Любое членение мира на составные части условны, как условна любая граница, разделяющая его части. Условны понятия и схемы, которые важны для нас как нечто, лежащее в основании созданной нами условности, которая потом властвует над нашим воображением по принципу созданной нами азбуки. Но именно из неё создается стройная система языка и понятий, утверждающих единство ее структуры, единство Мира, состоящего из ограниченного числа атомов в Периодическом законе.

Привычное деление мира на микро- и макромир также условно, поскольку слишком велики различия между объектами этих иерархических ступеней. Поэтому мы предложим еще одну систему, поскольку она нам кажется лучше. Другие же найдут в ней нечто такое, что заставит их построить свою, которая им покажется более отвечающей потребности исследователя в её детализации для осмысления картины Мира.

Под структурой (от латинского слова structure – строение, порядок, расположение) понимается закономерное пространственное расположение единичного в целом, как совокупность устойчивых связей элементарных частей объекта, обеспечивающих его целостность и тождественность самому себе, сохранение его основных свойств под влиянием внутренних и внешних сил.

Структура вселенной, например, представлена закономерным пространственным расположением и устойчивыми связями галактик, скоплений галактик и т.д. Структура галактик состоит из закономерно расположенных в них и устойчивых связей звезд и звездных скоплений. Структура звездной системы (например, Солнечной) представляет собой закономерное расположение и устойчивость связей планет, астероидов и т.д. Структура живого и неживого вещества представляет собой закономерное пространственное расположение и устойчивость связей атомов, молекул. Структура атома характеризуется закономерным расположением и устойчивостью связей частиц, расположенных вокруг ядра и внутри него.

Основными принципами системы являются:

  • ее целостность (принципиальная несводимость свойств системы к сумме свойств ее элементов);

  • структурность (закономерность связей и отношений элементов системы);

  • взаимозависимость системы от коллективных внутренних (обусловленных структурой) сил и свойств окружающей среды;

  • соподчиненность или иерархичность (каждый элемент системы может рассматриваться как подсистема свойств системы другого уровня);

  • множественность описания каждой системы на основе множества слагающих ее подсистем, свойств, отношений этих свойств.

Структурные уровни организации материи могут быть представлены схемой, таблица 2.1.5-1.

Микромир неживой материи Квантовый мир. Мир частиц. Мир структуры атомов. Мир молекул, элементарных ячеек кристаллических структур и текстур, мир молекул жидкостей, газов, заряженных ионов плазмы.
Микромир живого вещества Мир структуры клетки 1, нуклеотидов и белков. Мир бактерий и вирусов.
Мезомир неживой материи Мир окружающей действительности человека, с которым связана его повседневная жизнь. Мир минералов, пород, слоев Земли, ландшафтов, биосферы. Искусственно созданный материальный мир. Мир Земли, как планеты Солнечной системы
Мезомир живого Мир насекомых, животных и растений, популяций, экосистем окружающих повседневную жизнь человека.
Макромир Мир структуры Солнечной системы: Солнца, планет и составляющих элементов структуры Солнечной системы.
Мегамир Мир структуры нашей галактики и Метагалактики (видимой части вселенной)
Супермир? Мир структуры взаимодействующих вселенных (?). Множество миров

Таблица 2.1.5-1

Как видим, такое членение на семь иерархических уровней мира условно, как условны и границы подразделений. Граница – это мир условностей, которые меняются под влиянием познания действительного мира. Например, границы микромира и макромира в существующей иерархии определяются разрешающей способностью глаза. С помощью созданных технических средств, приборов и других физических устройств человек смог заглянуть в структуру микромира, макромира и мегамира. Наличие супермира, как совокупности взаимодействующих вселенных, предполагается концепцией множественности миров, выдвинутой ещё Д.Бруно. Отсюда подсистемы окружающего нас материального мира слагают единую бесконечную в пространстве-времени систему или структуру Супермира.

Условность и необходимость подразделений мира на его составные элементы исходит из необходимости познать мир по частям и в целом. В процессе познания расширяются представления о границах подразделений. Например, границы мезомира в процессе развития человека и его сознания также непрерывно расширяются. На заре человеческой цивилизации – это он сам и его мир естественной окружающей его природной среды. Позже появляются искусственные орудия труда, машины, созданные самим человеком. Потом человек выходит в ближайший космос, и его окружающей действительностью являются объекты околоземного пространства, затем, в отдаленном будущем, всей Солнечной системы. То есть, постепенно мезомир расширяет свои границы до объектов макромира. С развитием космических путешествий за пределы Солнечной системы объектом окружающего мира может служить и мегамир. Пионер-10, творение человека, вышел за пределы Солнечной системы и уже находится в структуре Млечного Пути – нашей галактики.

