Форма тела особи любого вида представляет собой набор признаков, переданных ей по наследству от предков. Для того чтобы выжить в текущей среде обитания или приспособиться к новым условиям окружающей среды, популяции необходимо пройти через естественный отбор тех признаков, которые имеются в генофонде вида. Поскольку каких-то идеальных генов, соответствующих данным условиям, чаще всего не бывает, природа обходится тем, что есть. Здесь можно привести очередную аналогию.

Представьте себе, что вы совершали морское путешествие и потерпели кораблекрушение. Вам повезло, и вы выбрались на необитаемый остров, где вам придется полагаться только на то, что находилось в ваших карманах на момент кораблекрушения. Понятно, что идеальными в данных условиях были бы набор всевозможных инструментов и «Справочник по выживанию на необитаемом острове» (Автор Робинзон Крузо, 4-е издание). Но у вас ничего такого нет. Значит, нужно использовать то, что есть, иначе вы погибнете.

В кармане у вас завалялась монетка. Вы затачиваете ее края на камне и пользуетесь ею для обстругивания веток, с целью создания стрел для охоты и гарпунов для ловли рыбы. Конечно, для этого гораздо лучше подошел бы нож, но его у вас не было. Впрочем, с этим неплохо справляется и монетка, а благодаря выпуклым буквам и цифрам на поверхности она не так сильно скользит в руках. Позже вы придумываете еще один способ затачивать стрелы. Вам уже не нужен нож, но нужно грузило для удочки. Идеально для этого подошел бы кусочек свинца, но его у вас нет. Поэтому вы сгибаете монету пополам и прикрепляете ее к леске. Теперь выпуклые буквы помогают ей крепче держаться на леске. Итак, вы уже нашли два применения тому, что предназначалось совершенно для других целей и не имело никакого отношения к жизни на необитаемом острове. При этом монета - не самый совершенный инструмент, но он работает. Вы ловите рыбу и поддерживаете свое существование. Тем временем на монете остаются отметки, повествующие об ее истории. На ней до сих пор видны отчеканенные буквы с цифрами, она сохраняет округлую форму, а также острые края с того времени, когда служила режущим орудием. В данный момент чеканка используется совсем для другой цели, нежели изначально, а острые края уже не нужны, хотя никакого вреда от них тоже нет.

То, что мы проделали с монеткой, эволюция автоматически делает с различными органами тела в ходе естественного отбора. Результат же получается примерно тот же. Тела многих животных сохраняют черты, которые сейчас используются совсем для других задач, нежели раньше. Зубы акулы - это видоизмененные чешуйки; крылья птицы - видоизмененные передние конечности; мембраны на крыльях летучих мышей сначала прикрывали тело, но позже стали использоваться для увеличения аэродинамической поверхности и т. д. Кроме того, некоторые черты, подобно заостренным краям монеты в нашем примере, сейчас не имеют никакого полезного свойства, хотя в прошлом были полезны для предков нынешних особей и передавались из поколения в поколение. Вы, вероятно, сейчас сидите на остатках хвоста, который возник у ваших предков и выполнял полезные функции, но в настоящий момент представляет собой лишь несколько костей на конце позвоночника. Другой пример - рудиментарный палец собак, который можно заметить у них высоко на ноге и который не касается земли. У предков собак было пять полноценных пальцев, но в процессе эволюции они стали бегать быстрее, так что один палец уменьшился в размерах и поднялся выше (сокращение числа пальцев на ноге распространено среди животных, которые быстро передвигаются по земле; см. рис. в гл. 12, раздел «Ступни»). Сейчас у собак только четыре функциональных пальца. Пятый палец ничего полезного не дает, и собаководы иногда даже удаляют его хирургическим путем. Вполне вероятно, если бы собаки и дальше жили сами по себе, а не рядом с человеком, который подвергает их искусственному отбору, и если бы естественный отбор среди них продолжился, то их пятый палец или совсем исчез бы, или не был бы виден снаружи, как остатки хвоста у людей.

Эволюция не стремится к совершенству

Если какой-то признак в ходе эволюции утрачивается, то восстановить его почти невозможно.

Естественный отбор действует только в отношении тех признаков, которые имеются в данный момент, так что изменения условий влияют только на те части тела особи, которые есть сейчас. Например, птицы произошли от древних пресмыкающихся, которые произошли от древних земноводных, а те в свою очередь произошли от древних рыб. У древних рыб, земноводных и пресмыкающихся были длинные хвосты, которые участвовали в движении, когда животные плавали. В процессе своей эволюции птицы утратили длинные костистые хвосты и приобрели вместо них хвосты в виде перьев. От первоначальных хвостов у них осталась только так называемая гузка. Когда некоторые птицы (например, пингвины) вернулись в водную среду обитания и начали плавать, у них не вырос такой же хвост, как был когда-то. Для плавания пингвины использовали конечности, с помощью которых ранее летали, то есть крылья, так что теперь они как бы летают под водой. В результате кости их крыльев стали больше и крепче, чем кости крыльев других птиц, ведь плотность воды значительно больше плотности воздуха и для передвижения в ней требуется больше усилий. Как следствие, пингвины утратили способность летать в воздухе. Они плавают на поверхности моря, но хвост для плавания у них так и не появился. Вместо этого пингвины гребут в воде перепончатыми лапами подобно тому, как отталкиваются ими, передвигаясь по земле.

Идеальным решением для передвижения птиц в воде был бы хвост, подобный хвосту рыб, но эволюция ничего не планирует и не продумывает заранее. Эволюция просто происходит в результате естественного отбора; это следствие, а не причина. Пингвины приспособились к новой среде обитания и выжили, потому что естественный отбор понемногу изменял облик особей каждого поколения. Благодаря долгой череде небольших изменений общая форма тела пингвинов изменилась так, как требуется для птиц, которые ловят рыбу в воде. Природа не требует идеального решения, она довольствуется тем, что работает.

Так мы подходим к ответу на давний вопрос, который задают себе многие женщины: «Почему рожать так больно?» Беспощадный в своей прямоте ответ звучит следующим образом: «Потому что роды вовсе не обязаны быть безболезненными». Эволюции все равно, доставляют роды боль или удовольствие; пока они выполняют свою задачу, все остается так, как есть. Пока рождается достаточное количество здоровых малышей, сопутствующая родам боль не имеет никакого значения для естественного отбора, вне зависимости от того, что думает по этому поводу мать. Та степень боли, которую испытывают женщины при родах, - это, скорее всего, относительно недавнее новшество, возникшее всего несколько миллионов лет назад с увеличением объема человеческого мозга. Голова современных младенцев крупнее голов их предков, а появляться на свет им приходится примерно по тому же родовому каналу. Пока большинство родов заканчиваются удачно, нет никаких предпосылок для того, чтобы путем естественного отбора увеличились размеры родового канала. В результате сохраняются родовые боли.

«Природа не терпит пустоты»

Биологи часто повторяют эту фразу, но ее значение не всегда так очевидно. Как заметил Дарвин, виды борются между собой за существование. Но лучше всего жить тем, у кого нет никаких конкурентов, поэтому, как только в природе появляется неисследованная возможность, кто-то обязательно ею воспользуется.

Мир природы похож на современный деловой мир. Если работники в офисах слишком заняты, чтобы ходить на обед, то обязательно появится тот, кто предлагает услуги по доставке обеда прямо на рабочие места. Торговцы сандвичами получают прибыль, заняв свою нишу на рынке, - можно придумать сотни подобных примеров из области коммерции, которая как нельзя лучше подходит для сравнения с тем, что происходит в природе. Такая «коммерческая ниша» это своего рода «пустота», которую ищут все вокруг. Это может быть идея, до которой еще никто не додумался, или монополия на производство какой-нибудь продукции. Наткнувшись на какую-нибудь «жилу», до которой еще не добрались конкуренты, можно получить значительную прибыль. Когда же появляются конкуренты, то основатели бизнеса меняют стратегию, стараясь выполнять свою задачу более эффективно (например, продавать сандвичи по более низкой цене), вносят изменения в свои действия (например, заодно предлагают и напитки) или просто пытаются пережить конкуренцию. Это и есть то, что в теории Дарвина называется «борьбой за существование» (в нашем примере выраженное через мир бизнеса). Бизнес эволюционирует так же, как и биологические виды.

