Установлен Принцип Порядка, по которому идет эволюция реальных систем с изменением внешнего воздействия. Сформулирован закон взаимосвязи процессов (ЗВП) в явлениях разной природы, который определяет реализацию перехода причины в следствие с изменением качества в элементарных актах изменения состояния. И Принцип Порядка и ЗВП отражают проявление принципа наименьшего действия в процессах в системе из взаимодействующих элементов. Рассмотрено проявление ЗВП в действии рычага Архимеда как трансформатора силы, качества энергии, то есть перевода энергии из низкопотенциальной в высокопотенциальную и обратно. ЗВП, являясь законом реального фотоэффекта, проявляет механизм отражения реальности при восприятии в образ представления о реальности, раскрывая природу антиэнтропийных процессов. Принцип Порядка и ЗВП необходимы и достаточны для точного описания поведения реальных систем с изменением внешнего воздействия в явлениях разной природы.

Задачи философии и физики

Философия базируется на физических принципах и поэтому в большой степени зависит от знаний ученых и их менталитета. Физика претендует на изучение законов реального мира, существующего вне нашего сознания. Но восприятие сознанием этого реального мира с необходимостью трансформировано спецификой восприятия этой реальности органами чувств. Понимание этой ситуации должно быть заложено в наше сознание и опираться на физические представления о реальном мире, которые и определяют взаимосвязь сознания и реальности. А это означает, что наше понимание реальности и наша философия зависят от того, каковы физические основы естествознания.

Проблема принципов

К середине прошлого века было понято, что принципы, лежащие в основе аппарата традиционной физики, противоречивы и взаимоисключают друг друга {1}. К тому же в учебной и научной литературе отсутствует определение понятия взаимодействие, которое принято считать фундаментальным свойством реального мира. Существующие неформализованные определения взаимодействия не содержат математического представления проявления этого свойства, которое адекватно отражало бы реально происходящее. Достаточно сопоставить закрепившиеся в нашем сознании законы, которые лежат в основе нашего физического мировоззрения: закон сохранения энергии, закон сохранения импульса, законы И. Ньютона в традиционном их толковании. Из этого арсенала первопринципов следует, что одна и та же характеристика взаимодействия двух тел - отношение масс взаимодействующих тел - оказывается обратно пропорциональной либо ускорениям этих масс (третий закон И. Ньютона), либо обратно пропорциональной скоростям этих масс (закон сохранения импульса), либо обратно пропорциональной квадрату скоростей этих масс (закон сохранения энергии). А из традиционной записи закона для рычага Архимеда - обратно пропорциональной отношению произведений ускорений на длину соответствующего рычага. Это означает, что используемые законы отражают лишь частные проявления некоего более общего закона в природных явлениях. Каков же этот закон?

Принцип Порядка и закон взаимосвязи

Обратимся к опыту. Наиболее ярко закономерности процессов проявляются в эволюции реальных систем с изменением внешних условий - это так называемые явления фазовых переходов. Опыт показал {2}, что процессы фазовых переходов в явлениях разной природы следуют общей универсальной зависимости - логистической кривой, которая оказывается многостадийной. Но на каждой p - той стадии наблюдается действительно общая универсальная закономерность:

(1)

где М - характеристика системы, аддитивная числу элементов, изменивших свое состояние,
М_о - полная мера этой характеристики,
D - характеристика внешнего воздействия, роль которого выполняет температура Т,
давление Р, магнитное поле Н и т.п.,
М_р, D_p, а_р - параметры системы на р - той стадии,
k = 1, 2, 3 отражает пространственную структуру взаимосвязей.

Учитывая аддитивность анализируемых характеристик числу элементов системы, наблюдаемую закономерность можно представить в форме микроскопического описания эволюции системы;

(2)

Существенно, что экспоненциальный характер закономерности проявляется для отношения происходящего (n) к ресурсу (N - n), отражая неизменность этого закона процесса в ходе эволюции системы.

Анализ этого соотношения показал, что полученная закономерность отражает почастичный переход элементов системы из одного состояния (подсистемы) в другое состояние (подсистему), при этом затраченная на этот процесс энергия равна работе внешних сил {2}. Легко показать, что для частного случая взаимо-действия по закону Кулона переход заряда из одного состояния в другое подчиняется аналогичной закономерности {3}:

; (3)

Тщательный критический анализ широкого круга процессов в явлениях разной природы показал, что в основе общей универсальной закономерности эволюции реальных систем (1, 2) лежит один общий принцип, отражающий фундаментальный закон взаимосвязи действия причины F_д V_д и реакции следствия F_р V_р в процессе передачи действия от одного объекта, среды к другому объекту, среде.

