Устойчивое развитие: универсальный принцип синтеза естественных, технических и социальных знаний

Что такое «общий закон природы»?

Не сразу бросается в глаза, что в современной науке (в физике в том числе) отсутствует стандартное определение общего закона природы, выраженное в универсальных пространственно-временных мерах [2, 3, 7].

А.Эйнштейн сформулировал требование инвариантности, но стандартного определения и обоснования понятия общего закона природы, выраженного в пространственно-временных мерах, не оставил [2, 3, 4, 5].

В. Гейзенберг видел одну из основных задач современной физики в том, чтобы дать максимально простое понятие закона природы [6, 7].

Мы хотели бы обратить внимание, что в современной квантовой теории отсутствуют понятия «соизмеримость» и «соразмерность процессов». Отсутствие этих понятий порождает неопределенность [7].

Как ни парадоксально, но и теория относительности (общая и специальная) не решает проблемы Пространства-Времени. «Злого гения» Минковского, предложившего псевдоэвклидово пространство с четырехмерной геометрией сигнатуры < +--->, явно недостаточно, чтобы разрешить противоречия между различными типами систем Реального мира и различными типами геометрических Пространств: евклидовым и неэвклидовым, паскалевым и не-паскалевым, дезарговым и не-дезагровым, римановым и не-римановым.

Но еще великий Н. Лобачевский предполагал, что каждому типу геометрических пространств соответствует определенный класс систем реального мира.

Возникает вопрос: «Как определить эти классы? Как установить между ними связь?».

Без ответа на эти вопросы невозможно определить систему общих законов природы, выраженных в универсальных мерах, и установить пространственновременные границы действия того или иного закона природы.

Тем не менее, П.Г.Кузнецов совместно с Р.О.Бартини в 1974 г., показав множественность геометрий и множественность физик, открыли пространственновременную связь между ними и подтвердили ее на примере практически всех известных законов физики [2].

Эти результаты были предметом обсуждения в 1973-1974 гг. с академиками Н.Н.Боголюбовым и Б.М.Понтекорво и получили их одобрение.

том 6 №4 (9), 2010, ст. 1.

Мы считаем эти работы исконной основой точного научного знания, дающей возможность построить здание научного мировоззрения на прочном фундаменте общих законов природы.

Однако до публикации [1] выдающегося ученого и авиаконструктора Р.О.Бартини в 1965 году таблицы LT-размерностей сделать это было невозможно.

Отсутствовал ответ на два фундаментальных вопроса:

• 1.    Как пространственные L^R-меры связаны с Т^S-мерами времени? ¹

• 2.    Как все физические величины выразить в L^RT^S-мерах?

Ответ на эти вопросы и дала система LRTS-величин Бартини, открытая им еще в

30-х годах XX в. (рис. 1).

Рис. 1. Система пространственно-временных величин

Система состоит из бесконечных вертикальных столбцов, представляющих собой ряд целочисленных степеней L-длины, и бесконечных горизонтальных строк — целочисленных степеней T-времени. Пересечение каждого столбца и каждой строки автоматически дает размерность той или иной LT-величины [3, 4, 5].

Таблица LT-размерностей стала тем «гвоздем», который, по удачному выражению Г.Смирнова, «сколачивает математику и физику в единую конструкцию». Мы добавим к этому и философию, а также химию, биологию, экологию, экономику и науку о человеке.

LT-таблица в целом является классификатором качеств систем материального и идеального мира. Каждая клеточка таблицы — это класс систем, имеющий определенную универсальную меру. Она устанавливает границы между системами разного класса. Эти границы определяются пространственно-временной размерностью LT-величин. В пределах определенной размерности сохраняется качество системы, а ее изменения носят чисто количественный характер. Однако количественные перемены не изменяют качество системы тогда и только тогда, когда сохраняется универсальная мера, то есть LT-размерность остается постоянной.

Общим свойством любого закона природы является то, что он проявляет свое действие в границах качества, сохраняющего определенную LT-размерность.

Исследуя свойства тензоров Г. Крона, П.Г. Кузнецов установил, что таблица LT-размерностей является универсальной системой координат. Переход из одной «клеточки» в другую – это переход в другую систему координат, обладающую своей мерой, синтезирующей качество и количество в данном классе систем.