В природе многие виды птиц питаются летающими насекомыми - пищей, богатой белкaми, но существуют насекомые, которые летают ночью, когда птицы спят. Природа не терпит пустоты, и эту нишу на рынке заполнили ночные млекопитающие, которые в процессе эволюции приобрели способность летать, - летучие мыши. У них даже возникли крылья, преобразовав передние конечности. Внешне летучие мыши походят на птиц, потому что ведут примерно такой же образ жизни.

В мире бизнеса происходит примерно то же самое - предприятия, ведущие похожие дела, организованы идентично, даже если между ними нет прямой связи. Благодаря одинаковым условиям среды они приобретают схожие признаки. В работе продавцов сандвичей, например, неизбежно много общего, даже если их места находятся на противоположных концах света: для производства сандвичей они используют хлеб и наполнители; у них должны быть помещения и повара для изготовления сандвичей; у них должны быть транспортные средства для доставки продукции клиентам; чтобы ее разносить, у них должны быть корзинки или тележки; нужно принимать оплату деньгами. Все это следствие выбранного продавцами образа жизни. Природа в этом отношении ничем не отличается от бизнеса.

Животные, занимающие схожие ниши в разных частях света, как правило, похожи друг на друга. Морские птицы Южного полушария, загребающие воду лапами, ныряющие за рыбой и перемещающиеся под водой при помощи своих крыльев (пингвины), имеют общие черты с морскими птицами Северного полушария, загребающими воду лапами, ныряющими за рыбой и перемещающимися под водой при помощи своих крыльев (кайры и гагарки). Млекопитающие, постоянно обитающие в воде, плавающие с большой скоростью и добывающие рыбу (дельфины), похожи на хищных рыб, ведущих такой же образ жизни, хотя и не являются рыбами. Вымершие ихтиозавры также походили на дельфинов и на хищных рыб, потому что вели схожий образ жизни, даже несмотря на то, что были пресмыкающимися (их название переводится как «рыба-ящерица»).

Таким образом, разные группы животных, обитающие в схожих условиях, уподобляются друг другу, даже не будучи близкими родственниками. Биологи называют такой эволюционный процесс сближения «конвергенцией», то есть «схождением», потому что разные животные обретают примерно одну и ту же форму тела независимо друг от друга, не наследуя признаки от своих общих предков.

Эволюция никогда не дремлет

Эволюция не прекращается ни на мгновение, она происходит всегда, хотя и не стремится к какой-то цели; это пассивная реакция на естественный отбор, который также не прекращается ни на мгновение. Люди никоим образом не являются «венцом творения», хотя некогда это было общепринятым мнением. У эволюции нет «венца», нет конечной точки, она продолжается всегда. Нас даже нельзя назвать самым совершенным видом современности, эволюция которого заняла больше всего времени. Каждый ныне существующий вид эволюционировал столько же времени, сколько и мы (начиная с момента появления жизни на планете), и все существующие ныне виды в равной степени выиграли борьбу за существование.

Время от времени ученые находят окаменелые останки предков некоторых современных видов (например, папоротников, акул или крокодилов), которые, как кажется, ничуть не изменились за прошедшие миллионы лет. Распространено даже мнение, что это своего рода примитивные формы жизни, застывшие во времени. Но эволюция определяет не только внешние черты животных или растений, она меняет и внутренние органы, а также их функции. Со временем меняется даже биохимический состав организма. То, что современные животные или растения выглядят примерно так же, как и их предки, обитавшие миллионы лет назад, еще не значит, что эволюция обошла их стороной. Любой садовник скажет, что папоротники очень устойчивы ко многим болезням и вредителям, обладая прекрасной химической защитой. Вполне вероятно, что у их предков не было такой защиты. За миллионы лет внутренние защитные механизмы папоротников могли очень сильно измениться, чего не скажешь об их внешней форме. Акулы также страдают лишь от некоторых заболеваний, как и крокодилы, раны которых на удивление быстро затягиваются в грязной воде. Сейчас медики даже пытаются найти особые вещества в крови этих животных, сражающиеся с бактериями и уничтожающие их подобно пенициллину.

Нельзя также утверждать, что современные виды в чем-то превосходят виды, жившие в прошлом. Каждый вид приспособлен к своей специфической среде обитания, поэтому мнение о том, что вымершие виды были лишь «переходным звеном» к современным, ошибочно. Для примера возьмем людей, живших 10 000 лет назад. Да, у них не были развиты технологии, у них было накоплено меньше знаний, они не могли похвастаться достижениями в области медицины или строительства, но, прежде чем называть их «примитивными», подумайте, каким мир будет через 10 000 лет. Люди будущего будут обладать знаниями и способностями, какие нам даже не снились. Станут ли они называть нас всего лишь «переходным звеном» от каменного века к их современности? Не думаю. Мы не существуем для того, чтобы проложить дорогу будущим поколениям. Мы реагируем на современные условия и пытаемся выжить, как можем, в окружающих условиях. То же самое происходит и в процессе эволюции. Каждый вид приспособлен к своему времени. Время это может быть коротким или долгим, но сам факт существования вида говорит о том, что он все-таки победил в борьбе за существование. Вспомним, для того чтобы появилась птица дронт, потребовалось три с половиной миллиарда лет. Птицы этого вида были прекрасно приспособлены для условий острова Маврикий в Индийском океане и вымерли только после того, как европейцы завезли туда виды животных со своего континента, к сосуществованию с которым дронт оказался неприспособлен. Это все равно что выпустить стаю львов в местном торговом центре - мы тоже окажемся неприспособленными для существования в новых условиях (дронты гнездились прямо на земле, и завезенные моряками свиньи быстро пожрали их яйца).

Без вмешательства человека дронт, возможно, выжил бы и существовал по сей день. Но что значит «выжить»? Ответ на этот вопрос тоже неоднозначен. Ни один вид из обитавших на планете 400 миллионов лет назад сегодня не существует, но если бы все они вымерли, то никакой жизни сегодня не было бы. Виды исчезают по двум причинам: либо численность их представителей постепенно сокращается, пока не умрет самый последний (классический пример вымирания), либо вид постепенно эволюционирует и становится непохожим на своего дальнего предка. Примерно 4 миллиона лет назад в Африке обитал один вид, представители которого покинули ветви деревьев и принялись расхаживать по саванне. Сейчас этого вида не существует (если бы такое существо встретилось нам на улице, мы бы сразу поняли, что перед нами нечто непохожее на то, что мы видели до сих пор), но нельзя и сказать, что этот вид вымер. Как и многие другие виды, он выжил благодаря тому, что изменил свой облик, приспособившись к современным условиям. А теперь речь пойдет о его потомках.

Мякишев Г. Если бы Аристотель был прав //Квант. - 1995. - № 2. - С. 18-21.

По специальной договоренности с редколлегией и редакцией журнала "Квант"

Классификация движений

Великий Аристотель (384 - 322 до н.э.) с самого начала, казалось бы, поступил совершенно правильно: чтобы разобраться в многообразии видимых движений, нужно их рассортировать - классифицировать.

В те далекие времена Земля считалась центром Вселенной, и все движения рассматривались, естественно, по отношению к Земле. Идее относительности движения не было места.

Естественные движения

В первую очередь следует выделить естественные движения тел, которые называются так потому, что их не надо поддерживать извне. Они совершаются по раз и навсегда заведенному порядку и определяются природой тел.

Тяжелые предметы падают на Землю сами собой, стремясь к центру Вселенной, а легкие тела, подобные огню, поднимаются вверх, так как стремятся к своему естественному месту - краю области, окружающей центр Вселенной (рис. 1).

