On the quantum-mechanical properties of the alive matter

Abstract

It has been carried out a comparison of the physical properties of the quantum liquids with the properties of a live organism, considering as a macro-quantum system, created with condensate of the space-time intervals of the events, playing a role of the quasi-particles in the strong misbalanced biological system, moving in a flow of energy.

Full text

Physics of consciousness and life, cosmology and astrophysics
Boukalov A. V.
On the quantum-mechanical properties of the alive matter
It has been carried out a comparison of the physical properties of the quantum liquids with the proper-
ties of a live organism, considering as a macro-quantum system, created with condensate of the space-
time intervals of the events, playing a role of the quasi-particles in the strong misbalanced biological
system, moving in a flow of energy.
Key words: quantum liquid, Bose-condensate, Fermi-condensate, alive organism, macro-quantum sys-
tem, discrete metric of the events, wave function of the biological system.
УДК 510.2, 530.145, 531, 538.9, 539, 573, 577
Букалов А. В.
О МАКРОКВАНТОВЫХ СВОЙСТВАХ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА
Физическое отделение Международного института соционики,
а/я 23, г. Киев-206, 02206, Украина;
e-mail: boukalov@gmail.com
Проведено сопоставление физических свойств квантовых жидкостей со
свойствами живого организма, рассматриваемого как макроквантовая система нового
тип, образованная конденсатом пространственно-временных интервалов — квантов
событий, играющих роль квазичастиц в сильно неравновесной биологической системе,
движущейся в потоке поступающей энергии.
Ключевые слова: квантовая жидкость, бозе-конденсат, ферми-конденсат, живой
организм, макроквантовая система, квантованные пространственно-временные
интервалы, дискретная метрика событий, волновая функция биологической системы.
Как было показано нами ранее [1, 2], живой организм представляет собой простран-
ственно-временную структуру, характеризующуюся дискретной метрикой событий. Эта струк-
тура образует иерархию квантованных пространственно-временных уровней. Это означает, что
пространственно-временные степени свободы образуют аналог бозе- и ферми-конденсата.
Существование живого организма в потоке притекающей энергии можно описать урав-
нением:
ψ(ε, ) ˆ
() ψ (ε, )
ε
bio
p
iS B p
∂=
∂

,
),( p
biobio εψ=ψ
. (1)
где
()S
— макроскопический аналог постоянной Планка,
ˆˆ
(,)B Bxt=
— оператор простран-
ственно-временных интервалов событий (оператор метрики событий), пронстранственно-
временной аналог оператора Гамильтона.
ˆ
ε
Bi∂
=∂

, (2)
где ε — поток энергии, поступающей в организм.
μ
ˆ|ψ |ψ
bio bio
BS〉= 〉
, (3)
где
),( txSS =
µ
— совокупность метрических интервалов пространственно-временных событий
в биологической системе.
Исходя из предложенного нами уравнения (1), рассмотрим следующее сопоставление:
14
№
3, 2003

