Фазиверс 36

Как Мир, что Бог окрест разверз,

Нечеток, мыслью необъятен!

Из черных дыр и белых пятен …

Даешь, философ,

Ф а з и в е р с !

Куда ни плюнь, –

Зюйд - Норд - Ост - Вест, –

Ты попадаешь в мир Материй.

Приобретенья ли, потери …

Псевдолокальность –

Ф а з и в е р с !

Границы нет… Где Бог? Где Бес?

Размытость слов и дел повсюду.

Чтоб всуе сохранить рассудок,

Придуман термин –

Ф а з и в е р с !

От сих – клинок, до сих – эфес.

Дефектность глаз?

Нечеткость шпаги?

Возьмите чистый лист бумаги

И напишите:

Ф а з и в е р с !

Тюрбан напялил гордый перс.

Он стал от этого умнее?..

Философ, возопи:

«Не мне ли

Все разузнать про

Ф а з и в е р с ?!»

В ушко иглы верблюд не влез,

Поскольку он ленив без меры.

Без Любопытства и без Веры

Ты не познаешь

Ф а з и в е р с !

На поле шахматном лишь ферзь

Свободен

наискось

и прямо.

И вглубь, и ввысь иди упрямо!

Пространство, время … –

Ф а з и в е р с !

Как дама на кобыле

в лес –

Стволов

нечеткостный штакетник…³⁷

Художник – физику советник

В трактовке сути

«Ф а з и в е р с» .

Философ, эй!

Поэта без

Кишка тонка – умом…

и точка.

Поэты и часы неточны.

Неточность – это

Ф а з и в е р с !

Проблема набирает вес,

Растет количество вопросов…

Поэт, художник и философ!

Впрягайтесь в тему

« Ф а з и в е р с » !

Дерзайте вместе!

Сделать срез

За горизонт – по всей Вселенной.

Узнать:

что вечно? что всетленно?

И что такое –

Ф а з и в е р с ?

___________

Рис. 0.2. Фазиверс и человеческое знание ³⁸

Глава 1. Эвристики в научной революции XXI века

§ 1. Структура современных научных революций

Давно замечено, что наука развивается неравномерно, скачкообразно, нелинейно. В этом находит своё отражение диалектика процесса познания. Каждый большой этап, локально устойчивое состояние в развитии науки, Кун (рис. 1.1) назвал «парадигмой»³⁹. Это своеобразная форма выражения скачкообразных переходов уже принятого и работающего к новому этосу, существенно расширяющему возможности человека как исследователя (в определённом смысле находящегося по ту сторону равномерности, однородности или неравномерности, неоднородности развития самой науки).

Термин «парадигма» получил широкое распространение и используется, особенно в западной научной литературе, до сих пор. Парадигмальность развития науки отражает и термин «научная картина мира», широко распространённый, используемый в отечественной научной литературе, особенно в философии науки и техники, онтологии и теории познания. А также новый, относительно недавно введённый в научный оборот термин – «научная концепция мироздания»⁴⁰.

Рис. 1.1. Томас Кун⁴¹

Предметное содержание последней, как и научных картин мира, конкретизируется в многочисленных статьях соответствующих исторической эпохе энциклопедий, начиная со знаменитой «Энциклопедии наук, искусств и ремёсел» Дидро и Д’Аламбера, с последующими переизданиями, обновлениями по мере развития научных знаний.

Однако научная концепция мироздания более чем крупный, объёмный, нечёткий элемент, точнее – продукт научного познания, выступающий его мировоззренческой целью или стратегическим этапом, во многом уникальный, вбирающий в себя и парадигмы и научные картины мира, использующий их как «строительные леса», обобщающий мировоззренческие знания, содержащиеся и продуцируемые с их помощью.

В рамках же позитивистской науки и методологии науки не восходят не только до концепций мироздания, но и до научных картин мира, как правило, при рассмотрении частных вопросов и решений конкретных задач оперируя понятием «парадигма» (более или менее продуктивно используя его).

Начиная с Нового времени, в науке известны три (а точнее – две с половиной) парадигмы. Парадигма классической науки (XVII - XIX века), парадигма неклассической науки (модерн, XX век) и нарождающаяся (или зарождавшаяся?) парадигма постнеклассической науки, постмодерн XX века.

С содержательной точки зрения классическая парадигма – это механическая парадигма; основная научная дисциплина – механика, а основная физическая величина – масса.

Неклассическая парадигма по сути энергетическая; основная научная дисциплина – теория поля (отсюда и заветная мечта физиков о «единой теории поля»), а основная её характеристика – это энергия.

В связи с этим любопытно методологическое значение формулы E = mc². В так называемой «планковской системе единиц» мировые константы, в том числе и скорость света, приравниваются единице (с = 1). И тогда E = m, что позволяет в определённом смысле трактовать массу как «сгусток» энергии. Знаменитая формула оказывается своего рода «мостиком» между классической и неклассической парадигмами. Неклассическая парадигма не отрицает полностью парадигму классическую, а лишь указывает границы её экстраполяции (не механика, а => квантовая механика; не поле, а => квантовое поле).

В 40-х годах XX века, одновременно с взрывным развитием информатики на Западе, происходила революция в понимании связи. В 1948 году Клод Шеннон опубликовал выдающиеся работы, заложив основу современной теории информации и связи. «Возможно, самый важный шаг, сделанный Шенноном, состоял в математическом определении понятия информация». Однако при этом произошло «изгнание смыслового содержания». А смысл сигналу можно придать «только в том случае, если мы примем во внимание отклик того, кто принял сигнал. Так мы приходим к понятию относительной значимости сигналов (курсив Хакена – авт.)»⁴² и проблеме семантичности космических коммуникаций. Таким образом, Хакен делает шаг к концепции информации, включающей семантику. Он вводит новое понятие «относительная значимость сигнала», предполагающее диалектическое взаимодействие приёмника и передатчика сигналов и вместе с тем – конкретизирующее онтологический смысл принципа относительности в информационном аспекте.

«Квантовая теория информации развивалась похожим образом. В 1995 году Б. Шумахер доказал аналог теоремы Шеннона о кодировании в отсутствии шума по ходу определив «квантовый бит» (кубит) как реальный физический ресурс»⁴³.

Это странное свойство запутанности фотонов, предсказанное теорией – факт обмена информацией между квантами света, экспериментально подтверждённый Цайлингером и его исследовательской группой с помощью специально сконструированной импульсной лазерной установки (сначала на расстоянии в несколько метров, потом в несколько километров) – может быть использовано для создания новых способов кодирования информации, что уже названо квантовой криптографией. Другое применение этого явления состоит в том, что можно передавать одной свойство системы другой, находящейся на большом расстоянии. Это называется квантовой телепортацией. Сегодня речь уже идёт о телепортации посредством международной космической станции (МКС) и скорее всего это не предел, поскольку фотоны, кванты света, могут быть связаны на любом расстоянии. «В настоящий момент, – говорит Цайлингер, – рождается новая информационная технология, которая будет интересна тем, что у неё нет аналогов в природе» (если только в природе нет «квантовых компьютеров»…) Любой текст, любая картина, вся математика могут быть представлены в битах. В квантовой информации, в квантовом бите, кубите, находящемся в сверхколебаниях «1» и «0», всё уходит на шаг вперёд. Помимо фотонов кубитами могут выступать и другие стабильные системы: атомы, ионы, электроны. Перенос квантовой информации удался даже внутри искусственного алмаза, одной из исследовательских групп удалось запутать фотоны не только в пространстве, но и во времени! Как считают физики, им удалось определить «фундаментальный источник «стрелы времени»…»⁴⁴

Темп развития технологии, связанной с ней техники, и смысл квантовой телепортации, её значение для технологического и политического статуса в современном мире становятся отчасти наглядными и понятными из таблицы 1.1:

Таблица 1.1.

Квантовая телепортация

Время и место проведения экспериментов	Расстояние, на котором осуществлялась квантовая телепортация
1997 - 1998 г. (Австрия и Италия)	0 м
2009 г. (США)	1 м
2010 г. (Китай)	16 км
2012 г. (Китай)45	97 км
2012 г. (Австрия)	143 км
Запланировано на лето 2016 г. (Китай и Австрия)	планируется передача квантово закодированного сигнала по открытому пространству через ближний космос с помощью спутника на 1200 км (из Пекина в Вену «без страха быть подслушанным»)46

Вывод: от теоретической работы до промышленного использования (в частности, в области квантовой криптографии, мгновенной передачи информации, которая не подлежит декодированию ⁴⁷, квантовых компьютеров и др.) квантовая телепортация проходит за время менее четверти века. В эпоху нечёткостных кибервойн – войн без чётко поставленных целей (разумеется, не объявленных), не сформулированных правил, всевозможных форм, методов и способов ведения войны, с нечёткими множествами участников и вовлечёнными в эту войну классами объектов – это значит информационная неуязвимость.

Таким образом, у научно-технической революции XXI века появляется ярко выраженное политическое и геополитическое измерения. Никакой «чистой», чёткой науки – какой она ещё могла мыслиться и позиционироваться в общественном сознании XVII - XIX веков или, скажем, во времена древних греков (Гиппократ Хиосский, Евклид, Аристарх Самосский, Архимед, Эратосфен, Аполлоний Пергский, Гиппарх Никейский и др.) – в XXI веке нет. Да, отдельно взятые учёные-чудаки ещё встречаются, могут быть, а уже научные школы, чисто научные, чёткие – сомнительно. Но следует заметить, что и зарождалась наука из социокультурной, духовной нечёткости. Вспомним, к примеру, кем был Пифагор – философ, математик, мистик, создатель религиозно-философской школы, теоретик музыки (открыл законы гармонии и гармонические отношения между звуками⁴⁸), политический, религиозный деятель. Или Платон: философ, педагог, основатель Академии (учебного заведения, статус науки в котором был необычайно высок). На входе в Академию Платона было написано: «Не геометр – да не войдет»! Не случайно некоторые из учеников Платона выросли в блестящих геометров. Или Аристотель: философ, воспитатель Александра Македонского, основатель Ликея (отсюда название учебных заведений – лицей), натуралист, основоположник формальной логики, систематизатор всего античного знания…

Следует заметить, что динамика человеческого знания вообще – нучного, научно-технического, философского, художественного, обыденного, иного – в той или иной степени нечёткостная. За исключением, может быть, религиозного, догматического, на определённом этапе своего развития. Имеется в виду формулировка и утверждение символа веры, канонов и пр. Но и в канонических текстах, так или иначе затрагивается проблематика, связанная с соотношением чёткости и нечёткости. К примеру, у апостола Павла: «Теперь мы видим как бы сквозь тусклое стекло, гадательно, тогда же лицом к лицу; теперь знаю я отчасти, а тогда познаю, подобно как я познан»). В целом же канонические тексты напоминают нам о впечатляющей чёткости – на протяжении более 2-х тысяч лет! – геометрии Евклида (до появления неевклидовых геометрий Лобачевского, Римана и др.).