Рис. 1. Камень падает вниз, а огонь от костра поднимается вверх

Другой вид естественного движения - это движение звезд, Солнца, Луны и планет (рис. 2). Они совершают равномерное круговое движение относительно центра мироздания, ибо именно такое движение является наиболее простым и совершенным. Тела эти состоят из особой небесной субстанции и потому не падают на Землю.

Рис. 2. Фотография околополярной области неба, снятая неподвижной камерой с экспозицией около часа

Принудительные движения

Наряду с естественными движениями существуют принудительные. Это те движения, которые не могут происходить сами собой и побуждаются внешними воздействиями - силами. Например, для движения повозки ее все время должна тянуть лошадь (рис. 3). И чем сильнее она тянет, тем быстрее движется повозка. Ее скорость прямо пропорциональна силе. Повозка сразу же останавливается после прекращения внешнего воздействия.

Рис. 3. Принудительное движение повозки

Трудности в механике Аристотеля

Представления Аристотеля, по словам выдающегося современного американского философа и историка науки Томаса Куна , «не лишены смысла». Более того, Кун считает, что физика Аристотеля «не просто плохая физика Ньютона; она совсем другая».

В самом деле, ведь Аристотель четко фиксирует то, что каждый из нас видит каждый день (или каждую ночь): Солнце, Луна и звезды движутся по окружностям, камни падают вниз, а любая повозка остановится, если ее перестанут тянуть или толкать. Однако немало движений не совсем укладываются в классификацию Аристотеля и для их «объяснения» приходится прибегать к различным ухищрениям.

Природа не терпит пустоты

Можно проделать очень простой опыт. Нарисуем на полу небольшой круг. Проходя с мячом в руке рядом с ним, нужно на ходу разжать пальцы так, чтобы мяч попал в круг. Если выпустить мяч точно над кругом, то он в него не попадет. Мяч почему-то летит не просто вниз, но еще и вперед по ходу движения. (Как выявили исследования, проведенные в колледжах США, далеко не каждый школьник сразу понимает, что мяч надо выпускать не над кругом, а заранее.)

Как же объясняет падение мяча Аристотель? Вначале мяч движется принудительно под действием руки. При этом за мячом возникают завихрения воздуха, которые и толкают его вперед после того, как пальцы разжались. Здесь складываются естественное движение (падение вниз) и принудительное под действием завихрений воздуха (движение вперед).

А что будет, если мяч бросить в пустоте? Ответ Аристотеля гениально прост: этого вы сделать не можете, так как природа не терпит пустоты.

Блуждающие звезды

Почему Аристотель и его современники были убеждены в том, что именно Земля - центр Вселенной? Это же совершенно «очевидно» I Вокруг чего иного, как не центра мироздания, могут совершать звезды свои идеальные пути? К чему, как не к центру, стремятся падающие тела?

Однако давно уже было подмечено, что движение не всех небесных тел такое уж идеальное. Планеты - «блуждающие звезды», как их называли, - описывают на небе какие-то замысловатые петли (рис. 4). Аристотель мог этого и не знать, но когда тщательные наблюдения астрономов установили это бесспорно, здание механики Аристотеля зашаталось. Зашаталось, но не рухнуло. Клавдий Птолемей (ок. 100 - ок. 165) объяснил загадочные движения планет, не отказываясь от идеи Аристотеля о совершенном равномерном движении небесной субстанции по окружностям.

Рис. 4. Пример видимого пути планеты по небу за год

Каждая планета движется вокруг некоторого центра О (рис. 5), а сам этот центр обращается по окружности вокруг Земли. В момент, когда скорость \(~\vec \upsilon_O\) точки О противоположна скорости планеты \(~\vec \upsilon_p\), земному наблюдателю кажется, что планета поворачивает назад.

Рис. 5. Эпициклы Птолемея

Сложная и несколько запутанная система мира Птолемея тем не менее позволяла предсказывать положения планет довольно точно.

Гелиоцентрическая модель Вселенной

Великий шаг в понимании природы был сделан польским ученым Николаем Коперником (1473 - 1543).

В центре мироздания он вместо Земли поместил Солнце. Благодаря этому сложные движения планет оказались очень простыми, если принять, что все планеты, и Земля в том числе, обращаются вокруг Солнца.

Однако создание системы Коперника не так уж много изменило в механике Аристотеля. Просто место Земли заняло Солнце. Объяснение видимого движения звезд вращением Земли внесло идею относительности движения, но подтверждало мысль Аристотеля о том, что движение по окружности - это естественное движение.

Множественность миров

Истинный переворот в понимании механического движения связан с именем итальянского мыслителя Джордано Бруно (1548-1600). Бруно выдвинул идею множественности миров. Солнце не является центром мироздания; оно - одна из бесчисленных звезд, но только расположено недалеко от нас . Это и нанесло решающий удар по механике Аристотеля. Если нет центра мироздания, то бессмысленно говорить о естественном движении вокруг него, и вся классификация движений как отправной метод построения механики утрачивает опору. Поэтому Бруно не только великий астроном, но и великий механик. Фактически его идею следует понимать как принцип равноправности всех мест Вселенной.

Разрушив основную идею механики Аристотеля, Бруно ничего нового на ее месте не сумел создать. Он был обвинен инквизицией в ереси и 17 февраля 1600 года сожжен на костре.

Зарождение новой (теперь ее называют классической) механики

Галилео Галилей (1564 - 1642) первым совершенно отчетливо понял, что отсутствие центра Вселенной не позволяет говорить о движении как о чем-то абсолютном (относительно Земли у Аристотеля или относительно Солнца у Коперника). Движение относительно: можно с полным основанием говорить о движении любого тела по отношению к любому другому. Ну а если движения относительны, ясно, что их классификация - занятие довольно бесперспективное. Так, для человека, отдыхающего в парке на скамейке, и для другого, который в это время катается на карусели, все вокруг движется по-разному.

Не ведет ли это к хаосу, если нельзя даже классифицировать движения? Полностью от классификации движений Галилей не отказался. Но подход к классификации у него был принципиально иным, чем у Аристотеля. Отказавшись вслед за Дж. Бурно от представлений о центре Вселенной, Галилей с неизбежностью пришел к мысли, что если и существует «естественное» движение, то это движение тел, которые движутся «сами по себе», не подвергаясь никаким воздействиям. По мнению Галилея, естественное движение, или движение по инерции, - это прямолинейное движение с постоянной скоростью. В какой-то мере это кажется очевидным: ведь если тело не испытывает воздействия, то оно движется как бы в пустоте. Движение в пустом пространстве нигде не может ни ускориться, ни замедлиться. Тело не может повернуть ни налево, ни направо - просто для таких изменений движения не видно никаких причин.

Однако ни с чем не взаимодействующих тел нет и быть не может. Откуда же у Галилея возникла уверенность в справедливости его умозрительных доводов? Галилей отчетливо понял, что естественному движению с постоянной скоростью мешает сопротивление окружающей среды (воздуха, воды) или сила трения со стороны твердых поверхностей, по которым происходит движение. Простые опыты прямо указывают, что чем меньше сопротивление или трение, тем менее заметно изменяется скорость и тем дольше продолжается движение.

Здесь надо подчеркнуть еще один принципиально важный момент. Огромная, даже основная заслуга Галилея в том, что он по-новому понял, что такое законы движения. Ведь как было у Аристотеля: вижу - классифицирую; классификация движений - непосредственное обобщение наблюдений. У Галилея другой подход: он за видимыми движениями искал потаенную, сокровенную суть управляющих ими законов. Путь Галилея привел к возможности установить общие законы механического движения. Но для этого потребовался гений Ньютона.

Суть механики Ньютона

Есть нечто символическое в том, что Исаак Ньютон (1643 - 1727) родился почти точно через год после того, как не стало Галилея, и в том, что младенец, родившийся крохотным и совсем слабеньким (по словам современника, его можно было утопить в пивной кружке), вошел в историю как один из величайших титанов человеческого духа.

