Автор Тема: Теорема о порядке и эволюция  (Прочитано 243081 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Egor

  • Участник форума
  • Сообщений: 305
Теорема о порядке и эволюция
« : Сентябрь 27, 2005, 19:50:07 »
Ввиду исключительной важности полученного результата, с извинениями за вынужденную "математизированность" логики, разрешите предложить Вашему вниманию теорему, следствие 2 из которой запрещает эволюцию как случайный (неконтролируемый разумом) процесс.


Теорема о порядке. В случайном процессе порядок не может возрастать.

Случайным назовем процесс, у которого мощность статансамбля больше единицы. Когда он состоит из одного члена, то процесс детерминирован (полностью упорядочен).
Вне зависимости от природы случайности, не будем рассматривать никакую альтернативу хаотическому поведению (в общем достаточно более слабого требования, чтобы хаос доминировал).
Чтобы учесть все взаимодействия и быть уверенными, что они носят случайный характер, отодвинем границы системы настолько далеко, чтобы она стала изолированной островного типа (это можно сделать всегда).
Пусть система состоит из множества объектов, характеризующихся множеством параметров (включая время). Тогда существует такое пространство, в котором полностью упорядоченная система будет являться точкой (т.н.
 «пространство размерности нуля»).
При наличии флуктуаций в случае хаотического поведения она будет занимать некий фазовый объем (от phaze – деформир. space – «пространство») и полностью описывается фазовой плотностью (плотностью вероятности, функцией распределения – синонимы)

f(x),

нормированной на единицу :

Int (f Dx) = 1,

где x - множество координат, Dx - элемент объема (в общем случае множество координат может образовывать континуум и интегрирование становится континуальным), Int – оператор интегрирования по области х.
Локально беспорядок будем характеризовать логарифмом фазовой плотности (аддитивной величиной в случае статистически независимых событий), взятым со знаком минус, а глобально – его средним значением :

S = - Int (f lnf Dx), -

которое на термодинамической стадии случайного процесса совпадает с энтропией (по Гиббсу. См., например, Ф.М.Куни. Статистическая физика и термодинамика. М., Наука, 1981, где приведены доказательства принципа возрастания энтропии для различных вариантов статсистем) и является действием статистической системы.
Флуктуации фазовой плотности del f вызывают приращение функционала S :

Del S = del S + deldel S / 2! + o((del f)(del f)),

где первая и вторая вариации S равны соответственно :

del S = - Int (del f (1 + ln f) Dx),

deldel S = - Int (((del f)(del f)/ f) Dx).

Отсюда видно, что S - выпуклый функционал : deldel S < 0 при f > 0.
Экстремум S в данной изопериметрической задаче находится из уравнения Лагранжа :

d L / d f = 0,
где

L = - f ln f + m f,

где m - множитель Лагранжа, и он достигается при условии :

- ln f = 1 - m.

Так как данный функционал выпуклый, то этот единственный экстремум является макси-мумом, и, так как, согласно его условию, все состояния в нем равновероятны, следовательно, он соответствует максимально хаотическому состоянию, в котором функция беспорядка S макси-мальна.
Из условия выпуклости S также следует, что его минимум не экстремален, он равен нулю,

S min = 0,

соответствует обращению фазовой плотности в дельта-функцию :

f = delta (x),-

т.е. полностью упорядоченному состоянию.
А так как, согласно общему принципу экстремального действия, любая система «движет-ся» (неважно как – во времени, в пространстве) в направлении экстремума, то отсюда следует, что в случайном процессе беспорядок может стремиться только к максимуму, а полностью упорядоченное состояние, не являющееся экстремумом, недостижимо.

Следствие 1 . Если наблюдается поведение системы, далекое от хаотического : упорядоченное равновесие, почти стационарное периодическое движение, движение с уменьшением беспорядка, т.е. с ростом порядка (рождение, усложнение функций), - то оно не является случайным (под словом «поведение» имеется в виду движение ее подсистем за «время», сравнимое с характерным «временем задачи» и намного большее «времени» микрофлуктуации).

Замечание 1 . Альтернативой случайности является не просто «причинность», «закономерность», «детерминированность» (надо указать происхождение этой закономерности), а целенаправленная регулируемость, планируемость, причиной которой может быть только разумная деятельность. Эти две тенденции : упорядочивание и хаотизация – являются противоположными. Одна положительная (нравственная), другая – отрицательная (антинравственная, если инициируется сознательно). Так физика пересекается с этикой, и мы фактически получаем определение разумности, в определенной степени отражающее её смысл.

Замечание 2 . Вывод о ненарастании порядка в случайном процессе справедлив для любых реализаций случайности : на кинетической стадии, пока не установились полностью корреляционные связи в физически бесконечно малом объеме; для термодинамических (локально равновесных) процессов, для классических и квантовых систем и т.д..

