Физика
Теоретическая физика
Бойко С.В., кандидат физико-математических наук
В.И. ВЕРНАДСКИЙ И ФИЗИЧЕСКАЯ РЕАЛЬНОСТЬ СУЩЕСТВОВАНИЯ
И ЭВОЛЮЦИИ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ И ОРГАНИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ ЗЕМЛИ
Статья отражает роль В.И.Вернадского в оценке механизма физических процессов природы и неприемлемости, в этом случае механистических принципов изучения природы, которые не в состоянии научно обосновать процессы метаболизма живых систем и метаморфизма пород земной коры, а также необратимость процессов эволюции. В связи с этим возникает необходимость изучения природы с позиций основного физического закона: закона сохранения энергии - массы и количества движения (E = mc2). На основе эквивалентности энергии - массы и представления о электромагнитном поле формулируется понятие «энергия» как «постоянное движение электромагнитных волн». Предлагаемый автором принцип концентрации внутренней энергии (mc2) позволяет определить механизм спонтанного синтеза в неорганической и органической природе на всех уровнях ее существования и эволюционного развития. За выделяемой, в процессах спонтанного синтеза, энергией сохраняется представление «энтропии» как «внутреннего превращения», которое в отличие от энтропии механистической Клаузиуса - Больцмана, определяется как энтропия энергетическая. Принцип концентрации внутренней энергии позволяет определить процессы эволюции как неорганической, так и органической природы. Основной физический критерий живой природы - наличие слабых вторичных связей в органических соединениях, что позволяет не только сохранять, но и прогрессивно наращивать способность самовоспроизведения.
Ключевые слова: метаболизм, метаморфизм, энергия,энтропия, эволюция.
VERNADSKY V.I. AND THE EXISTENCE AND EVOLUTION PHYSICAL REALITY OF INORGANIC AND ORGANIC NATURE OF THE EARTH
The article reflects the role of Vernadsky V.I. in the mechanism evaluation of the nature physical processes and the inadmissibility in this case the principles of mechanistic study of nature, which are not able to scientifically substantiate the metabolism of living systems and the metamorphism of the Earth's crust rocks, as well as the irreversibility of the evolution processes. In this regard, it is necessary to study the nature form the positions of the basic physical law: the law of conservation of energy, mass and momentum (E = mc2). On the basis of the equivalence of energy-mass and understanding of the electromagnetic field, the concept of "energy" as "the constant movement of electromagnetic waves" is formulated. The author's proposed principle of the concentration of the internal energy (mc2) allows you to determine the mechanism of spontaneous synthesis in organic and inorganic nature at all levels of its evolution. For the released energy during spontaneous fusion reaction, the concept of "entropy" as "internal energy conversion" is valid which, in contrast to the Clausius - Boltzmann mechanistic entropy, is defined as the energy entropy. The principle of internal energy concentration allows you to define the processes of evolution of both inorganic and organic nature. The main physical criterion of wildlife - the presence of weak secondary bonds in organic compounds, which allows not only to maintain but also to increase progressively the ability of self-reproduction, i.e. life.
Key words: metabolism, metamorphism, energy, entropy, evolution.
Значение трудов В.И. Вернадского в изучении неорганической и органической природы нашей планеты трудно переоценить. Это выражено в виде 2-ух томов «Опыта описательной минералогии» (1912г. - 1922г.), и 2-ух томов «Истории минералов земной коры» (1925г. - 1936г.), а также в посмертном выдающемся труде - «Химическое строение биосферы Земли и ее окружения», изданном в 1965г. При этом следует отметить, что
содержание трудов В.И. Вернадского, и, особенно «Биосфера»(1926г), не очень совпадают с общепринятыми механистическими физическими представлениями. Так Э.Шредингер (1947, с. 107) провозгласил: «что все известное нам о структуре живого вещества заставляет ожидать, что деятельность живого вещества нельзя свести к обычным законам физики потому, что его структура отличается от всего изученного нами в физической лаборатории». А В. Гейзенберг (1968, с.189) утверждал, что «сложные явления, связанные с существованием жизни и живых организмов требуют для своего описания новых понятий, помимо тех, которые используются в обычной физике». При этом под физикой понимаются представления статистической и квантовой механики, которые господствуют в науке и в настоящее время. По этому поводу В. И. Вернадский писал в предисловии «Биосферы»: «Жизнь рассматривается как случайное явление на Земле, а в связи с этим исчезает из нашего научного кругозора, на каждом шагу проявляющееся влияние живого на ход земных процессов». В этом же труде В.И. Вернадский подверг острой критике, господствующее в науке механистическое представление «энтропии». «Энтропия Клаузиуса не имеет реального существования; это не факт бытия, это математическое выражение». И в противовес этим представлениям В.И. Вернадский утверждал: «Живое вещество становится регулятором действенной энергии биосферы». В труде «Пространство и время в неживой и живой природе», В.И. Вернадский отмечает, «что всякий эволюционный процесс есть процесс необратимый, в то самое время, как вся механика и созданное в связи с ней абсолютное время, отвечает обратимым процессам» или «Выраженное полярным вектором, время в его физико-химических и биологических процессах не идет вспять». Исходя из изложенных представлений В.И. Вернадского, естественен вывод - о необходимости научного анализа и обобщения существующих представлений в выявлении механизма энергетических природных процессов, как основного фактора существования и эволюции природы.
