Владимир Соломатин - Система гуманитарного и социально-экономического знания

Таким образом, в современной естественнонаучной картине мира прочно закрепилась мысль о двух видах материи – веществе и поле, хотя некоторые авторы добавляют сюда и третий вид – физический вакуум. Различия вещества и поля достаточно легко фиксируются лишь на уровне макромира, вместе с тем граница между названными видами становится прозрачной на уровне микрообъектов. Среди фиксируемых различий вещества и поля выделяются следующие:

• по массе покоя (частицы вещества обладают такой массой, а электромагнитные и гравитационные поля, проявляющие себя на уровне макромира, нет; однако уже на уровне ядерных полей это различие не проявляется, так как кванты этих полей обладают конечной массой покоя);

• по закономерностям движения (скорость распространения электромагнитного и гравитационного полей всегда равна скорости света в вакууме ( с ), а скорость движения частицы вещества всегда меньше с . Но для квантов ядерных полей невозможна скорость движения, равная с );

• по степени проницаемости вещество, в отличие от поля, малопроницаемо. Опять же на уровне микромира данное различие фиксируется не всегда (нейтрино как частица вещества оказывается весьма проницаемой, а вот ядерные поля малопроницаемы);

• по степени концентрации массы и энергии (очень большая у частиц и очень малая у электромагнитного и гравитационного полей; в микромире ядерные поля обладают огромной концентрацией массы и энергии);

• по сущностным характеристикам: вещество как корпускулярная, а поле – как волновая сущность. Но данное различие исчезает на уровне микромира, где вещество и поле выступают как дополнительные характеристики, выражающие внутренне противоречивую сущность микрообъектов.

Говоря о третьем виде материи – физическом вакууме, отметим, что согласно квантовой теории поля, частицы, обладающие массой, могут рождаться из физического вакуума, представляющего собой совокупность частиц с соответствующими им античастицами при достаточно высокой концентрации энергии.

К числу важнейших положений современной физики относится идея неуничтожимости движения. В качестве естественнонаучного обоснования принципа неуничтожимости движения выступает открытый в середине XIX в. закон сохранения и превращения энергии, который утверждает существование качественно-своеобразных видов энергии и присущую им способность при определенных условиях превращаться друг в друга и указывает, что в любых процессах в замкнутых системах численное значение энергии остается постоянным. Однако данный закон не раскрывает направления, в котором протекают эти превращения, и сводится лишь к количественным аспектам сохранения энергии.

Аспекты качественного превращения энергии изучаются во втором начале термодинамики и известны как закон возрастания энтропии. Энтропия означает при этом меру беспорядка системы. При самопроизвольных процессах в системах, имеющих постоянную энергию, энтропия всегда возрастает. «Физический смысл возрастания энтропии сводится к тому, что состоящая из некоторого множества частиц изолированная (с постоянной энергией) система стремится перейти в состояние с наименьшей упорядоченностью движения частиц. Это и есть наиболее простое состояние системы, или термодинамическое равновесие, при котором движение частиц хаотично. Максимальная энтропия означает полное термодинамическое равновесие, что эквивалентно хаосу» [81] Концепции современного естествознания / Под ред. В.Н. Лавриненко, В.П. Ратникова . – С. – 64. .

В конечном итоге необратимость процессов превращения энергии приведет к переходу всех ее видов в тепловую энергию, которая со временем рассеется, что и будет означать термодинамическое равновесие, или хаос. Именно такая мысль отчетливо прозвучала в концепции «тепловой смерти Вселенной», связанной с именами создателей классической термодинамики У. Кельвина и Р. Клаузиуса. Фактически они не находили процессов, в которых энергия могла бы повышать свое качество. Поэтому критика теории «тепловой смерти Вселенной» строилась, прежде всего, на поиске неких антиэнтропийных процессов в природе, а также на анализе статистического характера закона возрастания энтропии. Первую попытку такого опровержения предпринял Л. Больцман, считая, что возможны флуктуации, отклонения от состояния теплового равновесия.

Кроме того, не совсем корректна и экстраполяция замкнутой системы на всю Вселенную, опять же в силу статистического характера энтропии, поскольку само формулирование более или менее вероятных состояний системы, состоящей из бесконечного числа частиц, оказывается бессмысленным. Любая замкнутая система приходит в состояние равновесия, лишь если она находится в стационарных условиях. А если эти условия с течением времени меняются, то равновесие не наступает. Но так как существует нестационарное гравитационное поле, то для больших систем, подпадающих под его воздействие, состояние равновесия невозможно.

Более того, в физике прочно утвердилась идея, что материя способна самоорганизовываться и самоусложняться. Особое место это положение заняло в синергетике – теории самоорганизации открытых нелинейных диссипативных систем (Г. Хакен, И. Пригожин и др.). Синергетика развивает следующие принципы:

• процессы разрушения и созидания, эволюции и деградации во Вселенной равноправны;

• для процессов самоорганизации необходим ряд условий: система должна быть открытой, т. е. взаимодействовать с окружающей средой, а число подсистем должно превышать определенный минимум; система должна находиться достаточно далеко от точки термодинамического равновесия;

• для процессов самоорганизации существует единый алгоритм, имеющий место во всех системах, где осуществляется подобная самоорганизация.

Именно в открытой системе происходит обмен с окружающей средой веществом, энергией или информацией. «Поскольку между веществом и энергией существует взаимосвязь, постольку можно сказать, что система в ходе своей эволюции производит энтропию, которая не накапливается в ней, а удаляется и рассеивается в окружающей среде. Вместо нее из среды поступает новая энергия и именно вследствие такого непрерывного обмена энтропия системы может не возрастать, а оставаться неизменной» [82] Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания. – С. 239. .

В открытых системах также имеет место энтропия, но она не накапливается, а выводится в окружающую среду. Такого рода материальные структуры, способные рассеивать энергию, называются диссипативными. Однако существуют случаи самоорганизации иного типа, в которых переход к новым структурам не связан с диссипацией, например, за счет увеличения энтропии самой системы (образование биологических мембран).