Следствие 2 . Теорема о порядке имеет как минимум два актуальных приложения :

- капиталистический рынок, основанный на случайных флуктуациях спроса и предложения, в принципе не может являться автоматическим регулятором производства;
- миллионы видов в биосфере планеты не могли возникнуть в автономном случайном процессе мутагенеза с последующим «естественным отбором» в эволюции, в т.ч., человек не мог «произойти от обезьяны».

Замечание 3 . Альтернативой запрещенному теоремой о порядке случайному происхождению жизни является не креационизм (это представление тривиально – всё, образно говоря, создано богом), а разумная, целенаправленная, планируемая, созидательная деятельность.

Следствие 3 . Теоретическим приложением теоремы о порядке является решение парадокса «тепловой смерти вселенной» : равновесие любых систем, далекое от термодинамического с максимумом беспорядка, в т.ч., вселенной (электрона, атома и т.д.), обеспечивается только коллективным разумом взаимодействующих цивилизаций.
Это возможно при нетривиальной структуре мира и свидетельствует об оперативности базиса «этического материализма» : мир материален, вся материя живая, все живое разумно, все разумное – нравственно.

Оффлайн Victor

  • Участник форума
  • Сообщений: 306
Теорема о порядке и эволюция
« Ответ #1 : Сентябрь 27, 2005, 21:44:35 »
Свои рассуждения вы сформулировали для замкнутой системы: «Чтобы учесть все взаимодействия и быть уверенными, что они носят случайный характер, отодвинем границы системы настолько далеко, чтобы она стала изолированной островного типа». Однако рост упорядоченности происходит как раз в незамкнутых системах: достаточно охладить водяной пар, чтобы из полного хаоса возник порядок ледяных кристаллов (в то время как с учетом энтропии термостата, общая упорядоченность конечно же уменьшится). То же и с биосферой. Если вы в состав рассматриваемой системы включите Солнце (не включать, как вы понимаете, нельзя), то на фоне его неимоверных энергий и характерных времен, все события на Земле будут как раз микрофлуктуациями, которые вы упоминаете в «следствии 1».

Оффлайн Egor

  • Участник форума
  • Сообщений: 305
Теорема о порядке и эволюция
« Ответ #2 : Сентябрь 28, 2005, 07:55:24 »
ПРИЧИНА ПОРЯДКА

Victor,
К сожалению, Вы не правы. В Ваших рассуждениях есть неточности.
1) "рост упорядоченности происходит как раз в незамкнутых системах: достаточно охладить водяной пар, чтобы из полного хаоса возник порядок ледяных кристаллов (в то время как с учетом энтропии термостата, общая упорядоченность конечно же уменьшится)".
- Данный пример возникновения кристаллов из воды при её охлаждении как раз говорит об обратном - рост порядка возможен только в НЕ СЛУЧАЙНОМ ПРОЦЕССЕ. Дело тут не в формальной "незамкнутости" : просто Вы "неслучайную часть" - холодильник - вытащили за пределы системы и как бы о ней забыли. Ничто не мешает замкнуть эту систему, включив в неё все участвующие в процессе кристаллообразования части, и вы наверняка обнаружите в ней устройство, "сделанное на заводе ЗИЛ", да еще и провода, тянущиеся к АЭС, по которым электрическая энергия поступает в компрессор. В результате, да, задняя стенка, "термостата", нагревается. И так будет в любой системе, где наблюдается увеличение порядка. Если бы не было "холодильника ЗИЛ", то любая система со случайными процессами перешла бы в равновесное состояние максимального беспорядка.

На флуктуациях, да, с ничтожно малой вероятностью, в ничтожно малом интервале времени и в ничтожно малом (физически бесконечно малом) объеме возможно какое-то структурирование. Но оно лишено какого бы то ни было значения. Взгляните в окно - Вы видите стационарную, упорядоченную, целесообразно развивающуюся, красивую природу. Это возможно только при наличии УПОРЯДОЧИВАЮЩИХ действий подсистемы, замыкающей все циклы в условиях диссипации (хаотизации). Вот её по определению и надо честно назвать ЖИЗНЬЮ. Причем, разумной (составляющей план и действующей по плану). Более того, нравственной - т.к. её действия необходимо должны носить созидательный характер.

Теорема сформулирована в самом общем виде. Условие поставлено одно : чтобы все процессы были случайными. А замкнуть можно (чтобы все было строго) - любую систему. В том числе, и мир в целом.

