Квантовая математика. Полный курс.

Питч

В данной книге изложена общая универсальная технология познания, овладев которой, можно достичь совершенства в любой отрасли человеческой деятельности – в науке, искусстве, в медицине, спорте, в любой практической деятельности...

Книга называется «Квантовая математика», но это не означает, что речь в ней идет исключительно о математике и физике. Понятие «квант» применимо не только к энергии, но и к материи. Именно это понимание способно объединить квантовую физику с классической и помочь переосмыслить формулу Эйнштейна и закон сохранения энергии. Квантовость – это универсальное свойство нашей вселенной, означающее целостность. Благодаря этому свойству, мы способны вычленять из общего потока информации и ощущений отдельные смысловые единицы и оперировать ими.

Приведем примеры, чтобы было понятно.

В теории музыки есть понятие темперирование звукоряда. Это и есть мысленное разбиение звукового потока на равные промежутки (кванты), в данном случае – октавы, которые, в свою очередь, состоят из 7 ступеней (нот). Именно 7-ступенчатые звуковые колебания воспринимаются нашим слухом, как приятное музыкальное звучание.

Лингвистика изучает речь. Речь – это сплошной звуковой поток, из которого мы извлекаем отдельные слова (кванты), т.е. смысловые единицы. Чем более монотонная речь, тем труднее её понимать, и наоборот - чем более она эмоциональна, выразительна, поэтична и даже в некоторой степени музыкальна, тем легче нам понять собеседника, тем больше оттенков смысла и чувств удаётся разместить в предложении. Именно этим объясняется информативная ёмкость поэтических произведений по сравнению с прозой.

Практическая ценность данной теории заключается, прежде всего, в том, что она позволяет переосмыслить, лучше понять природу человека и его взаимодействия с окружающим миром, улучшить его когнитивные (познавательные) способности и повысить уровень самосознания.

В научно-практическом плане данная книга – просто кладезь идей для математики, программирования, теории информации, теории множеств, теории игр!

Квантовая математика

Предисловие

Наши представления о мире, о реальности требуют тщательного пересмотра и переосмысления накопленных знаний.

Современная физика рассматривает как бы 2 разных мира: квантовый со своими законами и классический - с совершенно другими законами. Как их объединить в одно целое? Есть ли та точка соприкосновения, которая соединяет эти миры?

Чтобы ответить на эти вопросы, нужен новый, объединяющий подход. Именно такую попытку я и предприняла, назвав новый научный подход Квантовой математикой.

Если понятие «квант» применить не только к энергии, но и к материи, то это позволит объединить квантовую физику с классической и переосмыслить закон сохранения энергии и формулу Эйнштейна.

Что такое квант? Универсальное определение.

Квант в переводе с латинского означает «сколько», т.е. это чисто количественная характеристика.

Сколько ЧЕГО - совершенно неважно - вещества, энергии, поля и т.д. Квант – это неделимая порция какой-либо величины.

Весь окружающий мир, все его богатство и разнообразие существуют именно благодаря квантуемости физических величин. Если бы квантуемости не было, то вселенная представляла бы из себя аморфную однородную массу.

Все в природе образует некие множества, состоящие из простых, неделимых элементов. Например, облако состоит из мельчайших капель воды, лес – из деревьев, человеческое общество – из отдельных людей, индивидуумов.

Наименьшая неделимая порция – это и есть квант. Например, человек – это квант человеческого общества. Как вы понимаете, пол-человека уже не может считаться членом общества.

Квант – явление двоякое. С точки зрения принадлежности к множеству (внешнему миру) он представляет собой нечто простое и неделимое. А с точки зрения внутреннего строения он представляет собой нечто сложное, разложимое на множества.

Множества и подмножества. Супер-множество.

Множества различных объектов в природе могут быть вложены друг в друга, т.е. одно множество может содержать в себе другие подмножества. Чем больше таких внутренних вложений, тем сложнее структура физического объекта и выше иерархическое положение в природе (степень осознанности).

Справедливо предположить, что существует некое супер-множество, которое включает в себя все существующие и мыслимые в природе множества. И это множество по понятным причинам может быть только в единственном числе, т.е. состоять из одного-единственного элемента – самого себя.

В религии такое иерархически наивысшее множество называют Богом, в науке – вселенной или объективной реальностью.

В любом случае его отличительная черта – самодостаточность, т.к. для него не существует внешнего мира, а есть только бесконечно сложный и развивающийся внутренний мир.

Все объекты, множества, характеристики, и вообще всё бытие является порождением этого супер-множества (точнее сказать супер-единства).

Тот факт, что вселенная, т.е. объективная реальность одна, означает познаваемость мира, возможность дойти в своих рассуждениях до некоего логического финала, центра, «начала начал», в котором соединяются все знания и факты, образуя единую, стройную, непротиворечивую картину мироздания.

Отрицание же единой для всего мира объективной реальности порождает заблуждения, ложь и означает непознаваемость мира и невозможность на него влиять. Такое пессимистическое настроение порицается в науке, а значит истинно научное познание невозможно без признания Бога (как бы Его ни называли).