Ньютон понял и математически сформулировал основной факт, относящийся к механическому движению: воздействия тел друг на друга (силы) во всех без исключения случаях определяют не скорости движения тел, как считал Аристотель, а ускорения, т.е. быстроту изменения скорости . В этом и состоит то, что мы называем инерцией. Ускорение возникает сразу, одновременно с началом действия силы, а скорость нарастает постепенно. Даже очень большая сила не в состоянии сообщить телу сразу значительную скорость. Для этого нужно время. Чтобы остановить тело, опять-таки нужно, чтобы тормозящая сила (трение, сопротивление среды или что-либо иное) действовала некоторое время.

Силы - причины изменения состояния движения тел, т.е. их скорости. И если что и нужно классифицировать в первую очередь, то это типы сил, а не типы движений, которые зависят от системы отсчета.

Ньютон сформулировал основной закон динамики (второй закон), который называют уравнением движения: произведение массы на ускорение равно сумме всех действующих на тело сил:

\(~m \vec a = m \frac{d \vec \upsilon}{dt} = \vec F_1 + \vec F_2 + \vec F_3 + \ldots = \vec F. \qquad (1)\)

Когда Аристотель прав?

Аристотель:движение безынерционно, \(~\vec \upsilon \sim \vec F \qquad (?)\)

Ньютон: движение инерционно, \(~\frac{d \vec \upsilon}{dt} \sim \vec F \qquad (!)\)

А теперь попробуем перевести качественные представления Аристотеля о движении тел на математический язык, используя понятия и величины, входящие в механику Ньютона.

С самого начала надо отвергнуть разделение движений на естественные и принудительные. С точки зрения механики Ньютона, все движения надо отнести к принудительным (исключая движения свободных тел). Законы механики универсальны, и никакой «небесной субстанции» не существует. Поэтому движения небесных тел - планет, Луны и звезд - должны подчиняться тем же законам, что и падение камня на Землю, и движение повозки, влекомой лошадью. Мы теперь знаем, что в рамках применимости, когда можно пренебречь релятивистскими и квантовыми эффектами, механика Ньютона совершенно справедлива.

Движение, по Аристотелю, безынерционно, т.е. никакого времени для приобретения скорости не требуется, а скорость однозначно определяется приложенной силой. В каких случаях это предположение приблизительно справедливо?

Очевидно, в тех случаях, когда произведение массы на ускорение во втором законе Ньютона много меньше всех сил, действующих на тело, в том числе и силы сопротивления (трения):

\(~ma \ll F_1, ma \ll F_2 \ldots\)

Значит, механика Аристотеля вполне применима для установившегося движения, когда скорость не меняется и ускорение равно нулю (или очень мало). Это довольно распространенные случаи. Вот почему даже в наше время можно встретить людей, которые смотрят на движение так же, как Аристотель, впрочем, не отдавая себе в этом отчета.

Установившееся движение описывается уравнением

\(~\vec F + \vec F_c(\vec \upsilon) = 0,\)

где \(~\vec F_c\) - сила сопротивления, зависящая от скорости. Видно, что величина силы сопротивления, а значит, и величина скорости однозначно определяются силой \(~\vec F\). Так, если предположить, что \(~\vec F_c = - \mu \vec \upsilon\), то получим

\(~\vec \upsilon = \frac{\vec F}{\mu}.\)

По Аристотелю, скорость тела тем меньше, чем больше сопротивление среды. Если же сопротивления нет совсем, то под действием силы тело сразу же приобретает бесконечную скорость. Так, в пустоте, по словам Аристотеля, тело падало бы с бесконечно большой скоростью. Этого не происходит только потому, что природа не терпит пустоты.

Уравнение (2) можно назвать «вторым законом» в механике Аристотеля. Как мы увидим дальше, оно совершенно не годится для описания переходных процессов, предшествующих установившемуся движению. Однако чем меньше масса и чем больше коэффициент сопротивления μ , тем меньше интервал времени, на котором механика Аристотеля несостоятельна.

Первый закон претерпевает неизбежные существенные изменения. В механике Аристотеля свободное тело, т.е. тело, на которое не действуют силы, будет находиться в покое. Роль инерциальной системы ньютоновской механики будет играть система отсчета, в которой свободное тело покоится. Принцип относительности не выполняется.

Когда Аристотель неправ?

С самого начала здесь нужна оговорка. Ведь если бы Аристотель в самом деле был во всем прав и существовала бы небесная субстанция, из которой состоят тела, движущиеся относительно Земли по совершенным круговым орбитам, то такой мир мог бы существовать и в нем была бы возможна жизнь. Наше заявление в начале статьи в этом отношении двусмысленно. (Неслучайно Кун говорит не о ложности механики Аристотеля, а лишь об отличии ее от механики Ньютона.) Но все же, если признать в принципе возможным научный подход к теории принудительных движений по Аристотелю и признать все движения принудительными, то в этом и только в этом смысле можно сказать, что жизнь в мире, подчиненном механике Аристотеля, невозможна. «Объяснения» же Аристотелем естественных движений и выделение их в основной тип движений ни в каком отношении научным считать нельзя. Все сводится здесь к утверждению: «тела движутся так, а не иначе, потому что мы видим, что они именно так движутся». Это не наука.

Падение тел было бы равномерным

Ограничимся простым случаем падения по вертикали (рис. 6). На камень со стороны Земли действует постоянная сила \(~\vec P\). Как только вы разжали пальцы руки, камень, согласно Аристотелю, тут же начинает падать с постоянной скоростью. С этой же скоростью он достигнет поверхности Земли и немедленно остановится, как только сила упругости со стороны Земли станет равной Р по модулю.

Рис. 6. Тела падают на Землю с постоянной скоростью (?)

К примеру, в механике Аристотеля прыжки с любой высоты были бы безопасны. Опасность падения с высоты целиком и полностью обусловлена инерцией тел. При достижении силой упругости со стороны Земли значения Р тело не останавливается, но продолжает двигаться вниз, постепенно замедляя скорость. При этом сила упругости со стороны Земли продолжает нарастать, и в теле человека возникают деформации, значительно превышающие те, которые существуют, когда человек стоит на Земле. Это и ведет к травмам.

Не было бы колебаний

Колебания маятника - грузика на нити или на пружине - происходят благодаря инерции тел. Скорость тела по мере приближения к положению равновесия увеличивается, достигает максимума в положении равновесия, но не становится сразу равной нулю после уравновешивания сил. Она уменьшается постепенно благодаря действию силы, направленной к положению равновесия.

Согласно же механике Аристотеля, скорость маятника максимальна в первый момент, когда отклонение от положения равновесия максимально и максимальна сила, действующая на тело. По мере приближения к положению равновесия сила и скорость уменьшаются и в положении равновесия становятся равными нулю.

Можно предположить, что вряд ли возможно существование живых организмов без каких-либо колебательных процессов. Но главная опасность для жизни в другом.

Не существовало бы планетных систем

Если бы по мановению волшебной палочки механика Ньютона сменилась бы на механику Аристотеля, то Земля и все планеты начали бы падать на Солнце со все возрастающей скоростью (рис. 7). Ведь скорость была бы, согласно Аристотелю, направлена по силе, а сила направлена к центру Солнца. И очень скоро с Солнечной системой было бы покончено.

Рис. 7. Земля падает на Солнце (?)

Падения не происходит из-за того, что сила определяет не скорость, а ускорение. Ускорение Земли направлено к Солнцу - в этом смысле Земля «падает» на Солнце, но направленная по касательной к орбите скорость не меняется (в случае круговой орбиты) по модулю, а изменяется лишь по направлению (поворачивается). При сложении ускоренного движения к Солнцу и движения с постоянной скоростью в перпендикулярном направлении получается круговая (или эллиптическая в общем случае) орбита.

Механика Аристотеля и антропный принцип

Почему Вселенная такая, какая она есть? Почему она управляется теми законами, которые мы обнаруживаем? На первый взгляд, эти вопросы кажутся совершенно бессмысленными: не нашего ума это дело. Тем не менее, некий, конечно далеко не исчерпывающий, ответ можно дать. И ответ этот прост: Вселенная должна быть устроена так, чтобы в ней могли появиться разумные существа. В противном случае некому было бы задавать какие-либо вопросы. В этом состоит антропный принцип.