Оффлайн Gilgamesh

  • Moderator
  • Участник форума
  • *****
  • Сообщений: 10863
    • http://gilgamesh-lugal.livejournal.com
Теорема о порядке и эволюция
« Ответ #3 : Сентябрь 28, 2005, 11:39:29 »
Виктор, Вы видели дискуссию по "русской программе"? Если нет, то жаль. Могу выслать то, что успел сохранить до удаления темы.
Начала Вселенной - атомы и пустота, все же остальное существует лишь в мнении (с) Демокрит

В конце будет наноассемблер

Оффлайн Victor

  • Участник форума
  • Сообщений: 306
Теорема о порядке и эволюция
« Ответ #4 : Сентябрь 28, 2005, 11:41:23 »
Цитата: "Egor"
Ничто не мешает замкнуть эту систему, включив в неё все участвующие в процессе кристаллообразования части, и вы наверняка обнаружите в ней устройство, "сделанное на заводе ЗИЛ", да еще и провода, тянущиеся к АЭС, по которым электрическая энергия поступает в компрессор.
Конечно, можно и так поступить, только тогда надо будет учесть процессы ядерного распада в реакторе АЭС, которые всю упорядоченность сведут на нет. А можно поступить проще и распылить водяной пар в безвоздушном пространстве. Получим тот же результат – кристаллизацию. В конце концов, неужели вы считаете, что выпадение снега, это результат «разумной деятельности»?

Цитировать
На флуктуациях, да, с ничтожно малой вероятностью, в ничтожно малом интервале времени и в ничтожно малом (физически бесконечно малом) объеме возможно какое-то структурирование. Но оно лишено какого бы то ни было значения.
Из ваших построений следует, что замкнутые системы должны в пределе стремиться к наиболее неупорядоченному состоянию и только это. С этим никто не поспорит. Однако никакой оценки величины возможных флуктуаций вы не привели, поэтому и утверждения об их принципиальной малости и невероятности (а уж тем более отсутствии значения) выглядят не слишком убедительно.

Цитировать
Это возможно только при наличии УПОРЯДОЧИВАЮЩИХ действий подсистемы, замыкающей все циклы в условиях диссипации (хаотизации). Вот её по определению и надо честно назвать ЖИЗНЬЮ.
Похоже, вы действительно предлагаете называть проявлениями жизни все процессы упорядочивания, в том числе образование звезд, планет и т.п. Конечно, это ваше право – определения можно давать произвольно. Только других надо убедить в их полезности.

Цитировать
А замкнуть можно (чтобы все было строго) - любую систему. В том числе, и мир в целом.
Вот это как раз с расширяющейся вселенной и не получается. Именно так решают парадокс тепловой смерти – вселенная незамкнута.

Оффлайн Victor

  • Участник форума
  • Сообщений: 306
Теорема о порядке и эволюция
« Ответ #5 : Сентябрь 28, 2005, 11:53:18 »
Цитата: "Gilgamesh"
Виктор, Вы видели дискусию по "русской программе"? Если нет, то жаль. Могу выслать то, что успел сохранить до удаления темы.

Это, наверное, было очередное «фричество»? К сожалению не успел. Вышлите, пожалуйста.

Оффлайн Gilgamesh

  • Moderator
  • Участник форума
  • *****
  • Сообщений: 10863
    • http://gilgamesh-lugal.livejournal.com
Теорема о порядке и эволюция
« Ответ #6 : Сентябрь 28, 2005, 12:40:58 »
Выслал в личку  :twisted: Если не обнаружится, могу по электронке
Начала Вселенной - атомы и пустота, все же остальное существует лишь в мнении (с) Демокрит

В конце будет наноассемблер

Оффлайн Egor

  • Участник форума
  • Сообщений: 305
Теорема о порядке и эволюция
« Ответ #7 : Сентябрь 28, 2005, 13:41:45 »
ЧАСТЬ РАВНА ЦЕЛОМУ

Victor,
Разрешите ответить на Ваши возражения.
1) "В конце концов, неужели вы считаете, что выпадение снега, это результат «разумной деятельности»? ".
- Да. Единственное препятствие здесь для специалистов заключается в том, чтобы понять и согласиться, что и, казалось бы, такие "НЕЖИВЫЕ" стационарные (долгоживущие)  объекты, как электрон, молекула (клетку пропустим), кристалл, генератор (Ван дер Поля), химические периодические процессы (реакция Жаботинского), (человека и общество пропустим), Земля, звезда, галактика, вселенная, ..., мир в целом, - существуют в равновесном (стационарном, почти периодическом)  состоянии, более того, самосовершенствуются, - только благодаря ЖИЗНИ, т.е. разумной упорядочивающейся деятельности.

Чтобы это доказать, надо как минимум показать, что всё это множество объектов, вне зависимости от занимаемого каждым из них уровня в некой иерархии, обладает каким-то одним инвариантным, не зависящим от этой иерархии, свойством. И понятно каким - жизни.

