Content uploaded by Aleksandr Valentinovich Bukalov
Author content
All content in this area was uploaded by Aleksandr Valentinovich Bukalov on Aug 25, 2015
Content may be subject to copyright.
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