Однако на этапе возникновения, зарождения всегда и везде доминирует, как правило, нечёткость (как, впрочем, и на закате, в конце существования)⁴⁹.

Вернёмся в настоящее время, в которое квантовая телепортация из области экспериментальной физики переходит в область технологии, в технологическую сферу. Проиллюстрируем аналогию этапов развития неклассической и постнеоклассической парадигм на примере развития теории и практики электромагнетизма и квантовой телепортации. Для наглядности представим сравнительный материал в виде таблицы 1.2.

Из анализа таблицы 1.2, в частности, следует, что динамика парадигм – нечёткостная, элементы содержания новой парадигмы проникают в предшествующую и какое-то время сосуществуют с её элементами. Известный английский физик лорд Кельвин (Уильям Томсон), выступая в Королевском институте Великобритании с речью «Облака XIX века над динамической теорией тепла и света», сформулировал идею о двух «облачках» на ясном небосводе классической физики («Philosophical Magazine», 1902, v. 2, № 8). Из этих двух облачков – отрицательного результата опыта Майкельсона – Морли и проблемы изучения абсолютного черного тела – вскоре «разразились две мощные бури, которые дали теорию относительности и квантовую механику – две наиболее фундаментальные теории современной физики.

Таблица 1.2.

Аналогия этапов развития

неклассической и постнеоклассической парадигм

на примере развития теории и практики

электромагнетизма и квантовой телепортации

Этапы развития	Электромагнетизм	Квантовая телепортация
1	2	3
Нечёткий этап открытия явления, зарождения идеи.	Открытие электромагнитной индукции (в 1830-е годы Фарадей предсказал электромагнитные волны, ввёл понятие физического поля – непрерывной области пространства, сплошь заполненной силовыми линиями и взаимодействующей с веществом).	«Открытие» (на кончике пера, в «мысленных экспериментах», актуализация в сознании научного сообщества) квантовой запутанности, зацепленности: а) в 1935 г. статьи Эйнштейна, Подольского, Розена, а затем – Шрёдингера обозначили странную природу «квантовой запутанности»50, характерной для квантовых состояний, являющихся суперпозицией состояний двух систем (например, двух субатомных частиц); б) в 1961г. Джон Белл заложил теоретическую основу для экспериментальных исследований ЭПР-парадокса.
Относительно чёткий этап теоретического обоснования явления, идеи.	Теория электромагнитного поля51.	Теоретическое обоснование квантовой телепортации (в 1993 году Чарльз Беннет с коллегами теоретически обосновал и предложил схему квантовой телепортации52).

Продолжение таблицы 1.2
1	2	3
Нечёткий этап зарождения экономического продукта.	Генерация электромагнитных волн (Герц, 1887 г.). Детектирование электромагнитных волн – первая в истории радиограмма, переданная на расстояние около 250 метров в Петербурге (А.С. Попов, 1896 год; содержала всего два слова: "Генрих Герц").	Реализация квантовой телепортации в экспериментах (Цайлингер и др., 1997 г.53 – Китай, Австрия, 2012г.54). По сообщениям в прессе, некоторые швейцарские банки уже начали пользоваться квантовой криптографией55, обмениваться информацией о своих клиентах через квантовые каналы (но пока для передачи зашифрованных с помощью квантов данных они ограничены расстоянием в несколько десятков, максимум – сотню километров).
Относительно чёткий этап воплощения экономического продукта, технологический, промышленный этап.	Регулярная радиосвязь через Атлантический океан (Гульельмо Маркони, начало XX века) и далее в течение полувека радиосвязь распространяется по всему земному шару с последующим выходом в космос, непрерывно совершенствуясь.	Китай поставил перед собой амбициозную задачу: в 2016 г. осуществить квантовую телепортацию на 1200 км из Пекина в Вену и установить защищённый канал связи между Китаем и Европой (тем самым утвердить Китай в качестве космической, высокотехнологичной державы). С этой целью 16 августа 2016 г. в рамках программы QUESS (Quantum Experiments at Space Scale – Квантовые эксперименты в космическом масштабе) запущен первый в мире спутник квантовой связи «Мо-Цзы». (См. продолжение на следующей странице).

Окончание таблицы 1.2
1	2	3
См. выше.	См. выше.	Спутник будет использоваться для отработки технологий защищенной квантовой связи. С помощью запущенного аппарата учёные исследуют механизм квантовой запутанности, протестируют квантовое распределение ключа и проведут тестовую квантовую телепортацию между спутником и наземной станцией, расположенной в Тибете. Напомним, запутанные частицы в квантовой механике сохраняют информацию о состоянии своего «партнера» даже на значительном расстоянии. Это нарушает принцип локальности, по которому на состояние объекта может оказывать влияние лишь его ближайшее окружение, и позволяет проводить квантовую телепортацию – передачу информации о состоянии частицы на расстояние. Наземная линия квантовой связи длиной около тысячи километров уже построена. В случае успеха ожидается техногенный прорыв, сравнимый с космологической инфляцией (в технологической гонке здесь возможен существенный «эмерджентный отрыв» от всех остальных). В дальнейшем планируется передача зашифрованных квантовых сигналов между Землёй и Луной, Землёй и Марсом и т.д.56

Те, кто следит за развитием квантовой физики – знают, что она доведена до кипения, поскольку не может грамотно объяснить множество экспериментов, в частности, эксперименты А. Аспекта и его сотрудников⁵⁷, которые показали, что нелокальный характер квантовых систем является общим свойством природы, а не искусственной ситуацией, созданной в лаборатории.

Было получено подтверждение несепарабельности квантовой системы, т.е. неразрывности связи любой её части со всей системой. Удивительные результаты дал так же эксперимент Л. Мандела⁵⁸, который позволил констатировать, что «квантовая физика ниспровергла очень упрощенную не только классическую взаимосвязь целого и его частей, но и представление о независимости наблюдателя. Оказалось, что совершенно неверно… считать элементарные частицы» вещественными объектами, «которые, соединяясь в ансамбли, образуют более крупные объекты, а наблюдателя – неким совершенно чуждым природе и обособленным от неё во всех своих проявлениях субъектом. Реальный мир требует рассматривать частицы только в их взаимосвязи с целым, частью которого является наблюдатель с его мышлением…»⁵⁹.

Овладение технологиями, в основе которых лежит квантовая запутанность (создание таких технологий, квантовой телепортации, квантовых компьютеров и др.) позволит, не вдаваясь в настоящий момент в физику явления, наблюдать события, процессы, происходящие на отдалённых расстояниях, а может быть, и контролировать их (с помощью космической инженерии). К примеру, существенно ускорить получение информации о начале различного рода процессов, включая возможные фазовые переходы или возникновения “пузырей разрушения” на далёких окраинах нашей Вселенной, о «столкновении» или начале неблагоприятного для нас взаимодействия с другой Вселенной. С другой стороны, этот «фундаментальный ресурс природы» – квантовая запутанность может нас и погубить. Поскольку «благодаря» ей ударная волна «фазового перехода», столкновения, взаимодействия с иным, трансформации цепи изменений, возможно, будет распространяться не со скоростью света – тогда у нас было бы в запасе 13- 14 миллиардов лет (!) на то, чтобы что-нибудь придумать и осуществить противодействие, купировать угрозу, происходящую от непредсказуемой и опасной для нас изменчивости мультиверса – а «мгновенно», внезапно для нас… Однако, сегодня мгновенно получить или передать информацию невозможно в силу одной из базовых теорем квантовой механики «No-cloning theorem» – теореме о невозможности клонирования чистого квантового состояния, доказанной в 1982 году Вуттерсом и Зуреком (теорема утверждает, что квантовое состояние не может быть идеально клонировано, если это состояние неизвестно)⁶⁰, что свидетельствует о концептуальной и программной ограниченности исследований в данной области, возможно, в силу причин и, прежде всего, традиционности подходов, ограниченности альтернативных программ. Передача информации по квантовому каналу возможна, но для расшифровки этой информации необходим ключ, который в настоящее время передаётся только по классическому каналу связи. И в результате передача информации со скоростью превышающей скорость света в вакууме пока невозможна.

Однако эта теорема (No-cloning theorem) «не накладывает никаких ограничений на возможность квантового самоклонирования, или в терминах Вигнера, самовоспроизведения. Квантовое самоклонирование – это процесс копирования состояния квантовой системы, реализуемый самой системой, а не некоторым внешним устройством»⁶¹. В.Е. Тарасов рассматривает принципиальную «возможность существования идеального квантового самоклонирования» и предлагает явный вид квантовых операций самоклонирования. Поскольку в доказанной теореме говорится о невозможности идеального клонирования, то возникает вопрос о существовании приближённого (неидеального) клонирования квантовых состояний. Ответ на данный вопрос был получен в работе, в которой исследовалась возможность «аппроксимационного» клонирования квантовых состояний⁶². Было предложено «универсальное» квантовое клонирующее устройство, структура которого не зависит от входных состояний, и реализующее приближённое клонирование. В другой работе было предложено вероятностное клонирование. Было доказано, что применение двух квантовых операций «унитарная эволюция» и «измерение» позволяет клонировать конечное множество линейно независимых квантовых состояний с определёнными ненулевыми вероятностями⁶³. При этом в работах по квантовому клонированию процессы самоклонирования квантовых состояний не рассматривались. «Самоклонированием (самовоспроизведением) называется процесс, посредством которого система сделает копию самой себя или своих состояний»⁶⁴. Теория самовоспроизводящихся классических систем (автоматов) была предложена Дж. фон Нейманом⁶⁵. Описание самовоспроизведения молекулярных систем имеет огромное значение для химической теории происхождения жизни. Открытие полимеразой активности самосоединяющей рибосомной РНК говорит о том, что жизнь могла начаться с самовоспроизводящихся последовательностей РНК, названных репликазами⁶⁶. Гипотеза существования молекул типа РНК-репликаз, в которых объединены «информация» и «функции» самовоспроизведения, позволяет решить многие сложные проблемы описания самовоспроизводства молекулярных систем. Вигнер был видимо первым, кто рассмотрел проблемы существования самовоспроизводящихся молекулярных систем в рамках квантовой теории⁶⁷. В своей работе В.Е. Тарасов предлагает «явный вид квантовой операции самоклонирования и тем самым доказывается утверждение о допустимости квантового самоклонирования, в противовес теореме о запрете квантового клонирования… Квантовое самоклонирование может быть использовано для размножения заданных квантовых состояний, для создания сложных структур из квантовых состояний, и для копирования квантовых состояний с одних носителей на другие. Квантовые нанотехнологии позволят создать квантовые репликаторы и ассемблеры, которые будут сами клонировать свои собственные состояния. Квантовые репликаторы и ассемблеры можно рассматривать как аналоги классических репликаторов и ассемблеров», описанных в работах Эрика Дрекслера⁶⁸. «Квантовое самоклонирование позволит, например, создавать сверхпроводящие состояния в молекулярных нанопроводах, состояния сверхтекучести для движения наномашин, или состояния сверхизлучения для наноантен»⁶⁹.

