5.7. Материя, сознание, живое

5.7. Материя, сознание, живое

5.7.1. Материя

Согласно современным воззрениям материя существует в виде веществ и физических полей. Вещества состоят из элементарных частиц (электронов, протонов, нейтронов и др.). Физические поля, представляющие собой системы с бесконечным числом степеней свободы, являются особой формой материи. Примером таких полей могут служить электромагнитные, гравитационные, поля ядерных сил, а также волновые (квантовые) поля, соответствующие различным элементарным частицам (например, электрон-позитронное поле). В качестве источников физических полей выступают частицы (например, для электромагнитного поля — заряженные частицы).

В мире существуют следующие типы материальных систем и соответствующие им структурные уровни материи: элементарные частицы и поля, атомы, молекулы, макроскопические тела различных размеров, геологические системы, планеты, звезды, галактики и особый тип материальных систем — организмы, способные к размножению.

Элементарные частицы — это мельчайшие частицы материи.

Представления о них отражают уровень познания наукой материи. Эти частицы нельзя увидеть невооруженным глазом. Об их свойствах и природе ученые судят с помощью приборов и специальных методов исследований на различных ускорителях. К мельчайшим частицам материи относятся: протон, электрон, нейтрон, фотон, а также пи-мезоны, мюоны, гепероны, тяжелые лептоны, нейтрино трех типов, разнообразные резонансы, ипсилон-частицы, «красивые» частицы, промежуточные бозоны — всего более 350. Все эти частицы не являются атомами или атомными ядрами (за исключением протона). Большинство из них имеют массу порядка величины массы протона, равной 1,6·10^–24 г. Размеры протона, нейтрона, пи-мезона и других адронов (то есть частиц, участвующих в сильных взаимодействиях) имеют порядок 10^–13 см, а размеры электрона и мюона меньше 10^–16 см. Такие малые размеры и массы определяют квантовую (волновую) специфику их поведения. Наиболее важным квантовым свойством всех элементарных частиц является способность возникать и уничтожаться (испускаться и поглощаться). В этом смысле они аналогичны фотону. Все процессы с элементарными частицами (включая распады) протекают через последовательность актов их поглощения и испускания. Например, в результате взаимодействия электрона с другими частицами он может на короткое время превращаться в мю-мезон и пару нейтрино или находиться в состоянии системы, состоящей из антипротона, нейтрона и нейтрино, а от фотона может возникнуть («родиться») пара электрон — позитрон. Фотон — это квант электромагнитного поля, элементарная частица с нулевой массой и спином 1, переносчик электромагнитных взаимодействий между заряженными частицами. Способность элементарных частиц к взаимным превращениям не позволяет рассматривать их как простейшие, неизменные «кирпичики» мироздания, подобные атомам Демокрита.

Каждая элементарная частица (за исключением абсолютно нейтральных) имеет свою античастицу. Причем масса, спин, время существования и некоторые другие внутренние характеристики у частицы и античастицы одинаковые, но отличаются они знаками электрического заряда и магнитного момента, барионного заряда и др. При их столкновении происходит аннигиляция, то есть частица и античастица исчезают, превращаясь в другие частицы, число и вид которых лимитируется законами сохранения. Например, при малых энергиях столкновения в процессе аннигиляции пары позитрон — электрон возникают фотоны, а пары нуклон — антинуклон — основные пи-мезоны.

Процессы, протекающие с элементарными частицами, довольно различны по интенсивности. В соответствии с этим выделяют три класса взаимодействия: сильное, электромагнитное и слабое. Все микрочастицы обладают также гравитационным взаимодействием.

Сильное взаимодействие приводит к самой сильной связи между элементарными частицами. Так, связь протона и нейтрона в ядрах атомов обусловлена этим взаимодействием. В основе электромагнитного взаимодействия лежит связь частиц с электромагнитным полем. Связь электронов атомов с ядрами и атомов в молекулах обусловлена электромагнитным взаимодействием. Слабое взаимодействие вызывает весьма медленно протекающие процессы с элементарными частицами. Иллюстрацией слабого взаимодействия может служить тот факт, что нейтрино, обладающие только слабым взаимодействием, беспрепятственно пронизывают толщу Земли и Солнца. Гравитационное взаимодействие элементарных частиц является наиболее слабым из всех известных фундаментальных взаимодействий из-за малости масс этих частиц.

