Физика ноосферы

Холманский А. С.

Аннотация: Рассмотрены физические принципы развития ноосферы как высшего уровня самоорганизации биосферы. Предложена универсальная характеристика природных и техногенных эволюционных процессов – действие. Показано, что необратимость технологий расщепления электронно-ядерной структуры вещества ведет к возрастанию электромагнитного статуса биосферы вплоть до обращения его в биогенный фактор эволюции.

О подчинении вектора эволюции биосферы (биогенеза) законам физики, свидетельствует корреляция нарастания сложности устройства и поведения живых систем с направлением стрелы времени. С хронологией геолого-исторических эпох можно сопоставить, например, такую последовательность развития уровней сложности живых систем: Растения – самодвижущиеся организмы – млекопитающие – человек разумный – разумное сообщество (ноосфера). Если геологические этапы биогенеза “отметились” запасами углерода в земной коре, то человек, паразитируя на биосфере, оставляет после себя лишь руины техносферы. При массе живого вещества на планете ~2 1012 т масса технолитов и твердых отходов составила к концу ХХ века ~8 1012 т. В силу своей эсхатологической сути техногенез обретает роль эволюционного фактора, адаптирующего физику мозга человека к условиям начального этапа ноогенеза путем внесения поправок в геном человека [1]. Энерго-информационный статус техносферы конца ХХ века образовали технологии, расщепляющие или возмущающие электронно-ядерную структуру косного и живого вещества. Человек, прямо или косвенно участвуя в процессе глобализации электромагнитного статуса техносферы, по принципу Кюри сам обрел ее характерные признаки или черты “искусственного человека” [1]. Условно назовем его homo magnеticus (человек электромагнитный). Появление данного подвида homo sapiens к началу XXI века закономерно и необходимо, как для перехода от техногенеза к ноогенезу (со сменой доминанты расщепления на доминанту энерго-информационный синтез), так и для образования в лоне homo sapiens человека духовного (homo spiritus). Данный переход лимитируется развитием технологий производства и преобразования энергии в информацию. Физическая суть этих задач увязана с принципом наименьшего действия Гамильтона. Учитывая это, а также важность временного фактора, примем в качестве физической характеристики эволюционных процессов величину – действие (Н), выразив ее через произведение энергии (E) на время (t), в течении которого эта энергия действует, то есть меняет порядок какой-либо материальной системы:

H = E t (1)

За единицу действия – е. д. [эрг с], примем постоянную Планка h (6,62 10-27 эрг с). Умножая величину h на N–1, N, N2, N3, где N – число Авогадро (6,02 1023), можно перекрыть весь масштаб физически возможных действий, начиная от элементарно-полевого, кончая космическим. Универсальность действия позволит формализовать переход техногенеза в ноогенез путем выявления в техносфере ее информационно-вещественной (ментальной) компоненты, прямо олицетворяющей разумные действия человека. Этот уровень техносферы формируется из структур, играющих роль носителей и генераторов любой информации и прежде всего ментальной. В силу дискретности информации и квантового характера изменения структуры ее носителей вместо (1) применима формула:

E t = nh, (2)

где n целое число, много меньшее N.

К примеру, с помощью (2) можно оценить по порядку величины энергию, действием которой в мозгу генерируется и сохраняется информация. Возникшая в сновидении информация, как правило, хранится не более часа. Если подставить это время в (2), взяв n = 1, то величина энергии, осуществившей размытее соответствующих электронно-информационных структур в мозгу, составит Ео ~ 10–30 эрг. Масштаб этой величины можно представить, умножив ее на число N, что даст значение энергии покоя электрона (mec2). Формулу (2) можно использовать для количественных оценок связи энергия – структура в динамично разивающихся квантовых системах. Например, одного кванта действия энергии ~7Ео достаточно для преобразования внутренней структуры нейтрона за время его жизни (~900 с) в протон, электрон и антинейтрино ( -распад). Постулируем, что материальная дискретная структура, олицетворяющая действие энергии, величиной Ео, играет роль универсального элемента для квантовых энерго-информационных систем.

Действие момента импульса L для квантовой системы также квантуется:

L2 = nh.

Если учесть, что вращательное движение, по сути своей, как бы замкнуто в себе (консервативно), то совпадение размерностей действия и L позволяет интерпретировать энергию вращательного движения как потенциальную для всех форм ее проявления (от спина частицы до момента импульса галактик).

В силу необратимости техногенеза важен вопрос о видах и объемах геокосмических источников энергии. От начала и по сей день жизнь на Земле питает и ведет по вектору эволюции энергия Солнца, которая действует в трех ипостасях – гравитационной, нейтринной и электромагнитной. Первая отвечает за стабильность состояния Земли в масштабе Солнечной системы. Действие энергии гравитации минимизировалось и сбалансировалось в геологические эпохи. Подтверждением этого служат следующие оценки. Суммарное значение L планет Солнечной системы равно ~3 1050 е. д., 60% от этой величины приходится на L Юпитера, тогда как L Солнца равен 5 1048 е. д. Из этих величин по формуле (1) можно оценить значения энергии, действием которой осуществляется один оборот Юпитера вок