Интересно заметить, что для «No-cloning theorem» существует, в некотором смысле, обратная теорема о невозможности уничтожения одной из копий произвольного чистого состояния (так называемая «No-deleting theorem», опубликованная в журнале «Природа», спустя 18 лет после доказательства «No-cloning theorem»). «Ключевым в названии теоремы, – пишет Н.В. Никитин, – являются слова «одна из копий» и «произвольного», поскольку, очевидно, что любое чистое состояние можно уничтожить, например, производя над ним измерения»⁷⁰.

Таким образом, можно отметить, что на уровне сознания, в теоретической области, тоже появляется своего рода гносеологическая перепутанность, зацепленность, являющаяся отражением (отображением, проекцией) объективной запутанности в микромире, а также реализацией, воплощением, по всей видимости, универсального онтологического принципа, в соответствии с которым всякое действие вызывает противодействие (в природе, в обществе и в мышлении).

Как видим, научный поиск, работы в этом направлении, безусловно, сохраняют свою актуальность. В целом это даёт основание человечеству на основе становления неоклассической науки существенно расширить возможности научного поиска. Но очевиден факт, что работы такого характера требуют более активного обращения общества к научной политике в развитии анализа гипотетически предполагаемого уникального ресурса существования человечества. Утешает отчасти то, что в целом научному сообществу удаётся сохранять интерес к исследованиям в данной сфере.

Сегодня существует не один десяток различных «теорий» информации. Наиболее известными, аппроксимированными являются следующие:

• Классическая теория информации Шеннона.

• Алгоритмический подход Колмогорова к построению теории информации⁷¹.

• Синергетический подход Хакена (с попытками включить в концепцию информации семантику, смыслы через взаимодействие принимающего с передающим, что уже само по себе предполагает наличие общего основания, реального «смыслового континуума», неотделимого от потока бытия-становления)⁷².

• Квантовая теория информации.

Есть некоторые основания считать, что постнеклассическая парадигма будет информационно-вакуумной парадигмой. Основной научной дисциплиной в области физики будет (не построенная ещё) теория вакуума, а основной характеристикой – информация. В этом случае можно ожидать, что будет сделан следующий крупный шаг в направлении к концептуализации единого мироздания и универсализации взаимодействий в нём: открыта формула, связывающая информацию и энергию (I = f (E), где I – информация, E – энергия, а f – ещё не открытая функция связи).

Некоторым продвижением в этом направлении является «принцип Ландауэра» (сформулированный в 1961 году)⁷³ согласно которому при потере одного бита информации в любой системе, независимо от её физической природы – в геноме живого существа, головном мозге человека, в персональном компьютере и так далее – стирание 1 бита информации приводит к нагреванию системы на микроскопическую, но строго определённую величину 2,7 x 10^-21Дж.

Формула расчёта:

W = k_B·T·ln2,

где k^B – константа Больцмана, T – абсолютная температура вычислительной системы в Кельвинах.

Накладываемые этим принципом ограничения можно обойти путём реализации обратимых вычислений. Как полагают физики и математики, известны два основных типа обратимости вычислений: физически обратимые и логически обратимые. Процесс называют физически обратимым, если по его завершению система не увеличила свою физическую энтропию, то есть процесс является изоэнтропийным. К ним относятся физически обратимые схемы: charge-recovery logic (сохраняющая заряд логика), адиабатические схемы, адиабатические вычисления. На практике нестационарный физический процесс не может быть полностью физически обратимым (изоэнтропийным), однако для хорошо изолированных систем возможно приближение к полной обратимости.

Вероятно, наибольшим стимулом изучения технологий для реализации обратимых вычислений является то, что они представляются единственным способом улучшить энергоэффективность вычислений за фундаментальные пределы, предсказанные принципом Неймана-Ландауэра⁷⁴, согласно которому выделяется, по крайней мере, k T ln2 теплоты (около 3×10⁻²⁷ Дж при T = 300K) на каждую необратимую операцию над битом (при стирании бита информации). В научной литературе появились сообщения, что «принцип Ландауэра» экспериментально подтверждён⁷⁵.

Для физически обратимого процесса вычислений необходимым условием является, чтобы он был логически обратимым (logically reversible). В принципе Ландауэра впервые было сформулировано правило, согласно которому стирание N бит неизвестной информации всегда связано с увеличением термодинамической энтропии на величину, по крайней мере, равную N k ln2. Дискретный детерминированный процесс вычислений называется логически обратимым в случае, если функция переходов, отображающая старое состояние системы в новое является инъективной (каждому новому состоянию однозначно соответствует одно старое состояние), то есть, по информации о конечном логическом состоянии схемы возможно определить входное логическое состояние схемы. Для недетерминированных (вероятностных или случайных) процессов физическая обратимость может достигаться при менее строгих ограничениях, а именно: при условии не уменьшения совокупности всех возможных начальных состояний (в среднем) в процессе вычисления.

Один из первых вариантов реализации обратимых вычислений был предложен в работах Чарльза Беннетта⁷⁶. В настоящее время множеством учёных предложены десятки концепций обратимых вычислений, включая обратимые логические вентили, электронные схемы, архитектуры процессоров, языки программирования, алгоритмы⁷⁷.

Выражением Шеннона – фон Неймана – Ландауэра (Shannon – von Neumann – Landauer, SNL) называют минимальную энергию E^bit, необходимую для обработки 1 бита (либо – минимальную высоту барьера, необходимую для разделения двух состояний электрона E^SNL)⁷⁸:

E^bit > E^SNL = k_B·T·ln2.

При T = 300 K энергия E^SNL ≈ 0,017 эВ ≈ 2,7×10⁻²¹ Дж.

Несмотря на то, что увеличение энтропии при стирании одного бита чрезвычайно невелико, современные микросхемы имеют в себе миллиарды транзисторов, переключающихся на частотах до нескольких гигагерц (миллиардов раз в секунду), что увеличивает количество теплоты от стирания информации до измеримых величин. В начале XXI века компьютеры при обработке одного бита рассеивали примерно в миллион раз больше тепла, чем предсказано принципом. Однако на начало 2010-х разница снизилась до нескольких тысяч, и предсказывается дальнейшее приближение к пределу Ландауэра в течение ближайших десятилетий.

С методологической точки зрения «принцип Ландауэра» в информационной парадигме эквивалентен «механическому эквиваленту теплоты» (Джоуль и др.) в классической парадигме.

Другим, хорошо известным в науке теоретическим законом является формула для энтропии «чёрных дыр», полученная Бекенштейном⁷⁹ в 1972 г.

Формула удивительно проста:

S = (1/4)·A ,

где S – энтропия «чёрной дыры»; A – площадь поверхности.

Формула Бекенштейна даёт геометризацию энтропии. По мнению ведущих специалистов в теории информации негэнтропия может быть интерпретирована как информация⁸⁰. Это открывает путь к геометризации информации. Однако эта закономерность распространяется пока только на предельно вырожденное состояние материи – «чёрную дыру».

Парадигмы, как и многое другое, в определённой мере известное нам на свете – Вселенная, биосфера, этнос, общество в узком смысле, конкретное государство, империя, индивидуум, личность и т.д. – в процессе своего развития проходят три стадии: рождение и ранняя фаза развития («молодость», «утро парадигмы») => зрелость («акме») => старение и смерть. Каждому этапу развития парадигмы соответствуют свои особенности. Для первого этапа характерно возникновение революционных теорий и экспериментов радикально не укладывающихся в идеологию предыдущей парадигмы. Например, для «утра» неклассической парадигмы: открытие радиоактивности (Кюри, 1898 г.), теоретическая космонавтика (Циолковский, 1903 г. – рис. 1.2), теория относительности (Эйнштейн, 1905 и 1915 годы), открытие структуры атома (Резерфорд, 1910 г.) и теоретическое объяснение опытов Резерфорда (Бор, 1913 г.).

Для этапа «зрелости» парадигмы характерно дальнейшее развитие теории. К важнейшим вехам этого этапа неклассической парадигмы следует отнести появление «теории игр» (фон Нейман, 1944 г.), теории информации (классической, Шеннон, 1947 г.), неравновесной термодинамики (Пригожин, 1945 - 1947 годы), квантовой электродинамики (Фейнман и др. 1947 - 1949 гг.), кибернетики (Винер, 1949 г.) и т.д. И всё же главную роль в этот период развития парадигмы играют новые технологии (в том числе и военные): «урановый котёл» (Ферми, 1942 г.), американская атомная бомба (Оппенгеймер, 1945 г.), советская атомная бомба (Курчатов, 1949 г.), американская и советская водородные бомбы (Теллер и Сахаров, 1952 – 1953 годы), реактивная авиация, первый искусственный спутник Земли (Королёв, 1957 г.), первый человек в космосе – Гагарин (1961 г.), первые люди на Луне – Армстронг и др. (фон Браун, 1969 г.). При этом следовало бы ещё назвать открытие голографии Габором, изобретение транзистора, лазеров (Басов, Прохоров, Таунз), сооружение первой атомной электростанции (Блохинцев и др., 1954 г.) и многое другое. В общем, картина технологической революции очевидна.

Рис. 1.2.

Константин Эдуардович Циолковский⁸¹

Для последнего этапа развития (точнее, существования) парадигмы характерно возникновение теорий, моделей, противоречащих по ряду моментов господствующим положениям этапа зрелости. Эти теоретические конструкты пока ещё находятся, так сказать, в «рецессивном» состоянии, но проявляют активность и стремятся к доминированию. Этот процесс хорошо проанализирован Лакатосом в его концепции «исследовательских программ»⁸².

Основными вехами неклассической парадигмы выступают такие теории, как синергетика⁸³, инфляционная космология⁸⁴, фракталы⁸⁵ и некоторые другие. Любопытную терминологию предложил немецкий философ Петер Козловски. Теории конца неклассической парадигмы он предложил называть «postmodern» (с маленькой буквы), а теории и эксперименты начала новой, постнеклассической парадигмы – «Postmodern» (с большой буквы), тем самым подчеркивая их революционный характер⁸⁶.