Физика сознания и жизни, космология и астрофизика
Квантовые жидкости, феномен сверх-
проводимости, физический вакуум
Живой организм как аналог квантовой жидкости —
конденсата пространственно-временных степеней свобод
1. Энергетически квантованные
уровни
( ½)En=ν+
1. Пространственно-временные (или временные)
квантованные уровни как кванты событий
( ½)/ *( ½)X n kT bt n
µ=+=+
.
2. Единый энергетический уровень
E0, делокализованность частиц в
пространстве (времени) или упоря-
доченность в пространстве импуль-
сов. Единая функция отклика на
возмущение (когерентная система).
2. Единая пространственно-временная структура, де-
локализованная в энергии (импульсе) или апериодиче-
ский пространственно-временной «кристалл». Коге-
рентная система, единая функция отклика на возмуще-
ние.
3. Переход на нижнюю энергетиче-
скую орбиту сопровождается испус-
канием кванта излучения. Переход
на верхнюю энергетическую орбиту
сопровождается поглощением излу-
чения.
3. Увеличение степени организации организма
(например, рост) есть переход в основную простран-
ственно-временную структуру как иерархию основных
Xμ-уровней, что сопровождается излучением информа-
ции (в частности, деление клеток, размножение).
4. Квантовая циркуляция сверхте-
кучей компоненты вокруг вихревых
нитей в пространстве-времени (X, t).
4. Циркуляция X
μ
-«сверхтекучей» компоненты в энер-
гии (импульсе) Ei как периодический процесс в энер-
гии. Это не что иное как биохимические циклы, перио-
дичные в энергии (импульсе). Их совокупность и обра-
зует «метаболический вихрь», характеризующий жиз-
ненные процессы.
5. Для сверхтекучей жидкости про-
исходящий в λ-точке фазовый пере-
ход приводит к бесконечной корре-
ляции в пространстве-времени.
5. Единство организма как X
μ
-структуры при стрем-
лении к бесконечной корреляции в энергии-импульсе.
Кроме того, серия фазовых переходов от одной формы
жизни к другой приводит к бесконечной корреляции
или интерференции живых Xμ-структур в энергии-
импульсе (стремление к овладению бесконечной энер-
гией в результате эволюции).
6. Квантование уровней E
n
наблю-
дается независимо от простран-
ственных размеров.
6. Дискретность структуры (X
μ
-квантование) наблю-
дается независимо от количества используемой энергии
(объема энергии)
7. Единая когерентная функция
Ψ(X, t) эволюционирующая во вре-
мени, что описывается волновым
уравнением H = λ и уравнением
Шредингера
Ψ( , ) ˆΨ
Xt
iH
t
∂=
∂

, где
ˆ
H
— оператор энергии (оператор
Гамильтона). Редукция (измерение)
волновой функции приводит к ис-
чезновению интерференции в (X, t).
7. Единая когерентная функция Ψ(E, p) эволюциони-
рует в энергии, что описывается волновым уравнением
Ψ( , ) ˆ
() Ψ
ε
Ep
iS B
∂=
∂

, где
ˆ
B
— оператор квантованных
дискретных пространственно-временных интервалов —
квантов событий,
()S
— макроскопический аналог по-
стоянной Планка. Редукция волновой функции или из-
мерение энергии уничтожает интерференцию в Ψ(E, p),
т. е. приводит организм к смерти. Отметим, что интер-
претация измерения Ψ(E, p) в Ei описывает биохимиче-
ские превращения при сохранении структуры.
8. Степень симметрии волновой
функции как описание иерархии
внутренних симметрий или взаимо-
действий, описываемых теорией
групп (иерархия квантованных полей
8. Волновая функция Ψ(E, p) описывает иерархию
внутренних симметрий пространства-времени или
квантование пространств (измерений), соответствую-
щих полям Янга-Миллза, т. е. квантование расслоен-
ных пространств и в пределе — суперпространства,
№
3, 2003 15