В силу этого общий закон природы — это утверждение о том, что величина [LRTS] является инвариантом, не зависящим от выбранной частной системы координат (не зависящей от частной точки зрения наблюдателя).

Стандартным изображением общего закона природы является приравнивание величины [LRTS]=const. Каждый конкретный закон природы – это проекция общего закона в той или иной частной системе координат [2, 3, 4].

Исследование LT-системы позволило авторам открыть множество исключительно важных свойств в различных предметных областях: физике, химии, биологии, экологии, экономике, науке о человеке. Полученные результаты дают основание утверждать, что LT-система – это универсальный язык, который работает не с формами (как любые другие естественные и искусственные языки), а с сущностями – идеалами или законами реальных систем, созвучными идеалам Творца-Природы, и по этой причине дает возможность обеспечить синтез разнородных знаний.

Универсальный принцип синтеза разнородных понятий

Систему научных понятий можно сравнить с деревом, у которого есть корень-ствол и крона с листьями. Если нет корня-ствола – листья рассыпаются. Ствол «сшивает» листья в крону. Закон-мера – это корень-ствол. Понятия – крона с листьями. Вместе понятия с мерой образуют научную систему понятий.

Однако, далеко не каждая публикация, которая выходит в свет с претензией на научную работу (теорию, методологию, метод, методику), в действительности удовлетворяет первому принципу науки – принципу измеримости, введенному в науку Н.Кузанским еще в XV веке: «Ум и дух – это измерение». Именно этот принцип обеспечивает возможность корректно проводить экспериментальную проверку новаций: идей, гипотез, моделей, теорий.

Научное понятие – это, прежде всего, качество. Синтез научных понятий – это синтез качеств, имеющих LT-размерность и единицу измерения.

Качества являются однородными, если имеют одинаковую LT-размерность и общую единицу измерения.

Качества являются разнородными, если их LT-размерность и единицы измерения разные.

Синтез разнородных научных понятий – это преобразование разнородных качеств в однородные, удовлетворяющие требованиям:

• •    понятия определены в терминах универсальных мер – на LT-языке;

• •    понятия соразмерны и соизмеримы.

Сформулированные требования созвучны принципу пространственновременной Гармонии или резонансной синхронизации. Система находится в Гармонии со средой (в резонансной синхронизации), если связь между ее элементами удовлетворяет требованиям:

• 1.    гармония качества или соразмерность;

• 2.    гармония количества или соизмеримость.

Требование соразмерности или сохранения размерности имеет свое частичное математическое выражение в П-теореме: «Если рассматриваемая безразмерная величина является функцией ряда размерных величин, то эта функция может зависеть только от безразмерных комбинаций, составленных из определяющих размерных величин» [4, 5].

Не следует путать понятие «соразмерность» с понятием «соизмеримость величин». В определенной системе измерений величины называются соизмеримыми, если удовлетворяют двум требованиям:

• 1.    имеют общую LT-размерность;

• 2.    отношение их численных значений является рациональным числом.

Принцип LT-синтеза

Универсальный принцип синтеза разнородных естественнонаучных, технических и гуманитарных знаний (законов и понятий) состоит в том, что общие www.rypravlenie.ru

том 6 №4 (9), 2010, ст. 1.

законы и понятия системы «природа-общество-человек» должны быть определены в терминах универсальных мер (на LT-языке), а также удовлетворять требованиям LT- соразмерности и соизмеримости.

Рассмотрим возможности применения принципа LT-синтез для описания и интеграции законов и базовых понятий различных предметных областей, используя результаты наших исследований [3, 4, 5].

Физика на LT-языке

Формула размерности физической константы и закона сохранения

Существует много физических констант и законов сохранения, которые составляют фундамент всего здания естественных наук.

Есть ли единое правило, их связывающее? Ответ на этот вопрос дается ниже.