В зависимости от типа взаимодействия все известные элементарные частицы (за исключением фотона) разделяются на две основные группы: адроны и лептоны. Адроны обладают сильным взаимодействием, наряду с электромагнитным и слабым, тогда как лептоны участвуют только в слабом и электромагнитном взаимодействиях. Первыми исследованными представителями адронов были протон и нейтрон, а лептонов — электрон. Фотон, обладающий только электромагнитным взаимодействием, не может быть отнесен ни к лептонам, ни к адронам, и поэтому его выделяют в отдельную «группу».

Общими характеристиками всех элементарных частиц являются масса, время существования, электрический заряд и спин (собственный момент количества движения, имеющий квантовую природу и не связанный с перемещением частицы как целого). В зависимости от времени существования элементарные частицы делятся на стабильные, квазистабильные и нестабильные (резонансы). Стабильными являются фотон, электронное и мюонное нейтрино, электрон, протон и их античастицы (время существования у них неограниченно большое), остальные элементарные частицы самопроизвольно распадаются за время от ~ 10³ секунд (для свободного нейтрона) до 10^–22 –10^–24  секунд (для резонансов).

По современным представлениям физики микромира не только фотоны, но и электроны, и любые другие микрочастицы материи наряду с корпускулярными (корпускулы — частицы), обладают также волновыми свойствами. Согласно квантовой механике, свободное движение элементарных частиц можно представить как плоскую волну (волну де Бройля).

Атом — наименьшая составная часть вещества, в которой сохраняется индивидуальность химического элемента. Сам химический элемент являет собой совокупность атомов одного сорта. Взаимодействие между одинаковыми или разными атомами может приводить к образованию из них более сложных комплексов — молекул. Любые твердые, жидкие и газообразные вещества составлены из одного или нескольких химических элементов. Фактически именно атомы выступают в роли строительных «кирпичей» вещества и в конечном счете ответственны за его механические, химические, оптические, электрические, магнитные и другие свойства.

Атом состоит из тяжелого ядра с положительным электрическим зарядом и окружающих его электронов с отрицательным зарядом. По современным представлениям ядро атома состоит из протонов и нейтронов (нуклонов), удерживаемых в ядре мощными ядерными силами. Масса протона в 1836, а масса нейтрона в 1839 раз больше массы электрона, поэтому практически вся масса атома сосредоточена в его ядре. Ядро окружено облаком электронов, образующих электронные оболочки атома. Линейные размеры атома определяются размерами его электронной оболочки и составляют величину порядка 10^–8 см, что в десятки тысяч раз превышает размеры ядра. В обычных условиях атом электрически нейтрален: число электронов в оболочке равно числу протонов в ядре. Причем положительный заряд протона и отрицательный электрона одинаковы по абсолютной величине. Нейтрон электрическим зарядом не обладает. Теряя электроны, нейтральный атом превращается в ионизированный атом — положительно заряженный ион, а в результате присоединения одного или нескольких электронов — в отрицательный ион.

Характеристикой атома, обусловливающей его принадлежность к определенному элементу, является заряд ядра. Число протонов в ядре, определяющее заряд ядра, называется атомным номером, который совпадает с порядковым номером элемента в периодической системе элементов Д. И. Менделеева. Масса атома пропорциональна общему числу протонов и нейтронов в ядре и возрастает с увеличением числа протонов в ядре.

Строение электронных оболочек атома, прежде всего его внешней оболочки, и связанные с этим химические и большинство физических свойств (оптические, электрические, магнитные, механические) определяются в основном электромагнитными взаимодействиями электронов с ядром и электронов друг с другом.

Нуклоны связаны в ядре благодаря ядерным силам, которые значительно превосходят силы электростатического отталкивания между положительно заряженными протонами. Ядерные силы являются проявлением самых интенсивных из всех известных в физике взаимодействий. Для расщепления ядра на составляющие его нуклоны (протоны и нейтроны) требуется преодолеть эти силы, то есть затратить энергию. Соединение нуклонов с образованием ядра, наоборот, сопровождается высвобождением энергии связи ядра. Это — максимальная энергия, которая может выделиться. Энергия связи ядра складывается из энергии притяжения нуклонов друг к другу под воздействием ядерных сил и энергии электростатического отталкивания протонов. Ядерная энергия, высвобождающаяся при ядерных превращениях, может выделяться при слиянии легких ядер (реакция синтеза ядер — используется в ядерной энергетике, термоядерных бомбах) или при расщеплении тяжелых ядер (деление ядер, лежащее в основе взрыва ядерной бомбы).