Так вот: антропный принцип «запрещает» механику Аристотеля; механика же Ньютона ему удовлетворяет.

Данный доклад видного современного экономиста М.Л.Хазина был сделан 23 января 2013 года на заседании Клуба Товарищей Военного института иностранных языков Красной Армии

Концепция глобальных проектов была придумана для того, чтобы объяснить, что то, что происходит в мире, – это смена не только социально-экономических формаций, но и идей. Я хочу наполнить некоторые тезисы и начну с принципиального момента, который состоит в следующем. Начиная примерно с Рождества Христова, две тысячи лет с лишним всё мировое развитие идет в рамках тех или иных глобальных проектов. Глобальный проект – это идея, которая описывает мир для человека, описывает смысл жизни для человека, описывает цели его существования, критерии и параметры его счастья и оказывается настолько богатой, что начинает структурировать мир вокруг себя. Всего, если мы посмотрим на историю, в истории было шесть-семь глобальных проектов.

Есть один проект, который начался еще до нашей эры, – это буддийский проект. Практически одновременно с буддийским появился иудейский проект, далее христианский, затем исламский, затем христианский разделился на два.

Начиная с христианского проекта и до XVI века все глобальные проекты опирались на систему ценностей, которую условно можно назвать библейской. Эта система ценностей оказалась настолько мощной, что она победила Римскую империю.

После падения Рима и принятия Европой христианства практически вся Европа стала христианской. И здесь обнаружилась любопытная вещь. Система хозяйствования в этом новом обществе в корне отличалась от той, которая существовала в Риме, и той, которую имеем в современности. Смысл этой системы хозяйствования состоял поддержании, сохранении такого порядка вещей, который сейчас мы называем социальной стабильностью. А жертвой этого нового экономического порядка стало то, что сейчас мы называем прогрессом. Производство в средневековой Европе осуществлялось цеховым образом, жестко ограничивались объемы производства, технологии, количество производителей. Почему? Потому что углубление разделения труда, появление фабричного труда и даже мануфактуры ведет к разрушению общества, разрушению социальной структуры.

Классический пример взаимодействия средневекового общества и общества, ориентированного на прогресс, – это взаимодействие Индии и Англии в XVIII–XIX веках. Завоз английских фабричных товаров в Индию, прежде всего тканей, вызывал массовые голодоморы, так как огромное количество индийских производителей не выдерживало конкуренции и разорялось: миллионы, по некоторым данным – десятки миллионов человек.

В XVI веке в Европе, которая была к тому моменту самой дикой и самой бедной частью Евразии, неожиданно произошла революция, идейная и экономическая.

С чем это было связано? Ответа точного у меня нет, у меня есть версия, которая звучит так: XVI век – это пик малого ледникового периода, когда среднегодовая температура в Европе понизилась на несколько градусов.

В России это было время царствования Годунова и Великой Смуты, когда население России из-за климатических неурядиц сократилось в полтора раза.

В Европе, особенно Северной, также стало понятно, что выживание в изменившихся климатических условиях при сохранении прежней экономической модели оказывается физически невозможным. Просто потому, что земля перестала при тех же количествах труда приносить нужное количество продуктов.

При этом пришлось решать две связанные между собой задачи: как сегодня сыскать хлеб насущный и, соответственно, что делать завтра?

Первая задача была решена путем «раскулачивания» католических монастырей, которые в средние века были единственными источниками денег. Начинается Реформация, католические монастыри подвергаются разграблению.

Вторая задача – увеличение того продукта, который можно обменивать на еду, потому что еды, производимой на территории Северной Европы, уже не хватало для того населения, которое там имелось. И тогда появилась идея (сначала, как тогда казалось, на время, а потом оказалось, что навсегда) – отменить существовавший в христианстве запрет на ссудный процент. В этой связи была разрушена цеховая система хозяйствования и началось то, что мы сегодня называем научно-техническим прогрессом. К этому можно добавить, что в XVI веке в Северную Европу, в Голландию и Англию пришли венецианские деньги, которые стали источником первоначального кредита. Но даже если бы их не было, механизм уже был запущен.

Таким образом, в XVI веке в Европе стартовал новый глобальный проект, капитализм, смысл которого состоял в углублении разделения труда, поощрении научно-технического прогресса и извлечении прибыли с помощью ссудного процента.

Однако при этом оказалось, что система христианских и, шире, библейских заповедей – цельная и разрушение одной из заповедей с неизбежностью приводит к деформации и разрушению всей системы.

Начались разрушительные религиозные войны, начались столкновения внутри самих конфессий, при этом протестантские пасторы сожгли больше людей, чем сама инквизиция.

К концу XVIII века стало понятно, что общество, в котором библейская система частично разрушена, не может быть устойчивым. И появились две новые идеи, два новых глобальных проекта.

Один из них доводил до логического завершения отказ от одной из библейских заповедей и провозглашал отмену вообще всех заповедей. Так возникло современное западное либеральное общество.

Другая модель возвращала запрет на ссудный процент. Но поскольку ссудный процент и кредит были связаны с научно-техническим прогрессом, а в XVIII веке идти против научно-технического прогресса уже никто не решался, то идея была трансформирована следующим образом: ссудный процент был оставлен, но было запрещено его частное присвоение и вообще присвоение доходов от деятельности. В XIX веке это трансформировалось в марксизм и выразилось в запрете частной собственности на средства производства.

В конце концов каждый из этих двух проектов, либеральный и «красный» сформировали себе свою общественную систему, и в XX веке они отчаянно дрались между собой.

Как и каждый глобальный проект, каждый из них сформировал собственную систему базовых целей, проектного языка, модельных принципов, ценностей и терминов.

Приведу только один пример. Что, например, означает слово «свобода»?

В западном, либеральном проекте слово «свобода» означает право любого индивидуума самостоятельно выбирать себе ценностную базу, вплоть до выбора самых радикальных антиценностей вроде педофилии или убийства.

Например, в США в целом не существует морального запрета на убийство, мораль здесь заменена законом: что не разрешено законом, то и плохо. Американец не должен убивать другого американца не потому, что это аморально, а потому, что это запрещено законом. А вот иракца или афганца убивать можно, потому что законом это не запрещено.

В «красном» же проекте слово «свобода» означает отсутствие эксплуатации человека человеком.

В 70-е годы «красный проект» чуть было не победил, но в итоге победил проект западный.

А в прошлом, 2012 году произошло знаменательное явление, которое продемонстрировало, что мы, то есть всё человечество, впервые за две тысячи лет оказались в ситуации идеологического вакуума. Почему? Потому что в 2012 году западный идеологический проект фактически заявил о своем добровольном уходе со сцены.

Скорее всего, ключевой точкой разворачивающихся событий стало лето 2011 года, когда был арестован экс-глава МВФ Доменик Стросс-Кан. Реальной причиной ареста Стросс-Кана явилась борьба группировок внутри западной элиты. Часть этой элиты, элиты западного проекта, в рамках которой сейчас уже существует весь мир, решила повторить в масштабах всего мира фокус, который она уже однажды проделала в начале XX века в Соединенных Штатах Америки по итогам экономического кризиса и депрессии 1908–1904 годов, которую в те годы называли Великой. А тогда было принято решение о создании Федеральной резервной системы США. В наши годы было, очевидно, принято решение о создании аналога ФРС на глобальном уровне – так называемого Центробанка центробанков.

Уже обсуждалось, что это будет на базе МВФ, уже обсуждалось, как будет называться новая валюта, уже обсуждались технические детали…

И вдруг администрация США арестовывает Стросс-Кана. И тема Центробанка центробанков была закрыта, она исчезла со страниц СМИ и с телеэкранов, исчезла практически мгновенно. После этого стало ясно, что сохранить ту экономическую базу, на которой покоился западный экономический проект более невозможно. И в середине 2012 года элита западного глобального проекта распалась на несколько больших частей.