Здесь F_д и F_р - силы действия и реакции, V_д и V_р - соответственно, скорости действия и реакции.

Таким образом, соотношение

(4)

можно рассматривать как математическое выражение фундаментального закона взаимосвязи при переходе действия от причины к следствию в элементарном акте изменения состояния. Это соотношение можно рассматривать и как математическую форму представления принципа наименьшего действия, необходимого для свершения элементарного акта изменения состояния, свершения факта, как принципа определенности параметров этого процесса. Последовательность свершения таких элементарных индивидуальных актов (1, 2) и описывает эволюцию системы из взаимодействующих элементов с изменением внешних условий, которая развивается по принципу наименьшего действия. И вполне естественно, что описание последовательности таких фактов идет в рамках дискретной математики конечных дискретных множеств.

Универсальность описания эволюции реальных систем в явлениях разной природы свидетельствует о том, что единство и общность богатого разнообразия природных явлений состоит в единстве Принципа Порядка, описывающего динамику различных форм движения (1, 2), в основе которого лежит общий универсальный закон взаимосвязи причины и следствия, отражающий и принцип минимума действия и принцип определенности параметров процесса в элементарном акте изменения состояния.

Поскольку по закону Гука силой определяется мера деформации, то есть изменение формы, то можно сказать, что силовая характеристика воздействия содержит сведения об изменении формы, то есть информацию об этом процессе. Таким образом, действие F V содержит информацию об этом изменении в пространственных S и временных t координатах, так как V = S / t. Энергия же E = F S отражает это изменение только в пространстве, а импульс p = F t - только во времени. Отсюда следует, что универсальный Принцип Порядка (1, 2) отражает энергоинформационную сторону эволюции реальных систем в пространственно-временном континууме. И тогда можно сделать вывод, что закон сохранения энергии отражает этот энергоинформационный процесс только в пространстве, а закон сохранения импульса - только во времени. Они относятся к описанию частных проявлений так называемых энергоинформационных взаимодействий в процессах эволюции реальных систем.

Классическое наследие

Обратим внимание, что традиционное восприятие формулировки третьего закона И. Ньютона как равенства сил действия и противодействия отражает фактически процедуру компенсации этих сил, а не передачу действия от причины к следствию. Это обстоятельство и явилось результатом некорректных переводов и трактовки сути этого закона, справедливого всюду. Кстати, в "Математических началах натуральной философии" {4} И. Ньютон определяет действие как произведение силы действия на скорость действия, ибо сила сама по себе ничего совершить не может, не будучи приложенной с определенной скоростью. Сила проявляется только в действии и по прекращении действия сила из тела исчезает, и тело удерживается в новом состоянии благодаря "силе инерции". Таким образом, и сила, и импульс, и энергия - динамические характеристики процесса, проявляющиеся только в действии.

Иными словами, Принцип Порядка (1, 2) и взаимосвязь причины и следствия (4) определяют внутреннюю существенную и устойчивую связь явлений, обуславливая их упорядоченное изменение. На основе знания этого закона возможно достоверное предвидение течения процесса.

Физика реальных процессов

Закон взаимосвязи причины и следствия проявляется всюду, описывая любые процессы взаимодействия, в том числе и реальный фотоэффект, то есть взаимодействие света, электромагнитного поля с веществом, атомами и элементарными частицами. Это открывает перед нами новое понимание явлений.

Взаимосвязь силовых характеристик взаимодействия с соотношением скоростей действия и реакции приводит к изменению соотношения силовых характеристик в этом процессе, то есть к изменению градиента потенциала, концентрации энергии, к изменению качества энергии в процессе взаимодействия.

Это означает, что в процессе взаимодействия возможен как переход высокопотенциальной энергии в низкопотенциальную, если V_р > V_д , и низкопотенциальной энергии в высокопотенциальную, когда V_р < V_д. Таким образом, класс антиэнтропийных процессов является естественным следствием реальных процессов взаимодействия при определенном соотношении скоростей действия и реакции.