Как ни парадоксально, решение данной задачи резко облегчилось, т.к. неожиданно удалось доказать еще более сильное (на первый взгляд, абсурдное) утверждение : все эти объекты - это один и тот же объект. Рассматриваемый, естественно, лишь с разных позиций. Поэтому, если доказать, что хотя бы один из этих объектов обязан своим существованием жизни, вывод придется распространить на все множество.

Абстрактно данная теорема звучит так : часть равна целому, единичное равно всеобщему.

На этом пути можно не вникать в этимологию всех вышеперечисленных упорядоченных объектов -  достаточно рассмотреть один, скажем, электрон, и доказать, что он равен вселенной (принципиально ничем от неё не отличается).

Что и сделано (ЖЭТФ 128, 2, 2005, с. 300; JETP 101, 2, 2005, p.259). То есть, можно отметить, что  интуиция не подвела поэтов 19-го века и философов античности.

А по сути дело в следующем. Объект большой массы как бы "продавливает" пространство-время, как упругую резиновую поверхность (кривизна которой эквивалентна самому объекту), проваливается  и уходит "под горизонт", так что внешний наблюдатель видит лишь узкое "горлышко от бутылки" (bottle neck) - ЭЛЕКТРОН - а внутренний наблюдатель, в бутылке, видит ВСЕЛЕННУЮ во всей её красе. Как это ни дико, но это строгий результат, опровергнуть который ни теоретически, ни экспериментально, сейчас невозможно.

А дальше все просто. Т.к. часть равна целому, то мы показываем, к примеру, что данный форум, www.paleo.ru , существует только благодаря жизни, и не просто жизни, а разумной, и не просто разумной, а творческой и созидающей, т.е. нравственной. И с полным правом распространяем этот вывод на любой объект - клетку, солнечную систему и т.д. (Как в "Изумрудных скрижалях" : "Что здесь, то и там, ...").

2) "... никакой оценки величины возможных флуктуаций вы не привели, поэтому и утверждения об их принципиальной малости и невероятности (а уж тем более отсутствии значения) выглядят не слишком убедительно".
- Понимаете, этого делать и не надо : флуктуации по определению физически бесконечно малы, т.е. связанные с ними характерные времена, размеры, вероятности  намного меньше характерных параметров системы в целом. А , скажем, время существования Земли и её биосферы, а также разумной жизни в ней, - миллиарды лет, т.е. сравнимо с временем существования (периодом) нашей вселенной. Поэтому вариант : "жизнь это ничтожная незначительная флуктуация на фоне всеобщего хаоса", - не проходит.

3) "... это как раз с расширяющейся вселенной и не получается. Именно так решают парадокс тепловой смерти – вселенная незамкнута".

- В силу сказанного выше это не так. Неважно, в каком состоянии находится вселенная - в закрытом, полузакрытом, открытом : если бы в ней доминировали случайные процессы, термодинамическая ("тепловая") смерть наступила бы неминуемо. Открытость могла бы сыграть свою регуляризирующую роль только в одном случае : если бы через эту "дыру" просовывалась периодически "рука"  "хирурга" с "пинцетом" и возвращала не в меру "расшалившиеся" атомы, планеты, звезды на место. Т.е. через это "окно" действовал бы упорядочивающий разум. Попытки же апеллировать к "незамкнутости" не являются доказательством. К сожалению, лишь прикрывали беспомощность перед неспециалистами в этой области.

Оффлайн Victor

  • Участник форума
  • Сообщений: 306
Теорема о порядке и эволюция
« Ответ #8 : Сентябрь 28, 2005, 15:03:35 »
Никто не запретит вам называть живым все существующее. Только зачем это делать? Зачем придумывать какой-то термин, если он полностью дублирует уже имеющийся: вы фактически утверждаете, что существующее=живое, тем самым, приравнивая одно слово другому, и более ничего.

Цитата: "Egor"
Что и сделано (ЖЭТФ 128, 2, 2005, с. 300; JETP 101, 2, 2005, p.259).
Хоть бы название статьи написали. (Странно, но том ЖЭТФ за 2005 год имеет номер 127, а не 128, и статьи, начинающейся с 300-й страницы во 2-м выпуске там нет. А в JETP, судя по всему, второй выпуск за этот год еще не вышел.)

Цитировать
А , скажем, время существования Земли и её биосферы, а также разумной жизни в ней, - миллиарды лет, т.е. сравнимо с временем существования (периодом) нашей вселенной.
Так надо сравнивать не времена существования, а характерные времена.  Для биосферы это будет время видообразования (несколько сотен тысяч лет, в крайнем случае - миллионы), а для Солнца – постоянная времени изменения светимости, например (можно, конечно говорить об 11-летнем цикле, но ясно, что это эффект малого порядка). Но опять же, если описывать систему с помощью аппарата статистической физики, как это делаете вы, всеми земными процессами придется пренебречь из-за несопоставимого уровня энергий.
 