Самая крупная часть приняла решение, условно говоря, пойти на второй заход.

Поскольку мировое правительство институализировать не удалось (а Центробанк Центробанков и был бы основой этого самого мирового правительства, о котором эта часть элиты уже давно мечтает), то нужно устроить несколько независимых валютных зон, вернуться в каком-то смысле в тридцатые годы и повторить весь пройденный путь, возможно – в улучшенном варианте.

Другая группа, понимая, что нужно спасать Соединенные Штаты Америки, решила, что эмиссионный потенциал Федеральной резервной системы США нужно направить на поддержание реального сектора американской экономики. Это те, кто стоял за Миттом Ромни, условно говоря – республиканцы, хотя на самом деле всё сложнее и не так линейно.

Третья группа – это группа международных банкиров, которая во что бы то ни стало хочет сохранить эту множественную сеть международных банков. А для этого им нужно держать ФРС под полным контролем.

До недавнего времени любой чиновник ФРС знал, что главное – это интересы акционеров ФРС, которые контролируют семь из двенадцати мест в Совете директоров, и по этой причине слушаться нужно их, банкиров. Сегодня этот чиновник неожиданно обнаруживает, что если слушаться банкиров, то можно и «присесть», как это было со Стросс-Каном.

В результате произошедших событий с конца 2011 года полный контроль на ФРС имеет администрация президента Соединенных Штатов.

Ромни проиграл президентскую гонку, так что с реальным сектором не вышло. Та группа, которая хочет создать альтернативные центры силы, никогда не имела контроля за Белым домом.

Таким образом, остались только две группы. Во-первых, та, которая прежде всего хочет сохранить американскую финансовую систему и с помощью нее вытаскивать американскую и мировую экономику. Не через реальный сектор, а через финансовый.

И вторая группа – этот остатки международных банкиров, которые хотят сохранить международную финансовую сеть и, соответственно, глобальную систему разделения труда.

На Обаму пытались воздействовать обе группировки, представленные в его окружении. После того как в конце 2012 года Обама представил состав своей новой администрации, стало ясно, что международные банкиры полностью проиграли. Обама полностью изменил подходы к внешней политике и, как это очень скоро будет видно, к внутренней экономической политике.

Теперь вся эмиссия почти полностью идет на поддержание внутриамериканского спроса.

В результате оказывается, что международные банкиры не нужны. У них начинаются серьезные проблемы; пока еще они контролируют МВФ и Всемирный банк. Как только произойдет реальная смена, я думаю, к концу февраля – началу марта 2013 года, как только новые министры Обамы (особенно этот касается нового секретаря казначейства – министра финансов Джека Лью, который не из «Голден Сакс», как большинство членов предыдущего финансового блока администрации, а из «Ситигруп») приступят к исполнению своих обязанностей, они немедленно возьмут под полный контроль и МВФ, и Всемирный банк.

В этой связи обнаруживается, что мировая финансовая элита, которая после 1991 года фактически взяла на себя ответственность за мир, ушла. И человечество как бы повисло в воздухе.

Очень интересно это выглядит в нашей стране. Как мы знаем, 18 января газета «Ведомости» опубликовала статью Чубайса, в которой он обрушился с нападками на С. Глазьева (не так давно назначенного советником президента по экономическим вопросам). Вообще специфика поведения западной интеллектуальной обслуги состоит в том, что они принципиально игнорируют любую нелиберальную точку зрения. Для газеты «Ведомости», для «Коммерсанта» Глазьева в принципе не существовало в природе. И вдруг неожиданно – большая статья. Почему? Потому что, как мы знаем, Путин поручил академикам Некипелову и Глазьеву разработать некий план.

Проходившие ранее встречи академиков-экономистов с Путиным никого не интересовали и ничего не решали, ибо все понимали, что либеральную команду с места сдвинуть невозможно. Сейчас ситуация изменилась принципиально. Основной проблемой момента является то, что либеральная команда не может обеспечить достаточного экономического роста. Путин же требует роста. Либеральная команда уже не может обеспечить одобрения своих планов в Белом доме, а через несколько месяцев не сможет обеспечить и их одобрения и в МВФ, и во Всемирном банке. Встает вопрос: кому и зачем нужна нынешняя либеральная команда?

И у них началась в некотором смысле истерика. Путин требует обеспечить 5–6-процентный рост. Либералы отвечают: «Нет. Можно только 2–3 процента». А Глазьев утверждает, что рост на 5–6 процентов в год вполне возможен. Приезжает к нам миссия МВФ, и ее руководитель начинает поддерживать своих, заявляя, что всё, что выше трех процентов, – чушь!

Таким образом, либералы в России начинают постепенно утрачивать позиции, с которых они могли диктовать свою волю, и переходить к обороне. Я не знаю, чем это закончится. Первые серьезные выводы можно будет сделать летом 2013 года, когда будет решаться вопрос о новом руководителе Центробанка РФ. И Путин либо переназначит Игнатьева, у которого истекает срок полномочий, либо назначит Улюкаева, либо назначит какого-то нелиберального деятеля. И вот тогда сразу станет понятно, хочет ли Путин что-то сделать или нет.

Итак. Мы оказались в ситуации идеологического вакуума. Пусто. Никакого центра принятия решений больше нет.

Элита западного проекта ушла с позиции генератора правил. И понятно почему.

Можно всячески ругать международных банкиров, и есть за что их ругать, но в течение последних 30 лет они обеспечивали минимальный порядок и экономический рост. Другое дело, что при этом они брали себе львиную долю прибылей. Сейчас ситуация другая: роста нет, а львиную долю банкиры продолжают забирать себе. Именно поэтому им приходится уходить.

Но если их нет, то кто?

Еще раз повторю: мы сегодня все оказались в ситуации идеологического вакуума. Нет общепризнанного глобального проекта, никакой-то группы, которая в рамках идеологии одного из проектов пыталась бы предложить миру какую-то систему общих правил.

Это в каком-то смысле катастрофа для человечества. Но одновременно это и уникальная возможность. Потому что тот, кто предъявит в этой ситуации новые правила, может оказаться на коне во главе гонки.

При этом нас ждет очень серьезный экономический кризис. В наиболее острой форме он будет происходить через год-другой. Такая оценка вытекает из возможности эмиссионного ресурса США (а других ресурсов у них попросту не осталось) удерживать ситуацию. На два-три года их еще хватит, а дальше…

Теперь вопрос: а что можно предложить?

Я не вижу другой альтернативы, кроме «красного проекта». По банальной причине – мы не можем отказаться от научно-технического прогресса, например, перейдя на исламскую экономическую модель. В этом случае мы практически автоматически получаем резкое сокращение населения Земли – грубо говоря, с семи миллиардов до полутора. Поддерживать выживание и хотя бы сегодняшний уровень жизни для всего населения Земли без научно-технического прогресса невозможно.

Тут есть и один нюанс. Дело в том, что в рамках «красного проекта» очень сильно ослаблена мистическая компонента. Символ веры есть, а ее мистическое обоснование отсутствует.

Как оказалось, вера в Бога в христианском, исламском и других вариантах оказалась более устойчивой, чем научно обоснованная «марксистская вера».

Дальше я повторю, что я уже неоднократно говорил: в одних регионах мира нужно скрещивать экономическую модель, вытекающую из «красного проекта», с исламом, в других – с христианством, в третьих, может быть, с буддизмом.

В любом случае после кризиса нам придется менять социально-экономическую модель. Мне кажется, что в будущей модели мира вместо научно-технического прогресса будет социальный прогресс и в связи с этим изменением целевой функции будет меняться система социальных отношений.

Разумеется, все эти изменения могут произойти только после спада, вызванного кризисом, который вызовет разрушение сложившихся социальных систем в Европе, США и Японии. Что касается Китая, то там, видимо, возможно сохранение нынешней социально-политической системы, но при полном разрушении той части экономики, которая сейчас ориентирована на Запад и работает в рамках ценностей западного проекта.