Удивительно, но человеческий разум способен создавать и виртуальный мир, в котором может путешествовать, испытывать наслаждение от открытий, страдать, любить и ненавидеть. Граница виртуального и действительного мира также условна и скоротечна, насколько мы можем быстро перейти от теоретических рассуждений об устройстве мира к практическим реализациям идей на основе опыта.

Поразителен также факт неразделимости живой и неживой материи на всех уровнях ее организации. «Живое – от живого!». Гласит принцип Пастера-Редди. Но живое возникло из неживого и является следствием эволюции неживого!

Если существует микромир, мезомир и макромир живой материи, то логически Млечный путь (наша галактика), имея жизнь в Солнечной системе, сама является носителем жизни. Подобные рассуждения приведут нас к мысли о том, что жизнь является принадлежностью всей вселенной. Именно с появлением разума на Земле Метагалактика перешла в новое качество – стала разумной.

Составные элементы живого (атомы, молекулы) представляют собой каждый в отдельности неживое вещество. Если разобрать живое на атомы, то последующей операцией сборки атомов невозможно создать живое. Для этого необходима вся история эволюции живого и неживого действительного окружающего мира вселенной. В этом заключается один из парадоксов членения мира на живую и неживую его составляющие. Скорее надо предположить, что все вещество во вселенной просто пронизано элементами, способными к собственной самоорганизации под названием жизнь, чем разделять понятия живого и неживого. Сама же вселенная представляет собой развивающееся и непрерывно совершенствующееся единство бесконечно малого (нечто) и бесконечно большого (всего).

Материя структурирована не только движением, пространством, временем, формой, но и размерностью, уровнем организации. Но если движение, пространство и время в материальном мире являются непременным атрибутом сосуществования, то уровень организации материи есть классификационный принцип, удобный для расчленения (дробления) признаков существования материального мира с целью его дискретного познания путем последовательного приближения от частного к общему или наоборот.

Иерархические уровни организации вещества в естественнонаучных дисциплинах разные. В органическом мире они разделяются на классы, типы, группы, семейства, рода, виды. В неорганическом мире иерархические уровни отвечают комплексам, формациям, породам, минеральным видам и т.д. Причем границы этого разделения, повторяем, весьма условны и определяются необходимостью получения информации о структурированной единице (части), изучением свойства которой, трансляции её в четырёхмерном пространстве мы можем понять, как устроено целое.

Иерархия (от греч. hieros - священный и arche – власть). Расположение совокупности элементов в порядке от высшего к низшему рангу. Способ устройства сложных систем, при котором звенья системы распределены по различным уровням в соответствии с заданным критерием.

Два иерархических уровня организации материи – микро- и макромир (микрокосм и макрокосм) издавна разграничиваются естественными науками, поскольку в них проявляются формы движения несколько по-иному. Возникают новые взаимодействия. Но и это деление материального мира является условным. Ибо макромир состоит из структурированного вещества микромира бесконечно транслируемого в пространстве-времени всё существующее и будущее многообразие явлений, состояний, движений объектов.

Уже в древности существовала идея о микро- и макрокосме. Микрокосм – мир человека, макрокосм – вся Природа. Это как бы живые существа, созданные по единому образцу и наделенные единой душой… Уже в древности существовал принцип, что человек является мерой всех вещей, поскольку люди видели в строении его тела гармонию, и эту гармонию переносили на измеряемый ими мир через пропорции человеческого тела. Так было создано одно из чудес света – Парфенон, над разгадкой гармонии которого так долго бьются строители и архитекторы.

Микрокосм и макрокосм (от греч., большой мир - вселенная и малый мир – человек). Натурфилософы XVI в., в особенности Парацельс, рассматривали вселенную как человеческий организм в увеличенном виде, а человека как вселенную в миниатюре и выводили отсюда, что между вселенной и человеком существует такая же связь, как и между членами одного телесного организма, и почему, например, звезды могут иметь влияние на судьбу человека.

Последовательность расположения объектов во Вселенной по структурным уровням материи (СУМ) предполагает существование структурной организации сложных многоуровенных систем. Она проявляется в упорядочении взаимодействий между СУМ от высшего к низшему порядку. Предложена в работе Б.П. Иванова 2, таблица 2.1.5-2.

