12. Гипотезы возникновения планет.

Планета — это небесное тело, вращающееся по орбите вокруг звезды или её остатков, достаточно массивное, чтобы стать округлым под действием собственной гравитации, но недостаточно массивное для начала термоядерной реакции, и сумевшее очистить окрестности своей орбиты от планетезималей.

Вопросами происхождения планет Солнечной системы занимается космогония. Полного и исчерпывающего ответа на этот вопрос наука не дает. Пока нет возможности проверить выводы современных теорий применительно к какой-либо другой планетной системы. Рассмотрим наиболее известные космогонические гипотезы.

Гипотеза Канта-Лапласа. Кант предположил, что Солнечная система образовалась из космического облака, или «хаоса». Формируясь из сгущений, возникших в первичной туманности, планеты отдалялись от нее и от Солнца центробежными силами. Интересно, что Кант изложил эти идеи в трактате, посвященном доказательству бытия Божия. По мнению Канта «Бог вложил в силы природы тайное искусство самостоятельно развиваться из хаоса в совершенное мироздание». У Канта, таким образом, образование планет происходило из холодного газопылевого облака.

Идею Канта поддержал Лаплас, однако, согласно его гипотезе планеты образовались в результате отделения от раскаленного протосолнца газовых колец, их охлаждения и конденсации. Кольца разделялись на несколько масс, образовавших затем разные планеты.

Эта гипотеза получила название небулярной (от лат. nebula – туманность) гипотезы Канта-Лапласа. Поскольку формирование колец и планет происходило в условиях вращения туманности и действия центробежных сил, эта гипотеза называется еще и ротационной (лат. rotatio – вращение).

Гипотеза Джинса. Гипотеза Канта-Лапласа не могла объяснить также и тот факт, что момент количества движения (кинетический момент) планет приблизительно в 29 раз больше момента количества движения Солнца, а это противоречит закону сохранения кинетического момента. Для разрешения этого противоречия появились так называемые «катастрофические гипотезы», к которым относится гипотеза Джинса. Согласно ей некая звезда прошла неподалеку от Солнца и вызвала мощные приливы на нем, принявшие форму газовых струй, из которых впоследствии образовались планеты. Из этой гипотезы следовал вывод об уникальности Солнечной системы.

Гипотеза О.Ю. Шмидта. Советский ученый О.Ю. Шмидт (1891-1956) предположил, что Солнце, вращаясь вокруг центра Галактики, могло захватить материю, обладающую достаточным моментом количества движения. Расчеты Шмидта, в частности, показали, что начальный период обращения Солнца был очень большим, а затем должен был уменьшиться до 20 суток. В действи-тельности он равен 25 суткам, и такое совпадение считается хорошим.

Ожидается, что новый свет на загадку образования Солнечной системы прольют дальнейшие исследования планет земной группы и планет-гигантов с помощью автоматических космических станций.

13. Ньютоновская и эволюционные парадигмы

Парадигма - исходная концептуальная схема или модель постановки проблем и их решения, методов исследования, господствующих в течение определенного исторического периода.

Создание механики Ньютоном и успехи механики в объяснении явлений природы привели к тому, что механика стала основой мировоззрения.

Считалось, что все в природе имеет единую механическую сущность, единство мира является единством всеобъемлющей механической системы. Природа, как сложный механизм, функционирует по объективным законам - законам Ньютона.

Причинно-следственные связи явлений однозначны: причине с необходимостью соответствует единственное следствие. Первичные алгоритмы однозначно определяет раз и навсегда все последующее существование и развитие мира. Такое жесткое понимание причинности является краеугольным камнем в механической картине мироздания. Оно вошло в историю науки под термином “лапласовский детерминизм”.

П.С. Лаплас (1749 - 1827) наиболее четко сформулировал идейную платформу механицизма: “Мы должны рассматривать современное состояние вселенной как результат предшествующего состояния и причину последующего. Разум, который для какого-то данного момента времени знал бы все силы, действующие в природе, и относительное расположение ее частей, если бы он, кроме того, был достаточно обширен, чтобы подвергнуть эти данные анализу, обнял бы в единой формуле движения самых огромных тел во вселенной и самого легкого атома. Для него не было бы ничего неясного, и будущее, как и прошлое, было бы у него перед глазами... Кривая, описываемая молекулой воздуха или пара, управляется столь же строго и определенно, как и планетные орбиты; между ними лишь та разница, что налагается нашим неведением .”