Physics of consciousness and life, cosmology and astrophysics
Квантовые жидкости, феномен сверх-
проводимости, физический вакуум
Живой организм как аналог квантовой жидкости —
конденсата пространственно-временных степеней свобод
Янга-Миллза [5, 8] в пространстве-
времени и расслоенных простран-
ствах (или скрытых измерениях),
X1…10.
при интерференции в энергии-импульсе. Это означает,
что энергетические компоненты физических взаимо-
действий выровнены в живом организме (в силу ин-
терференции и неразличимости Ei). При этом возникает
иерархия квантованных пространств (в т. ч. и ненаблю-
даемых), определенных на расслоениях (или скрытых
«измерениях» энерго-импульсного пространства E1..10).
Таким образом, барионы и лептоны организма интер-
ферируют в Ei так, что взаимодействия выравниваются,
т. е. внутренние движения или симметрии внутри бари-
онов, описываемые QCD, GUT, SUSY, вносят одинако-
вый вклад в Ei-спектр. Это приводит к тому, что орга-
низм становится «когерентным усилителем» внутрен-
ней квантополевой структуры. При этом иерархия
симметрий внутренних (расслоенных) пространств
SU(N)·Ei определяет существование и когерентное
усиление иерархии квантованных полей пространства-
времени (Xμ, Tμ) (определенных на энергетических из-
мерениях), в том числе и антикоммутирующих. Кван-
тованные поля пространства-времени, образующие
внутреннюю квантованную единую (динамическую)
структуру организма, движущуюся в энергетическом
пространстве — континуальной иерархии биохимиче-
ских реакций.
Это относится и к мозгу. Мозг является наиболее упо-
рядоченным иерархическим расслоенным энергетиче-
ским континуумом, определяемым биохимическими
реакциями. В нем виртуальные квантованные про-
странства (Xn, tm) наиболее усилены. Это не что иное
как аспект психики. Таким образом, психическое как
внешнее проявление скрытых квантованных измерений
существует для любой степени организации материи
(клетка, частица и т. д.). Но мозг млекопитающих, и
особенно человека, является той структурой, где скры-
тые измерения сконденсированы и проявляются явным
образом. (О том, что сознание является неотъемлемой
частью Вселенной, свидетельствуют эмпирические
наблюдения психологов [6, 7].) Отсюда и единство
психики в силу когерентности волнового пакета в энер-
гии-импульсе. Отсюда следует и взаимодействие от-
дельных психик, т. к. наиболее глубокие слои Xμ объ-
единены в единую структуру (биосферы, Земли и т. д.).
Эти глубокие уровни или «первичная психика», «пер-
вичное сознание» являются общими для всего наблю-
даемого вещества (квантовая интерференция). Это
близко к представлениям К. Г. Юнга о «коллективном
бессознательном» [11].
9. Иерархия расслоенных про-
странств X1…N.
9. Иерархия расслоенных пространств E1…N
tμ-симметрий или иерархия тел, а также молекулярных
структур в клетках и клеток в организме.
16
№
3, 2003

Физика сознания и жизни, космология и астрофизика
Квантовые жидкости, феномен сверх-
проводимости, физический вакуум
Живой организм как аналог квантовой жидкости —
конденсата пространственно-временных степеней свобод
10. Бозе- или ферми-конденсат.
10. Бозе-(Xμ, Tμ) или ферми-
μμ
(θ ,θ )
конденсат про-
странственно-временных интервалов как метрических
квантов событий.
11. Физические энергетические поля
Янга-Миллза и их объединение при
высоких энергиях вплоть до план-
ковского уровня — выравнивание
взаимодействий.
11. Расслоенные энергетические пространства, или
метрический аналог полей Янга-Миллза, вплоть до су-
перструн. Объединение пространственных уровней в
единый при высокой плотности дискретных событий в
энергии-импульсе, вплоть до уровня, аналогичного
планковскому, или до энергетических струн. Возбуж-
дения этих струн образуют спектр (Xμ, Tμ)-полей.
12. Сверхпроводник: выталкивание
силовых линий электромагнитного
поля, генерирование собственных
токов, ослабляющих воздействие
внешнего поля.
12. Организм: под воздействием информации о внеш-
нем мире (пространстве-времени) генерируются «токи»
(Xμ), ослабляющие внешнее возмущение, происходит
«выталкивание» или отражение внешнего воздействия,
то есть не что иное как психическое отражение воздей-
ствия внешнего мира. Тогда
μ
*
t
j
-ток связан с психиче-
ским образом. Ослабление внешнего поля f (X, t)
внутренним f (Xμ, Tμ) — это адаптация к среде. Более
того, отражение создает внутренний мир
μ
*
t
j
-токов. От-
ражение внешнего мира внутренним означает адапта-
цию и выработку движения по отношению к этому
возмущению. Это описывается волновой функцией
Ψ(Ei, pi) с единым откликом всей системы, создающей
незатухающие f (Xμ, Tμ)=
μ
*
t
j
токи.
13. Закон Ампера: магнитный ток,
проходящий через сверхпроводящее
кольцо, должен квантоваться.
13. Квантование t
μ
— квантование смены психических
образов (поток сознания).
14. Эффект Джозефсона: интерфе-
ренция двух токов через слой ди-
электрика. Образование единой вол-
новой функции [9].
14. Интерференция двух
μ
*
t
j
токов через слой в tμ-
«диэлектрике», или взаимодействие организмов и их
психик в Ei — общение, язык и др. Образование попу-
ляционной или социальной структуры — коллектива
или общества как следствие формирования единой
волновой функции Ψ.
15. Отражение тока j
E
и его структу-
ры.
15. Отражение структуры внешнего мира, мира вещей;
пространственные Xμ-образы и их симметрии
f (Z)·Ψ(E, p).
16. Сверхтекучесть и сверхпроводи-
мость есть результат общего макро-
скопического свойства, характери-
зующегося вектором импульса.
16. Квантомеханические свойства живого организма
как результат возникновения упорядоченного состоя-
ния, характеризуемого вектором (Xμ, Tμ), то есть векто-
ром пространственно-временного «импульса» — век-
тором эволюции и развития.
17. Порядок описывается амплиту-
дой и фазой Aeiφ, φ(X, t), характери-
зующими пространственно-
временную (X, t)-корреляцию.
17. Порядок описывается амплитудой и фазой A*eiφ,
φ(E, p), характеризующими энерго-импульсную корре-
ляцию.
№
3, 2003 17