Цитировать
Неважно, в каком состоянии находится вселенная - в закрытом, полузакрытом, открытом : если бы в ней доминировали случайные процессы, термодинамическая ("тепловая") смерть наступила бы неминуемо.
Non sequitur. Посылка 1 (верная): Все процессы во вселенной случайны. Посылка 2 (верная): В закрытых системах случайные процессы ведут к тепловому равновесию. Вывод (неверный): Должна наступить тепловая смерть вселенной.

Оффлайн Egor

  • Участник форума
  • Сообщений: 305
Теорема о порядке и эволюция
« Ответ #9 : Сентябрь 28, 2005, 20:41:06 »
Victor,
1) Извините, но Вы не поняли. Дело не в том, что как назвать : живое живым или все - живым, - дело не в словах, а в свойствах объектов :

Жизнь - это рождение себе подобного и замыкание циклов.

Компактное определение жизни. Мы утверждаем (т.е. доказываем), что этим свойством обладает вся материя. Данное утверждение является новым, оно принципиально меняет представление о мире. Поэтому игнорировать этот результат сведением его к  игре слов - "более ничего", - это не разумно.

2) Ссылка на ЖЭТФ правильна. Том 128, вып. 2,  с. 300, - уже вышел. Статья называется "Геометрия центрально-симметричного электрического заряда". Английский вариант JETF 101, 2, 2005 тоже вышел, он платный, но аннотацию можно почитать в www.maik.ru/

3) "... надо сравнивать не времена существования, а характерные времена. Для биосферы это будет время видообразования (несколько сотен тысяч лет, в крайнем случае - миллионы), а для Солнца – постоянная времени изменения светимости ..., если описывать систему с помощью аппарата статистической физики,...  всеми земными процессами придется пренебречь из-за несопоставимого уровня энергий".

- Характерные времена и времена существования для системы в целом (вселенная) - это одно и то же. Ведь проблема заключалась в том, можно ли жизнь рассматривать как ФЛУКТУАЦИЮ на фоне хаоса. Характерное время существования солнца, вселенной - порядка десяти млрд. лет (по земным часам).

Поэтому, чтобы рассматривать наличие УПОРЯДОЧЕННЫХ СТРУКТУР (галактик, планетарных систем, биосферы, атомов, элементарных частиц), а также ЖИЗНЬ как флуктуацию (по определению случайную и незначительную) на фоне всеобщего хаоса, необходимо, чтобы хотя бы характерное время её существования было намного меньше характерного времени существования всей системы. Но это противоречит реальности : характерное время существования этих упорядоченных объектов РАВНО характерному времени всей системы. И здесь не помогут никакие нюансы : "время видообразования" (которое, кстати, варьируется в широких пределах и не известно точно) - здесь не при чем : как бы ни трансформировались ВИДЫ, они остаются видами, т.е. упорядоченными структурами.

Давайте это честно и спокойно признаем.

4) "если описывать систему с помощью аппарата статистической физики, как это делаете вы, всеми земными процессами придется пренебречь из-за несопоставимого уровня энергий".

- Данный аргумент просто ошибочен по двум причинам. Во-первых, при доказательстве теоремы о порядке используется более общий аппарат теории случайных процессов, а не просто статфизики, что придает её выводам общий характер (не модельный). Но это бог с ним. Во-вторых, система Земля - Солнце - космос является (почти) стационарной (т.е. "почти" - с высокой степенью точности - периодической) "почти" замкнутой системой, в которой выполняется закон сохранения энергии (1 закон термодинамики), но - не выполняется 2-ой закон (роста энтропии). И в этой системе баланс энергии таков, что поток (тепловой) энергии, поступающий от Солнца сравним с потоком (тепловой)  энергии, излучамым Землей и сравним с потоком энергии, который  может аккумулировать биосфера. Даже если бы биосфера была ничтожной по энергоемкости, то, ввиду ТЕПЛОВОГО характера поступающей от Солнца энергии, все равно было бы невозможно объяснить стационарную упорядоченность биосферы, если бы в ней доминировали случайные процессы.

5) Последнее : " Посылка 1 (верная): Все процессы во вселенной случайны. Посылка 2 (верная): В закрытых системах случайные процессы ведут к тепловому равновесию. Вывод (неверный): Должна наступить тепловая смерть вселенной", - это, извините, заявление без доказательства. Из теоремы о порядке следует, что если процессы случайны, то порядок не может увеличиваться в любой системе, т.к. открытую систему всегда можно замкнуть на бесконечности.