Сформулировавшаяся парадигма выработала своеобразное общее мировоззрение, основой которой явилось представление об абсолютной неизменяемости природы, так как все наблюдаемые явления, все превращения являются не более чем механистическими перемещениями и столкновениями атомов. В механической картине мира отсутствует развитие - мир в целом таков, каким он был всегда.

Ньютоновская парадигма фактически отвергает качественные изменения, сводя все изменения к изменениям чисто количественным. В этом виделся залог незыблемости природы.

Эти метафизические представления господствовали в естествознании несколько столетий.

Возникновение эволюционной парадигмы можно отнести к середине 18 века, когда Кант предложил первую научную космологическую модель возникновения звезд и планетных систем из аморфно-однородного распределения первичных частиц. Но корни концепции уходят во времена античности. еще в 5 - 4 в. до н. э. Гераклит Эффеский высказал идею вечного движения, всеобщей изменчивости вещей: все течет - все изменяется.

Эволюционная парадигма стала утверждаться в середине 19 века, когда в естествознании были сделаны крупные открытия. Лаплас обосновал теорию Канта о развитии Солнечной системы. Геолог Ч. Лайель приходит к выводу о том, что поверхность Земли изменяется непрерывно под действием климатических факторов и факторов жизнедеятельности растительных и животных организмов. Лайель взорвал парадигму о божественном происхождении Земли. По Лайелю история Земли является не следствием божественной воли, а естественным процессом, происходящим в соответствии с законами природы. Исследуя останки ископаемых животных Лайель заметил, что многии организмы из предшествующих эпох встречаются в настоящее время. При этом Лайель всретил новые виды, не имевшие предшественников. Он не осознал, что одни виды происходят от других, но создал предпосылки для развития эволюционных идей в биологии. Теория эволюционного развития живой природы впервые была изложена Ж.Б. Ламарком. Но теория Ламарка не пользовалась популярностью.

Идеи Ламарка были развиты Ч. Дарвиным и превратились в эволюционное учение, согласно которому все существующие виды организмов произошли от ранее существующих путем длительного их изменения. Дарвин определил эволюцию как “происхождение, сопровождаемое изменением” и объяснил развитие действием естественных законов природы. Развитие живой природы необратимо.

Клеточная теория Шванна и Шлейдена показала, что в основе строения всех живых организмов лежит единообразный структурный элемент - клетка. Результаты сравнительной анатомии наталкивали на мысль о происхождении организмов от единых предков, что подрывало парадигму о божественном происхождении человека. В естествознании утверждается идея эволюции.

Идеи эволюции почти одновременно возникли в биологии, физике и социологии. В физике идеи эволюции развивались в классической термодинамике. II начало темодинамики по сути является теорией эволюции изолированной макроскопической системы.Эволюция соответствует переходу системы к менее упорядоченному состоянию, поэтому классическая термодинамика является теорией разрушения структур. В биологии и социологии эволюция соответствует переходу системы на более высокий уровень сложности, поэтому классическая термодинамика не может описывать феномен жизни, ее возникновение, усложнение и совершенствование, так как жизнь проявляется в создании структур. Широкое распространение этого мнения привело к формулированию убеждений об особой сущности явлений жизни. Концепция эволюции в физике, биологии и социологии имели противоположную направленность и как бы исключали друг друга.

Настоящим переломом в осознании важности идеи эволюции стали последние 30 лет нашего века, когда была осознана черезвычайно широкая распространенность процессов развития различных систем и глубокое внутреннее единство закономерностей развития. Было накоплено достаточное количество фактов самопроизвольного образования структур в физических, химических и биологических процессах. Структурная самоорганизация оказалась вездесущей не только в живой, но и в неживой природе. Это повлекло за собой осознание различия в природе равновесных и неравновесных процессов и осознание существенной роли неравновесных процессов в нашей жизни. Парадигма эволюции стала господствующей в естествознании:

Эволюция - представления о изменениях в обществе и природе, их направленности, порядке и закономерностях. В парадигме определенное состояние какой-либо системы рассматривается как результат более или менее длительных изменений ее предшествующих состояний. Эти изменения протекают в пространстве и времени и обусловлены объективными законами природы.