Исходя из общего принципа единства мироустройства, современная наука на основе экспериментальных достижений описывает материю в диапазоне от 1∙10-18 до 1∙1026 м. Она проявляет себя как в форме конкретных объектов, так и среды.

Поиски фундаментальных закономерностей, которые бы позволили структурировать мир таким образом, чтобы стало возможным предсказание любого исторического уровня его организации, продолжаются. С развитием квантовой механики, мир неожиданно представился «Летучим Голландцем», когда оказалось нельзя однозначно определиться в его реальных границах ни в пространстве, ни во времени. В границах так необходимых нам в привычном для нас макромире в силу двойственности природы микромира 3. Мир в пространстве микромира оказался «размазанным», а границы его выглядели настолько условными, что возникла необходимость для описания взаимодействий между его частицами прибегнуть к виртуальным частицам, «рождение» которых одновременно бы совпадало с их «смертью». И притом они успевали быть передаточным звеном такого взаимодействия.

По представлениям Б.П.Иванова 4 материя оказывается «не размазана», а группируется в пространстве определенным образом. Система материи состоит из сгустка (ядра) и окружающего его физического поля, находящиеся в определенных отношениях и связях друг с другом, образующих некую целостность (единство). Такая система материи названа им организационной формой материи (ОФМ) или локализованным объектом вселенной. Автор в строении материи проводит аналогию между строением частиц, атомов, звезд, галактик. То есть, на любом уровне организации материи, будь-то частица, атом, звезда или галактика определенно существует ядро и физическое поле, объединенные в одну единую систему организационной формы материи, которая является фундаментальной единицей всего известного мироздания, включая вселенную.

Группу организованных форм материи, имеющих одно общее свойство, например, электрический заряд у ядер атомов элементов таблицы Д.И.Менделеева, автор объединяет в один структурный уровень материи (СУМ).

Всю совокупность СУМ он вмещает в следующую иерархию, состоящую из элементов:

  • элементарные частицы;
  • ядра;
  • атомы;
  • молекулы;
  • кристаллы;
  • пыль;
  • микрометеороиды;
  • метеороиды;
  • кометы;
  • астероиды;
  • планеты;
  • звезды; скопления звезд;
  • шаровые скопления;
  • галактики;
  • скопления галактик;
  • сверхскопления галактик;

Метагалактика.

  • Это также весьма условная иерархия. Поскольку она может быть дополнена, например, последовательным рядом:
  • кристалл, элементарная ячейка которого состоит из атомов или ионов, транслируемых по кристаллографическим направлениям;
  • минерал (состоящий из совокупности атомов, ионов, молекул);
  • порода (как совокупность слагающих ее различных минералов);
  • пыль (как совокупность кристаллов, минералов, пород разного состава) и т.д.;
  • формации, как сообщество геологических тел, объединяемые в парагенетическом, генетическом или в каком-то ином отношении, состоящие из пород, руд, минералов и т.д.

Материальным объектом галактики являются и релятивистские объекты так называемых черных дыр и т.д.

Тем не менее, в предлагаемой иерархии Б.П.Иванова прослеживается определенная закономерность. Между структурными уровнями материи наблюдаются скачкообразные изменения их обобщенных качественных характеристик, что позволило автору использовать в этой иерархии модель «квантовой лестницы», на ступеньках которой размещаются структурные уровни материи.

В пределах одной ступени структурный уровень материи по Б.П.Иванову состоит из трех подуровней. В каждом подуровне наблюдается регулярная повторяемость свойств объектов по мере роста радиуса ядра ОФМ вследствие семикратной бифуркации. Свойство структурности в иерархии СУМ наследуют структурные уровни нижних ступеней. Например, Метагалактика состоит из сверхскоплений галактик, любая галактика в свою очередь состоит из звездных скоплений и т.д. вплоть к элементарным частицам. То есть в основе материи лежит понятие об элементарной части, которая повторяется, транслируется в пространстве-времени, в результате чего формируется целое: вещество и структура мира.

