Саморазвитие природы

Принцип устойчивости-энергоподвижности самоорганизации природы

Принцип устойчивости-энергоподвижности мной сформулирован следующим образом:

Развитие природных объектов непосредственно зависит от их физической устойчивости в определенных физико-химических условиях внешней среды и кинетической энергии направленного движения со­ставляющих их субстанций.

Этот принцип дополняет контактно-соударительный закон в той части, что для формирования объекта, кроме морфогенетического кода и соударений, необходима еще и достаточная для его формирования в обозримое время энергия привноса вещества. Процесс этого строитель­ства можно сопоставить с возведением избы. Для этого необходимы, во-первых, материалы - доски, бревна с определенной системой пазов (морфогенетических кодов), чтобы они могли подходить друг к другу, составляя прочную конструкцию. Во-вторых, необходима определенная подвижность этой системы бревен и досок (соударение-контакт), чтобы была возможность подогнать их плотно друг к другу в соответствии с системой пазов - стыковочных узлов. В-третьих, необходимы доста­точная скорость (V) и количество (m) подвоза строительных материалов к участку строительства, определяемых как кинетическая энергия дви­жения материалов ~~. Энергия подвоза материалов должна быть

Такая, чтобы дом был построен в оптимальное время, по крайней мере, не позднее, чем его сруб сгниет или его место не займет другой дом, сделанный более энергичными строителями.

Следовательно, если контактно-соударительный закон характери­зует потенциальную возможность сооружения какой-либо конструкции в виде объекта (наличие материалов, совпадающих стыковочных узлов, возможность их соударения-подгонки), то принцип устойчивости - энергоподвижности отражает скорость сооружения конструкции. Если эта скорость будет достаточно большой, то конструкция возникнет бы­стро и будет предметом наблюдения человека, а если же скорость на­столько медленная, что в обозримое время она не в состоянии возник­Нуть в количестве, достаточном для наблюдения, место этой конструк­ции займет другая, более быстро возводимая с большей энергией дви­жения к ней составляющих компонентов. Для более четкого представ­ления о принципе устойчивости-энергоподвижности рассмотрим его в некоторых природных явлениях, в основном геологических.

Для осадочных пород и руд, формирующихся путем отложения на дне морских озерных и речных бассейнов, роль устойчивости минера­лов и энергии их движения в водной среде весьма очевидна. Различные химические компоненты и обломки различных горных пород, попадая, например, в морской бассейн в результате химического и физического разрушения пород или из зон вулканической деятельности, начинают дифференцироваться, в первую очередь, по весу частиц в зависимости от гидродинамического режима моря. Вблизи берега на мелководье ин­тенсивные волноприбойные течения не позволяют отлагаться тонко- взвешенным частицам минералов, пород или нерастворимым химиче­ским соединениям; здесь остаются только грубообломочные частицы, которые не в состоянии транспортироваться в глубь моря. В результате их осаждения образуются конгломераты и песчаники. По мере удаления от прибрежной зоны интенсивность течений, взмучивания и перемеши­вания вод снижается, и отлагаются более тонкообломочные осадки - алевролиты, аргиллиты, глины. Еще дальше в более глубоких застой­ных частях отлагаются хемогенные осадки самых тонкодисперсных карбонатных частиц - известняки и доломиты. Таким способом проис­ходит распределение образования пород по фациальному составу в за­висимости от энергии движения водной массы и увлекаемых ею части­чек осадочных пород.

Непосредственно скорость отложения тех или иных осадков зави­сит, во-первых, от скорости погружения частиц на дно, а во-вторых, от количества этих частиц, т. е. плотности или концентрации их в морской воде. Все эти величины характеризуют кинетическую энергию движе­ния веществ и отражают принцип устойчивости-энергоподвижности при образовании осадочных пород.

При кристаллизации магматических расплавов в земной коре энер­гия движения веществ осуществляется главным образом посредством направленной диффузии компонентов, которые сначала равномерно распределяются в магме, затем при ее затвердевании начинают пере­мещаться по минералам определенного состава. При этом минерал, наиболее близкий к составу расплава, т. е. для образования которого в расплаве имеется очень большое количество необходимых химических компонентов, выделяется в большем количестве. Это связано с тем, что по направлению к растущим зародышам кристаллов сразу же начинает двигаться мощный высокоэнергичный диффузионный поток вещества. Такая величина потока обусловлена большой плотностью этого вещест­ва в окружении зародышей и большим градиентом его концентрации. В то время как к зародышам минералов, для которых в магме имеется меньше составляющих компонентов, энергия движения потока соответ­ственно меньше за счет меньшей концентрации, градиента концентра­ции и меньшей скорости движения молекул к растущим граням кри­сталлов. Поэтому более быстро растущие кристаллы отнимают часть вещества у медленно растущих. Все это ускоряет рост минералов, наи­более близких к составу расплава, так что они формируют более пра­вильно ограненные идиоморфные кристаллы, в промежутках между которыми зажаты неправильные зерна минералов, более резко отли­чающихся от состава расплава. Первые более конкурентоспособны в борьбе за пространство расплава.