Physics of consciousness and life, cosmology and astrophysics
Квантовые жидкости, феномен сверх-
проводимости, физический вакуум
Живой организм как аналог квантовой жидкости —
конденсата пространственно-временных степеней свобод
18. Спаривание фермионов в кри-
сталлической решетке f (X). 18. Спаривание
μμ
(θ ,θ )
в Ei-«кристаллической решет-
ке» в бозе-конденсат «событий» (из симметрий поле-
вых взаимодействий и биоциклов. Организация орга-
низмов из клеток и сообщества из групп организмов.
19. Взаимодействие между электро-
нами при сверхпроводимости обу-
словлено динамической деформаци-
ей кристаллической решетки, вы-
званной движущимися электронами.
19. Взаимодействие между антисимметричными собы-
тиями
μμ
(θ ,θ )
(спиновые пространства) обусловлива-
ется Ei-динамической (химические превращения) де-
формацией SU(N)·Ei -«кристаллической» упорядочен-
ной решетки, то есть биохимические циклы вызывают-
ся движением
μμ
(θ ,θ )
спиновых пространств (или рас-
слоенных пространств внутренних симметрий, образо-
ванных объединением этих пространств атомов, элек-
тронов, барионов, кварков, их дискретизации (перио-
дичности при макроусилении или интерференции в
энергии-импульсе). На макроуровне иерархия спино-
вых пространств проявляется в психике: бинарные оп-
позиции в языке, музыке, мифах, то есть язык, музы-
кальное произведение, миф и т. д. представляют собой
структуру, отражающую конденсат из «ферми-
оппозиций».
20. Спины и импульсы электронов
при сверхпроводимости направлены
в противоположные стороны.
20. Возможно, что на уровне отдельных организмов
это связано и с разделением на два пола: мужской и
женский (спаривание Xμ-фермионов), включая также
процессы интерференции.
21. Зона запрещенных значений
энергии — энергетическая щель.
21. Зона запрещенных значений X
μ
— пространствен-
но-временная «щель» (дистанция) между живым и не-
живым, между различными уровнями организации ма-
терии, в том числе и внутри уровней организации жи-
вого вещества.
22. Сверхпроводник: проникновение
магнитного поля в сверхпроводник
приводит к нарушению симметрии
(спонтанное нарушение симметрии).
В сверхпроводнике образуется по-
верхностная вихревая структура;
магнитное поле, проникающее в
сверхпроводник, приобретает массу.
В вакууме механизм Хиггса порож-
дает спонтанное нарушение симмет-
рии релятивистских полей и появле-
ние массы.
22. Проникновение T
μ
-поля в организм (информация)
или нарушение симметрии, «связывание» Ei-
поверхностных Tμ-токов есть не что иное как наруше-
ние симметрии психики, проявление особой психиче-
ской инстанции,отделенной от остальной психики из-за
спонтанного нарушения симметрии — появление пред-
сознания и сознания (S.Ego, Ego) как структур, сопри-
касающихся с внешним миром, отражающих его и за-
щищающих остальную часть психики от разрушения.
Оппозиция бессознательного
(θ, θ)f
приобретает мас-
су, превращаясь в логические оппозиции, редуцирую-
щие психику. Отсюда и «мертвящее действие интел-
лекта», и ограниченное познание мира. Бессознатель-
ное связано с иерархической Xμ(Tμ)-структурой и ин-
терференцией в энергии-импульсе. Эта иерархия (ЯМ-
полей) образует семантику («семантическая Вселен-
ная» [10]). Символы, которыми оперирует сознание,
воздействуют на бессознательное, его семантику. (При
18
№
3, 2003