Научными открытиями, ожидаемыми, прогнозируемыми научным сообществом, сегодня стали: осуществлённый нейтринный канал информации (событие сопоставимое с первой радиограммой, переданной А.С. Поповым)⁸⁷ и первое реальное открытие в гравитационной космологии – прямая регистрация гравитационных волн от слияния двух чёрных дыр. Пока не ясно, как при слиянии двух чёрных дыр мог быть сгенерирован гамма-сигнал, но данное наблюдение открывает эру гравитационно-волновой астрономии и, как полагают учёные, позволит в будущем проверить модификации общей теории относительности ⁸⁸.

«Научное значение открытия гравитационных волн огромно, – пишет А.М. Черепащук. – Открыт новый канал информации, идущей из космоса, который (наряду с электромагнитным, нейтринным каналами и каналом космических лучей) позволяет наблюдать различные катастрофические явления, происходящие во Вселенной: слияние белых карликов, нейтринных звёзд и чёрных дыр в двойных системах, взрывы сверхновых звёзд, а также, возможно, и такие явления, о которых мы пока не имеем никакого представления (например, явления, связанные с космическими струнами, доменными стенками, белыми дырами, кротовыми норами и т.п.)»⁸⁹.

Но наиболее впечатляющими, эпохальными, неожиданными открытиями, свидетельствующими о грядущей смене (всё ещё доминирующей в определённых кругах научного сообщества) парадигмы, являются неожиданное открытие ускоренного расширения Вселенной («тёмной энергии», 1998 г.)⁹⁰ и экспериментальная реализация «квантовой телепортации» (Цайлингер и др., 1997 г.)⁹¹. Теоретически возможность «квантовой телепортации» была предсказана в 1993 г.⁹² За «тёмную энергию» нобелевская премия уже получена. Нас удивляет тот факт, что Антон Цайлингер, президент Австрийской академии наук, и один из лучших экспериментаторов наших дней (если не лучший) до сих пор не удостоен нобелевской премии…

Радикализм открытия «тёмной энергии» очевиден при взгляде на приведенную ниже диаграмму (рис. 1.3).

Итак, «тёмной энергии» примерно в два раза больше, чем «тёмной материи» и «обычного вещества» вместе взятых! При наличии такого количества «тёмной энергии» плотность уже не определяет «судьбу» нашей Вселенной, но продолжает определять её геометрию – «разлетаемся не только с ускорением, но и красиво»!..

Рис. 1.3. Состав Вселенной:

Т.Э. – «тёмная энергия» (по уточнённым данным ̴ 66%). Её природа неизвестна, она обеспечивает ускоренное расширение наблюдаемой Вселенной, является доминирующей формой существования материи, во всяком случае, в нашей Вселенной. Т.М. – «тёмная материя» (приблизительно 26-29 %). Не взаимодействует – или очень слабо взаимодействует, пока неуловимо – с электромагнитным излучением, не светится сама и не отражает свет, как звёзды, планеты и др., обладает гравитационным притяжением, обеспечивающим образование галактик, их скоплений)⁹³. О.М. – «обычная материя» (приблизительно 5-8 %), состоящая из барионного вещества, доступная наблюдению в видимой части Вселенной. Это квазары, галактики, туманности, межгалактический газ, звёзды, пульсары, межзвёздное вещество, планеты (в том числе экзопланеты), межпланетное вещество, астероиды, кометы, метеориты и другое «обычное вещество».

Что неопределённым образом относится к ранее указанному физиками соотношению массы и энергии и актуализирует, очевидно, проблему определения соотношения массы и энергии уже в данном контексте. И позволяет по существу определять саму массу (уточнять, корректировать и углублять её физический смысл, продвигаться дальше в понимании её сути), степень соответствия формулы E = mc² и выводить возможности и границы её инструментальности.

Если же исходить из универсальности указанной формулы, то после обнаружения такого количества «тёмной энергии» следующим шагом современной астрофизики, космологии может стать определение (обнаружение) массы, соответствующей этой энергии. И какой физический, космологический смысл она (эта масса) может иметь?

Однако искушённые физики-теоретики нам могут тут же возразить, ссылаясь на то, что, в соответствии с достигнутым уровнем познания физической реальности, универсальной характеристикой является энергия, а масса уже не является универсальной характеристикой физической реальности (различают «массу покоя», «собственную массу» и др., «безмассовые частицы», частицы с массой покоя равной нулю и др.)… Но тогда спрашивается, а есть ли вообще универсальные характеристики определённых видов реальности, возможны ли они в принципе – в той же физической реальности (не говоря уже об универсальных характеристиках сущего в целом)? Или универсалии есть, но они всегда «свои», гносеологические и аксиологические. И существуют они не в объективной реальности, а в субъективной, в сознании⁹⁴ субъекта самоопределения – индивидуального или коллективного, естественного или искусственного, локального или нелокального, чёткостного или нечёткостного, комбинированного, любого конкретно данного, – осуществляющего познавательную деятельность в данном (конкретном) культурно-историческом контексте. Также есть свои универсалии в определённых концепциях, скажем, в пифагореизме – число, в платонизме – идеи, в атомизме – атомы, в аристотелизме – сущности, в гегельянстве – противоречия, в марксизме – классовая борьба (как социальная форма противоречия), в энергетизме – энергия, в материализме – материя, взаимодействия, в информационных – информация, в социальных – деятельность, в биологических – организм, в молекулярной биологии – гены, в химических (физико-химических) – атомы, молекулы, реакции (как соответствующие формы взаимодействия), в небесной механике – масса. Но, разумеется, все эти концепции онтологически неполны, не завершены, не самодостаточны, в лучшем случае – дополняют друг друга (относительную полноту они обретают в соответствующей концепции мироздания⁹⁵). Иначе говоря, всё это элементы, детали, блоки в пирамиде человеческого знания…

Так или иначе, но до открытия ускоренного расширения Вселенной мы знали о существовании всего лишь 5 % материи, её свойствах и отношениях – не более того! И при этом строили различные модели, сценарии развития в контексте глобального эволюционизма (!), исходя из того, что мы знаем почти всё о составе Вселенной (рис. 1.4), характере взаимодействий в ней и её динамике. Теперь же, когда завеса вновь приоткрылась, и мы узнали о существовании теневой реальности⁹⁶, доля которой от общей (известной, принимаемой за 100 %) составляет где-то 92 - 95 %, спрашивается: если это не революция, то, что тогда считать революцией (вчера, сегодня, да и вообще в естествознании)!?..

Если ω > 0 (рис. 1.5), то это обычные формы вещества (p = ρ – сверхжёсткая жидкость; p = ρ/3 – тепловой фотонный газ).

Рис. 1.4. Эволюция состава Вселенной

13,7 миллиардов лет назад (Вселенной 380000 лет):

«тёмная энергия» – 63%; «фотоны – 15%; нейтрино – 10%;

атомы – 12%.

Сегодня: «тёмная энергия» – 72%; «тёмная материя» – 23%;

атомы – 4,6%.

Рис. 1.5. Фазовая диаграмма

На ней отображаются возможные варианты отношения давления к плотности энергии в нашей Вселенной. Для выбора конкретной модели “тёмной энергии” особую роль играет соотношение двух параметров: p – давление среды и ρ – плотность энергии. Их соотношения представлены на фазовой диаграмме (отношение давления к плотности энергии обозначается символом ω).

Если ω < 0, то это “тёмная энергия”. Если 0 > ω ≥ - 1/3, то это “тёмный газ” (газ Чаплыгина⁹⁷). Если - 1/3 > ω ≥ - 1, то это полевая форма материи. Как правило, эту форму «тёмной энергии» называют «квинтэссенцией», чтобы подчеркнуть её отличие от известных форм поля: электромагнитного, сильного, слабого, гравитационного.

Если ω = -1, то это «космический вакуум». Впервые о «космическом вакууме» заговорил Эйнштейн. Тогда это называлось гипотезой λ-члена. Если применить уравнения Эйнштейна к космосу в целом, то окажется, что космос не стационарен. В онтологическом плане это «нехорошо», поскольку динамика предполагает диахроническое измерение с «первоначалом» и «концом», что в религиозном сознании ассоциируется с «творением» и «концом света». Чтобы «сделать» космос стационарным – онтологически устойчивым, «вечным», неизменным, в духе Парменида или Спинозы (как известно, на мировоззрение Эйнштейна значительное влияние оказал Спиноза с его «космической религией») и тем самым, возможно, избежать неприятных вопросов о «первоначалах» и эсхатологических «концах» – Эйнштейн добавил в уравнения λ-член, природа которого была непонятна. После теоретической работы Фридмана и астрономических открытий Хаббла стало ясно, что космос расширяется. Эйнштейн отказался от гипотезы λ-члена и назвал её «самой большой своей научной ошибкой». Гипотезу о λ-члене в 1965 г. возродил ленинградский физик Глинер. Он догадался, что λ-член представляет собой энергию вакуума. «Космический вакуум» – странная, «принципиально не фрагментируемая» среда (с чётких позиций субъектов самоопределения нашего макроскопического модуса существования, находящихся на современном этапе познания природы)⁹⁸.

Если ω < -1, то это так называемая «фантомная энергия», природа которой непонятна. Выдвигаются различные гипотезы, объясняющие (пытающиеся объяснить) природу «фантомной энергии», в том числе и «тахионная материя».

В зависимости от значения параметра ω реализуются различные сценарии будущего нашей Вселенной. Специалисты – космологи считают, что если ω > -1, то реализуется сценарий, получивший название Big Crunch («Большой хруст») – Вселенная начинает уже сейчас (или начнёт в относительно недалёком будущем) постепенно сжиматься и далее с нарастающим ускорением схлопываться.

Если ω = -1 (космический вакуум) – Вселенная будет расширяться бесконечно долго.

Если ω < -1, то реализуется сценарий с «режимом с обострением», получивший название Big Rip («Большой разрыв»). Впервые этот сценарий был предложен в 2003 году группой авторов в статье «Phantom Energy and Cosmic Doomsday»⁹⁹.

Впрочем, о «режиме с обострением» можно говорить и в случае ω > -1, только с обратным знаком, но с не менее катастрофическими последствиями для всех макроскопических цивилизаций, находящихся внутри Вселенной (см. рис. 1.6).

Относительно спокойная, «бесконечно долгая» жизнь возможна в сценарии с(космический вакуум). Но, как мы понимаем, это уникальный случай, теоретически маловероятный, если только не предполагать существование метавселенной с бесконечным множеством вселенных, пробегающих по мере подобия нашей все значения от 0 до 1. Но и в этом, уникальном случае, при бесконечно долгом расширении, Вселенную, в конце концов, ожидает Большой Разрыв («Big Rip», разумеется, если ничего не делать, пассивно ожидая конца, наслаждаясь преимуществами существования и пользуясь своим благоприятным положением в сущем).