Так как общий центр масс ядра и электронов располагается вблизи ядра, а само ядро обладает малыми размерами, большой массой и незначительной скоростью перемещения относительно центра масс, то атом можно рассматривать как систему электронов, движущихся вокруг неподвижного притягивающего центра. Полная энергия такой системы равна сумме кинетических энергий всех электронов и потенциальной энергии притяжения их ядром и отталкивания электронов друг от друга. Поскольку атом является квантовой системой, то есть подчиняется квантово-механическим законам, то его основная характеристика — полная внутренняя энергия — квантуется, то есть может принимать дискретный (прерывный) ряд значений, соответствующих устойчивым, стационарным состояниям атома. Промежуточные значения эта энергия принимать не может. Она может изменяться только скачкообразно путем квантового перехода из одного стационарного состояния в другое (иными словами, с одного уровня энергии на другой).

Самый нижний (основной) уровень, отвечающий минимальному значению энергии, соответствует наиболее устойчивому, нормальному состоянию атома, в котором атом, не подверженный внешним воздействиям, может находиться неограниченно долго. Все остальные уровни соответствуют возбужденному состоянию атома, в которых атом обладает большей энергией. В возбужденном состоянии атом может находиться очень кратковременно (~ 10^–8 с — для свободного атома). При переходе из возбужденного в основное состояние атом испускает фотон, энергия которого равна разности энергий верхнего и нижнего уровней. При обратном переходе с нижнего уровня на верхний атому должна быть сообщена энергия. Возбудить атомы можно различными способами: тепловым, когда благодаря нагреву усиливается молекулярное движение, и при соударении атомов электроны переходят на более высокие уровни; фотовозбуждением, когда электроны переходят на более высокие уровни за счет поглощения энергии падающих фотонов (флуоресценция, фосфоресценция); электрическим возбуждением, например, в газоразрядных лампах, где электроны и ионы двигаются с высокими скоростями и, соударяясь с атомами, переводят их в возбужденное состояние. Следует отметить, что видимый свет испускают только внешние электроны атома, возбужденные указанными способами.

Квантование энергии атома является следствием волновых свойств электрона, которыми он, как и другие частицы микромира, обладает (наряду с корпускулярными свойствами). Движению электрона в атоме соответствует стоячая волна длиной ~ 10^–8 см (то есть порядка линейных размеров атома). Поскольку для стоячей волны в ограниченном объеме возможны лишь определенные значения длины волны, то и энергия атома также может принимать только дискретный ряд значений. Свободное движение электрона, оторванного от атома, подобно распространению бегущей волны в неограниченном объеме, для которой возможны любые значения длины волны; его энергия при этом не квантуется и имеет непрерывный спектр. Наличие спина (собственного момента количества движения) у электрона позволяет рассматривать электрон как «вращающийся волчок» с собственным механическим и магнитным моментами. Учет спина у электронов позволил ученым объяснить порядок заполнения электронных оболочек в многоэлектронных атомах, а следовательно, и физические закономерности периодической системы элементов Д. И. Менделеева.

Распределение электронов по внешним оболочкам определяет конфигурацию атома. Большинство свойств атома определяется строением и характером его внешних оболочек, в которых энергия связи довольно слабая. Электроны внешних оболочек атома легко подвержены внешним воздействиям. Так, при сближении атомов возникают сильные электростатические взаимодействия, которые могут приводить к образованию молекул. Именно электроны внешних оболочек участвуют в химических связях. Внешними электронами определяются и магнитные свойства атомов. Свойства атомов, находящихся в связанном состоянии (например, входящие в состав молекул), отличаются от свойств свободного атома. Наибольшие изменения претерпевают свойства атома, определяемые самыми внешними электронами, принимающими участие в присоединении данного атома к другому. При этом свойства атома, определяемые электронами внутренних оболочек, могут практически не измениться (как это имеет место для рентгеновских спектров).

Молекула — это наименьшая часть данного вещества, являющаяся носителем его основных химических и физических свойств, способная к самостоятельному существованию. Молекула состоит из одинаковых или различных атомов, связанных между собой химическими связями. Число атомов в молекулах может быть от двух до сотен тысяч (некоторые витамины, гормоны, белки). Атомы в молекуле связаны в определенной последовательности и расположены в пространстве определенным образом. Атомы непрерывно совершают в молекуле колебательные движения. А в газовой фазе молекулы могут совершать поступательное и вращательное движения. Размеры молекул растут с увеличением в них числа атомов и находятся в пределах 10^–8 — 10^–5 см. Молекулу нельзя увидеть невооруженным глазом, однако ее существование доказывают такие явления, как: диффузия, броуновское движение, дифракция электронов, нейтронов и т. д.