Завершаю. У меня получается следующая конструкция. Существует несколько регионов мира, в которых переход к новой модели возможен без тотального социально-политического кризиса. Это Китай, это Россия, возможно, Индия, Бразилия, Индонезия. Возможно построение «красного проекта» на идеологической базе католичества в Латинской Америке, хотя я думаю, что это не получится. В России возможна даже система, сочетающая «красный проект» с христианством и исламом одновременно.

Закончу тем, что уже говорил: в этой ситуации вакуума тот, кто предложит новый глобальный проект, может выиграть глобально, даже если сейчас и является достаточно слабым игроком.

Михаил Леонидович ХАЗИН

Natura ablwrret vacuum. Природа не терпит пустоты.
Выражение приписывают Аристотелю (384-322 до н. э.).
Но природе приходится "терпеть" много чего и многих, которые не очень того для неё...
Мысль Аристотеля, исходя из здравого смысла и современных законов физики, следует дополнить. Природа не терпит пустоты, но и обойтись без неё не может.
Довольно очевидное утверждение. Но, как ни странно (а может это уже стало и как обычно), не все это понимают в полной степени. Хотя уверены, что "понимают"... А зачем "им" это?
И что же такое "пустота", иногда спросит современно мыслящий молодой (что редкость) или просто мыслящий человек, наслышавшийся из всех источников и щелей интернета про сакральную "пустоту", которая есть всё и вся?
Некоторые профанически настроенные апологеты пустотного подхода даже пытаются "глядеть из неё" (есть такая группа на ФБ). Видимо они не понимают, что как только они туда в эту "пустоту" залезут, чтобы из неё поглядеть на мир, то она тут же перестанет быть "пустотой", по определению. Ваше наличие там сразу же делают пустоту непустотной.
"Взгляд" из пустоты в принципе не возможен по законам логики и физики. Это можно только для эзотерически ограниченных болванов. А им всё одно - главное почувствовать себя приобщённым к чему-то. Пусть и к "пустоте". Какой ни есть, а он свой дуралей среди подобных дуралеев...
Пустота - это, любому здравомыслящему человеку ясно и очевидно, - есть отсутствие наполненности чего-то всем. Пустота требует ограничения своего присутствия. Границы раздела "пустоты" и "не пустоты". И определения всего того, что не есть "пустота". А этого никто не может сделать! Формы материи бесконечно разнообразны. Мы в начале пути их познания... Сейчас это кажется "пустотой", а завтра там обнаруживается куча частиц и полей...
В этом смысле понятие "пустота" абсолютно относительное понятие.
Отсутствует одно, так обязательно присутствует что-то другое. И только за счёт восприятия этого другого, это одно становится "нечто" с определённым названием. Так устроен мир. И наше понимание его.
Природа не терпит пустоты - это утверждение продукт нашего мышления, а не атрибут природы, - потому, что никакой пустоты просто нет без наличия вещества или поля, относительно которых её можно называть "пустотой".
Даже абсолютный физический вакуум в современном понимании чем-то наполнен. Конечно, любой профан в интернете может не согласиться с этим. На то он и профан. И вовсе не за знаниями он лезет в интернет... Все это понимают.
Рассмотрим к примеру, понятие "пустота" с философской точки зрения. О "пустоте" как таковой говорить пустое занятие. Всё познаётся в сравнении. "Пустота" всегда в чём-то заключается, находится, содержится. О бесконечной "пустоте" говорить можно, но это бесконечность "дурная"... Пустое занятие.
Чтобы создать чувственное представление о "пустоте", очевидно, необходимо иметь нечто, относительно чего она таковой и является. В чём-то она обязательно должна находиться. Назовём это условно "сосудом" - неким объектом, который может что-то вмещать или не вмещать внутри себя.
Человеческое тело можно рассматривать как пустой сосуд, заполненный органами и тканями...
Солнечная система - это пустота, в которой есть Солнце, вокруг которого в вакууме движутся планеты.
Атом - это пустота, образованная положительно заряженным ядром (его размер 10 в минус 15 степени метров) и отрицательно заряженными электронами (находящимися от ядра на расстоянии в 100 000 раз превышающем размер ядра). Размер атома 10 в минус десятой степени метра. Сплошная пустота в атоме. Чтобы вы наглядно поняли пустотность атома, например водорода, я приведу такой метафорический пример. Если ядро атома имеет размер в 1 метр, то его электроны или граница атома находится на расстоянии 100 километров от него. Как Коломна от Москвы. А между ними "пустота"...
Таким образом, в любом объекте, который мы условно называем "сосудом", должно обязательно иметься определённое количество "свободного" пространства для заполнения этого сосуда чем-то. Этот факт мы называем наличием "пустоты" в сосуде. То есть, мы можем сказать, что сосуд заполнен пустотой? Но это же оксюморон! Ладно, оставим это...
Свободное пространство в сосуде - это то, что можно заполнить чем угодно, что не есть в нашем понимании "пустота". Основное качество пустоты - это возможность её заполнения чем-то непустотным, вещественным или полевым. Под пустотой, следовательно, следует понимать некоторое наличное пространство, ограниченное со всех сторон "стенками" (границами раздела), отделяющими "пустоту" от окружающей среды, куда можно поместить всё что угодно.
Сосуд может содержать то или иное количество по объёму "пустоты" - незанятого ничем пространства, - и заполненности - вещества в нём. Или поля. Без сосуда нет "пустоты". Всегда в конкретной ситуации встаёт вопрос: пустота чего или для чего? Или в чём? Пустота делается таковой только при наличии "не пустоты", которая может заполнить эту пустоту и границы раздела. И это всё отражается в наших головах. Полная взаимообусловленность этих противоположностей - пустоты и вещества - формируется в человеческом мышлении. Одного без другого быть не может. Диалектика. Пустота - это продукт человеческого сознания!
Однако, некоторым людям хочется выделить "пустоту", как некую самостоятельную, самодостаточную, "субстанциальную" сущность - по их представлениям без пустоты нет сосуда, дома и колеса. Мол "пустота" может быть сама по себе иметь существование и "полезность".
Вопрос - где они только смогли "увидеть" и "почувствовать" реальную пустоту без стенок? Только в своих головах! Приводят "оригинальное" рассуждение: "Тридцать спиц соединяются в одной ступице, [образуя колесо,] но употребление колеса зависит от пустоты между [спицами]. Из глины делают сосуды, но употребление сосудов зависит от пустоты в них. Пробивают двери и окна, чтобы сделать дом, но пользование домом зависит от пустоты в нем. Вот почему полезность [чего-либо] имеющегося зависит от пустоты."
Никто не спорит с тем, что пустота обуславливает возможность употребления и пользования многими объектами, она "полезна" и "важна" в определённых конкретных смыслах и обстоятельствах, но только при наличии вещества (не пустоты). Разве полезность кошелька определяется его пустотой? Хотя без "пустоты" этот объект невозможно использовать как кошелёк для наполнения его деньгами.
Без наличия глины "пустоты" получить невозможно. Это факт. Суть кувшина заключается не в "пустоте", а в выполняемой кувшином функции - хранить входящие в него объекты (жидкие, твёрдые, газообразные) - благодаря наличию в нём пустоты. Такая возможность обеспечивается созданием в кувшине свободного пространства, называемого пустотой. Для воды или зерна. Но для воздуха эта "пустота" пустотой уже не является. В кувшине содержится "свой" воздух, который не пустит в кувшин воздух извне. Эффект "пустоты" в этом смысле наглядно относительный.
Можно создать в кувшине и вакуум. (К слову, кто из читателей понимает, что такое "вакуум"?). Но без кувшина, без его стенок этого, очевидно, не сделать. Разбейте кувшин, разрушьте стенки и пресловутая "пустота" тут же "исчезнет". Потому что её там и не было как самостоятельной сущности.
Гончар создаёт как незаполненное глиной пространство (называемое пустотой), так и заполненное веществом, глиной пространство (тело, стенки кувшина). Эти два мыслимые человеком предметы и составляют сущность "кувшина".
Придавая телу форму гончар создаёт объект с определёнными свойствами и функциями. В этом суть его работы. В создании формы у тела и возможности выполнять определённые функции. И именно форма определяет свойство кувшина быть заполненным. Несомненно, и без "содержания" - физико-химических свойств отвердевшей глины - кувшин не может быть "кувшином".
Таким образом, чтобы воспринять, ощутить "пустоту", нужно ограничить её "не пустотой" (глиной, стенами), границами раздела. "Пустота" возникает только как часть некоего "сосуда", как элемент формы тела. Без определённой формы тело как вещь существовать не может. Уберите стенки кувшина или дома - пустота исчезнет. Польза не в "пустоте", а в форме тела, для создания которой используется "пустота". Форма тела обуславливается в равной степени как наличием чего-то непустотного (глины, стен дома, обода колеса), так и отсутствием этого (пустотой между спицами или в стенах дома и внутри него). Одно без другого быть не может.
Выпячивать одно, считая другое вторичным, - по меньшей мере наивно. Природа не терпит пустоты, но и обойтись без неё не может - вот суть устройства природы. Возводить культ "пустоты" и считать её самой важной во всём - это заблуждение. Так же как и наоборот - считать, что вещество ("не пустота") создаёт всё. Без "пустоты" не возможно придать глине форму кувшина, а без глины никто не сможет увидеть и использовать "пустоту".
Газ или жидкость, как известно, всегда стремятся максимально заполнить все пустоты любого сосуда, объекта, в котором они находятся. Жидкость занимает самые низкие части сосуда с сохранением собственного объёма, а газ равномерно заполняет весь доступный объем сосуда. Такое поведение обуславливает принципиальное отличие газового состояния вещества от жидкого и твёрдого.
Движущей "силой" такого поведения текучих и газообразных веществ являются два фактора: стремление к минимуму внутренней энергии вещества (минимальное значение энергии Гиббса) и стремление к максимально хаотическому состоянию распределения частиц (максимальная энтропия).
То есть, природа не то, чтобы действительно не "терпит" пустоты, природа всегда стремится к равновесному состоянию с минимальной энергией. Выражаясь словами Аристотеля, можно сказать, что природа не терпит неравновесных (напряжённых) состояний и больших значений внутренней энергии.
Вот почему жидкая вода в воздухе принимает форму шара (капли). Солнце, звёзды, планеты также шарообразны по этим же причинам - у шара минимальная поверхность при данном объеме тела, что и обеспечивает минимум поверхностной энергии.
По тем же причинам камень при первой возможности свалится с горы в пропасть, вода со склона стечёт в реку, а духи испарятся из флакона...
Это выглядит как "нелюбовь" природы к пустоте.
Можно сказать, что и пустота не терпит природу. Там, где появляется пустота возникает хаос...
Таким образом, понятие "Пустота" можно трактовать, по меньшей мере, двояко...
Пустота - как пустое, ничем не занятое пространство. Тогда необходимо перечислить всё то, что есть... И дать экспликацию слова "пространство".
Пустота - это как некая сущность типа "ничто"...
Бесконечность отсутствия всего... Нуль... Или Ноль...