Оффлайн Victor

  • Участник форума
  • Сообщений: 306
Теорема о порядке и эволюция
« Ответ #10 : Сентябрь 28, 2005, 22:15:43 »
Цитировать
...Компактное определение жизни. Мы утверждаем (т.е. доказываем), что этим свойством обладает вся материя. Данное утверждение является новым, оно принципиально меняет представление о мире.
Зачем воздух-то сотрясать. Процессы упорядочивания наука уже давно изучает, только никакой нужды объявлять материю «живой» нет. Это ничего не даст кроме путаницы.

Про характерное время. Вы же понимаете, что это второстепенный вопрос, однако изменение энтропии Солнца и биосферы можно численно оценить. Я думаю, получится расхождение порядков на 15, если не больше – вот что важно.

Повторю, другими словами. По 2-му началу термодинамики энтропия растет интегрально, но это совсем не значит, что в какой-то области (в пространственном или временном смысле) она не может уменьшаться. Так что в этом смысле жизнь – это локальное упорядочивание, которое никаким термодинамическим законам не противоречит.

Цитировать
система Земля - Солнце - космос является... системой, в которой... не выполняется 2-ой закон (роста энтропии).
Это надо показать, причем с численными оценками.

Цитировать
И в этой системе баланс энергии таков, что поток (тепловой) энергии, поступающий от Солнца сравним с потоком (тепловой) энергии, излучамым Землей и сравним с потоком энергии, который может аккумулировать биосфера.
Таких утверждений недостаточно, все это нужно демонстрировать.

Цитировать
Даже если бы биосфера была ничтожной по энергоемкости, то, ввиду ТЕПЛОВОГО характера поступающей от Солнца энергии, все равно было бы невозможно объяснить стационарную упорядоченность биосферы, если бы в ней доминировали случайные процессы.
Допустим, тепловым излучением невозможно это объяснить, а каким было бы возможно? Оптическим? Рентгеновским? Потоком частиц? И почему именно им?

Цитировать
от крытую систему всегда можно замкнуть на бесконечности
Вселенную нельзя замкнуть – она бесконечная (в том смысле, что граница недостижима), непрерывно расширяется и почти равномерно заполнена веществом.

Но это все тоже не так важно. Допустим, мы имеем замкнутую систему, состоящую из Солнца и Земли. Жизнь в ней прекратится после того как погаснет Солнце (если люди и смогут какое-то время продержаться, то только до тех пор, пока не израсходуют все топливо). А потом и планета и остатки звезды постепенно разрушатся и превратятся в облако атомарного газа – в полном соответствии со 2-м началом и с вашей «теоремой». Но это же не значит, что в такой системе жизнь не могла существовать в течение какого-то (может быть весьма продолжительного) времени. Я очень сожалею, что приходится писать столь очевидные, буквально школьные вещи.

Оффлайн Юрич

  • Участник форума
  • Сообщений: 923
Теорема о порядке и эволюция
« Ответ #11 : Сентябрь 29, 2005, 05:01:14 »
Виктор, интересно, а почему Вы в разговоре с Игорем Антоновым участия не принимали? Была интереснейшая тема "Загадки эволюции", а вы в ней никак не высказались - жаль, было бы любопытно...
"существуют полянки, которые можно отыскать только заблудившись" (Х. Манкелль)
"как объяснить англичанину, что судьба мира решается на Тибете?" (Л. Пауэлс)

Оффлайн Игорь Антонов

  • Участник форума
  • Сообщений: 2954
Теорема о порядке и эволюция
« Ответ #12 : Сентябрь 29, 2005, 08:07:16 »
Цитата: "Victor"
Повторю, другими словами. По 2-му началу термодинамики энтропия растет интегрально, но это совсем не значит, что в какой-то области (в пространственном или временном смысле) она не может уменьшаться. Так что в этом смысле жизнь – это локальное упорядочивание, которое никаким термодинамическим законам не противоречит.

Живой организм - это  макронеоднородность такого уровня, который человек не способен пока воспроизвести даже целенаправленными усилиями разума, не говоря уже о перемешивании органического бульона в стакане (или  в океане). Такого рода упорядоченность,  действительно, не должна возникать  по 2-му началу термодинамики.

Но 2-е начало не объясняет не только  возниковение жизни, но и  иерархическое  структурирование материи вообще, включая весь неорганический мир. Второе начало  описывает только процессы в средах, где альтернативные микросостояния энергетически равноправны. Это ничтожная часть мироздания и процессов в нём. Второе начало не запрещает макроупорядочивания, но оно никогда и не порождает его, оно вообще ортогонально факту наличия у материи иерархической структуры.
Любое макроупорядочивание материи причинно, а не случайно, и задача науки - искать его законы и причины. К жизни это относится более чем к чему-либо иному.