Именно признание факта наличия иерархически наивысшего множества означает для науки, в особенности для математики – новую ступень развития, квантовое счисление, квантовое программирование.

Операции квантового сложения и вычитания

Квантовая математика оперирует множествами и квантовыми объектами (квантами).

Множество – это множество квантовых объектов (квантов) с похожими свойствами.

Квант – это неделимая единица рассматриваемого множества.

Неделимость в данном случае означает не простоту, а невозможность разделения квантового объекта без утраты свойств, обеспечивающих его принадлежность к данному множеству.

Например, рассмотрим химическое вещество – воду. Вода состоит из молекул воды. Молекула H₂O– это квант воды.

Молекула воды – сложный элемент, состоящий из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Но разложение молекулы на атомы дает совершенно другие элементы с совершенно другими свойствами, которые делают невозможным их принадлежность к множеству молекул воды.

Таким образом, квантовое сложение дает в сумме некое новое вещество, новый объект, принадлежащий к иерархически более высокому множеству. Это не что иное, как синтез, который происходит, как известно, с выделением энергии. Энергия в данном случае – это «лишняя» материя, которая не нашла применения в новом синтезированном веществе, которой не нашлось места в новой структуре.

Квантовое вычитание – это есть разложение кванта на более простые составляющие, принадлежащие к другим множествам. Этот процесс требует внешней энергии на разрыв связей. Это, образно говоря, смерть некой системы. Она невозможна без дополнительной энергии – той, которая образовалась при синтезе.

Квантовое сложение и вычитание являют собой две стороны бытия – жизнь и смерть, которые взаимодополняют друг друга. Одно без другого невозможно.

Возможен ли переход материи в такое состояние, когда смерти не будет? Именно на этот вопрос должна ответить квантовая математика. Собственно, в этом и состоит её научная и практическая цель.

Смысл сложения и умножения

При сложении мы находим общую сумму. Когда речь идет просто о количестве, например, денег, то никаких проблем не возникает. Нам без разницы где, в чьих карманах и сейфах эти деньги хранятся, нам важно вычислить общую сумму.

Но когда речь идет о геометрических измерениях, то тут не все так просто. Складывать длины отрезков мы можем лишь в том случае, если они лежат на одной прямой. Даже если мы измеряем длину сложенной веревки, мы все равно мысленно вытягиваем её в прямую линию.

А когда речь идет о прямых, лежащих под углом друг к другу, то мы не можем просто так сложить эти длины. Т.е. сложить-то мы можем, но эта цифра нам ничего не даст, не добавит знаний о форме, взаимном расположении…

Теперь об умножении. Умножая 5 на 2, мы представляем себе 2 ряда яблок по пять штук или наоборот – пять рядов яблок по 2 штуки. Здесь все просто – яблоки дискретные, штучные, зримые.

Но когда мы умножаем длину прямоугольника на его ширину, то здесь сложнее. Отрезок – не кучка яблок, а нечто непрерывное и протяженное. Площадь – это не количество квадратиков на плоскости, а нечто единое и сплошное, ограниченное краями. И строго говоря, для его вычисления мало знаний о длине его сторон, нужно знать и их взаимное расположение, т.е. угол.

Для прямых углов проблем с вычислением площади нет. Но для всех других углов это становится непростой геометрической задачей, для решения которой надо знать о пропорциях, подобиях и т.д.

Таким образом, чистая арифметика применима только к целочисленным (квантовым) вычислениям, где необходимо оперировать только количествами. Там, где нужно знать больше, чем просто количество (форма, размер, вес и т.д.), одной арифметики мало…

Смысл деления и вычитания

Когда мы вычитаем из одного числа другое, мы находим разность, т.е. на сколько целых единиц (квантов) одно число больше другого.

Когда мы делим одно число на другое, мы пытаемся узнать, сколько целых порций (квантов) содержится в делимом. Например, при делении 10 на 5, мы хотим узнать, сколько целых пятерок содержится в десятке. Ответ: 2. Его называют частное или соотношение.

Теоретически всё легко и просто. Все единицы (кванты) одинаковы, а значит вычисления идеально точны. Но природе такого нет. Нет двух одинаковых людей, нет двух одинаковых песчинок, капелек. Каждое творение уникально.

Именно поэтому классическая математика не способна отразить многие геометрические соотношения в природе, и возникают иррациональные, трансцендентные числа.

Одним из таких удивительных, непостижимых чисел является число Ф (золотое сечение), равное 1,618033988749894…

Если разделить 1 на число Ф, мы получим 0, 618033988749894…

То есть для числа Ф справедливо равенство:

1/Ф = Ф-1

И это та самая формула, которая связывает деление и вычитание.

Каков её смысл?

Единица – это целое, т.е. вся суперсистема в целости. Ф – это часть суперсистемы, её творение.

В левой части равенства записано отношение целого к его творению (допустим, Бога к человеку), а в правой части записано само творение без системы (человек без Бога).

Пытаясь познать некое явление само по себе, мы познаем его соотношение с высшей системой (Творцом). И наоборот, изучая соотношение системы и подсистемы, мы приближаемся к пониманию самой системы.

