
И Веществом Вселенной стал,
В галактиках спиралью круга.

И вихрем стал застывший мир,
И знаний жаждущий, ответов
В тоннелях тёмных черных дыр,
Рождая кварки, кванты света.

Не зная ни добра, ни зла,
Не зная ни конца, ни края
Живые разума глаза
Из хаоса создал, играя *.

* Историк не смог достоверно установить фамилию физика-поэта. Она слишком известна и слишком проста – Попов, Петров.

окончание:
http://proza.ru/2016/09/19/732