Из истории науки, научной мысли: «Вселенная начинает своё существование из сверхплотного и сверхгорячего состояния, расширяется до максимальных размеров, а затем вновь сжимается и коллапсирует» – никогда не делалось научно обоснованного предсказания, внушающего столь благоговейное чувство (за исключением, может быть, «тепловой смерти Вселенной» – гипотезы, выдвинутой Рудольфом Клаузиусом в 1865 году, в результате экстраполяции второго начала термодинамики на всю Вселенную.

Рис. 1.6. Из жизни Вселенной:

от Большого Взрыва до Большого Разрыва.

Источник: NASA / CXC / Вайс M.

Ускоренное расширение Вселенной¹⁰⁰

В соответствии с уровнем развития научного знания своего времени Клаузиус сделал не менее научно обоснованный вывод, что Вселенная должна прийти в состояние термодинамического равновесия, или «тепловой смерти» – авт.). Оно противоречило здравому смыслу. Учёные сами не могли поверить в свой вывод. Только наблюдения Хаббла заставили их и научную общественность отказаться от концепции вечного существования в целом стационарной Вселенной. Этот вывод был обобщён в последующих работах. «Замкнутая модель Вселенной, подчиняющаяся геометродинамике Эйнштейна и нигде не обладающая отрицательной плотностью массы-энергии, неизбежно приводит к сингулярности. Плотность массы энергии с неизбежностью неограниченно растёт. Вычислительная машина, рассчитывающая шаг за шагом динамическую эволюцию геометрии, доходит до такой точки, дальше которой она не может продолжать счёт»¹⁰¹. «В эпоху коллапса Вселенная превращается, преобразуется, переходит или, наконец, воспроизводится (на основе новых сущностей (элементов), (их новых) свойств и (новых) отношений – авт.) вероятностным образом от одного цикла истории к другому»¹⁰² (рис. 1.7).

Рис. 1.7. Сценарии космогенеза и эволюции Вселенной

Сценарий с «фантомной энергией» напоминает «режимы с обострением» в нелинейной динамике. Вселенная расширяется до бесконечности за конечное время. Пояснение: скорость расширения является производной по времени. Геометрически производная изображается касательной к точке. Если угол наклона касательной больше 45°, то скорость расширения больше скорости света.

Такое сверхсветовое расширение происходит в период «инфляции» (от «Большого взрыва» до t_inf) и будет происходить при ω < -1, от t_с до «Большого разрыва». С момента «открытия» «тёмной энергии» более 10 лет наиболее вероятным объяснением её природы считался космический вакуум. Но в 2013 г. были опубликованы результаты исследовательских групп космического телескопа «Plank» и «Pan-STARS» (Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System). «Plank» даёт значение ω ≈ -1,13; «Pan-STARS» даёт значение

ω ≈ -1,142¹⁰³. Если эти результаты подтвердятся, то доминирующей формой «тёмной энергии» будет признана «фантомная энергия»¹⁰⁴ – субвакуумная форма существования материи.

Сегодня открытия в области новейшей астрономии и астрофизики посыпались как из рога изобилия, что становится уже как-то и не удивительным. К примеру, наблюдения за ярчайшим квазаром 3C273 в созвездии Девы, проведенные при помощи наземно-космического комплекса "Радиоастрон" (рис. 1.8), помогли учёным выяснить, что "плевки" чёрной дыры, находящейся в его центре, "нарушают" известные законы астрофизики и требуют новых подходов к описанию выбросов квазаров.

Рис. 1.8. Радиотелескоп «Радиоастрон» на НПО имени Лавочкина

© Фото: ИКИ РАН/ НПО имени Лавочкина. "Наш "Радиоастрон" исследует "неизведанную территорию". По сути, практически каждое новое наблюдение является первым таковым в истории радиоастрономии.., открытия "Радиоастрона" могут в будущем заставить учёных пересмотреть свои представления о физике Вселенной", - заявил заведующий лабораторией ААКЦ ФИАН Юрий Ковалев на астрофизической конференции в ИКИ РАН. Кирилл Соколовский из АКЦ ФИАН представил на конференции результаты международной группы астрофизиков, которая использовала интерферометр для измерения яркости джетов в активных галактиках. По их расчетам, джеты оказались намного горячее – 10 триллионов Кельвинов (10 в 13 степени), чем это представляли себе астрономы ранее. Важным вкладом "Радиоастрона" в развитие астрономии стало изучение квазаров – активных ядер галактик, в которых, предположительно, находятся сверхмассивные чёрные дыры. В их число вошли BL Ящерицы, а также объекты в созвездиях Жирафа, Рака, Гидры и др. "Как итог обзора ядер активных галактик, мы планируем составить каталог галактик, изученных "Радиоастроном". Ранняя версия такого "атласа" уже сформирована в группе, проводящей обзор", – уточнил Ковалев. Благодаря рекордному расстоянию между космическим и наземными "плечами" интерферометра, ученым удалось рассмотреть "ножку" джета – струи из очень горячей плазмы, выбрасываемой черной дырой с околосветовой скоростью, измерить её толщину и некоторые физические свойства. Результаты подобных исследований на "Радиоастроне" хорошо дополняют данные, полученные с помощью наземных интерферометров, работающих в миллиметровом диапазоне. Объединенные результаты исследований помогут ученым понять, как формируются джеты в окрестностях сверхмассивных чёрных дыр и как они влияют на жизнь родных им галактик. Кроме того, учёные используют "Радиоастрон" и для наблюдения за объектами в нашей Галактике. Так, российские астрофизики смогли подробно изучить "звездные ясли", расположенные в созвездии Цефея, и провести наблюдения за вспышками радиоизлучения в этом регионе с рекордным разрешением. Обсерватория "Радиоастрон", запущенная с Байконура в июле 2011 года, стала первым за многие годы космическим астрофизическим инструментом, созданным российскими специалистами. Радиотелескоп предназначен для работы совместно с глобальной наземной сетью радиотелескопов, образуя единый наземно-космический интерферометр со сверхдлинной базой (РСДБ) очень высокого углового разрешения – до семи микросекунд. В ноябре 2011 года ученые провели первые наблюдения в режиме интерферометра – "Радиоастрон" работал в паре с телескопами Института прикладной астрономии РАН, телескопом в Евпатории, немецким телескопом в Эффельсберге (Институт радиоастрономии Общества Макса Планка). В январе 2012 года "Радиоастрон" провел наблюдения в связке с наземными радиотелескопами в самой дальней точке своей орбиты, образовав виртуальный радиотелескоп с рекордным диаметром зеркала – 220 тысяч километров¹⁰⁵.

"Это противоречит нашим представлениям о природе излучения квазаров. Нам пока не удалось найти удовлетворительное объяснение обнаруженного 10-кратного превышения температуры. Полагаю, за этим поразительным результатом скрывается новая глава в изучении дальней Вселенной", – заявил академик Николай Кардашев, руководитель проекта "Радиоастрон", глава Астрокосмического центра ФИАН. За этим открытием тянется довольно длительная история, которая уходит корнями ещё в первые месяцы работы "Радиоастрона" на орбите, в рамках первых частей его ключевой научной программы. Первые же наблюдения за джетами, тонкими пучками материи, которые "выплевываются" сверхмассивными чёрными дырами в центрах активных ядер галактик, показали, что их температура заметно превышает ожидаемые значения, предсказываемые теорией, и даже выходит за их пределы. Схожие данные были получены в ходе составления атласа квазаров после запуска "Спектра-Р", ключевой части "Радиоастрона". Координатор научной программы Юрий Ковалев, выступая в 2014 году на научной ассамблее COSPAR, заявил: если результаты наблюдений за ядрами галактик будут оставаться такими же, то описание феноменов джетов (их «работы» во Вселенной) требует новой физики. Сегодня Кардашев, Ковалев и их коллеги готовы сделать подобный вывод, опираясь на результаты наблюдений за ярчайшим квазаром 3C273, удаленным от нас на расстоянии двух миллиардов световых лет в сторону созвездия Девы.

Для исследований квазара 3C273 на Земле астрономы привлекли 100-метровый радиотелескоп в Эффельсберге (Германия), 110-метровый в Гринбэнке, 300-метровый телескоп Аресибо и решетку VLA (США).

В Китае создали крупнейший в мире радиотелескоп, получивший название FAST (Five hundred meter Aperture Spherical Telescope). Об этом сообщает CCTV¹⁰⁶. Диаметр устройства составляет 500 м, он имеет 4450 треугольных отражателей (рис. 1.9). По своей конструкции он аналогичен обсерватории Аресибо, где для установки конструкции использована естественная природная впадина.

Рис. 1.9. Крупнейший в мире радиотелескоп (Китай)

Работая совместно, "Спектр-Р" (рис. 1.10) и наземные радиообсерватории способны дать максимально высокое угловое разрешение, когда-либо достигнутое в астрономии – в тысячи раз выше, чем у космического телескопа "Хаббл". Как показали эти наблюдения, результаты и анализ которых был опубликован в Astrophysical Journal Letters, ядро и джеты 3С273 оказались экстремально горячими – их эффективная температура составляет от 20 до 40 триллионов градусов Кельвина (рис. 1.11).

Это значение поставило ученых в тупик: дело в том, что эффективная температура плазмы, из которой состоят джеты квазаров, не может превышать 500 миллиардов градусов.

Рис. 1.10. Художественное изображение

космического радиотелескопа "Спектр-Р"

проекта наземно-космического интерферометра "РадиоАстрон"¹⁰⁷

(© Фото: ИКИ РАН/ НПО имени Лавочкина)

Рис. 1.11.

© Фото: Wolfgang Steffen, Институт астрономии, UNAM, Мексика¹⁰⁸.

Потолок температуры связан с так называемой обратной комптоновской катастрофой – если энергия электронов превышает этот предел, они начинают лавинообразно передавать энергию фотонам и охлаждаться. Но квазар 3C273 нарушает это ограничение, и даже усиление излучения под действием релятивистских факторов не может объяснить столь высокие температуры. "Каким-то образом ядро квазара умудряется держать температуру экстремально высокой. Мы высказали несколько идей. Будем разбираться. Это тот тип счастливых научных открытий, который обязательно поможет нам лучше разобраться в природе квазаров", – заключает Ковалев¹⁰⁹.

Или при изучении объектов, удалённых от нас на расстояния двух миллиардов световых лет следует учитывать относительность неизменности мировых констант, лежащих в основе физических законов? Иначе говоря, на таких пространственно-временных масштабах становится очевидной относительность неизменности, предварительной, планетарная по своей сути, условности наших мировых констант и соответственно все наши законы «плывут», как часы на картинах Сальвадора Дали (рис. 1.12, 1.13).

