Ритмы момента импульса Солнца в динамике научных парадигм

Как видно из графика на рис. 6, время формулировки указанных выше принципов совпадает со значениями времени, соответствующими минимумам огибающей момента импульса Солнца (повторяющимися с периодом около 180 лет). Такое соответствие великих открытий минимумам момента импульса Солнца дает основание предложить следующую модель развития естествознания. В окрестностях точек минимумов огибающей момента импульса Солнца в науке и технике происходит резкий скачок на новый уровень знаний (возникают «интеллектуальные флюктуации»: ставятся «неожиданные» эксперименты, выдвигаются новые принципы). Далее по времени следуют естественные этапы выхода на новые технологии: экспериментальная разработка и математическая формализация; согласование нового формализма с уже существующим; обобщение теоретической картины мира; получение новых следствий на базе обобщенной теории; собственно создание новых технологий; совершенствование технологий на базе соответствия практики и теоретических построений (период «полного знания»).

Рис. 6.. Динамика научного и технического прогресса в сопоставлении с моментом импульса Солнца

На рис. 6 числами отмечены следующие события и фамилии ученых, живших в отмеченное время: 1 — основание университетов; 2 — Бонавентура; 3 — Альберт Великий; 4 — Вилланова; 5 — Луллий; 6 — Ф. Бэкон; 7 — Фома Аквинский; 8 — Гутенберг; 9 — да Винчи; 10 — Парацельс; 11 — Кеплер; 12 — Ван Гельмонт; 13 — Непер; 14 — Паскаль; 15 – Гарвей, 16 – Галилей, 17 – Декарт, 18 – Рей, 19 – Юнгиус, 20 —Ньютон; 21 — тепловые машины; 22 — Велер; 23 — Ампер; 24 — Проут; 25 — Ламарк; 26 — Бэббидж; 27 — Жаккар; 28 — Авогадро; 29 — Эрстед; 30 — Карно; 31 — ядерный реактор.

Оценим соответствие предложенной модели реальному процессу развития химии [15, 35]. Как видно из графика на рис. 6, великие открытия в науке приходятся на три последовательных минимума момента импульса Солнца (1453, 1632, 1811 гг.). Из истории химии известно, что великие алхимики жили в период 1190-1320 гг., внутри которого, как видно, находится минимум 1314 г., предыдущий по отношению к первому из указанных выше. На минимум 1632 г. приходится предложенное Юнгиусом определение элемента как вещества неразложимого химическими методами.

Рей в 1630 г. обнаруживает увеличение массы свинца при прокаливании и относит его на счет воздуха, предвосхитив, таким образом, открытие Лавуазье на 150 лет.

С последующим из указанных выше минимумов (1811 г.) связано открытие законов Дальтона, Гей-Люссака и Авогадро. Эти законы послужили основой измерения атомных и молекулярных масс, что привело впоследствии к открытию периодической системы элементов. В этот же период Проут высказывает опережающую свое время идею составленности атомов всех элементов из атомов водорода. Специально проведенными измерениями атомных весов с помощью наиболее точных в то время приборов идея была «опровергнута» и вновь возрождена лишь после открытия изотопов. В период 1810-1830 гг. происходят еще два важнейших события: Ампер вводит понятие радикала, а Велер проводит первый синтез органического вещества. Эти открытия можно считать отправной точкой развития всей органической химии.

На минимум 1632 г. приходится публикация Непером таблиц натуральных логарифмов, что дало совершенно новые возможности в сфере алгоритмизации вычислений. В это же время Паскаль изобретает первый механический сумматор и дает тем самым начало новому направлению науки и техники — созданию автоматических вычислительных машин.

Следующий принципиальный прорыв в автоматизации вычислений приходится на минимум 1811 г., когда Бэббидж разрабатывает идеологию современных цифровых вычислительных машин (1812-1820 гг.), а Жаккар впервые применяет запись информации на перфоленту.

С минимумом 1632 г. совпадает основанная на количественных отношениях модель кровообращения Гарвея, послужившая опорной точкой становления биологии как точной науки.

С минимумом 1811 г. связано одно из крупнейших достижений биологии: естественная классификация и теория эволюции организмов Ламарка.

Ряд важнейших событий в развитии естествознания в целом также связан с периодами времени, соответствующими минимумам момента импульса Солнца. В частности, открытие университетов в Европе занимает исторически короткий промежуток времени, включающий очередную точку минимума — 1135 г. (рис.6). Начало книгопечатания, явившееся поворотным пунктом в информационном обеспечении цивилизации, принципы которого в течение многих столетий обеспечивали хранение информации, возникло в 1453 г. и совпадает с очередным минимумом момента импульса Солнца.

Развитие естествознания вызывает совершенствование старых технологий и зарождение новых. Так термодинамика оптимизировала работу уже существующих в то время тепловых машин. Теория электромагнетизма породила за 80 лет своего развития телеграф, телефон, радио, электродвигатели и генераторы, заложила основы современной электроники.

Следует отметить также синхронизм относительно критических точек периодов овладения человеком тепловой и ядерной энергией. Период разработки тепловых машин, начиная с первых работ Папена (1690 г.) и кончая паровой машиной Уатта (1765 г.), практически неотличимой от современных, приходится -на интервал времени 1690-1765 гг. 179-летнего цикла (1632-1811 гг.). Период от открытия Беккереля (1896 г.), Рентгена (1895 г.) и Кюри (1903 г.) до первого атомного реактора (1941 г.) приходится на интервал времени 1869-1941 гг. 179-летнего цикла (1811-1990 гг.).