Молекулы представляют собой электрически нейтральные системы, однако электронная плотность распределена в них неравномерно. Число электронных уровней в молекуле больше, чем у атомов, составляющих молекулу, поскольку каждый атом находится в электрическом поле других атомов. Электроны в молекуле располагаются вокруг ядер определенным образом, формируя электронные оболочки. Прочно связанные внутренние электронные оболочки атомов в молекуле практически не изменяются. Химические и большинство физических свойств молекулы определяются ее внешними электронами. Только внешние электроны участвуют в образовании химических связей. Устойчивость молекулы как физической микросистемы зависит от прочности связей между атомами, составляющими молекулу. Отдавая или присоединяя электроны, молекула превращается в положительно или отрицательно заряженный ион.

Подобно атому, молекула является квантовой системой — ее внутренняя энергия может принимать только определенные значения, то есть квантуется. Внутренняя энергия молекулы приближенно равна сумме энергий электронных движений, колебания ядер и вращения молекулы.

Итак, атомы, связываясь непосредственно друг с другом или в составе молекул, образуют газы, жидкости, твердые тела и организмы. Атомы и молекулы состоят из элементарных частиц, которые, как отмечалось выше, обладают корпускулярно-волновым дуализмом, то есть в их поведении проявляются как корпускулярные, так и волновые черты материи. Но… способностью мыслить, чувствовать, решать, испытывать угрызения совести, иметь чувство долга, желание справедливости и т. д. элементарные частицы материи не обладают. Тогда откуда может появиться сознание в теле человека, все органы которого, в том числе и мозг, состоят из этих частиц? Ведь ничто в этом мире не возникает из ничего.

5.7.2. Сознание

Долгие годы известные нейрофизиологи мира честно искали сознание в мозгу. Однако обнаружить сознание в мозгу им так и не удалось, потому что… его там нет (см. гл. 3, 4).

Сознание — это способность души мыслить, желать, чувствовать, осознавать, помнить, судить, решать различать и т. д. Ум, интеллект, санскары — это свойства и проявления сознательной, нематериальной сущности — души, а не каких-то тонких материальных образований, находящихся в теле отдельно от души. Правы Хьюбел и другие ученые, говоря, что мозг подобен компьютеру. Но компьютер не осознает своего существования и своих действий. Он не подвержен эмоциям, боли, любви, ненависти и т. д., которые ощущает сознательная сущность — душа. Он не знает, как он устроен, кто и когда его создал, кто на нем работает, то есть он не обладает способностью чувствовать, осознавать. Например, сообщая о размерах убытка, понесенного вследствие падения курса доллара, компьютер не испытывает боли и желания исправить ситуацию. Мнение о том, что мозг думает, имеет желания, эмоции, понимает и принимает решения, опровергается довольно часто наблюдаемым феноменом, когда некоторые люди, как правило в раннем детстве, очень ярко вспоминают о событиях, происходивших с ними в предыдущем рождении, и которые при проверке оказывались правдой (см. примеры в гл. 3).

Возникает вопрос: где хранились эти воспоминания, если тот мозг вместе с телом были кремированы?

Помнить, думать, любить, понимать, желать и т. д. — это способности сознательного существа — души. Находясь в теле, душа действует через него и испытывает результаты своих действий. Это душа, войдя в тело, делает человека живым, мыслящим, разумным. Иными словами, когда живая душа покидает тело, то это тело становится мертвым. А когда душа, оставив одно тело, входит в другое, то тело оживает.

5.7.3. Что же такое живое не просто в биологическом смысле, а в более глубоком аспекте миропонимания?

Живое — это то, что способно осознавать свое существование, мыслить, отличать хорошее от плохого, принимать решения, судить; обладает памятью, имеет желания, чувства, эмоции. Уникальность живого состоит и в том, что каждое живое существо несет в себе полную запись своих действий настоящего и прошлых рождений (воплощений).

Если посмотреть на тело с этих позиций, то окажется, что руки, ноги, глаза, уши и даже голова этих свойств не имеют.

Запись хороших и плохих действий (санскары) находятся в живом существе — душе, если бы они были в теле, то они сгорали бы вместе с телом, сотканным из элементов материи. Материя — неживая, она сознанием не обладает.