Концепции современного естествознания

5.Биологический уровень, живую природу.

6.Социальный уровень – общество.

Каждый структурный уровень материи в своем движении, развитии подчиняется своим специфическим законам. Так, например, на первом структурном уровне свойства фундаментальных частиц и полей описываются законами квантовой физики, которые носят вероятностный, статистический характер. Свои законы действуют в живой природе. По особым законам функционирует человеческое общество. Имеется целый ряд законов, действующих на всех структурных уровнях материи (законы диалектики, закон всемирного тяготения и др.), что является одним из свидетельств неразрывной взаимосвязи всех этих уровней.

AD NOTAM (лат.) – к сведению

Атомы – это достаточно крупные объекты. В известном смысле это действительно так, если их сравнить с теми объектами, о которых речь пойдет дальше; тем не менее, атомы все же очень малы и многочисленны. Весьма популярна такая классическая иллюстрация обилия существующих атомов и молекул: в чашке чая, которую вы собираетесь выпить, содержится около тысячи молекул воды из той чаши с ядром, которую заставили выпить Сократа, даже если считать, что содержимое той чаши до настоящего момента было рассеяно по всем океанам мира и в атмосфере Земли. Другой аналогичный пример: в этот самый момент в легких каждого из нас содержится около одной молекулы из последнего вздоха Юлия Цезаря (или скажем Чингисхана или Елены Троянской…); здесь вновь предполагается, что все молекулы из этого вздоха были рав-

номерно распределены в атмосфере.

Всякий более высокий уровень материи включает в себя более низкие ее уровни. Например, атомы и молекулы включают в себя фундаментальные частицы, макротела состоят из фундаментальных частиц, атомов и молекул. Однако материальные образования на более высоком уровне не являются просто механической суммой элементов низшего уровня. Это качественно новые материальные образования, со свойствами, коренным образом отличающимися от простой суммы свойств составных элементов, что и находит свое выражение в специфике законов, описывающих их. Известно, что атом, состоящий из разнородно заряженных частиц, нейтрален. Или классический пример. Кислород поддерживает горение, водород горит, а вода, молекулы которой состоят из кислорода и водорода, гасит огонь. Далее. Общество есть совокупность отдельных людей – биосоциальных существ. Вместе с тем общество несводимо ни к отдельному человеку, ни к некоторой сумме людей.

В-третьих, исходя из приведенной выше классификации, можно выде-

391

лить три различных сферы материи: неживую, живую и социальноорганизованную – общество. Выше мы рассматривали эти сферы в иной плоскости. Дело в том, что всякая классификация относительна, а поэтому в зависимости от потребностей познания можно давать самую различную классификацию уровней, сфер и т.д., отражающих сложную, многогранную структуру материи. Подчеркнем, что избранное то или иное основание классификации есть лишь отражение многообразия самой объективной реальности. Можно выделить микро-, макро-, мезо- и мегамир. Этим классификация структуры материи не исчерпывается, возможны и другие подходы к ней.

Получила распространение идея, согласно которой все частицы состоят друг из друга, и ни одна из них не является элементарной. Другая теория представляет частицы в виде колебательных состояний какого-то сверх поля, являющегося единственной реальностью.

К числу самых фундаментальных характеристик фундаментальной частицы принадлежит масса покоя; если последняя равна нулю, то частицы вынуждены постоянно двигаться со скоростью света.

Сегодня нельзя исключить того, что существует еще одна ступень в субструктуре материи. Возможно, лептоны и кварки также являются

связанными системами, как атомы, атомные ядра и нуклоны, состоящие из неведомых до сих пор составляющих. Для этих составляющих придуман уже ряд названий: субкварки, преоны, страшоны, ришоны, гаплоны и т.д.

В глобальных масштабах материальное единство мира проявляется в различных аспектах:

–в абсолютности и вечности материи, ее несотворимости и неуничтожимости;

–во взаимной связи и обусловленности всех материальных систем и структурных уровней материи;

–в многообразных взаимных превращениях форм движущейся мате-

рии;

–в историческом развитии материи, возникновении живых и социально организованных систем на основе менее сложных форм;

–в наличии у всех форм материи всеобщих свойств и подчинении их универсальным диалектическим закономерностям.

Среди всех всеобщих свойств, атрибутов материи важнейшим являет-

392

ся движение как способ существования материи.

8.3. Движение как способ существования материи. Основные формы движения материи, их взаимосвязь и качественная специфика

Ни одна вещь не возникает беспричинно, но все возникает на каком-нибудь основании и в силу необходимости.

Демокрит

При всей ограниченности взглядов на сущность материи философов материалистов древнего мира, они были правы в том, что признавали неразрывность материи и движения. У Фалеса изменения первичной субстанции воды вели к образованию различных вещей; у Гераклита диалектична идея о вечных изменениях огня; Демокрит и другие атомисты исходили из того, что атомы непрерывно движутся в пустоте.

Позднее, в условиях господства метафизических и механических воззрений в философии, хотя и поверхностно, но признавалась неразрывность материи и движения. Именно английский философ Д. Толанд в XIII в. высказал убеждение, что «движение есть способ существования материи». Эта мысль была подхвачена и развита французскими материалистами.

Само понятие «движение», как и понятие «материя», есть абстракция. Нет движения как такового, а есть движение конкретных материальных предметов.

На основе развития частных наук, анализа философских идей своих предшественников создатели диалектикоматериалистической философии углубили пони-

мание сущности движения, его непрерывной связи с материей, пространством и временем.