Конечно, на идиоморфизм минералов существенно влияют и соб­ственные температуры кристаллизации минералов, индивидуальные для каждого. Первыми выделяются и образуют правильные кристаллы наи­более высокотемпературные минералы по мере остывания магмы. Этот фактор может затушевать отмеченную выше последовательность кри­сталлизации.

Следовательно, диффузионный поток вещества к растущим кри­сталлам влияет на их возникновение, и поскольку он обладает опреде­ленной кинетической энергией в виде скорости направленного движе­ния молекул и их суммарной массы, диффузия есть проявление прин­ципа устойчивости-энергоподвижности при кристаллизации магмати­ческих расплавов.

Подобным же образом принцип проявляется в процессе образова­ния метаморфических пород в изохимических условиях без заметного привноса и выноса вещества, когда происходит замещение одних мине­ральных ассоциаций другими под влиянием температуры и давления, причем так, что перераспределение главных компонентов происходит на месте в пределах зерен минералов. По мере повышения температуры в метаморфизующихся породах появляются минералы с минимальным количеством содержащихся в них компонентов, т. е. наиболее резко от­личающихся по составу от валового состава породы, такие, как корунд, дистен, силлиманит, шпинель, волластонит, гранаты, пироксены. По моему мнению, это обусловлено увеличением энергии направленного диффузионного движения вещества при повышении температуры. С этим связано также полное замещение первичных минералов почти без признаков сохранения их контуров, а также большая крупнозернистость пород.

Огромную роль в земной коре играют метасоматические процессы, которые преобразуют одни горные породы в другие путем замещения на атомно-молекулярном уровне. Процесс метасоматоза происходит через микропоры горных пород, где атомы и молекулы одних минера­лов растворяются и переходят в микропоровый раствор, а их место за­нимают другие, образуя новые минералы, но не изменяя объема породы в целом. Причем метасоматоз обычно осуществляется около тектониче­ских трещин, так что по обе стороны от них симметрично развиваются метасоматические зоны, сложенные породами разного состава. Причи­ной метасоматоза является подход снизу, например, из кристаллизую­щейся интрузии, гидротермальных растворов, которые химически аг­рессивно действуют на породы около трещины, заставляя минералы растворяться, а на их место отлагать компоненты, привнесенные с эти­ми растворами из соседних зон.

Мной в соответствии с принципом устойчивости- энергоподвижности предложено новое объяснение главной причины образования метасоматической зональности, названной механико - энергетическим принципом:

Метасоматическая зональность в условиях локального химическо­го равновесия контролируется распределением неравновесных с вме­щающей породой минеральных ассоциаций в порядке возрастания ме­ханической энергозатратности их формирования по направлению к центральным зонам более высокой проницаемости пород.

Здесь энергозатратность прямопропорциональна перемещенному при метасоматозе количеству вещества.

Можно этот принцип объяснить проще. Химически агрессивные растворенные в воде вещества приходят в данную метасоматическую зону из тектонической трещины или путем гидродинамического тече­ния - инфильтрации, или диффузии вдоль трещины из зоны кристалли­зующейся интрузии, с которой эта трещина соединяется. В зоне, где происходит метасоматоз, растворы смешиваются с растворами, которые выделились из самих вмещающих пород и насыщены их компонентами. В результате смешения растворов начинаются химические реакции и образование новых минералов и соответствующих метасоматических зон в краевых частях тектонической трещины. Последовательность этих зон в направлении от трещины определяется энергией движения ве­ществ в микропоровой среде вмещающих пород. Эта энергия возрастает по направлению к самой трещине. Главными факторами, способствую­щими созданию более высокоэнергичного потока растворенных ве­ществ вблизи тектонической трещины, являются большая ширина про­ницаемых каналов, высокая плотность растворенных веществ, т. е. их концентрация и большая скорость направленного движения каждой отдельной молекулы растворенного вещества за счет большего гради­ента концентрации.

Принцип устойчивости-энергоподвижности и контактно - соударительный закон проявляются также в саморазвитии живой при­роды. Для каждого растения необходимы вода и питательные вещества для роста клеток, а значит, определенная энергия подвода этих компо­нентов через корни и листья. С повышением этой энергии, т. е. при лучшей увлажненности почвы, большего количества в ней минераль­ных удобрений, достаточного количества углекислого газа в атмосфере, растения растут быстрее. Правда, это осуществляется в пределах лими­тирующих факторов: наличии солнечного света для фотосинтеза зеле­ных листьев и температуры воздуха.

Так же и рост живых существ определенным образом связан с пи­танием и обменом веществ. При прочих равных условиях их существо­вание обусловлено потреблением определенного количества пищи, при недостатке которой они гибнут. Больше или меньше пищи они потреб­ляют - значит, больше или меньше энергия подвода к ним питательных веществ, которая определяет в принципе их существование.

Проявление принципа устойчивости-энергоподвижности и кон - тактно-соударительного закона в саморазвитии человеческого общества будет показана ниже.