Такая идея уже давно высказывается в истории науки (Дирак и др.). В современной концепции глобального эволюционизма возникают вопросы, связанные с историческим подходом не только к явлениям, но и к самим законам и принципам.

Так, например, «являются ли принципы, на которых основано устройство мира, вечными и неизменными?

Рис. 1.12.

Вариация 1 на тему Сальвадора Дали «Постоянство времени»¹¹⁰

То есть, может ли быть так, чтобы весь мир эволюционировал, а правила, по которым эта эволюция осуществляется, оставались вне её воздействия? Какую онтологическую природу имеют в этом случае сами правила?»¹¹¹. В частности – законы, на возможность изменчивости которых в свое время обратили внимание философского и научного сообщества Ф. Энгельс¹¹² и А. Пуанкаре¹¹³.

В дальнейшем проблему возможной изменчивости физических законов, фундаментальных оснований бытия держали в поле зрения Р. Фейнман¹¹⁴, Дж. Уилер¹¹⁵ и др. В отечественной философской литературе на необходимость исторического подхода к физическим законам также было указано рядом наших авторов¹¹⁶.

В развитие обсуждаемой проблематики можно задать ряд взаимосвязанных вопросов: почему физические константы (гравитационная постоянная, постоянная Планка, скорость света и др.) именно таковы и почему Вселенная управляется именно таким набором фундаментальных законов? Почему законы природы таковы, что допускают образование сложных и сверхсложных многоуровневых структур, таких, скажем, как биосфера, человеческий мозг, сознание, личность, социальная реальность, культура? Существует ли предел сложности¹¹⁷? Каков, в этой связи, наш потенциал развития?

Мы полагаем, что исторический подход может и должен быть распространен практически на все научные (биологические, химические, социальные и т.д., а также общенаучные) законы, понятия и принципы. Однако, если «правила меняются, то доступен ли познанию сам акт их изменения? И в какой форме? В частности, представляет ли изменение фундаментальных основ мироздания также некий принцип в том же смысле, как и сами эти основы? А если нет – то в чём состоит единство мира при условии изменчивости даже самых его основ?»¹¹⁸

Однако, мировые константы – это геркулесовы столпы, которые отделяют космос от хаоса, структурированный космос или мироздание от деструктивного хаоса в науки и философии. Разумеется, такую возможность следует иметь в виду, но заходить в неё раньше времени не стоит.

В контексте нашей книги было бы целесообразно рассмотреть нечёткостность законов и закономерностей, описывающих сложные и сверхсложные виды реальности, и не только физической, но и химической, биологической, технической и других, в том числе комбинированных.

Особо следует отметить био-психо-социо-культурную реальность, само название которой говорит о многом, а именно: о четырёхчастной сложности не менее онтологического, но, как показывает новейшая история, столь хрупкого, изменчивого и, тем не менее, более значимого, актуального для нас вида существующей, проявляющейся реальности, более или менее известной нам, поскольку в неё мы погружены и в ней же себя обнаруживаем, познаём и оцениваем).

Рис. 1.13.¹¹⁹

Вариация 2 на тему Сальвадора Дали «Постоянство времени»¹²⁰

Время, идущее «вразнос» (символ деструктивной нечёткости).

Часы, идущие «вразнос», как символ нарушения классических законов

и неклассических закономерностей в постнеклассической реальности

Вторым знаковым событием зарождения новой парадигмы (а, скорее, даже и первым, по значимости, поскольку знаменует собой начало нового этапа в развитии науки – неоклассического)¹²¹ было экспериментальное осуществление «квантовой телепортации» Антоном Цайлингером и др. в 1997 году¹²² (схема квантовой телепортации была предложена Беннетом и др. в 1993 году)¹²³.

Термин для описания своеобразной проявляющейся связи между квантовыми системами, необъяснимой с позиций классической механики и теории относительности, впервые применил Шрёдингер в работе 1935 года. Явлению мгновенного и независимого от расстояния взаимодействия частиц им было дано особое название – «сцепленность» (нем. Verschränkung)¹²⁴. В настоящее время при устойчивом английском «quantum entanglement» этот термин переводится на русский язык весьма разнообразно и многозначно, в зависимости от уровня понимания физической реальности и предпочтений переводчиков, интерпретаторов (или их адептов), предлагающих различные физические и философские интерпретации этого удивительного явления, с учётом оттенков самого состояния и наблюдаемых эффектов в этом состоянии, а также контекста: квантовая «запутанность», «зацепленность», «сцепленность», «перепутанность», «нелокальность», квантовые «запутанные состояния», «корреляции», «несепарабельность» (как уточнение к «квантовым корреляциям»).

Почему это так важно? Потому что «Verschränkung», «сцепленность», «quantum entanglement» – между двумя и более частицами – «это уникальный квантовомеханический ресурс, который играет ключевую роль во многих наиболее интересных применениях квантовых вычислений и квантовой информации; это своего рода железо в бронзовом веке классического мира. Запутанность считается фундаментальным ресурсом Природы, сравнимым по важности с энергией, информацией, энтропией или любым другим фундаментальным ресурсом». Стремление овладеть этим ресурсом, использовать его во многом предопределяет направление будущих исследований в данной области¹²⁵.

Но мы не могли бы называть себя философами, если бы пропустили мимо, оставили без внимания, следующее сообщение. А именно: с помощью перепутанности, зацепленности (quantum entanglement) некоторые представители гуманитарных слоёв западной интеллигенции пытаются объяснять такие, с трудом поддающиеся научному познанию, феномены, как интуиция, телепатия, проницательность, творческое озарение и др. А также «изменённые (с их точки зрения – авт.) состояния сознания», такие как любовь! Последняя трактуется как «зацепленная страсть на расстоянии» двух влюблённых, которые поделились, обменялись не просто случайными взглядами (хотя и такое может быть), но интенсивными эмоциями, чувствами, «запутались» друг в друге, «перепутались», «зацепились» сознанием – и особенно подсознанием, бессознательным – и теперь «не могут жить друг без друга». Становятся «половинками» общей для них «запутанности», запутываются дальше (до максимально возможного для них состояния), дополняют и стремятся дополнить друг друга в идеале до неразделимого целого. Или, вынужденные жить на противоположных сторонах земного шара, они мгновенно чувствуют изменения состояний друг друга, воспринимают счастье или грусть далёкого родного человека, внутренние переживания своей «второй половинки» и существенно зависят от этого¹²⁶. Таким же образом, объясняются материнская и отцовская любовь, сложные отношения между матерью и ребёнком, отцом и сыном (или дочерью), братская любовь, дружба, привязанность, сложные темы многосторонних запутанностей, даже героизм и патриотизм! И все «чудеса», связанные с вышеперечисленными феноменами. В итоге, заключает автор статьи, «мы все запутались!» – в прямом и переносном смысле. Здесь, в социальной реальности – особом виде нечёткой реальности, с особыми свойствами и закономерностями существования, не сводимыми ни к физической, ни к химической, ни к биологической реальности, а, может быть, и ни к какой иной, то есть, в уникальном модусе существования – мы все так или иначе «зацепились» друг за друга, «запутались» и «перепутались», образовав многомерный клубок сложных взаимоотношений, связей, «зацепок» и «пут» под названием «общество». Разумеется, такие «объяснения» выходят далеко за пределы разумной экстраполяции, зачастую оказываются неприемлемыми с позиций устоявшихся взглядов, убеждений на природу социальных норм и связанных с ними ценностей, их генезис, но, как говорится, «сказка – ложь, но в ней намёк…» И «намёк» этот воспринимается уже многими всерьёз. Тем не менее, с уважением относясь к такой точке зрения автора, мы отмечаем, что такого рода переносы, аналоговые проекции существенно огрубляют и скорее тормозят развитие познавательных практик, более того, не исключают поиска оснований самих процессов такого рода…

Надо понимать, что изучение феномена квантовой телепортации не изолированное и не маргинальное направление научного поиска. Оно входит в блок вполне серьёзных, уже оформившихся научных дисциплин, а именно: квантовая оптика, квантовая криптография, квантовые вычисления, квантовый компьютер, квантовая информация, квантовая логика и др.¹²⁷

К радикальному характеру «квантовой телепортации» мы будем возвращаться в следующих главах. А пока отсылаем читателя к авторитетному мнению известных учёных из МГУ, книга которых так и называется: «Квантовая телепортация – обыкновенное чудо»¹²⁸

(см. рис. 1.14-1.19).

Рис. 1.14.

Принципиальная схема по квантовой телепортации

Схема по квантовой телепортации была предложена Беннетом и др. в 1993 г.¹²⁹ и впервые осуществлена в эксперименте Цайлингером и др. в 1997 г.¹³⁰ Пояснения: «У Алисы находится квантовая система – частица 1 в начальном состоянии, которую она хочет передать Бобу. Алиса и Боб также имеют по одной частице из вспомогательной пары частиц 2 и 3, испущенной источником состояний ЭПР (Эйнштейна-Подольского-Розена – авт.). Затем Алиса проводит совместное измерение состояний Белла над начальной частицей и имеющейся у неё частицей из вспомогательной пары. Результатом измерения является проектирование обеих частиц в перепутанное состояние. После этого Алиса посылает Бобу по классическому каналу связи результат своего измерения; и он выполняет унитарное преобразование над другой частицей 3 вспомогательной пары. Частица 4 теперь имеет в точности такое же состояние как частица 1»¹³¹.

Рис. 1.15. Принцип обмена перепутыванием

«Два источника ЭПР – состояний дают две пары перепутанных фотонов – пару 1-4 и пару 2-3. Два фотона, по одному из каждой пары (фотоны 1 и 2), измеряются в анализаторе белловского состояния. В результате два других фотона (фотоны 3 и 4) проектируются в перепутанное состояние»¹³². Существенно то, что перепутанными оказываются фотоны, которые никогда непосредственно не взаимодействовали друг с другом!

Рис. 1.16.

Иллюстрация фазового ландшафта в теории струн:

ф обозначает скалярное поле; V – потенциал плотности энергии

Рис. 1.17.

Иллюстрация определённой нечёткости,

«определённой неопределённости»

в устойчиво-неустойчивом сущем,

обретения естественноисторических оснований

Он наглядно изображает формирование и эволюцию новых Вселенных – так называемых “пузырей разрушения”, уничтожающих всё остальное в области своего зарождения. Эти “пузыри” возникают спонтанно (наугад) с некой постоянной скоростью, и после возникновения расширяются со скоростью света. В то же время наша Вселенная расширяется экспоненциально, причём расстояние между любыми двумя точками удваивается примерно каждые 10¹⁰ лет. Спонтанное зарождение пузырей может быть таким, что будут оставаться для нашей расширяющейся Вселенной безопасные области между пузырями. Однако, мы не знаем, когда и где может образоваться пузырь¹³³. Исходя из современного понимания мироздания, единственный способ воспользоваться этими безопасными областями – многовекторная стратегия космической экспансии (в том числе – в микромир(ы)), при которой одни траектории окажутся гибельными, а другие – спасительными (одни потомки, наследники, погибнут, а другие могут выжить, будут существовать и развиваться дальше). В свете концепции нечёткого мироздания – фазиверса – стратегия обеспечения гарантированной безопасности существования должна исходить из соответствия (≥) нечёткого подмножества цивилизаций (культур) и их дополнений, «цивилизационных теней», нечёткому подмножеству вселенных и их нечёткому подмножеству дополнений, «космологических теней».