Достаточно  глубоко и точно высказался по этому вопросу французский математик Эмиль Борель в книге "Вероятность и достоверность":

"Живые существа являются итогом длительного развития, начиная с простейших организмов, и в этом развитии сказываются определенные свойства живой материи, которые не позволяют утверждать, что оно происходило по законам случая. Некоторые из этих свойств живой материи имеются и у определенных форм материи неживой, таких, как кристаллы. Не представляется возможным применить законы исчисления вероятностей к явлению образования кристалла из более или менее перенасыщенного раствора. По крайней мере, нет возможности рассматривать такую вероятностную задачу без учета некоторых свойств материи, свойств, которые облегчают образование кристаллов и которые мы обязаны установить. Как мне кажется, мы должны считать правдоподобным, что образование простейших живых организмов и их развитие тоже обусловлены такими элементарными свойствами материи, которые нам полностью не известны, но наличие которых мы все же должны допустить."

Оффлайн Egor

  • Участник форума
  • Сообщений: 305
Теорема о порядке и эволюция
« Ответ #13 : Сентябрь 29, 2005, 11:35:19 »
ОТКУДА СВЕРХНОВЫЕ

Victor,
Когда обсуждается нерешенная и фундаментальная проблема - а происхождение, суть и цель жизни, вселенной - к таким и относится, ограничиваться апелляцией к достижениям науки (среди которых возможны ошибочные результаты), а также "бытовыми" соображениями, не стоит.  

1) "Зачем воздух-то сотрясать. Процессы упорядочивания наука уже давно изучает, только никакой нужды объявлять материю «живой» нет. Это ничего не даст кроме путаницы".

- "Наука давно изучает" - не аргумент. Причина упорядочивания в науке не выяснена. Вот мы её и изучаем. "Нужды объявлять материю "живой" нет" и "это ничего не даст" - ниоткуда не следующее высказывание, более того, не соответствующее постановке задачи : очень даже "даст", т.к., если вся материя живая, или, даже в менее сильной форме утверждения - ЖИВАЯ МАТЕРИЯ ИГРАЕТ ФУНДАМЕНТАЛЬНУЮ РОЛЬ В САМОМ ФАКТЕ СУЩЕСТВОВАНИЯ ВСЕЛЕННОЙ, - то мы, наконец, получаем возможность понять и объяснить причины наличия порядка и самосовершенствующихся систем.

Более того, в "науке" отсутствует даже четкое определение жизни, если пренебречь ничего не дающим энгельсовским. Мы предложили компактное и строгое : Ж - это замыкание циклов.

То, что мы имеем сейчас "в науке", это во многом непрофессиональное обращение с термодинамикой. Мы же получили новый, строгий результат : не может быть роста порядка ни в каких случайных процессах : равновесных, неравновесных, в открытых системах, закрытых, при любом состоянии корреляционных связей, т.е. не обязательно на термодинамической стадии процессов.

Поэтому эволюционная модель, не объясняющая и не учитывающая физических причин упорядочивания на более глубоком и простом уровне, оказывается неудовлетворительной.

Поэтому просьба в дискуссии не использовать околонаучные аргументы (типа отсылки к школьным учебникам).

2) "Про характерное время. Вы же понимаете, что это второстепенный вопрос".

- Неверно. Это принципиальный и фундаментальный вопрос. Потому что если характерное время существования жизни сравнимо с временем существования вселенной, то никакие апелляции к "флуктуативному" характеру жизни, её случайному возникновению в какой-то малой подсистеме, её ничтожности и бессмысленности (хазеновская интерпретация), - чтобы примирить данный факт со 2-м законом термодинамики, - НЕ ПРОХОДЯТ.

3) "Повторю, другими словами. По 2-му началу термодинамики энтропия растет интегрально,  Так что в этом смысле жизнь – это локальное упорядочивание, которое никаким термодинамическим законам не противоречит".

- Нет, неверно Вы понимаете термодинамическую модель. Термодинамика имеет дело с системами как таковыми, системами в целом, в которых в каждом физически малом объеме установилось ЛОКАЛЬНОЕ РАВНОВЕСИЕ, т.е. установились корреляционные связи между микрообъектами. Да, флуктуативно, в бесконечно малом (физически) объеме фазового пространства (включая и время) упорядоченность, скажем, плотность энтропии, - а отнюдь не сама энтропия, которая по определению является ИНТЕГРАЛЬНОЙ  величиной, даже при отсутствии упорядочивающих детерминированных процессов, может возрастать. НО ЖИЗНЬ И БИОСФЕРА К НИМ НЕ ОТНОСЯТСЯ - это не флуктуации :
ВСЯ вселенная структурирована, на всех уровнях - от электрона до метагалактик.

Поэтому Ваша фраза "но это совсем не значит, что в какой-то области (в пространственном или временном смысле) она не может уменьшаться" - верна только с указанными замечаниями. Не в "какой-то", а в бесконечно малой, что к звездам и планетам неприменимо. А согласно новым результатам, полученным в рамках ОТО, она неприменима вообще ни к какому стабильному объекту (потому что электрон и вселенная - это один объект).