Реализация идеи начинается через 58 лет после очередной точки минимума и заканчивается почти одновременно (через 75 лет и 72 года соответственно). Если такое совпадение не случайно, то можно ожидать, что человечество получит принципиально новый источник энергии примерно к 2130 г. В рамках предложенной модели состояние знаний в настоящий момент должно претерпевать коренные изменения, вызванные переходом к новому этапу развития науки. Современное состояние науки позволяет говорить о ее завершенности в рамках существующих парадигм. Сложились и нашли свою окончательную форму четыре замкнутые системы определений, аксиом и понятий.

1. Механика Ньютона.
2. Термодинамика.
3. Система, получившая свою окончательную форму в работах Лоренца, Эйнштейна, Минковского (электродинамика, специальная теория относительности, оптика, магнетизм, де-бройлевская теория волн материи для всех элементарных частиц.
4. Квантовая теория (квантовая и волновая механика, теория атомных спектров, химических и других свойств материи, таких как проводимость, магнетизм).

В рамках представленной модели развития естествознания судить реальности осуществления этого прогноза не представляется возможным, что подтверждается приведенным ниже анализом положения естествознания в предыдущей критической точке (1811 г.).

Механика Ньютона после работ Эйлера—Лагранжа приняла свою окончательную форму. Оптика объяснила все известные оптические явления (Френель), хотя многие выдающиеся ученые того времени волновой теории света не принимали (Пуассон, Био, Брюстер, Араго). В начале следующего цикла (1811-1990 гг.) в теории Гамильтона—Якоби (1842 г.) оптика и механика были представлены единым формализмом, а законы распространения световых лучей рассмотрены сами по себе, независимо от объясняющих их теорий (волновой или корпускулярной) [29]. Но именно в предшествующей критической точке (1811 г.) берут свое начало термодинамика и теория электромагнетизма, приведшие впоследствии к коренному пересмотру фундаментальных понятий ньютоновой механики, таких, как пространство, время, масса, сила. Ниже на основании анализа истории развития естествознания приводятся потенциально возможные направления исследований, которые могут послужить отправными точками новых областей естествознания.

3. Возможные направления перспективных научных исследований

1 Изучение открытых систем
Декарт ввел в научное мышление представление о возможности разделения всего сущего на три категории — Бог, человек, мир — и изучения каждой из них изолированно. Развитие этого принципа (начиная Галилея и Ньютона) привело к тому, что исключительным объектом создаваемых моделей мира стали закрытие системы. Возникновение квантовой теории, в которой взаимодействие макро- и микромира в процессе измерений принципиально неустранимо, гелиобиологии, синергетики подготовило переход к изучению открытых систем, функционирование которых во многом определяется взаимодействием с целой иерархией уровней организации материи

2. Развитие теории функционирования природных систем
Явление жизни необъяснимо в рамках существующей картины мира. Одним из предлагаемых современной биологией путей создания теории, описывающей феномен жизни, является путь дополнения современной физики и химии понятием истории (эволюционное учение Дарвина). Для реализации этой программы должна быть создана, как минимум, количественная теория развития биологических систем или, шире, любых природных систем. Другая точка зрения — принятие предложенного Бором отношения дополнительности между жизнью и полным знанием молекулярной структуры организма. В этом случае науке придется иметь дело с «черным ящиком», являющимся частным случаем открытой системы — гомеостатом [8].

3. Развитие учения о симметрии
Принцип суперпозиции симметрии, или принцип Кюри, не в достаточной мере оцененный современниками, лучше всего может быть охарактеризован словами его автора.
«Когда определенные причины порождают определенные следствия, элементы симметрии причины должны сохраняться в порожденных следствиях.
Когда известное следствие обнаруживает известную дисимметрию, эта последняя должна содержаться и в причинах, породивших это следствие.
Положения, обратные двум предыдущим, неправильны по крайней мере на практике, т.е. следствия могут быть симметричнее вызывающих их причин» [26].
К близким этой проблематике необъяснимым явлениям относятся:

1. дисимметрия жизни на микро- и макроуровнях [26];
2. асимметрия носителей электрических зарядов (протонов и электронов) или, иначе, отсутствие в нашем мире антиматерии.

4. Развитие учения о гармонии
Предыдущие пункты, видимо, являются частными элементами принципа гармонии (Пифагор, Платон, Кеплер), согласно которому мир представляется единой, синхронизированной, иерархически организованной системой с привилегированным вследствие такой структуры положением некоторых форм, периодов, пропорций и соответствующих им чисел.

Таким образом, развитие цивилизации в настоящее время находится в особом положении, определяемом критической точкой 1990 г. Человечеству предоставляется уникальная возможность осуществить крупнейшие прорывы в науке и технике. Однако эта возможность будет реализована лишь в случае подготовленности научной среды к восприятию «интеллектуальных флюктуации». Такая готовность лучше всего передается словами Гейзенберга: «Мы должны понимать, что-то, что мы наблюдаем, то не сама природа, а природа, которая выступает в том виде, в каком она выявляется благодаря нашему способу постановки вопросов» [8].
Как видно на рис. 6, положение минимумов момента импульса Солнца коррелирует с появлением новых эпох в фундаментальной системе знаний. Именно в связи с этим только что пройденный минимум 1990 г. характеризует современную ситуацию как очередную точку смены научной парадигмы. Именно в связи с этим и должны быть в ближайшее время осуществлены прорывы в системе фундаментальных знаний.

Дальше -