Физика сознания и жизни, космология и астрофизика
Квантовые жидкости, феномен сверх-
проводимости, физический вакуум
Живой организм как аналог квантовой жидкости —
конденсата пространственно-временных степеней свобод
этом каждый «вихрь» — символ — связан с бессозна-
тельным; иерархия символов (вихрей) как отражение
(представление и защита) соответствующей иерархии
бессознательного, его семантики.)
23. Квантомеханическая интер-
ференция — интерференция ампли-
туд вероятности (альтернатив).
23. Естественный отбор — конкуренция энергетиче-
ских мод, молекул, клеток, организмов, видов.
24. Финитные квантомеханические
системы: периодическое движение в
(X, t), дискретный энергетический
спектр.
24. Финитные X
μ
-системы: периодическое движение в
энергии-импульсе (биохимические циклы, продолже-
ние рода, размножение), дискретный Xμ или Tμ-спектр
степеней свобод в расслоенных энергетических про-
странствах. «В ферментативной системе происходит
выравнивание энергетических уровней различных про-
межуточных форм и понижение активационных барье-
ров» [4].
Таким образом, проведенное сопоставление позволяет заключить, что живой организм
можно рассматривать как макроскопическую квантовую систему нового типа — образованную
структурой пространственно-временных интервалов биохимических событий и описываемую
уравнением (1). Формирование и поддержание такой чрезвычайно упорядоченной простран-
ственно-временной структуры эквивалентно подводу огромной энергии, возможно, энергии ва-
куума Вселенной [3], значительно превышающей энергию, получаемую организмом с пищей.
Однако конкретный механизм формирования таких структур нуждается в дальнейшем выясне-
нии и будет освещен в последующих работах.
Литература:
1. Букалов А. В. Количество информации в живых организмах и энергия вакуума. // Физика сознания и
жизни, космология и астрофизика. — 2002. — № 2.
2. Букалов А. В. О квантомеханическом описании феномена жизни. // Физика сознания и жизни, космо-
логия и астрофизика. — 2003. — № 2.
3. Букалов А. В. О количестве информации в живых организмах и степени их упорядоченности. // Физи-
ка сознания и жизни, космология и астрофизика. — 2002. — № 4.
4. Волькенштейн М. В. Биофизика. — М.: Наука, 1981. — 576 с.
5. Грин М., Шварц Дж., Виттен Э. Теория суперструн: В 2-х т. — М.: Мир, 1990.
6. Гроф С. За пределами мозга. — М. 1995.
7. Гроф С. Области человеческого бессознательного. - М., 1980, Всесоюзный центр переводов научно-
технической документации и литературы.
8. Коноплева Н. П, Попов В. Н. Калибровочные поля. — М.: Атомиздат, 1972. — 240 с.
9. Лифшиц Е. М, Питаевский Л. П. Статистическая физика. Ч.2. — М.: Наука, 1978. — 448 с.
10. Налимов В. В., Дрогалина Ж. А. Вероятностная модель бессознательного. Бессознательное как прояв-
ление семантической вселенной. // Психологический журнал. — 1984. — №№ 5-6.
11. Юнг К. Архетип и символ. — М.: Ренессанс, 1991. — 304 с.
Статья поступила в редакцию 7.06.2003 г.
Об авторе:
БУКАЛОВ Александр Валентинович, доктор философии в области психологии, доктор философии в
области соционики, директор Международного института соционики, главный редактор журнала ««Фи-
зика сознания и жизни, космология и астрофизика», автор ряда работ в области сверхпроводимости,
биофизики, физики сознания и жизни и космологии.
№
3, 2003 19