4 Современная физическая картина мира

Множество теорий, в совокупности описывающих известный человеку мир, синтезируется в единую научную картину мира, т.е. целостную систему представлений об общих принципах и законах устройства мироздания. Мир, в котором мы живем, состоит из разномасштабных открытых систем, развитие которых подчиняется общим закономерностям. Физическая картина мира – часть единой научной картины, основанной в настоящее время на следующих положениях:

Системность означает признание современной наукой того факта. что любой объект материального мира (атом, планета, организм или галактика) представляет собой сложное образование, включающее в себя составные части, организованные в целостность. Наиболее крупной из известных нам систем является Вселенная. Эффект системности проявляется в появлении у целостной системы новых свойств, возникающих в результате взаимодействия ее элементов (например, образование молекул из атомов). Важнейшей характеристикой системной организации является иерархичность, субординация, т.е. последовательное включение систем нижних уровней в системы более высоких уровней. Каждый элемент любой подсистемы оказывается связанным со всеми элементами других подсистем (кварк – адрон –атомное ядро– атом – молекула – твердое тело и т.д.). Все части окружающего мира теснейшим образом взаимосвязаны.

Глобальный (универсальный) эволюционизм – признание невозможности существования Вселенной и всех менее масштабных структур вне развития. Каждая составная часть мира есть историческое следствие глобального эволюционного процесса, начатого Большим взрывом. Идея эволюции зародилась в XIX в. и наиболее сильно прозвучала в учении Ч. Дарвина о происхождении видов. Однако эволюционная теория ограничивалась только растительным и животным миром, классические фундаментальные науки, прежде всего физика и астрономия, составляющие основу ньютоновской механистической модели мира, оставались в стороне от эволюционного учения. Вселенная представлялась равновесной и неизменной. Появление неравновесных образований с заметной организацией (галактик, планетных систем и т.д.) объяснялось случайными локальными изменениями. Ситуация изменилась в начале нашего века с открытием расширения (нестационарности) Вселенной. Выводы общей теории относительности привели физиков к идее изменяющейся Вселенной.

В настоящее время идеи эволюции проникли во все области естествознания. В целом естествознание вообще и физика в частности вправе сформулировать лозунг: “Все существующее есть результат эволюции”. На описании движущих сил эволюции любых объектов нашего мира претендует новое междисциплинарное направление – синергетика.

Самоорганизация – наблюдаемая способность материи к самоусложнению и созданию все более упорядоченных структур в ходе эволюции. Механизм перехода материальных систем в более сложное и упорядоченное состояние, по-видимому, для систем всех уровней имеет единый алгоритм.

Историчность – признание современной наукой принципиальной незавершенности настоящей, и любой другой картины мира. С течением времени развиваются Вселенная, человеческое общество, изменяются ценностные ориентации и стратегия научного поиска. Эти процессы происходят в разных временных масштабах, однако, их взаимное наложение делает задачу создания абсолютно истинной научной картины мира ( в том числе и физической картины) практически неосуществимой.

Как уже отмечалось (лекция № 8), материя может существовать как в полевой форме, так и в форме вещества. Взаимодействие между любыми объектами осуществляется посредством тех или иных полей, которые распространяются в пространстве с конечной скоростью. Взаимосвязь различных форм материи наиболее ярко проявляется в микромире: материя в форме вещества превращается в материю в форме электромагнитного поля и наоборот.

В наши дни принята Стандартная модель, по которой все вещество состоит из 24 частиц – фермионов: 6 лептонов, 6 кварков и 12 античастиц. Частицами-переносчиками взаимодействий являются 8 глюонов, 3 тяжелых бозона, один фотон. Теоретически предсказано существование бозона Хиггса, отвечающего за массу.