Физическая константа [ К i ] — это [ LT ]–величина, размерность которой есть отношение размерностей симметричной величины [ L ^{± i}T ^{m i} ] и квадрата частоты [ L ⁰ Т ^-2]:

_{[K ] = [L} ± i _T m i _] i      _[L 0 _T -2 _]

где i– целые положительные и отрицательные числа

[L⁰T⁰] / [L⁰T^-2] = [L⁰T²] = [ ε 0 ]*² — электрическая постоянная;

[L¹T^-1] / [L⁰T^-2] = [L¹T¹] = [R X ^-1] — проводимость Холла;

[L^-2T²] / [L⁰T^-2] = [L^-2T⁰] = [ µ 0 ]* — магнитная постоянная;

[L3T-3] / [L0T-2] = [L3Т-1] = [q] — заряд;

[L4T-4] / [L0T-2] = [L4Т-2] = [I·l] — квант токового элемента;

[L5T-5] / [L0T-2] = [L5 Т-3] = [h] — константа Планка.

Физический закон сохранения — это утверждение о том, что LT –величина есть отношение размерностей симметричной величины [ L ⁱ Т ^-i] и частоты [ L ⁰ Т ^-1]:

Z i

[ LⁱT ^{- i} ] _{[ L} 0 _T - 1 _]

= const , где i — номер закона i=1,2,3,4,5

[ L ¹ T ^-1] / [ L ⁰ T ^-1] = [ L ¹ T ⁰] = const, [ L ² T ^-2] / [ L ⁰ T ^-1] = [ L ² T ^-1] = const, [ L ³ T ^-3] / [ L ⁰ T ^-1] = [ L ³ T ^-2] = const, [ L ⁴ T ^-4] / [ L ⁰ T ^-1] = [ L ⁴ T ^-3] = const, [ L ⁵ T ^-5] / [ L ⁰ T ^-1] = [ L ⁵ T ^-4] = const,

Закон сохранения абсолютно твердого тела Второй закон И.Кеплера;

Третий закон И.Кеплера;

Закон сохранения импульса;

Закон сохранения энергии.

том 6 №4 (9), 2010, ст. 1.

Химия на LT-языке

Важность значения периодической системы химических элементов общеизвестна, и поэтому естественно желание выразить закон Д.И. Менделеева на LT- языке.

В работах [4, 5] показано, что:

• 1.    Периодическая система химических элементов — это проекция LT-системы в циклическую систему координат, где каждому химическому элементу соответствует определенная L^RT^S-величина, которая: выражает потенциальную активность химического элемента вступать в реакцию (рис. 2, 3).

• 2.    Химические уравнения на LT-языке являются проекциями LT-законов сохранения и устанавливают равенство LT-размерностей левой и правой частей

  химического уравнения.

  

  Рис. 3. LT-симметрия

  
  
  

  Рис. 2. Циклическое возрастание размерности симметричных LⁱTⁱ-величин

  
  

Генетический код на LT-языке

Разные формы записи ДНК не изменяют «скрытой» сущности генетического кода, отображающей обобщенный усилитель мощности (усиление работоспособности ДНК в единицу времени) [4, 5].

Усиление работоспособности ДНК в каждый момент времени обеспечивается механизмом длин-частотной LT–резонансной синхронизации процессов взаимодействия химических элементов в молекулах ДНК (РНК) [4, 5].

Общая формула LT–кода ДНК (РНК)

Азотистые основания ДНК и РНК создают усиление мощности [L5T-5].

Для ДНК: LT–код = [L5T-5]14                                                 (3)

Для РНК: LT–код = [L5T-5]14 · [L2T0]

Закон сохранения Жизни на LT-языке

«Существует широкая область явлений, в которых второй закон термодинамики не имеет силы. И именно эта область физических явлений носит название Жизнь. Обратное положение имеет название Смерть. Борьба между ними и образует всю совокупность процессов безграничного Космоса» [3, П.Г.Кузнецов].

В соответствии с законом сохранения мощности диссипативные, антидиссипативные и переходные процессы описываются единым уравнением, но с указанием ограничений для каждого типа процессов [3]:

0 = P + G 1 , где G 1 = G - N, [ L ⁵ T ^-5] при:                                           (4)

• 1.    G 1 > 0 диссипативные процессы (рассеивание энергии);

• 2.    G 1 < 0 антидиссипативные процессы (накопление энергии);

• 3.    G 1 = 0 переходные процессы.

При этом:

N – полная мощность на входе в систему;

P – полезная мощность на выходе из системы;

G – потери мощности.