Если же возвести Ф в квадрат, то получится примерно такое равенство:

Ф²=Ф+1

Ф в квадрате – это система, обладающая самосознанием. Ф+1 – это единство системы с суперсистемой (Богом).

Числа и количество измерений

Что такое числа? Это обозначение количественной меры чего-либо. Например, сколько яблок на дереве? В природе все можно посчитать штучно.

Пытаясь найти в природе какие-то закономерности и представить их в какой-либо геометрической форме (в виде графика, модели, формулы, закона), человек придумал различные системы измерения, системы координат. В школе нас учили, что существуют 3 измерения, а пространство представляет собой Декартову систему координат. Тем самым, мы ограничили собственное мировоззрение некими геометрическими рамками.

Задумывались ли вы о том, почему оси координат взаимно ортогональны (перпендикулярны)? Почему именно такое взаимное расположение осей принято считать «правильным»?

А потому, что десятичная позиционная система счисления представляет собой запись последовательности чисел сначала в виде ряда (от 1 до 10), потом в виде двумерной таблицы (от 10 до 100), а затем в виде куба (от 100 до 1000). По крайней мере, так её удобнее геометрически представлять.

Когда куб замыкается, то всё - "пространство исчерпано"! Больше «измерений нет»!

На самом деле числа в природе – это множества неких объектов, которые могут быть расположены в самом произвольном порядке: выложены в ряд, в линию, рассыпаны на плоскости или расположены вовсе бессистемно. Число отражает лишь количество, но ничего не может сказать о геометрической форме.

Стремление человека найти закономерность – это не что иное, как поиск идеальной формы во всем. И в этом смысле желание найти её, конечно же, похвально. Только идеальная форма дана каждому творению изначально. Её надо искать внутри себя, в первую очередь. Только обнаружив собственное совершенство, человек способен понять формулу красоты и улучшить мир.

В природе нет отдельных разных закономерностей, а есть один универсальный закон для всех. Постигнув его, человек будет способен управлять материей, а не подстраиваться под её "закономерности". Помните слова Иисуса о том, что люди смогут горы передвигать, обладая верой с горчичное зернышко?
А представляя законы природы в виде кодекса, в котором прописаны отдельные законы для каждого явления, мы блуждаем в потемках.

Удобные и неудобные системы счисления

В повседневной жизни мы пользуемся десятичной системой счисления. Почему именно десятичная? Никто не задумывался над этим?

Сейчас предполагают, что это связано с количеством пальцев на руках. Чем на самом деле руководствовались те, кто ввел десятичную систему счисления, остаётся загадкой. Возможно, это были какие-то религиозные представления о мироустройстве…

Десятичная непозиционная система счисления использовалась в Древнем Египте. А в Вавилонской цивилизации использовалась шестидесятеричная система счисления. Кстати, деление окружности на 360 градусов связано именно с вавилонской математикой.

На самом деле для подсчета можно использовать любую систему счисления – восьмеричную, шестнадцатеричную… Просто десятичная - самая распространенная и принятая за всемирный стандарт. Но при этом она может быть не самой удобной при расчете природных процессов.

Любой процесс в природе имеет свою тактовую частоту (скорость), свою размерность. Одни явления и объекты удобно считать в десятичной системе счисления, другие – в троичной, третьи - в восьмеричной и т.д.

Например, у вас есть товар, упакованный в коробки по 32 штуки. Для подсчета количества товара вам будет удобнее использовать 32-ричную систему счисления, а не считать десятками.

Таким образом, для каждого объекта во вселенной должна применяться наиболее удобная «линейка» (система счисления) и соответствующий масштаб. Вы же не будете мерить Солнце в миллиметрах, а атом в километрах…

Именно квантовый подход в математике позволит подбирать наиболее подходящую систему счисления для каждого изучаемого природного явления. И тогда мы увидим, что в природе действуют ОДИНАКОВЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ в любом масштабе – и в микромире, и в макромире.

Последовательность Фибоначчи
в разных системах счисления

Давайте рассмотрим на примере восьмеричную позиционную систему счисления.

Почему именно восьмеричную?

Числа 7 и 8 очень часто встречаются в природе, в священных писаниях. Неделя состоит из семи дней. В Коране сказано, что Бог создал Землю и возвел над ней 7 небес. Информацию мы измеряем в байтах, а в 1 байте – 8 бит. Музыкальные ноты – это последовательность из 7 нот, а восьмая – октава. Видимый диапазон волн состоит из 7 цветов радуги, а смешение их дает белый дневной свет. В атоме есть 7 энергетических уровней, восьмой – внешний. Валентность химических элементов меняется от 1 до 8…

Вот я и решила рассмотреть в первую очередь свойства восьмеричной системы счисления.

Выглядит она так:

1          2         3         4         5         6         7         10

11        12        13       14       15       16       17       20

21 …                                                                         30

…

71        72        73        74        75        76        77        100

…

В этой системе счисления 10=4+4=1+7=2+6=3+5.

Т.е. на восьмёрку число оканчиваться не может, либо от 1 до 7, либо на 0.