4) "Это [невыполнение 2-го закона для системы Земля - Солнце - космос] надо показать, причем с численными оценками".

- Можно показать : взгляните на окружающий Вас мир : Вы видите упорядоченную систему в целом, в которой доминируют периодические процессы : электроны вращаются вокруг ядер и своей оси, планеты - вокруг звезд, звезды - вокруг центров галактик, клетки делятся, все мы каждый день встаем, чистим зубы и идем на работу, а вечером все как один укладываемся спать, админы периодически удаляют неудобные темы и т.д.. Это противоречит 2-му закону и более общей теореме о порядке, если бы доминировали в природе СЛУЧАЙНЫЕ процессы. Если надо что-то вычислить, уточните.

5) "Таких утверждений [о сравнимости потока энергии от солнца и возможностей биосферы по его поглощению] недостаточно, все это нужно демонстрировать".

Пожалуйста. Т.к. для биосферы типичен годовой цикл, то оценим энергию, поступающую от солнца за год и энергию, котору. в принципе может аккумулировать биосфера. Не обращаясь ни к каким справочникам.
а) Солнечная батарея имеет производительность примерно 0,5 кВт/кв.м и кпд порядка 10%. Следовательно, плотность солнечного потока около 5 кВт/кв.м. Характерная площадь поверхности, занятая биосферой,  порядка 100 млн. кв. км. Следовательно, падающая мощность тепловой энергии от солнца около 5*10**17 Вт, что в год даст энергию примерно 10**25 Дж.
б) На обертке батона написано : калорийность 100 г хлеба 200 ккал. Биосфера в основном состоит из растений. Следовательно, её отдаваемая плотность энергии около 2*10**6 кал/кг или примерно 10**7 Дж/кг биомассы. Энергоемкость при поглощении энергии, очевидно, на порядок больше (кпд те же 10%). Если оценить полный объем биосферы площадью 100 млн.кв. км и высотой  10 м при плотности 1 г/куб.см, то её масса составит величину порядка 10**18 кг, следовательно, её потенциальная энергоемкость может быть порядка 10**25 Дж, т.е. сравнимой с энергией, поступающей от звезды.

6) "Допустим, тепловым излучением невозможно это объяснить [стационарную упорядоченность биосферы], а каким было бы возможно? Оптическим? Рентгеновским? Потоком частиц? И почему именно им?"

- Когда из склада "химии", которым является литосфера планеты, возникает клетка, а потом и вся биосфера, программа строительства всех миллионов видов в которой (генкод) практически одна и та же, то при поступлении энергии извне любого спектрального состава (тепловой, оптической, ...) объяснить стационарную упорядоченность биосферы и возможность нам дискутировать на эту тему можно только целенаправленной разумной деятельностью. И больше - ничем.

7)"Вселенную нельзя замкнуть – она бесконечная (в том смысле, что граница недостижима)".
- Формально неверно : бесконечную систему (абстракция) можно замкнуть на бесконечности (эквивалентная абстракция). Но дело-то не в этом : если через удаленную на бесконечность границу не поступают "ценные указания" как, что и зачем строить, в ней бы давно (изначально) была бы "ядерная зима" и некому и незачем было рассуждать о смысле жизни.

9) "Жизнь в ней прекратится после того как погаснет Солнце".
- Чтобы такого не случалось, существуют цивилизации, равномерно заполняющие пространство вселенных и охраняющие жизнь в зоне своей ответственности : если аккумулятор разряжается, мы делаем зарядное устройство и заряжаем его от другого,  пусть даже более высокоэнтропийного источника. Когда же какая-то из них плохо относится к своим обязанностям, идет вразнос (как мы сегодня), то погасшая и остывшая звезда коллапсирует в центр, вместе с планетами, и вспыхивает новая Сверхновая. Это, естественно, предположение.

Но оно вынуждает нас более пристально приглядываться к росту беспорядка в обществе, когда в мирное время в стране вдруг появляются свыше 700 тыс. детей сирот а высшая интеллектуальная элита отстраненно взирает на это из виртуального пространства Сети.

Оффлайн Victor

  • Участник форума
  • Сообщений: 306
Теорема о порядке и эволюция
« Ответ #14 : Сентябрь 29, 2005, 18:45:13 »
Цитата: "Юрич"
Виктор, интересно, а почему Вы в разговоре с Игорем Антоновым участия не принимали? Была интереснейшая тема "Загадки эволюции", а вы в ней никак не высказались - жаль, было бы любопытно...
Вроде бы, там обсуждались в основном биологические вопросы, а в них я некомпетентен.