«««Назад | Оглавление | Каталог библиотеки | Далее»»»

Прочитано: 76%

         Кроме сетчато-ячеистых, структура Вселенной включает в себя еще целый ряд повторяющихся в различных масштабах элементов - широко распространены, например, спиральные образования: это и молекулы ДНК, и обыкновенная улитка, и многие галактики, в том числе и наша родина - Млечный Путь. И во всех этих образованиях проявляются характерные геометрические соотношения - замеченный еще пифагорейцами принцип симметрии как отражение гармонии мира, единых черт пространственно-временной организации структур и процессов в природе. В.И. Вернадский писал: "Древнее стремление научного миросозерцания выразить все в числах, искание кругом простых числовых отношений проникло в науку из самого древнего искусства - из музыки... быстро развивалась и укоренялась музыкальная гармония. Очень скоро и ясно были уловлены простые в ней соотношения. Через Пифагора и пифагорейцев концепции музыки проникли в науку и надолго охватили ее. С тех пор искание гармонии... искание числовых соотношений является основным элементом научной работы". Указывая, что симметрия пятого порядка специфична для живых объектов, Вернадский напомнил, что "она определяет один из пяти многогранников, которым Платон и неопифагорейцы придавали огромное значение в строении мира". Здесь заметим, что пятиугольник является одним из элементов гипотетического геокристалла.
         Исследования многих ученых показали, что в основе симметрии мира лежит весьма ограниченное количество числовых соотношений, известных с глубокой древности. В качестве одного лишь примера можно указать на известнейшее "золотое сечение" - деление единичного отрезка в пропорции, равной числу 1,618, являющемуся, в свою очередь, пределом отношения соседних членов в удивительно простом и красивом ряду Фибоначчи: 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21...
         Примерами природных структур, построенных на этом и небольшом количестве других соотношений, могут служить и расположение аминокислотных остатков по ходу белковых спиралей, и расположение швов и наплывов по спирали раковин моллюсков, и спиральное расположение листьев на побегах лиственных растений и чешуек у шишек растений хвойных, и пропорции трехчленных кинематических блоков передних и задних конечностей у млекопитающих, и пропорции в человеческом теле, и глобально-синхронные земные циклы - прироста деревьев, урожайности сельскохозяйственных культур, размножения популяции животных, и симметрия Солнечной системы, выявленная на основе анализа пространственно-временных параметров планет, и крупномасштабная структура Вселенной - все это и многое другое укладывается в очень узкие рамки немногочисленных и простых соотношений: "природа не роскошествует множеством причин".
         Но не только такие, чисто Геометрические черты подобия характеризуют единство Вселенной - имеются признаки, указывающие на наличие динамической связности мироздания.
         Одним из параметров динамического подобия, характеризующих периодические, или колебательные процессы, происходящие в природных системах, является так называемый фликкер-шум, в рассказе о котором я буду пользоваться данными, приведенными в статье В. Жвирблиса.
         Долгое время считали, что природные периодические процессы, вроде бы не имеющие каких-либо внешних источников модуляции, носят чисто случайный характер и могут быть определены при помощи понятия "белого шума", то есть обладают равномерным частотным спектром.
         Обычно белый шум, как и любые колебательные процессы, характеризуется так называемым спектром мощности, представляющим собой график распределения амплитуды, пропорциональной мощности колебаний, по частоте. Очевидно, что спектр мощности белого шума выглядит как прямая линия, параллельная оси частот, говорящая о том, что в белом шуме колебания любой частоты имеют одинаковую мощность или равновероятны.
         С точки зрения теории информации не имеет никакого значения физический характер колебательного процесса, определяемого как белый шум - к нему предъявляется лишь одно требование - он должен иметь чисто случайный характер.
         Простейшим из обычно приводимых примеров такого рода процессов является процедура выбрасывания игральных костей, в которой, при достаточно многократном повторении демонстрируется ряд чисел, имитирующих белый шум в самом идеальном виде - в итоге мы получаем равномерный "спектр мощностей", выраженный в данном случае как равенство чисел всех выброшенных комбинаций очков.
         Эпидемии и землетрясения, изменения погоды и концентрации питательных веществ в живой клетке - процессы, кажущиеся нам случайными, должны были бы, как кажется, быть примером распространенности белого шума в природе. Исследования же показали совершенно другую картину.
         Странности начались при прецизионных измерениях теплового белого шума в электронных приборах. Известно, что в любой электронной схеме помимо полезного сигнала, имеет место собственный шум, вызываемый тепловым хаотическим движением атомов и молекул в элементах схемы. Поскольку при усилении крайне слабых, сравнимых по уровню с собственными шумами, сигналов становится невозможным выделить на выходе усиленный сигнал, были предприняты значительные усилия по изучению теплового белого шума элементов электронных систем. В ходе таких экспериментов было установлено, что спектр мощности собственных шумов представляет собой не прямую, параллельную оси частот, а гиперболы разного вида, показывающие, что интенсивность шума тем больше, чем меньше его частота.
         О некоторых интересных особенностях, обнаруженных при таких исследованиях, рассказывает М. Герценштейн: "Возьмем кусочек полупроводника, либо очень тонкую металлическую проволоку или пленку. Внутри этих образцов что-то происходит, в результате чего их сопротивление медленно меняется то в одну, то в другую сторону - флуктуирует. Что именно происходит, мы не знаем, но эти флуктуации можно обнаружить, если через образец пропустить ток.
         Чувствительность измерений тока чрезвычайно велика: они позволяют наблюдать флуктуации сопротивления, происходящие в девятом-десятом знаке после запятой, если среднее сопротивление образца принять за единицу.

«««Назад | Оглавление | Каталог библиотеки | Далее»»»