Попробуем рассмотреть в этой системе счисления такое интересное и загадочное множество, как последовательность Фибоначчи.

Напомним, что последовательность Фибоначчи - это множество, первые 2 элемента которого равны 1, а все последующие равны сумме предыдущих двух чисел.

В обычной (десятичной) системе счисления, оно выглядит так:

1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89…

В нашей восьмеричной системе счисления последовательность Фибоначчи будет иметь такой вид:

1, 1, 2, 3, 5, 10,   15, 25, 42, 67, 131, 220,   351, 571, 1142, 1733, 3075, 5030…

Обратите внимание: каждый шестой элемент последовательности – круглое число.

Заметив эту закономерность, я решила рассмотреть последовательность Фибоначчи во всех остальных системах счисления. Выяснилось следующее:

В двоичной системе счисления каждый третий элемент последовательности – круглое число, в троичной – каждый четвертый элемент, в четверичной – каждый шестой, в пятеричной – каждый пятый, в шестеричной – каждый двенадцатый, в семеричной – каждый восьмой, в восьмеричной – каждый шестой, в девятеричной – каждый двенадцатый, в десятичной – каждый пятнадцатый элемент.

Что всё это может означать?

Что значит «круглое» число? В позиционной системе счисления ноль на конце числа означает завершение полного цикла. Если система счисления восьмеричная, то полный цикл состоит из 8 тактов (чисел). Восьмой такт (число) обозначается как 10.

Какое отношение это имеет к последовательности Фибоначчи?

Последовательность Фибоначчи – это универсальный природный закон, устанавливающий количественные закономерности развития живой системы. Напомним, что вывел он эту последовательность благодаря задаче о размножении кроликов. Каждый шаг последовательности Фибоначчи – это новое поколение размножения. Значение каждого элемента последовательности – это общее количество кроликов, вместе с предыдущими поколениями.

Замечено, что отношение двух соседних элементов последовательности всегда стремится к золотому сечению, т.е. идеальной пропорции – числу Ф (1,618033988749894…).

В восьмеричной системе счисления каждый шестой элемент последовательности – круглое число, т.е. содержит точное, целое число квантов (в данном случае - восьмерок). В двоичной – каждый третий шаг показывает целое число квантов (двоек).

Т.е. фактически реальное количество кроликов (количество вещества) не меняется при использовании различных систем счисления. Но меняется способ отображения, угол зрения, рассматриваемая характеристика или составляющая изучаемого множества (вещества).

Что нам это даёт? Новый подход к изучению количества вещества и пропорций в нем!

Молярная масса и её смысл

Вся вычислительная, математическая основа современной химии построена на определении моля (количества вещества). А оно, в свою очередь, выведено из закона Авогадро.

Давайте рассмотрим этот закон и определение моля.

Моль – это единица измерения количества вещества (любого), т.е. универсальная единица измерения количества вещества (неважно какого). Это аналог кванта в физике.

Для того чтобы это абстрактное определение обрело какую-то конкретную числовую форму, химики договорились принимать за 1 моль количество вещества, содержащего столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 12 грамм.

Почему именно углерод и почему именно 12 грамм? ПОКОЧЕНУ! Просто так договорились.
В свое время за эталон длины принимали длину локтя какого-нибудь царя. И это считалось нормальным. Так и здесь…

Правда, в 2011 году было решено переопределить моль, привязав его к постоянной Авогадро:

Моль - это такое количество вещества, в котором содержится определенное число частиц (молекул, атомов, ионов), равное постоянной Авогадро (N_A= 6,02Ч10²³ моль^-1).

А постоянная Авогадро N_A - это число атомов, содержащееся в 12 г изотопа ¹²С.

Для чего химикам понадобилась молярная масса? Дело в том, что химическая формула – это запись пропорции, соотношения атомов в молекуле вещества. Но соотношения выражаются в пропорциях, в частях. А сколько нужно вещества в граммах, чтобы в ней содержалось определенное число атомов? Именно молярная масса позволяет взять столько вещества, сколько нужно, чтобы оно полностью прореагировало.

Ну, хорошо, а почему вообще химики уверены в том, что в 12 граммах углерода-12 содержится именно столько атомов (N_A = 6,022 140 857(74)·10²³)? Откуда взялось это число Авогадро? Отображает ли это число истинное положение вещей? Имеет ли оно вообще какой-то физический смысл?

Закон Авога́дро — закон, утверждающий, что в равных объёмах различных газов, взятых при одинаковых температурах и давлениях, содержится одно и то же число молекул. В виде гипотезы был сформулирован в 1811 году Амедео Авогадро (1776 — 1856), профессором физики в Турине. Гипотеза была подтверждена многочисленными экспериментальными исследованиями и поэтому стала называться законом Авогадро, став впоследствии (через 50 лет, после съезда химиков в Карлсруэ) количественной основой современной химии (стехиометрии).