"Пустые разговоры о пустоте"
"Бублик и пустота"

Рецензии

Можно рассматривать пустоту как "коан". Или как относительно чего-то другого. Например, пустой стакан - пустой относительно стакана с водой.
Тогда пустотой является воздух в стакане. То есть, воздух есть мера пустоты.
Или пустота есть объем, который ничем не занят кроме предмета, принятый нами по умолчанию пустым. Например, мы заглядываем в комнату, где никого нет и говорим - там пусто. Потому что столы, стулья, обстановка обои по умолчанию будут считаться пустотой. Следовательно, пустотой может быть что угодно, она повсюду. Человек - ты для меня пустое место или в упор не вижу.

Ежедневная аудитория портала Проза.ру - порядка 100 тысяч посетителей, которые в общей сумме просматривают более полумиллиона страниц по данным счетчика посещаемости, который расположен справа от этого текста. В каждой графе указано по две цифры: количество просмотров и количество посетителей.

Которые окружены полями величиной до 10 11 Тл . Для сравнения: рекордное поле, полученное людьми, было около 100 Тл, а магнитное поле Земли и вовсе составляет всего 5·10 -5 Тл, но даже это еще не рекорд скромности. Самыми слабыми магнитными полями в космосе обладают войды — гигантские беззвездные пустыни, лежащие между скоплениями галактик.

«Измерения и расчеты показывают, что у войдов есть магнитные поля, но только очень маленькие, — рассказывает первый автор исследования, сотрудник ГАИШ МГУ и ИЯИ РАН Максим Пширков. — Они точно сильнее, чем 10 -21 Тл, но не больше 3·10 -13 Тл». Российские ученые в своем исследовании уточнили верхнюю границу этой оценки.

Для этого астрофизики посмотрели на сигналы от 4000 , находящихся на разных расстояниях от Земли. Каждый из них излучает электромагнитные волны с определенной поляризацией , которая меняется при прохождении волны через магнитное поле. При этом интенсивность этого эффекта зависит не только от величины магнитного поля, но и от длины волны: чем она больше, тем больше у проходящей электромагнитной волны меняется поляризация.

Поэтому, фиксируя поляризацию приходящих на Землю радиоволн разных частот и зная примерное положение источника, можно оценить, через какие магнитные поля они проходили за свое долгое путешествие в космосе. Основной вклад в изменение поляризации радиоволн дает магнитное поле нашей Галактики, через которое излучение неминуемо проходят по пути к Земле. Оно гораздо больше полей всех встреченных войдов, а вероятность прохождения излучения через другие галактики, по словам ученых, минимальна.

Компьютерная модель распределения источников света во Вселенной. Пространство между светящимися галактиками и скоплениями галактик заполнено большими темными пустотами - войдами. Изображение: UCL Mathematical and physical sciences/Flickr

Поэтому ученые специально оценивали величину магнитного поля Млечного Пути с помощью обработки и усреднения сигналов от нескольких десятков ближайших источников и дальше вычитали эффект, связанный с нашей родной Галактикой, из общего сигнала. «В результате даже в излучении источников, излучавших более 10 миллиардов лет назад, мы не увидели никакого эффекта, связанного с магнитным полем, — говорит Максим Пширков. — Никакой эволюции плоскости поляризации, и значит, радиоизлучение на своем пути не встречало полей значительной силы».

По отсутствию сигнала ученые оценили максимальное значение магнитного поля в войдах: «Да, мы не увидели никакого эффекта, но все физические наблюдения неминуемо обладают какими-то ошибками, и поэтому можно оценить, сколько магнитного поля добавить в войд, чтобы на выходе в пределах погрешностей получился нулевой эффект».

Из этих расчетов получилось, что поле в межгалактических пустотах не превышает 10 -13 Тл, что как минимум в миллиард раз слабее магнитного поля на Земле.

Одним словом, оно почти неуловимо и в довесок еще не до конца объяснимо. «В этом исследовании мы выступили в некотором смысле агностиками и просто ставили наблюдение без рассуждений о природе этого поля, — рассказывает Пширков. — По современным представлениям оно могло появиться только двумя способами: либо с помощью нетрадиционной физики родиться в самой ранней Вселенной, либо возникнуть чуть-чуть позже: примерно через 500—1000 миллионов лет в астрофизических объектах вроде галактик, откуда в межгалактическое пространство его вынес сверхмощный поток вещества — джеты активных ядер галактик или сверхсильные звездные ветры».

Работа ученых, выполненная при поддержке Российского научного фонда, опубликована в журнале Physical Review Letters и попала в рубрику Editor’s Suggestion — «Выбор редакции». Ее результаты должны очень обрадовать людей, занимающихся астрофизикой космических лучей. Раньше считалось, что эти потоки высокоэнергетичных частиц отклоняются магнитными полями войдов, и потому перспективы определения источников лучей были очень туманными. Новые результаты показывают, что этот неприятный эффект можно не учитывать — магнитные поля войдов очень малы.