Антропный принцип современной космологии
Антропный принцип впервые в 1958 г. был предположен нашим соотечественником Г. Идлисом (1928-2010) и затем Б. Картером (1942) в 1974 г., но в неявном виде он уже функционировал и раньше в виде антропоморфизма. Этот принцип применяется в слабом и сильном вариантах.
Слабый антропный принцип. На свойства Вселенной накладываются ограничения наличием нашей разумной жизни. То, что наблюдают астрономы, зависит от присутствия наблюдателя.
Сильный антропный принцип. Свойства Вселенной должны быть такими, чтобы в ней обязательно была жизнь.
Согласно этим принципам между фундаментальными свойствами Вселенной и возможностью существования в ней жизни установлены строго определенные отношения. Фундаментальные свойства мира количественно выражаются через фундаментальные постоянные (константы) и при их незначительном изменении может сильно измениться сценарий развития Вселенной, а теперь мы можем сказать, что и самой жизни во Вселенной, естественно, в нашем понимании. Таким образом, антропный принцип по сути превращает факт появления человека во Вселенной из случайного, незначительного, в центральный, приоритетный. «Любая физическая теория, которая противоречит существованию человека, очевидно, не верна» (П. Дэвис).
Заметим также, что антропный принцип не отвергает возможности существования других Вселенных. Однако эволюция может происходить без наблюдателей, и, следовательно, жизнь в нашем понимании в них невозможна. При использовании антропного принципа появляется возможность моделировать другие допустимые Вселенные, что, с точки зрения современной физики, доказывает существование множества миров.
|
|
|
Кроме того, АП приводит к мировоззренческим уточнениям не только по множественности обитаемых Вселенных, но и по множественности существования жизни в нашей Вселенной. Вопрос о существовании жизни в нашей Вселенной в свете антропного принципа приобретает новую окраску. Он означает, что наша Вселенная чрезвычайно тонко приспособлена для возникновения и существования жизни. Можно было бы подумать, что это относится к отдельной достаточно крупной, но все же локальной области Вселенной, где в силу случайной флуктуации (случайные отклонения от среднего значения физических величин, характеризующих систему из большого числа частиц; вызываются тепловым движением частиц или квантовомеханическими эффектами) создались условия, необходимые для существования жизни. Но предполагается, что Вселенная однородна и изотропна, т.е. ее свойства в больших масштабах одинаковы. Следовательно, когда мы говорим о чрезвычайно тонкой приспособленности Вселенной для жизни, речь идет не о локальных областях, а обо всей Вселенной в целом. Таким образом, применение АП приводит к выводу о закономерном возникновении и широкой распространенности жизни и разума во Вселенной. Антропный принцип, с точки зрения физики и философии, «отвергает» возможность уникальности земной жизни. Проблемы множественности миров неоднократно обсуждались на всех этапах человеческого общества. Например, Анаксагор выступил с идеей о гониометриях, каждая из которых содержит в себе все свойства Вселенной. Другой пример признания множественности миров дает нам Джордано Бруно, сожженный, как известно, инквизицией за эту идею.
|
|
|
Концепция сложностей ( общая характеристика )
Теория хаоса и сложности – это новая научная парадигма, являющаяся холистической по своей сути. Системы находятся в постоянном движении, взаимодействия с внешней средой, перерабатывая информацию и осуществляя обратную связь. Стадии динамического покоя перемежаются со стадиями настолько сложными, что производят впечатление полного и непредсказуемого хаоса. Порядок рождается из беспорядка в процессе самоорганизации, но в определенный момент «ослабленная» стабильностью система вновь дает рождение хаосу.
|
|
|
В теории сложности существуют шесть основных теоретических понятий: (1) чувствительность к первоначальным условиям, (2) странные аттракторы, (3) самотождественность, (4) самоорганизация, (5) край хаоса и (6) холмистый ландшафт.
Исследования Лоренца и других ученых доказали, что долгосрочное прогнозирование невозможно во всех открытых сложных системах. Малейшее изменение первоначальных условий приводит к иным результатам. В то же время во всех этих результатах, как бы они ни отличались друг от друга, присутствовал единый, общий для всех паттерн. Кроме того, Лоренц продемонстрировал, как модели с разными начальными условиями приводили к одному и тому же результату. Казалось, что непредсказуемые системы тем не менее «тянутся» или «привлекаются» к определенным упорядоченным структурам. Отсюда происходит термин «аттрактор» от английского слова attract – «привлекать». Сначала этот феномен назывался «аттрактор Лоренца», но сегодня более распространенный термин – «странный аттрактор». Процессы, происходящие в системе, никогда в точности не повторяются, но они всегда остаются в рамках определенного паттерна. Последователи теории хаоса утверждают, что все открытые системы, изучаемые физикой, химией, биологией, следуют странным аттаркторам.
|
|
|
Другой интересной особенностью систем, следующих странным аттракторам, является то, что они демонстрируют самотождественность, которая проявляется в том, что суб-система имеет очевидное, хотя и не идеальное, сходство с системой в целом. Такие типы структур называются фрактальными. Один из наиболее простых примеров фрактальных структур – снежинки, у которых каждый уровень разветвлений является как бы копией структуры в целом, хотя и никогда не повторяющейся.