И вот тут кроется логическое противоречие, которое химики не берут во внимание. Вчитайтесь в смысл самого закона: «В равных объёмах различных газов, взятых при одинаковых температурах и давлениях, содержится одно и то же число молекул». Но все вещества имеют различную температуру газообразования! При одной и той же температуре одни вещества находятся в твердом, другие – в жидком, а третьи – в газообразном состоянии. Это обусловлено их химическими характеристиками, зарядом ядра, радиусом атома и т.д. Попытка свести все вещества к некоему абстрактному идеальному газу при «нормальных» условиях сама по себе неправильна, не соответствует истине! Нельзя количественно сравнивать вещества с разными температурами и давлениями в газообразном состоянии.

Но как же быть в таком случае?

А вот для этого и необходима квантовая математика, которая использует для изучения каждого химического элемента свою, наиболее подходящую систему счисления.

Химия: новый подход

До того, как был открыт периодический закон Менделеева, классификация химических веществ была основана на изучении их физических и химических свойств.

Например, химические элементы условно делили на металлы и неметаллы. Якобы, оксиды неметаллов образуют кислоты, оксиды металлов – основания. При взаимодействии кислот и оснований получаются соли… и т.д.

На самом деле все эти разделения весьма условны, а свойства относительны. Есть элементы, которые проявляют как свойства металлов, так и неметаллов. Проявление окислительно-восстановительных свойств зависит от того, с каким веществом идет реакция. Если оксид реагирует с веществом кислотной природы, то он проявляет основные свойства, и наоборот, если он взаимодействует с веществом основной природы, то проявляет свойства кислотного оксида.

Но с открытием периодического закона всё изменилось и всё встало на свои места – в буквальном смысле! Каждый химический элемент занял своё место в периодической таблице Менделеева согласно главной и определяющей количественной характеристике – заряду ядра (количеству протонов).

Однако, «научное» наследие прежних лет до сих пор оказывает влияние на неправильное понимание химических явлений. И это отражено в самой терминологии химических явлений, которая до сих пор используется и переходит из учебника в учебник.

Для того чтобы окончательно избавиться от темного наследия «алхимического прошлого», надо дать точные определения и понять, где мы изучаем химические свойства вещества, а где физические.

Химический элемент – это чистое, простое вещество, элемент из таблицы Менделеева, характеризуемый зарядом ядра (количеством протонов).

Физические свойства - это неотъемлемые свойства элемента, которые и определяют принадлежность вещества к данному множеству. Такие как, например, атомная масса, радиус атома, температура кипения, плавления… Физическое состояние вещества (внешний вид, структура – газообразная, жидкая, твердая) зависит от температуры и давления.

Химические свойства элемента – это относительные свойства, проявляемые в обменных процессах (при взаимодействии с другими веществами). Например, окислительные и восстановительные свойства их оксидов. Они зависят от свойств веществ, с которыми происходит реакция.

Рассмотрим закономерности изменения физических свойств вещества.

Судя по таблице Менделеева, физические свойства веществ меняются с некоторой периодичностью.

К металлическим свойствам относятся: кристаллическая структура, ковкость, блеск, электропроводность, способность отдавать электроны внешней оболочки…

Неметаллы не обладают какими-то общими физическими свойствами. Их объединяют лишь окислительные свойства и способность образовывать анионы, т.е. отнимать, оттягивать на себя электронные облака.

Особняком в этом отношении стоит водород, который не относится ни к металлам, ни к неметаллам. Одним из свойств водорода является его хорошая растворимость в металлах.

Т.е. объективно существуют лишь металлические свойства, которые уменьшаются слева направо в периодической таблице. И эти свойства – отдавать, проводить электричество – важнейшие для возникновения жизни на Земле в том виде, которая есть.

Почему объективно? Потому что отдача (электрона) – это объективный процесс. Он обеспечивает движение тока в цепи. А отъём – это процесс невозможный без отдачи. Возможно ли движение «дырок» в проводах? Я думаю, это какая-то странная модель, всего лишь перевернутое изображение.

И теперь мы вплотную подошли собственно к самой квантовой физике, к строению атома и его энергетических уровней.

Физика: новый подход

Если бы можно было составить иерархию научных дисциплин, то физика занимала бы в ней промежуточное положение между философией и химией.

Физика – это первая наука, изучающая законы материального мира. Но отправной точкой её суждений является именно философско-религиозное мировоззрение. Собственно, вся наука в её нынешнем виде возникла из стремления доказать или опровергнуть существование Бога. На этом диспуте построена философия, из которой возникла физика, затем химия, биология и все прочие направления в науке.

Интуитивно чувствуя свойство квантовости окружающего мира, древние мыслители предположили, что все вещества в природе состоят из очень мелких, простых и неделимых частиц – атомов или монад.

Пифагорейцы связывали эти монады с числами, связывая их происхождение с геометрическими космогоническими объектами. Слово монада означало один, единица, т.е. нечто единое и неделимое (божество).

Эти идеи нашли развитие в работах Спинозы, Джордано Бруно, Лейбница (его философия, кстати, так и называется «монадология»).