Заметим, что соотношение (4) является математической формой записи действия рычага Архимеда, который можно рассматривать как механизм трансформации качества энергии. Именно это обстоятельство и обуславливает наблюдаемое повсюду творение в Природе, проявляемое в изменении качества энергии в реально происходящих процессах взаимодействия. Опыт показал, что эти закономерности наблюдаются не только в косном, но и в живом мире и мире социальных процессов

Сознание и реальность

Следует подчеркнуть, что все эти рассуждения имеют отношение к работе сознания, основанной на представлениях о реальности, полученных в результате восприятия реального мира через ощущения.

Но сонм ощущений сформирован комплексом физиологических процессов, в основе которых лежит тот же Принцип Порядка и принцип действия рычага Архимеда. А это означает, что между реальностью как таковой и нашим сознанием всегда существует трансформатор действия по принципу действия рычага Архимеда. Но теперь мы знаем этот закон трансформации, механизм его действия, и поэтому можем получить представление о специфике действия реального мира, мира объективной реальности

Новое в понимании реальных явлений

Вышеизложенные физические основания точного естествознания позволяют вскрыть причины тех трудностей и проблем, которые возникали в традиционной ортодоксальной физике, решавшей частные вопросы с использованием многочисленных частных законов и принципов при большом числе допущений, гипотез и моделей. Например, становится понятным, что так называемая квантованность действия лежит в специфике нашего восприятия фактов, в проявлении принципа наименьшего действия как фундаментального закона взаимосвязи причины и следствия (4). Заметим, что при этом постоянная Планка h выступает как коэффициент, определяющий взаимосвязь минимума действия с энергетической мерой затрат на это действие.

Становится понятным и происхождение туннелирования, рассматриваемого как подбарьерный процесс.

Это просто проявление механизма действия рычага Архимеда, то есть закона взаимосвязи причины и следствия для случая, когда скорость реакции меньше скорости воздействия. Именно это обстоятельство и позволяет Природе порождать ядерные процессы синтеза и распада при обычных температурах.

Необходимо обратить внимание на теплоту фазовых переходов, которая в этом процессе трансформируется в энергию более высокого качества, спектр которой смещается в область существенно более высоких частот при количественном сохранении энергетической меры. Последовательность фазовых переходов в эволюции вещества с изменением внешних условий (твердое тело - жидкость - пар - газ - плазма - элементарные частицы - … - эфир) сопровождается трансформацией энергии во все более высокочастотный спектр. В этом можно убедиться, регистрируя это излучение при обратном фазовом переходе, например, при конденсации пара в жидкость, затвердевании жидкости. Здесь эфир выступает как самая энергетическая фаза состояния реальности, при конденсации которого образуются элементарные частицы и элементы с выделением энергии. Подобного типа фазовые переходы происходят и в электронной жидкости при переходе через границу сред.

Действенность проявления Принципа Порядка проверена на широком спектре процессов эволюции в явлениях разной природы. Вполне естественно ожидать, в силу наблюдаемой принципиальности в поведении Природы, что и в более широкой области спектра частот этот закон справедлив, моделью проявления механизма которого может служить действие рычага Архимеда или часового механизма.

Проводя анализ процессов в явлениях косного и живого мира, можно убедиться, что Принципа Порядка и фундаментального закона взаимосвязи причины и следствия необходимо и достаточно для понимания и объяснения реально наблюдаемого круга явлений, то есть возможности сведения закономерностей наблюдаемых процессов к предлагаемым физическим основам.

Предмет изучения для физики, философии и математики

Все вышеизложенное дает основание считать, что физика как наука и философия изучают представления о реальности, предметом же исследований являются не объекты, а процессы, ибо "Мир дан в движении и его законы - законы движения". В этом отношении великолепной помощницей оказывается математика как наука об операциях с объектами, а не наука об объектах. Именно благодаря этой специфике математики, используя ее аппарат, можно глубже заглянуть в особенности реальных процессов, в сущность Бытия, нежели способна логика современного менталитета.