Единое ураонение 0 = P + G

Рис. 4. Уравнение антидиссипативных, диссипативных и переходных процессов

Электронное научное издание «Устойчивое инновационное развитие: проектирование и управление» www.rypravlenie.ru                                                        том 6 №4 (9), 2010, ст. 1.

Диссипативные, антидиссипативные процессы и переходы между ними образуют всю совокупность процессов открытых неравновесных систем.

Закон сохранения развития Жизни на LT-языке

Закон сохранения развития Жизни как космопланетарного явления можно представить как разложение величины полезной мощности в ряд по степеням с независимой переменной времени:

P(t) = P 0 + P 1 t + P 2 t 2 + P 3 t 3 + ..., [L 5 T -5 ],                                                  (5)

где   P 0 – начальная величина мощности [L⁵T^-5];

P 1 – изменение за t [L⁵T^-6];

P 2 – скорость изменения за t² [L⁵T^-7];

P 3 – ускорение изменения за t³ [L⁵T^-8].

Легко заметить, что имеет место изменение скорости протекания процесса во времени, но качество процесса сохраняется, что фиксируется неизменностью размерности каждого члена ряда. Работает закон: [L5T-5]=const. Выполняется принцип Гегеля: «Все изменяется и остается неизменным» [3, 4].

Процесс является хроноцелостным. Здесь прошлое, настоящее и будущее связаны между собой, образуя целостность процесса сохранения устойчивой неравновесности во все времена [3, 5].

Этот хроноцелостный процесс назван нами устойчивым развитием. Развитие является устойчивым, если оно согласовано с законом сохранения развития Жизни [3, 5].

том 6 №4 (9), 2010, ст. 1.

Экология на LT-языке [5]

Как связаны меры экологии

Базовые понятия в экологии на LT-языке

1.	Свободная энергия экосистемы	[L5 T-4]
2.	Связная энергия экосистемы	[L5 T -4]
3.	Полная мощность экосистемы	[L5 T -5]
4.	Полезная мощность экосистемы	[L5 T-5]
5.	Мощность потерь экосистемы	[L5 T -5]
6.	Эффективность использования энергии [L0 T 0]
7.	Численность популяции	[L0 T 0]
8.	Динамика численности	[L0 T-1]
9.	продолжительность жизни	[L0 T 1]
10.	Рождаемость (смертность)	[L0 T -1]
11.	КПД экосистемы	[L0 T 0]
12.	Работоспособность экосистемы	[L5 T -4]
13.	Продуктивность экосистемы	[L5 T -5]
14.	Рост продуктивности	L5T-6>0
15.	Развитие экосистемы	L0T-k>0
16.	Стагнация экосистемы	L0T-1=0
17.	Спад экосистемы	L0T-k<0
18.	Деградация экосистемы	L5T–6<0
19.	Гибель организма экосистемы	L5T-5=0
20.	Сохранение экосистемы	L5T-5=const
21.	Сохранение развития экосистемы	L5T-7 ≥ 0
22.	Ресурс экосистемы	[L5 T4]
23.	производительность ресурса	[L5 T -5]
24.	Потребление ресурса за t	[L5 T -5]
25.	Вес (масса) экосистемы	[L3 T -2]
26.	Мобильность экосистемы (скорость переноса мощности)	[L6 T -6]

между собой в LT- системе?

Экономические законы на LT-языке [5]

Закон роста производительности труда:

^d π (t) ≥ 0, [L⁵T^–6],                                                                            (6)

dt где π(t) =R(t),

M

R(t) = ^W(t) , [L⁵T^-5];

Δ t

M(t) – численность работающих;

W(t)=τ·N(t)·η(t)·ε(t) – мера труда, [L5T-4];

t — необходимое рабочее время.

www.rypravlenie.ru                                                        том 6 №4 (9), 2010, ст. 1.

Закон экономии рабочего времени:

-d ^[ T ^(t)] <  0 , T (t) = dt

W(t)

N(t) • n (t) •£

, [L0T1].

Закон возрастающей прибавочной стоимости:

—[AP] > 0, AP(t) = N(t + т0 + тп ) - N(t + t0 ), [L5 /'"], dt

где ΔP — прибавочный продукт (субстанция стоимости).

Закон простого воспроизводства:

dN = 0, [L 5 T^-6].