Рис. 1.18.

Иллюстрация мультипликации (умножения)

цивилизаций¹³⁴ или полифуркационного каскада цивилизаций

(на языке нелинейной динамики),

или умножения (как нечёткого оператора)

в нечётком функциональном пространстве

нечёткого подмножества цивилизаций

(на языке концепции нечёткого мироздания, фазиверса)

Космическое время – измеренное по логарифму обратной температуры микроволнового фонового излучения – бежит слева направо и бифуркации означают создание новых цивилизаций. Каждая цивилизация имеет фиксированную вероятность ежегодной встречи своего “судного дня”; эти апокалиптические события отмечаются вертикальной чертой. В то время как некоторые из цивилизаций встречают свой “судный день”, другие продолжают жить. Если они размножаются слишком медленно, тогда вполне вероятно, что все цивилизации в конечном итоге встретят свой “судный день”. С другой стороны, слишком быстрое размножение может и не помочь, так как в пределах каждого расширяющегося со скоростью света горизонта событий новой Вселенной сразу несколько цивилизаций могут быть уничтожены пузырём¹³⁵, своего рода «тенью» нечёткого подмножества существующих вселенных, его дополнением.

Рис. 1.19.

Если человечество не овладеет сверхсветовой коммуникацией, полагают некоторые учёные, оно так и останется локальным феноменом, не сможет стать по-настоящему космическим фактором, сверхчеловечеством, «богочеловечеством». Без этого невозможно взять под контроль законы существования космоса и неограниченно долго продолжать сверхжизнь (наслаждаться, если угодно, ею или продолжать дальнейшую борьбу за обеспечение преимуществ своего потенциально бесконечного существования). Мы очень уязвимы, оказываемся заложниками случайных и опасных для нас событий. По словам Циолковского, «громада космоса» всегда может вмешаться в нашу жизнь и разрушить все планы¹³⁶… Или мгновенный «фазовый переход», реальную возможность которого вполне допускают серьёзные учёные, физики. К примеру, видный индийский физик-теоретик Ашок Сен полагает, что флуктуации вакуума, порождающие другие Вселенные (иные миры), могут уничтожить наш космос. Бóльшая часть плотности энергии во Вселенной находится в виде «тёмной энергии» – это имеет глубокие, серьёзные последствия для нашего будущего. Наше понимание квантовой теории гравитации указывает на то, что через некоторое время в будущем наша Вселенная может претерпеть фазовый переход, который уничтожит нас и всё остальное вокруг нас мгновенно. Однако, законы гравитации (и некоторые другие законы, в том числе, возможно, ещё не открытые) допускают и возможность выхода из опасной ситуации. Некоторые из наших потомков могут выжить в этой катастрофе благодаря «гравитационному бегству». В своём космологическом эссе, Ашок Сен (рис. 1.20) описывает краткую историю возможного бегства от астрофизического «Судного дня». Суть сводится к следующему: если земная цивилизация пойдёт по интровертивному пути, то в будущем её ждёт неминуемая гибель в результате спонтанного фазового перехода. Спонтанность фазового перехода означает невозможность его прогнозирования, определения пространственно-временной локализации возникновения новой Вселенной! Если же цивилизация пойдёт по экстравертивному пути, то некоторые из наших отдалённых потомков могут – путём «гравитационного бегства» – с большей вероятность избежать катастрофы, связанной со спонтанным фазовым переходом в нашем регионе, фрагменте сущего, грубо говоря – «проскочить»!..¹³⁷

Рис. 1.20. Ашок Сен (бенг. অশোক সেন)¹³⁸

Овладение технологиями, в основе которых лежит квантовая запутанность (создание таких технологий, квантовой телепортации) позволит существенно расширить возможности наблюдения событий, процессов, происходящих на отдалённых расстояниях, а может быть, и контролировать их (с помощью космической инженерии).

К примеру, «мгновенно» получать информацию о начале фазового перехода или возникновения “пузырей разрушения” на далёких окраинах нашей Вселенной, о «столкновении» или начале неблагоприятного для нас взаимодействия с другой Вселенной.

С другой стороны, этот «фундаментальный ресурс природы» – квантовая запутанность гипотетически при неведомости масштабности и «механизмов» трансформации цепи и изменений может нас и погубить. Поскольку «благодаря» ей ударная волна «фазового перехода», столкновения, взаимодействия с иным, возможно, будет распространяться не со скоростью света – тогда у нас было бы в запасе 13 - 14 миллиардов лет (!) для ответа на вызовы изменений мультиверса – а «мгновенно», что обречёт, возможно, человечество на гибель из-за отсутствия времени и готовности противостоять возникшей угрозе…

Что касается тех цивилизаций, которые овладеют сверхсветовой коммуникацией, то их шансы, обеспечить преимущества своего потенциально бесконечного существования резко возрастают, поскольку они могут «убежать» от приближающегося со скоростью света горизонта событий вновь образовавшейся Вселенной, зафиксировав её возникновение или приближающийся ударный фронт. Возможно, их технологический уклад – содержание и формы которого мы не можем представить – позволит осуществить и другие способы защиты.

В свете нелинейно-динамической концепции мироздания спрашивается: а как же суператтракторный эстетизм и его идеология?¹³⁹ Проходят ли они тест на «Судный день»? Проходят. Поскольку в соответствии с ними выживать и продолжать борьбу за обеспечение преимуществ существования должны те цивилизации, которые не допускают и не допустят (для себя) «Судного дня»! «Судьба» остальных печальна. Их¹⁴⁰ безжалостно убирает с дистанции космический отбор и суперотбор.

Более того, суператтракторная цивилизация должна взять под контроль процесс образования новых Вселенных. То есть, спонтанное зарождение «пузырей» для нас, становится контролируемым, управляемым космогенезом для них. «Творением», если угодно (по Гегелю)¹⁴¹, или творчеством (по нелинейно-динамической концепции мироздания).

Однако сегодня мгновенно получить или передать информацию невозможно в силу «No-cloning theorem» – теореме о невозможности клонирования чистого квантового состояния, что свидетельствует о концептуальной и программной ограниченности исследований в данной области, возможно, в силу причин и, прежде всего, традиционности подходов, ограниченности альтернативных программ. Передача информации по квантовому каналу возможна, но для расшифровки этой информации необходим ключ, который в настоящее время существует только в классическом канале связи. И в результате передача информации со скоростью превышающей скорость света в вакууме пока невозможна. В целом это даёт основание человечеству на основе становления неоклассической парадигмы науки расширить возможности научного поиска. Работы в этом направлении продолжаются, но очевиден факт, что работы такого характера требуют более активного обращения общества к научной политике в развитии анализа гипотетически предполагаемого уникального ресурса существования человечества. Утешает отчасти то, что в целом научному сообществу удаётся сохранять интерес к исследованиям в данной сфере.

Близкие по себе формы по общей логике развития объективно не могут претендовать, тем не менее, на абсолютную самодостаточность в самом движении и саморазвитии. Ибо, как справедливо отмечал Гегель, абстрактные противоположности, явления, в частности, обречены на тождественность бытия, а в конечном итоге и на их деградацию («работая в себя», не будешь иметь возможности выйти за пределы своего существования, отсюда интровертность, сверхинтенсивность, гиперинтенсивность). Аналогичная ситуация, но от противного, происходит и в условиях гиперэкстравертности и гиперэкстенсивности – ситуация, в которой объективно ориентируясь на внешние факторы человек будет вынужден приращивать объёмы выхода за пределы намеченного своего бытия, утрачивать связи естественноисторической преемственности, развивать гиперадаптивность к комообразно наваливающимся проблемам иного бытия, с которым он должен будет встречаться, скорее, бороться, что в конечном итоге и приведёт его к тому же, о чём мы говорили в первом случае – к умножению бессмысленности своей деятельности и практик, но это значит – объективно к его деградации. Таким образом, логика противопоставлений таких способов – она вредна и губительна. Выживание человека, оптимизация общества возможна только на основе отработки конкретно-исторических моделей, их единства на основе взаимодополнительности. С учётом специфики конкретного мироздания, как результат, своего рода следствие, мы можем рассматривать, опираясь на тождество, к сожалению, в сознании ряда исследователей математики и физики, мы можем перейти к реконструкции мира и инвариантности мирозданий в очень популярных сейчас формах фэнтези, как в контекстах метагалактических связей, так и микромира, умножая Вселенные и мироздания, как это делали в своё время философы, умножая сущности.

Тем не менее, следует учесть, что до сих пор не было чёткого критерия для предпочтения между интровертивным и экстравертивным путями развития цивилизации. Некоторые исследователи полагают, что если гипотеза Ашока Сена (см. рис. 1.20) верна, то интровертивный путь развития цивилизации с неизбежностью ведёт её к гибели. А для некоторых цивилизаций экстравертивного типа остаётся шанс для выживания. Отсюда критерий между этими путями выживания цивилизаций становится очевидным.

Если же такая цивилизация «убежит» в микромир, в котором, по словам Фейнмана, «много места», то такой способ «выживания» также следует рассматривать как экстравертивный. Для осуществления «эмиграции» в микромир и поддержания связи с цивилизациями макромира и мегамиров (по Кардашёву¹⁴² и др.) необходимо решить проблему сверхплотной упаковки информации. В этой связи встаёт вопрос: существует ли фундаментальный предел для упаковки информации, подобно фундаментальной длине (или «элементарной», приблизительно равной 10^-33 см)? Если такой предел существует, то он делает невозможным информационный контакт с некоторыми цивилизациями микромира (микроцивилизациями). Акад. Кардашёв классифицировал космические цивилизации по структурно-энергетическому принципу: цивилизация планетарного типа, цивилизация, охватывающая звёздную систему, галактическая цивилизация (№ 3 по Кардашёву), метагалактическая цивилизация и т.д. Развивая подход Кардашёва и применяя его к микромиру, можно выделить цивилизации -1 типа (наноцивилизации, их масштабы порядка 10^-9 м), гипотетически предположить возможное существование цивилизаций -2 типа (их масштабы порядка 10^-12 м, а возможное, значимое «время жизни» 10^-12 сек), -3 типа (их масштабы, кванты действия, значимые «времена жизни» порядка 10^-15 ед.), -4 типа (10^-18) и т.д. Если существует фундаментальная граница для упаковки информации, то некоторые из этих цивилизаций могут оказаться для нас принципиально недоступны. Это приведёт к ограничению принципа «масштабной инвариантности разума». Кроме того, поскольку нечёткость доминирует в микромире, можно предположить, что и само существования субъектов самоопределения и действия в микромире будет носить нечёткий характер. Грубо говоря, там будут находиться и действовать нечёткие сущности, подобные «коту Шрёдингера», с нечёткими свойствами, нечёткими отношениями, нечётким существованием. Спрашивается, нечёткие объективно, онтологически нечёткие или нечёткие для нас, в гносеологическом аспекте? Этот вопрос мы оставляем открытым.