Справка из Википедии:

Согласно Лейбницу, основаниями существующих явлений, или феноменов, служат простые субстанции, или монады (от греч. monados — единица). Все монады просты и не содержат частей. Их бесконечно много. Монады обладают качествами, которые отличают одну монаду от другой, двух абсолютно тождественных монад не существует. Это обеспечивает бесконечное разнообразие мира феноменов. Идею, согласно которой в мире не существует абсолютно схожих монад или двух совершенно одинаковых вещей, Лейбниц сформулировал как принцип «всеобщего различия» и в то же время как тождество «неразличимых», выдвинув тем самым глубоко диалектическую идею. Согласно Лейбницу, монады, саморазвёртывающие всё своё содержание благодаря самосознанию, являются самостоятельными и самодеятельными силами, которые приводят все материальные вещи в состояние движения. По Лейбницу, монады образуют умопостигаемый мир, производным от которого выступает мир феноменальный (физический космос).

Однако дальнейшее развитие науки пошло по материалистическому пути и идеи о самосознании и божественной сущности монад были отвергнуты.

Взамен этому была предложена планетарная модель атома, и начались попытки объяснить все законы движения земных, небесных и субатомных тел действием неких природных сил (гравитационных, электромагнитных и т.д.). Однако объединить все эти силы в единую теорию не получалось. Зато родилось множество интересных и экстравагантных теорий: теория относительности, теория большого взрыва, теория струн, теория пузырьковых вселенных и т.д. Они, в свою очередь, породили бесчисленное множество новых физических понятий, величин и констант: электроны, протоны, нейтроны, фотоны, глюоны, мюоны, спин, полуспин и т.д. и т.п.

Понимая, что физиков занесло в такие дебри, из которых они не смогут самостоятельно выбраться, я решила вернуть их к отправной точке рассуждений, где они смогли бы спокойно привести свои мысли в порядок и заново, критически переосмыслить и упорядочить весь набор собранных фактических данных.

А поможет им в этом квантовый подход к изучению физических явлений.

Итак…

Фундаментальные основы физики

Забудем о том, что все вещества состоят из атомов. Забудем о том, что мы «знаем» о строении атома. Вместо этого примем за основу следующие положения:

1. Мир един, реален, объективен и познаваем. Т.е. вселенная представляет собой единственную замкнутую систему в природе. Все другие изучаемые системы следует рассматривать как подсистемы вселенной.
2. Разнообразие мира обусловлено свойством квантовости, которое соединяет в себе понятия множества и единства. Множество – по отношению кванта к внешнему миру (вселенной), и единство – по отношению к его внутреннему строению. Поясняю: по отношению к внешнему миру квант является элементов множества, а по отношению к внутренней структуре квант является замкнутой системой.
3. Двухполярность электромагнитных сил объясняется стремлением системы к гармонии (нейтрализации), т.е. избыточность всегда компенсирует недостаток. Это свойство взаимодополнения лежит в основе мироздания и является необходимым условием существования материального мира. Понимание этого свойства снимает вопрос о первичности материи или сознания и устраняет проблему дуализма в физике.

Систематизация разделов физики

Рассматривая взаимодействие двух и более тел, необходимо в первую очередь определить, к какой ближайшей замкнутой системе они принадлежат. Например, рассматривая взаимодействие двух движущихся объектов на поверхности Земли, мы должны иметь в виду, что рассматриваем это взаимодействие в рамках замкнутой системы Земного шара. В данном случае Земля – это квант (замкнутая система), а рассматриваемые объекты – элементы её подмножества. При расчетах необходимо учитывать главное свойство этой замкнутой системы. В данном случае – это гравитационная постоянная Земли (ускорение свободного падения).

Во-вторых, необходимо знать собственные характеристики данных объектов (скорость, масса, момент импульса и т.д.).

Задачи такого типа решаются с помощью законов классической физики (механики).

Когда речь идет об очень большом количестве движущихся объектов, то говорят о законах термодинамики. Как правило, здесь рассматриваются тепловые эффекты, имеющие большое значение в энергетике. И здесь физика плавно переходит к химии, к изучению внутреннего строения атомов и т.д.

Невозможность измерить скорость и направление движения каждой молекулы вещества компенсируется измерением общих характеристик системы – температуры и давления.

Что такое температура? Что она обозначает? Каков её физический смысл?

На самом деле это очень важные и серьезные вопросы. Все мы привыкли измерять температуру, интуитивно понимаем, чувствуем, что значит теплый, холодный или горячий. Но можем ли мы утверждать, что температура – это понятие относительное, обозначающее только разность энергетических характеристик двух систем? Или что температура – это величина абсолютная, характеризующая некую объективную физическую величину?

Почему взаимодействующие объекты в системы стремятся к термодинамическому равновесию? И что вообще означает понятие термодинамическое равновесие?

Из курса химии мы знаем, что разные вещества имеют разные температуры плавления, кипения…

При одной и той же температуре одни вещества находятся в твердом (замерзшем) состоянии, другие – в жидком, а третьи – в газообразном. Т.е. каждый химический элемент обладает уникальной энергетической емкостью, способностью выдерживать те или иные температуры в трех основных состояниях. И это абсолютная, объективная, количественная характеристика вещества (не относительная).

Нулевое начало термодинамики гласит, что изолированная термодинамическая система с течением времени самопроизвольно переходит в состояние термодинамического равновесия и остается в нем сколь угодно долго при условии неизменности внешних условий.