Структурные уровни организации материи по Б.П.Иванову

Номер СУМ Структурные уровни материи Верхние и нижние границы радиуса ядер ОФМ, м Средние геометрические радиусы скоплений ОФМ,м Кинетическая энергия скоплений ОФМ, Дж Собственные частоты скоплений, Гц
 
21.0 К вышестоящим уровням материи        
20.0 Квазары 6,88·1041- 5,38·1039 6,08·1040 4,5·1061 2,53·10-60
19.0 Радиогалактики 4,2·1037 4,25·1038 3,12·1058 3,67·10-57
18.0 Сверхскопления галактик 3,281035 3,71·1036 2,15·1055 5,32·10-54
17.0 Скопления галактик 2,56·1033 2,9·1034 1,49·1052 7,7·10-51
16.0 Кратные галактики 2,0·1031 2,26·1032 1,03·1048 1,11·10-47
15.0 Гипергалактики 1,56·1029 1,17·1030 7,1·1045 1,61·10-44
14.0 Галактики 1,22·1027 1,38·1028 4,9·1042 2,32·10-41
13.0 Субгалактики 9,55·1024 1,08·1026 3,38·1039 3,39·10-38
12.0 Гипершаровые скопления 7,46·1022 8,44·1023 2,33·1036 4,9·10-35
11.0 Шаровые скопления звезд 5,83·1020 6,59·1021 1,61·1033 7,1·10-32
10.0 Субшаровые скопления звезд 4,55·1018 5,1·1019 1,11·1030 1,03·10-28
9.0 Рассеянные скопления звезд 3,56·1016 4,0·1017 7,69·1026 1,49·1025
8.0 Кратные звезды 2,78·1014 3,14·1015 5,3·1023 2,16·10-22
7.0 Гиперзвезды 2,17·1012 2,43·1013 3,66·1020 3,1·10-19
6.0 Звезды 1,7·1010 1,92·1011 2,53·1017 4,52·10-16
5.0 Субзвезды 1,33·108 1,5·109 1,75·1014 6,55·10-13
4.0 Планеты 1,04·106 1,17·107 1,2·1011 9,49·10-10
3.0 Астероиды 8092 9,15·104 8,33·107 1,37·10-6
2.0 Кометы 63,22 715 5,76·104 1,99·10-3
1.0 Глыбы-гиперметеороиды 0,494 5,588 39,75 2,88
.0.1 Гравий-метеороиды 0,39·10-3 4,36·10-2 2,74·10-2 4172
.0.2 Песок-миллиметеороиды 3,0·10-5 3,41·10-4 1,89·10-5 6,04·106
.0.3 Алеврит-микрометеороиды (пыль) 2,35·10-7 2,66·10-6 1,3·10-8 1,99·109
.0.4 Кристалл 1,84·10-9 2,08·10-8 9,04·10-12 1,27·1013
.0.5 Кластеры 1,44·10-11 1,63·10-10 6,24·10-15 1,83·1016
.0.6 Молекулы 1,12·10-13 1,27·10-12 4,31·10-18 2,66·1019
.0.7 Атомы 8,77·10-16 9,95·10-15 2,98·10-21 3,85·1022
.0.8 Нуклиды 6,85·10-18 7,76·10-17 2,05·10-24 5,57·1025
.0.9 Протоны 5,35·10-20 6,06·10-19 1,42·10-27 8,0·1028
.0.10 Электроны 4,18·10-22 4,73·10-21 9,8·10-31 1,17·1032
.0.11 Позитроны 3,27·10-24 3,7·10-23 6,77·10-34 1,69·1035
.0.12 Субэлектроны 2,55·10-26 2,9·10-25 4,67·10-37 2,45·1038
.0.13 γ- кванты 1,7·10-28 2,26·10-27 3,22·10-40 3,55·1041
.0.14 Рентгеновские лучи 1,56·10-30 1,76·10-29 2,22·10-43 5,14·1044
.0.15 Видимые лучи 1,22·10-32 1,38·10-31 1,53·10-46 7,44·1047
.0.16 СВЧ и ВЧ 9,5·10-35 1,08·10-33 1,06·10-49 1,08·1051
.0.17 Средние радиоволны 7,43·10-37 8,4·10-36 7,3·10-53 1,56·1054
.0.18 Длинные радиоволны 5,80·10-39 6,57·10-38 5,05·10-56 2,26·1057
.0.19 Низкие частоты 4,50·10-41 5,1·10-40 3,49·10-62 3,27·1060
.0.20 Инфракрасные частоты 3,50·10-43 4,0·10-42 2,41·10-62 4,74·1063
.0.21 21 cлой (СУМ) 2,77·10-45 3,1·10-44 1,66·10-65 6,85·1066
.0.22 22 2,16·10-47 2,4·10-46 1,15·10-68 9,94·1069
.0.23 23 1,69·10-49 1,9·10-48 7,94·10-72 1,44·1073
.0.24 24 1,32·10-51 1,5·10-50 5,48·10-75 2,08·1076
.0.25 25 1,0·10-53 1,2·10-52 3,78·10-78 3,02·1079
.0.26 26 8,00·10-56 9,1·10-55 2,61·10-81 4,37·1082
.0.27 27 6,30·10-57 7,1·10-57 1,8·10-84 6,33·1085
.0.28 28 4,90·10-60 5,5·10-59 1,25·10-87 9,17·1088
К внутренним структурным уровням материи и к ее эфиру          