Первым и основным положением в решении поставленной задачи является то, что все энергетические процессы в неорганической и органической природе основаны на законе сохранения энергии — массы и количества движения (Е = те2). В представлениях различных отраслей современной физики (классической и статистической термодинамики и др.) все процессы должны быть равновесными и обратимыми или максимально приближенными к состоянию равновесия. Но при этом совершенно очевидно, что равновесие и обратимость энергетических процессов, которые можно моделировать в идеализированных системах, невозможно воспроизвести для природных систем в естественных условиях. Но вместе с тем не вызывает сомнений, что все процессы качественного превращения природных объектов в естественных условиях и, особенно, в процессах эволюции материи от субатомных частиц до литосферы и «живого вещества» - имеют энергетический необратимый характер.(Бойко, 2013,2012). А, следовательно, основу всех природных процессов качественного превращения составляют процессы превращения энергии, которая не возникает и не уничтожается, а только меняет формы. В этом случае, принципы механики, включая статистическую и квантовую, оказываются бессильными, поскольку они способны определять только механическое движение или потенциальную возможность такого движения материальных тел, волн и точек. Но, поскольку, изменение форм энергии является закономерным проявлением физического процесса, то оно должно быть выражено физическими понятиями и законами.
Главный шаг в изучении физического механизма энергетических процессов принадлежит Специальной теории относительности, которая дала формулировку закона сохранения энергии — массы и количества движения: «Мы могли бы сказать, что закон сохранения энергии, поглотив ранее закон сохранения тепла, включил теперь
в себя и принцип сохранения массы и управляет всем единолично. Эквивалентность массы и энергии принято выражать формулой Е = те2, где с — скорость света, составляющая 186000 миль/сек. Е — энергия, содержащаяся в покоящемся теле, т — его масса. Энергия, соответствующая массе т равна этой массе, умноженной на квадрат чудовищно большой скорости света, т.е. на единицу массы приходится огромное количество энергии» (Эйнштейн,1966, т. II, с.655).
В. И. Вернадский высоко оценивал роль специальной теории относительности в познании природы. «Одной из самых важных и плодотворных идей новой физики, основанной на теории относительности, является признание, что время и пространство неразрывно связаны между собой и неразделимы в природных условиях» (Вернадский, 1988, с.222, «Пространство и время»,1920 - 1942).
Представление эквивалентности массы и энергии исключает механистическое представление энергии, как «хаотического движения частиц и тел» и представление « энергии» как работы, когда «энергия» представляет всего лишь функцию прилагаемых усилий. Взаимосвязь энергии поля, в виде электромагнитных волн и массы вещества, обладающей границей раздела с полем, выражается формулой: Е = те2, в которой «Масса - это энергия, а энергия имеет массу» (Эйнштейн, 1967,т.1У, с.512).
Согласно А. Эйнштейну «Электромагнитное поле является первичной, ни к чему не сводимой реальностью и потому совершенно излишне постулировать еще и существование однородного эфира и представлять себе поле как состояние этого эфира» (Эйнштейн, 1965, т.1,с.686). Электромагнитное поле обладает единственным свойством - движением. Всеобщая тенденция движения электромагнитных волн состоит в стремлении к обособленности. Всякое движение положительного знака будет вызывать амплитуду обратного знака. Это стремление к взаимному уничтожению движения волн обусловливает тенденцию к их концентрации. Т.е. «существуют электромагнитные процессы, по существу своему оторванные от всякой весомой материи, а именно волны, представляющие собой колебания полей, в пустом пространстве» (Эйнштейн, 1967, т.1У , с.267). Этим представлениям соответствует квантовый характер излучения энергии: «энергия механической колебательной системы так же, как и энергия излучения может передаваться только квантами». (Эйнштейн,1967,т. IV, с.267). С позиций релятивистской физики наиболее элементарной единицей сконцентрированной энергии является световой квант - фот
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.