Так, физический эксперимент и проведенный логический анализ подводят к утверждению о проявлении важной специфики реального мира в нашем сознании - уникальности каждого элемента выборки в операциях и индивидуальности каждой операции. Это связано не только с уникальностью каждой точки пространственно - временного континуума. Уникальность каждого объекта и операция с ним воспринимается как факт. Левая часть универсальной закономерности (1, 2) и отражает эту сторону восприятия, в то время как правая - необходимую меру воздействия для реализации факта. Следует заметить, что Принцип Порядка записан в энергоинформационном логарифмическом пространстве обезличенных фактов как элементарных актов изменения состояния. Именно в этом пространстве закон эволюции оказывается единым, общим и универсальным. Закономерность (1) дает описание необходимых действий и затрат для свершения n-ного акта в изменении состояния системы. Суммирование затрат на все акты, вплоть до n-ного , дает меру затрат на доведение всей системы до состояния, завершающегося n-ным актом:

(5)

"С" и представляет собою Лагранжиан или Синергогенезию, отражая полные затраты на достижение системой соответствующего состояния. В мире фактов действительно наблюдается единство в законе их проявления.

Такое понимание реально происходящего, будучи переведенное на язык математической топологии, позволяет понять некоторые особенности реальных процессов, если воспользоваться свойствами топологических пространств, а все вычисления воспринимать как операции с объектами и относить к формам наблюдаемых движений, имея ввиду энергоинформационную природу восприятия мира на языке физики.

Если существует тотальный уникальный экземпляр А тождественный самому себе, то есть А А, тогда А 1/А 1. Иными словами, целое как таковое сосуществует с обратным самому себе.

В этой специфике отражения самого себя и существует целостность как таковая. Такое отображение должно быть конформным, содержа в себе особенности деформационной структуры, проявленной как изменение формы в пространственно - временном континууме комплексной плоскости отображения. Таким образом, тотальная уникальность и целостность с необходимостью оказываются связанными с энергоинформационной структурой их проявления. Но более детальному разбору математического обоснования точного естествознания будет посвящена отдельная статья, которая позволит раскрыть истоки символики языка и эволюции в бытии как метафизики динамичной структуры эманирующей Вселенной.

Заключение

Предлагаемый подход к изучению физики реальных процессов базируется на принципе преемственности знаний, в частности, классического понимания динамики процессов. Теперь стало понятно, что все проблемы и трудности в традиционной ортодоксальной физике и естествознании связаны с некорректным выбором предмета исследований и отсутствием в арсенале науки Принципа Порядка и фундаментального закона взаимосвязи причины и следствия в той форме, в какой он проявляется в Природе. Введение в анализ стохастики, случайности и вероятностных мер оценки состояний в модели систем из невзаимодействующих элементов еще более затруднило ситуацию в физике. Исподволь физика от изучения динамики процессов в механике перешла к изучению состояний, используя при этом динамические процессуальные характеристики для описания состояний, отягощенных в дальнейшем принципом неопределенности. Переход к квантованию состояний снял, казалось, некие проблемы за счет введения определенных принципов выборки состояний, породив новые вопросы и проблемы.

Искажение содержания уравнений Д.К.Максвелла, представленное ныне в форме Хевисайда-Герца, еще более отодвинуло решение проблемы многих тел, описание поведения системы взваимодействующих элементов с изменением внешних условий. Тщетные попытки ввести различного рода предписания, гипотезы, модели, принципы не приводили к желаемому успеху. Просто изучался не тот предмет и отсутствовал принцип и закон, которые могли бы быть заложены в основание логики мышления и восприятия реальности.

Существенно отметить, что фундаментальный закон взаимосвязи причины и следствия, раскрывая причину нелинейности в реальных процессах, дает обоснование к развитию как энтропийных, так и антиэнтропийных процессов, предоставляя возможность понять не только специфику всюду наблюдаемого в Природе творения нового качества энергии, созидания новых структур. Это привносит в сознание новое миропонимание, открывая перед человечеством новые горизонты в создании новой техники и технологий, если по этим же законам Природы будет развиваться общество и социальные структуры, адаптируясь к реальности по ее Закону и Принципу Порядка.

ЛИТЕРАТУРА

1. Фейнман Р. " Характер физических законов ". "Наука ". ГРФМЛ. Москва. 1987 г. 147 стр.
2. Смирнов А.П. " Реальные фазовые переходы и принципы их описания " // " Системы особых температурных точек твердых тел ". "Наука ". Москва. 1986 г., стр. 210 - 239 .
3. Смирнов А.П. Кризис современной физики. Прозрение. " ПИК " СПб. 1999 г. 71 стр.
4. Ньютон И. " Математические начала натуральной философии ". " Известия " Николаевской Морской Академии, выпуск IV, V. Петроград, 1915 - 1916 г.г. Книги 1, II, III. 620 стр.