Таблица 2.1.5-2

По выше приведенным табличным данным Б.П.Ивановым граница микрокосма (внутреннего мира) и макрокосма определяется числом после .0., .0.1 и т.д. В микрокосм, таким образом, вошли структуры, начиная от гравийных частиц, песка, алеврита и меньшей размерности. Достоинство выше приведенной структурной иерархии на основе идеи организационной формы материи заключается в возможности определения дискретных границ размерности материального мира путем деления на коэффициент подобия 5 равным числу 128 (для микрокосма) и путем умножения на этот же коэффициент (для макрокосма). Таким образом, микромир по Б.П. Иванову вполне дискретен и поддается граничному структурированию, но на границах микроструктур их свойства меняются скачкообразно.

Макрокосм для Земли в этой классификации начинается с околоземного пространства и распространяется на всю внешнюю часть вселенной.

Иерархический подход Б.П.Иванова хорош для описания научной картины мира. Он несколько будет смущать обывателя в той части, что подобное членение материального мира, хотя и охватывает все многообразие закономерно изменяющихся его свойств и структур, но не дает возможности образно выделить иерархическую соподчиненность, с которой обычно имеет дело сознание человека. Он чаще меряет не числом, а соотносимым масштабом, способностью разрешения глаза или осознанием размерности на уровне ощущений.

В концепции «квантового рождения вселенной», выдвинутой в 1973 г. П. И. Фоминым и Е. Трионом, причинно-обусловленные связи на всех структурных уровнях Мира наблюдается в «начальном» состоянии вселенной, которое представляло собой физический вакуум. А причиной наблюдаемого ныне космологического расширения могла стать антигравитирующая способность вакуума, вызывающего отталкивание между «внесенными» в него частицами вещества. И для него давление отрицательно: p = - ε. Однако основным камнем преткновения квантового рождения вселенной заключается в необходимости объяснения, почему она выглядит изотропной при расширении из состояния сингулярности.

Первое поколение космологических моделей соответствовало однородному и изотропному распределению материи, то есть описывало не реальное распределение вещества, а – усредненное по ячейкам, размер которых порядка межгалактических расстояний, с начальной сингулярностью – состоянием с бесконечной плотностью. Эволюция мира в этих моделях зависит от суммарной плотности вещества ρ в настоящую эпоху. И если ρ < ρкрит. (~10-25 г/см3), то пространство бесконечно («открытый мир») и наблюдающееся ныне космологическое расширение неограниченно; в случае ρ > ρкрит. – пространство конечно, а расширение, спустя некоторое время, должно смениться сжатием («замкнутый мир»). Открыт или замкнут, в рамках данных моделей Мир (Метагалактика) в настоящее время не ясно, так как современные наблюдательные оценки свидетельствуют о том, что ρ / ρкрит ~1.

Второе поколение космологических моделей. Учет неоднородностей реального распределения вещества в Метагалактике привел к несколько иной картине её эволюции. Эти модели противоречат наблюдаемой глобальной изотропии реликтового (фонового) излучения. Потому как любое сколь угодно малое отклонение от изотропности быстро растет с расширением вселенной, и она не может открываться в пространстве изотропно, поскольку расширение идет быстрее, чем распространяется электромагнитное излучение.

В моделях третьего поколения предусматривается «первичное квантование» параметров модели (приближение к полной квантовой модели мира). Однако модели третьего и второго поколений не позволяют объяснить изотропность Метагалактики, включая изотропность реликтового излучения, за исключением его флуктуации – дипольная компонента.

Ссылки

  1. Имеет широкий метрический разброс

  2. Иванов Б.П. Физическая модель Вселенной. –СП-б.:ПОЛИТЕХНИКА,2000.

  3. В силу принципа неопределенности Гейзенберга.

  4. Иванов Б.П. Физическая модель Вселенной.-СПб.:ПОЛИТЕХНИКА,2000.

  5. Коэффициент подобия Б.П.Ивановым определен предельным числом удвоений семи структурных уровней.