Но ведь это совершенно голословное утверждение, которое не выдерживает никакой критики, абсолютно лишено какой-либо научно-экспериментальной базы!

Начнем с того, что нет строгого определения термодинамического равновесия. То, определение, которое есть, совершенно не подходит ни к одной существующей в природе системе! Вот оно:

Термодинамическое равновесие — состояние системы, при котором остаются неизменными по времени макроскопические величины этой системы (температура, давление, объём, энтропия) в условиях изолированности от окружающей среды.

В природе нет абсолютно изолированных систем, да еще таких, в которых остаются неизменными температура, давление, объём, энтропия! Такого просто не бывает, и быть не может!

Любой материальный объект во вселенной находится в движении, в состоянии обмена, взаимодействия с окружающей средой. Более того, внутри любой системы, сколь малой бы она ни была, происходят некие процессы, химические превращения, энергообмен, информационный обмен и т.д. Если этого нет, то и самого объекта не существует в материальном виде!

Таким образом, данное определение термодинамического равновесия никуда не годится. Надо дать правильное определение, более соответствующее действительности.

Состояние термодинамического равновесия (стабильности) возможно только в замкнутых системах (квантах). Оно означает стремление к поддержанию равновесия с окружающей средой. Это обеспечивается с помощью обмена веществ, энергией и информацией.

Наличие состояния термодинамического равновесия в системе характеризует её как некую живую, самоорганизующуюся, сложную систему, стремящуюся к самосохранению и обладающую сознанием.

Само по себе такое состояние возникнуть не может. Т.е. если мы возьмем некоторое количество вещества (материи) и изолируем его от внешнего мира, то ни по прошествии ста, ни по прошествии миллиона лет термодинамическое равновесие в нем не возникнет.

Для успешного применения нового, квантового подхода в науке надо привыкнуть к мысли о том, что любая открытая система (любого размера) является частью некой замкнутой системы, а любая замкнутая система существует лишь благодаря взаимодействию внутренней структуры с внешним миром. Без этого взаимодействия, стремящегося к поддержанию равновесия, невозможно само существование замкнутой системы.

Каждый атом представляет собой замкнутую систему, стремящуюся к равновесию с окружающей средой. Нейтральное состояние атома – это и есть состояние его термодинамического равновесия, при котором он не вступает в химические реакции с другими атомами. При этом его внутренняя гармония максимальна, т.е. все процессы, протекающие в нем, уравновешены и компенсируют друг друга, в нем нет избытка положительного или отрицательного заряда.

Когда по каким-то причинам атом утрачивает состояние внутреннего равновесия (потеря электрона, например), он становится электрически активным. Т.е. вступает в связи с другими атомами по принципу дополнительности. Если в нем избыток отрицательного заряда, то он ищет связь с положительными частицами, и наоборот.

Химическая активность зависит от положения элемента в таблице Менделеева. Она определяется валентностью атома. Самые химически активные элементы – это те, у которых внешняя оболочка либо содержит один электрон, либо почти заполнен (не хватает одного электрона). А неактивные в химическом плане элементы – это те, у которых внешняя электронная оболочка либо полностью, либо наполовину заполнена.

В состоянии термодинамического равновесия атом стремится поддерживать температуру в определенном диапазоне. И от этого зависит его структура.

Самое бесструктурное, хаотичное состояние – газовое. В этом состоянии вещества атомы стремятся как можно больше отдалиться друг от друга. Исходя из определения термодинамического равновесия, это объясняется стремлением атомов к равновесию с окружающей средой. Видимо, для данного вещества эта температура является слишком высокой и атомы, стремясь к охлаждению, разлетаются друг от друга. Говоря правильнее, вещество расширяется, стремясь к сохранению температуры.

При уменьшении температуры среды вещество наоборот – сжимается. При определенной концентрации происходит конденсация и переход в жидкое состояние. Это состояние вещества, при котором атомы находятся в плотном взаимодействии, не теряя свободы передвижения, сохраняя текучесть.

Если температуру понижать и дальше, то жидкость застывает, превращается в твердое вещество с определенной структурой. Сохранение структуры – это одна из «защитных реакций» вещества, стремящегося к сохранению объема.

Таким образом, мы видим, что переход в газообразное состояние обусловлен стремлением химического вещества к сохранению температуры, а в твердое состояние – стремлением к сохранению объема. В пределах возможного термодинамического равновесия со средой.

Если же верхняя (температурная) граница превышена, то термодинамическое равновесие нарушается, происходит разрушение, разложение системы на более простые составляющие.

Если это сложное химическое вещество, то оно разлагается на более простые. Если это чистое химическое вещество, то происходит распад атомов с выделением излучения, энергии. Это энергия разрушения.

Когда преодолевается нижняя граница, т.е. понижение температуры сопровождается увеличением давления, то теоретически возможен синтез нового вещества с новыми свойствами.

В биологии синтез возможен в случае увеличения численности популяции (вида) в условиях ограниченного пространства (ресурсов, пищи и т.д.). Именно эти два условия способствуют видообразованию и увеличению биоразнообразия в природе.