Сложные адаптивные системы обладают также способностью к самоорганизации. Кажется, будто порядок вдруг появляется прямо из хаоса. Первым открыл и описал процессы самоорганизации Илья Пригожин, лауреат Нобелевской премии по химии в 1977 году за работу по диссипативным структурам. Традиционная химия, утверждает Пригожин, работает с системами, находящимися в состоянии термодинамического баланса. Если система выходит из состояния баланса, например, под воздействием петель положительной обратной связи, она может разрушиться. Пригожин продемонстрировал, что при определенных условиях химическая система может пройти через состояния хаоса не только не разрушившись, но и перейдя в новое состояние благодаря процессу самоорганизации. Открытые системы могут, находящиеся в неравновесном состоянии, могут самоорганизовываться, если уже в самой системе заложены предпосылки для этого. В процессе самоорганизации система вновь приходит к устойчивому состоянию на более высоком уровне сложности.
Феномен «грани хаоса» был независимо открыт Норманном Паккардом и Крисом Лэнгтоном. Грань хаоса – это узкая зона между системой, еще находящейся в состоянии порядка, и хаосом, разрушающим систему. Именно в этой зоне системы, находящиеся в шаге от смерти, вдруг проявляют неожиданные способности к созданию новых адаптивных структур, спасающих их от разрушения и восстанавливающих равновесие. Именно в системах, находящихся на грани хаоса, проявляются процессы самоорганизации, обнаруженные Пригожиным.
Кауфман, занимавшийся исследованиями в области медицины в Институте Санта Фе, является автором еще одной концепции теории сложности, которая называется «холмистым ландшафтом». В основе этой концепции лежит понимание, что отрытые системы живут только благодаря среде, которая в свою очередь состоит из других систем. Кауфман представлял среду сосуществования систем, как холмистый ландшафт, география которого являются непредсказуемой для каждой из систем. Каждый из холмов ландшафта, символизирующий успех и высокую эффективность, отделен от другого низинами, отличающимися нестабильностью, низкой эффективностью и дисбалансом. Жизнь любой системы – это путешествие по такому холмистому ландшафту. Забраться на вершину помогает или случай или целенаправленная деятельность. Однако, достижение новых вершин может быть чрезвычайно рискованным, т.к. для этого приходится проходить через предательские низины. Любая вершина будет опускаться и постепенно превращаться в низин, если на ней находятся слишком много систем. Точно также низина, покрываясь толстым слоем, может подрасти и превратиться в холм.
41. Сложные адаптивные системы и проблемы самоорганизации.
Сложная Адаптивная Система (САС) — сложная система, обладающая следующими свойствами:
-состоит из подсистем, которые также являются САС;
-является открытой системой, обменивающейся с окружением веществом, энергией и информацией;
-является сложной системой, свойства которой невыводимы из свойств ее подсистемных уровней;
-обладает самоподобием (фрактальное строение);
-способна к адаптивной активности за счет которой прирастают полезные способности и уменьшаются бесполезные способности;
-способна поддерживать свое стационарное состояние;
-способна наращивать упорядоченность (order) и сложность (complexity) за счет адаптивной активности.
Примерами САС являются живые системы (livingsystems) и социоэкономические системы. Существует несколько разных способов описания САС. Их можно разделить на два класса.
(1) Теории, в которых макродинамические регулярности выводятся посредством моделирования ансамбля отдельных «агентов», действующих по некоторым адаптивным правилам. При этом ансамбль как единое целое генерирует определенныемакрозакономерности. Эта теория спонтанного возникновения самоупорядоченности активно развивается в рамках исследований SantaFeInstitute.
(2) Другой способ описания макродинамики САС исходит из предположения, что некоторые наиболее фундаментальные свойства САС могут быть выведены из таких общих свойств этих систем, как присущая им способность адаптироваться к меняющемуся окружению. Этот подход не требует привлечения какой-либо информации о строении САС, или знания ее микроструктуры. Этот подход, позволяющий выводить некоторые макродинамические закономерности САС из общих свойств таких систем известен какМетод Системного Потенциала (МСП)
МСП-подход выводит макродинамические свойства Системы из ее способности адаптироваться к меняющемуся окружению. Эта способность выражается в наличии у таких Систем следующих двух свойств: (1) способности аккумулировать и использовать полезный опыт и (2) способности поддерживать свое временно-равновесное состояние. Первое свойство может быть представлено как петля положительной обратной связи: «полезный опыт» — «адаптивная деятельность» — «прирост в полезном опыте». Второе свойство можно представить как действие отрицательной (стабилизирующей) обратной связи: «отклонение от временно-равновесного состояния» — «внутренние процессы в САС» — «возвращение к временному равновесному состоянию». Согласно МСП-подходу динамика САС на макро-уровне определяется взаимодействием положительной и отрицательной петель обратной связи. Эти два процесса выражают на макроуровне адаптивное поведение отдельных частей и подсистем САС (например, агентов в Экономической САС).
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 540; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!