Как ни парадоксально, на уровне феноменологической методологии и широко распространённой конвенционалистики мы можем столкнуться с ситуацией частичного или полного признания и одобрения такого рода рассуждений. Последнее, на наш взгляд, свидетельствует о двух дополнительных аспектах кризиса физики. Первый – утрата связи с объективной реальностью на основе спекулятивного, посредством математики, развития образа объективной реальности. И второй – использование в качестве духовно-культурного, идеологического предметно-конкретного базиса специальной информации различных форм наукообразных фэнтези, широко продуцируемых на Западе и нередко используемых в качестве объективных заместителей конкретно-научных, отчасти даже и естественнонаучных дисциплин, дисциплинарных онтологий, что естественно обусловливает деформации не столько космологических представлений, но и всех возможных предметно-конкретных картин видения человеком мира, учитывая их многозначный характер, спекулятивность конструкций, продуцируя основания нечёткостности видения и понимания объективной реальности¹⁴³.

Это же во многом объясняет и попытки ряда учёных с завидной устойчивостью и цикличностью раз в 100 лет (мы присутствуем при второй попытке) проводить подмену объективизма в той или иной степени воинствующим субъективизмом, предлагающим общество, по логике развития в недалёком будущем и фазиверс, рассматривать как гигантский симулякр, жалко напоминающим и позиционируемым в качестве «точки Омеги».

В современной в науке, прежде всего в физике, возникает предельная «поляризация» между теорией и экспериментом. С одной стороны, осуществлены наблюдения, поставлены опыты, совершены радикальные открытия (тёмная энергия, квантовая телепортация и др.), не имеющие общепринятого теоретического объяснения. А с другой стороны, есть хорошо фундированные теории, не имеющие экспериментального подтверждения. К ним можно отнести теорию струн, петлевую квантовую теорию гравитации, прикладные аспекты теории твисторов и др. Причём, если, скажем, между открытием электромагнитной индукции Фарадеем и её теоретическим объяснением Максвеллом, между экспериментами Майкельсона – Морли и теорией относительности Эйнштейна, между экспериментальным обнаружением Резерфордом ядра атома и моделью атома Бора хронологический интервал был относительно небольшим – иногда всего несколько лет (!), то современные интервалы явно затягиваются. А вместе с ними продолжается «поляризация» науки. Налицо максимальная разъединённость теории и эксперимента. Со времён Галилея такой ситуации не было в науке.

По «закону отрицания отрицания» постнеклассическая парадигма («по спирали») должна повторять некоторые особенности развития классической парадигмы. В классической науке сначала произошла коперниканская революция в астрономии¹⁴⁴ и много позднее ̶ революция в физике, осуществлённая в основном Галилеем¹⁴⁵. В интервале между астрономической и физической революциями произошла натурфилософская революция, главной фигурой которой был Джордано Бруно и его идея «множественности обитаемых миров»¹⁴⁶. В современной науке астрономическая революция уже произошла, а «новой физики» пока нет. Возникает впечатление, что сейчас время своего рода «натурфилософской революции»; возможно, для новой редакции идеи «множественности обитаемых миров». Только теперь под обитаемыми мирами будут пониматься не звёзды и планеты, а другие Вселенные, другие измерения, другие модусы бытия, такие, как нечёткость (нечёткостность; англ. Fuzzy), приоткрывающая для нас завесу над теневой реальностью нашей области (или модуса существования) сущего и которой будет посвящена значительная часть этой книги.

Признаком научной революции являются не только новые эксперименты, не укладывающиеся в контекст предыдущей парадигмы, но и принципиально новые практики, существенно расширяющие степень свободы взаимодействия человека – как с традиционными формами бытия природы, так и с различными аспектами нетрадиционных, превращённых форм, существующих в виде артефактов предметного мира бытия человека, особенно в виде техники и технологи, то есть «второй природы» человека и его общества. Именно здесь человек выходит за границы своего наличного бытия, за границы определённости конкретных парадигм, постепенно, нередко, взрывообразно разрушая ещё недавно существующие границы и возможности периферий и ядер существующих парадигм. Это во многом вызывает и кризисные явления в различных методологических аспектах восприятия, понимания и объяснения, как уже известных вещей, так и феноменов, неподвластных нашей традиции восприятия и понимания. Особо следует отметить, различного рода изменения, деформации, трансформации мировоззренческой составляющей в широком диапазоне её парадигмальных границ от понятийно-категориальных аппаратов до конкретных методов, методологий, включая различные способы экспериментирования в диапазоне предметно-конкретно-практических домыслительных, умозрительных экспериментов. Это ярко проявляется в острых теоретических противоречиях между основными, ведущими принципами. Так, например, в период формирования специальной теории относительности в острое противоречие вступили классический закон сложения скоростей и классический (галилеевский) принцип относительности. Оба эти теоретические положения хорошо согласуются в теоретической механике, но в электродинамике вступают в противоречия. Большинство физиков того периода считало, что классический закон сложения скоростей должен быть сохранён, а принцип относительности для электродинамических процессов должен быть существенно модифицирован или вовсе отменён. И только Лоренц, Пуанкаре и Эйнштейн развили прямо противоположную точку зрения: сохранили принцип относительности и модифицировали классический закон сложения скоростей, сформулировав знаменитые преобразования Лоренца.

Складывается впечатление, что в современной теории «чёрных дыр» возникает аналогичная ситуация. На это противоречие обратили внимание проф. Полчинский с соавторами в статье: «Чёрные дыры: дополнительность или огненные стены»?¹⁴⁷ «Файрвол» – многозначный термин. В информатике он означает межсетевой экран, не пропускающий то, чему не положено проходить, то есть технологический барьер, предназначенный для предотвращения несанкционированного или нежелательного сообщения между компьютерными сетями. Например: «персональный файрвол» предназначен для защиты персональных компьютеров, «великий файрвол» – система цензуры в интернете (которая, полагают некоторые, как будто бы существует) и т.д. В теоретической физике под файрволом понимают скачок излучения Хокинга, который видит свободно падающий наблюдатель при пересечении горизонта чёрной дыры. Файрвол (точнее то, что обозначают этим понятием в смысле «огненной стены») приводит к противоречию между общей теорией относительности и квантовой теорией (либо – что, скорее всего, скажет нам опытный методист, специалист в области философии науки – здесь мы сталкиваемся с очередной границей применимости данных теорий). Приходится отказываться либо от принципа эквивалентности в общей теорией относительности, либо от постулата унитарности в квантовой теории (аксиомы о том, что сумма всех возможных вероятностей события равна 1).

Проблема «огненной стены» интенсивно обсуждалась в течении нескольких последних лет. Состоялась научная конференция, собравшая до полусотни ведущих физиков-теоретиков. В нашей стране эта проблема обсуждалась в мае 2014 года на семинаре отдела математической физики МИАМ «Стохастические уравнения математической физики и проблема огненной стены (firewall) в чёрных дырах» (руководитель семинара И.В. Волович). Ряд теоретиков объявило о том, что им удалось решить эту проблему. Однако для нас, посвящающих книгу феномену нечёткости, в узком и широком смысле, исследованию его, определению онтологического статуса нечёткости и пр., повышенный интерес представляет статья: «Алиса горит или становится нечёткой?»¹⁴⁸. В статье рассматривается мысленный эксперимент, смысл которого в следующем: Алиса (или, если угодно, по-русски – Алёнушка) и Боб (братец Иванушка) находятся в состоянии запутанности (entanglement). Алиса (Алёнушка) падает в чёрную дыру. Вопрос: какую информацию может получить братец Иванушка (Боб) от Алёнушки (Алисы) и получит ли вообще? Заинтересовавшихся этим вопросом мы отсылаем к оригинальной статье: Chowdhury B.D., Puhm A. Is Alice burning or fuzzing? (arXiv:1208.2026 [hep-th]). А мы на этом заканчиваем рассмотрение эвристик, связанных со структурой научных революций и динамикой теоретического знания в современной науке. Забегая несколько вперёд, заметим лишь, что и существование «кота Шрёдингера» в знаменитом мысленном эксперименте тоже становится нечётким.

Рис. 1.21. Сол Перлмуттер¹⁴⁹

Рис. 1.22. Антон Цайлингер¹⁵⁰

Отсюда можно заключить, что нечёткость начинает доминировать, становиться явной, в пограничных ситуациях, на «границах бытия» (используем здесь эту метафору), при переходе из одного модуса существования в другой. Из микромира в макромир, из макромира в мегамир, на горизонтах «чёрных дыр», космического вакуума, при обнаружении «тёмной материи» и «тёмной энергии», разгоняющей нашу Вселенную..^. Любопытно заметить, что и в социальной реальности, когда говорят о потере сознания, летаргических снах, «ни жив, ни мёртв», «полуживой» и других пограничных состояниях – вообще о болезненных состояниях, в том числе гиперактивных – речь идёт фактически о нечётком существовании.

Или об экономическом кризисе, кризисе политической власти, перевороте, о перехвате власти, революции… Но существование макроскопического организма, как правило, соответствует бинарной логике, чёткой логике – если вынести сознание, подсознательное и всё, что с ними связано, за скобки – либо живой, либо мёртвый, либо есть (существует), либо нет (не существует).

Вот микроорганизмы, споры, «зародыши жизни», занесённые на Землю из космоса (концепция панспермии)¹⁵¹ – другое дело. Или «живой космос» – что мы знали о нём вчера, знаем сегодня, будем знать завтра?..

Обобщая вышесказанное, можно сделать вывод о том, что не только содержание, но и сама структура современных научных революций становится нечёткой. Новым шагом цивилизационно-культурного «постава» является становление нечёткой парадигмы. И у нас появляется шанс обойти геополитических соперников на смене парадигм, первыми освоить и практически использовать во всех сферах общественной жизни принципиально иную парадигму нового поколения, а именно: нечёткую.