И теперь мы вплотную подошли к феномену полового размножения, к вопросу жизни и смерти.

Половое размножение – апофеоз эволюции

Как мы видим, рождение и смерть, созидание (синтез) и разрушение – это всего лишь процессы во вселенной, стремящиеся к взаимному равновесию. Колебание этих процессов и порождает саму жизнь, само бытие.

Однако такое хладнокровное отношение к этим процессам мы сохраняем лишь в том случае, когда они не имеют непосредственного отношения к нам, т.е. «ко мне любимому».

То, что касается человеческих отношений и реакций нам свойственно одухотворять и поэтизировать.

Если притяжение положительного и отрицательного зарядов мы объясняем электромагнитными силами или стремлением системы к равновесию, то притяжение между мужчиной и женщиной мы называем Любовью.

Если синтез нового химического элемента мы воспринимаем как обычную химическую или ядерную реакцию, то возникновение нового человека мы называем рождением.

Если распад, разложение вещества на составляющие мы называем реакцией разложения, то такое же событие с человеком называем смертью и скорбим.

Тайна рождения человеческой души кажется куда более значительной, чем загадка синтеза химического вещества, возникновения нового атома.

Хотя по сути своей, все эти процессы имеют одну причину и происходят по одним и тем же природным законам. Законам, установленным Творцом.

Что особенного происходит в момент оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом? Это биологическое взаимодействие – практически поедание сперматозоида яйцеклеткой с его дальнейшим частичным перевариванием. После этого клетка начинает расти и размножаться по всем правилам биологической эволюции, повторяя филогенез.

Пройдя все этапы онтогенеза и созрев физиологически, ребенок рождается на свет. Он имеет пол, т.е. является мальчиком или девочкой. Но вместе с тем, в нем есть оба начала – и мужское, и женское, просто одно из них явно преобладает. Пропорция мужского и женского начал индивидуальна и определяет темперамент человека и его физические данные.

Тело человека – тоже своего рода замкнутая система, стремящаяся к сохранению термодинамического равновесия. Говоря поэтически – к жизни вечной и Царству Небесному.

Именно это стремление и движет нашими поступками.

Будучи правильно осознанным, оно способствует разумному поведению и стремлению к миру и гармонии, здоровому образу жизни и личному счастью.

Будучи неосознанным, оно становится стремлением выжить во что бы то ни стало, сопровождаемым агрессией и вечной борьбой – внутренней и внешней. В конечном итоге эта борьба ослабляет человека и порождает болезни и жизненные неприятности.

Каждый человек стремится к счастью, здоровью, любви и гармонии с миром. И для этого, по сути, много не надо. Всё, что нужно для счастья, Бог человеку дал. Но немногие умеют быть благодарными и разумно использовать дар Божий.

Заключение

Со школьной скамьи мы привыкли делить природу на живую и неживую.

Однако с точки зрения квантовой математики такое разделение невозможно. Всё, что мы считали неживым, обязательно является частью какой-то живой термодинамической системы.

Химия изучает по отдельности неорганические и неорганические соединения. Но чем они существенно отличаются? Резкой границы между ними нет. Например, метан – соединение углерода с водородом – можно отнести как к органическим, так и к неорганическим соединениям.

Основное отличие в том, что органические молекулы – это длинные углеродные цепочки, в которых основная структура остается неизменной при химических реакциях. Такую особенность протекания реакций органических соединений называют принципом наименьшего изменения строения.

Рассматривая усложнение материи от «простых» неорганических элементов до сложных, устойчивых и развивающихся органических соединений, мы видим, что между ними нет резких границ. Более того, существование органических структур невозможно без поступления неорганических веществ, простых окислительно-восстановительных реакций и т.д.

Эволюция жизни при таком подходе воспринимается не как некое поступательное движение по лестнице времени (где сначала возникла неживая материя, затем живая…), а как феноменальный процесс развития и жизни. Где времени нет, где новые химические элементы образуются, синтезируются по мере возникновения в этом природной необходимости, позволяя появляться и существовать новым, сложным, устойчивым структурам.

Такое понимание жизни освобождает от страха смерти, поскольку смерть – это всего лишь переход из одного состояния системы в другое.

С другой стороны, такой подход позволяет по-новому взглянуть на процесс развития биологического организма и роль питания в нём.

Питание – это обмен веществами и энергией между системами. Но обмен необходим лишь для поддержания равновесия, гармонии в системе. И теоретически, если все системы будут находиться в состоянии личной гармонии, то возникнет термодинамическое равновесие во всей вселенной. Т.е. такое состояние, при котором жизненные процессы будут точно так же и происходить, как прежде, но взаимно компенсируя и дополняя друг друга, не нарушая общей гармонии. И тогда все макроскопические процессы прекратятся (войны, революции, перестройки, передел мира и т.д.).

Именно такое состояние термодинамического равновесия вселенной и называется в религии Царством Небесным. Несмотря на то, что это состояние объективное и касающееся всех подсистем и объектов вселенной, путь к нему всегда индивидуальный – через повышение уровня самосознания, через познание единства и гармонии, одним словом, Бога.