Философы, мыслящие метафизически, если они понимали движение как только механическое, видели причину движения во внешних обстоятельствах. На этой основе возникла идея первотолчка (Ньютон), которая вполне могла совмещаться с признанием какой-то загадочной силы и даже с существованием бога.

С точки зрения диалектического материализма причины движения материи существуют внутри нее, определяются ее внутренней противоречивостью, наличием таких противоположностей, как изменчивость и устой-

393

чивость, притяжение и отталкивание, противоречием между старым и новым, простым и сложным и т.д. Таким образом, движение есть результат внутренней активности материи, единство противоречий, есть ее самодвижение. Раздвоение единого на противоположности и борьба между ними раскрывают источник самодвижения материи [65].

Концепция самодвижения материи есть логический вывод из самой сущности диалектики, основными принципами которой являются принципы всеобщей связи и развития. Диалектико-материалистическая концепция движения преодолевает механистическое и метафизическое понимание движения как только простого перемещения предметов друг относительно друга, как движение по замкнутому кругу с возвратом в исходное положение, как только чисто количественные или только качественные изменения. С диалектико-материалистической точки зрения любой предмет, находящийся в состоянии покоя относительно одних тел, находится в движении по отношению к другим телам. Более того, внутри каждого предмета происходят непрерывные изменения и процессы, взаимодействия их внутренних частей (элементарных частиц, полей), переход частиц в поля и наоборот, что и является внутренней причиной их изменений, причиной того, что любая вещь в каждый момент времени является той же и в то же время уже другой. Из сказанного следует, что «движением называются всякие изменения и процессы во Вселенной, начиная от простого перемещения и кончая мышлением». И это бесконечный процесс, в этом суть, в этом основа и причина существования бесконечного многообразия вещей, объединяемых общим понятием "материя". Как видим, если предположить невозможным отсутствие движения, то материя представляла бы собой лишенную всякой определенности, мертвую, безжизненную, полностью лишенную активности массу. Именно благодаря движению материя дифференцируется, происходит непрерывное возникновение и уничтожение всего многообразия предметов и явлений. Движение – способ существования материи, и, следовательно, быть, существовать значит быть вовлеченным в процесс изменения, в движение. А это значит, что движение абсолютно, как и материя. Но это не исключает признания относительности движения в различных конкретных случаях. Например, механическое движение одного предмета относительно другого или взаимопревращение конкретных элементарных частиц данного состояния по отношению к другому их состоянию. Так, аннигиляция электрона и позитрона ведет к появлению двух фотонов. Здесь мы видим различие конечного результата по отношению к начальному состоянию элементарных частиц.

Признавая абсолютность движения, диалектический материализм не

394

отрицает его противоположности покоя. Под покоем понимается неизменность вещей, их стабильность, временное единство противоположностей, равновесие, сохранение вещей и их состояний. Если движение является причиной возникновения конкретных, качественно различных вещей, то покой является причиной сохранения относительной устойчивости этих конкретных вещей, условием их существования. Если представить себе, что состояние покоя не существует, то всю материю придется представить как нечто хаотичное, лишенное всякой определенности, качественно неразличимое. Таким образом, благодаря движению образуются конкретные качественно различные предметы, а благодаря состоянию покоя они существуют какое-то время в определенном состоянии и в известном месте. Например, пимезон «живет» всего 0,25 · 10–5 с. Это очень малое время, но в течение этого времени он остается самим собой. Таким образом, состояние покоя, состояние временного равновесия является, как и движение, необходимым условием дифференциации материи.

Вместе с тем важно отметить, что сама возможность покоя, относительной устойчивости вещей определяется движением материи. Не было бы движения, не было бы и качественно различных предметов, не было бы и равновесия, стабильности и т.д., т.е. не было бы и покоя. Это еще раз приводит к мысли, что «движение абсолютно, а покой относителен». И если можно в какой-то мере говорить об абсолютности покоя, то только в плане необходимости всеобщего временного существования конкретных вещей.

В отличие от механистического материализма, абсолютизирующего механистическую форму движения, распространяющего ее на любые материальные образования, диалектический материализм, исходя из достижений всей совокупности наук, рассматривает движение во всем многообразии его форм и во взаимопереходах последних. При этом важным является утверждение, что каждая форма движения имеет определенного материального носителя. Критерием выделения этих форм движения является связь каждой из них с определенными материальными носителями. Вместе с тем каждая основная форма характеризуется соответствующими законами, действующими на том или ином структурном уровне материи.

Все эти формы движения взаимосвязаны между собой и более простые входят в более сложные, образуя качественно иную форму движения. Каждая из этих форм включает в себя бесконечное множество видов движения. Даже простейшая механическая включает в себя такие виды движения, как равномерно прямолинейное, равномерно ускоренное (замедленное), криволинейное, хаотическое и др. Наиболее сложной формой движения является социальная, т.к. материальный носитель есть самый

395

сложный вид материи социальный.

Следует подчеркнуть, что различные формы движения способны переходить друг в друга в соответствии с законами сохранения материи и движения. Это есть проявление свойства неуничтожимости и несотворимости материи и движения. Мерой движения материи является энергия, мерой покоя, инертности масса.

Развитие квантовой механики поставило вопрос об анализе новой основной формы движения квантово-механической. Развитие современной науки ведет к обогащению наших знаний об основных формах движения. К тому же сейчас возникает проблема уяснения природы особых биополей, «читаемых» экстрасенсами, ясновидцами, и, следовательно, становится насущной проблема дальнейшего развития учения о формах движения, считающихся пока загадочными и необъяснимыми. Так, подтверждаются догадки, сформулированные еще в начале XX в., что в природе будет открыто еще много диковинного. Все сказанное выше свидетельствует о том, что мир принципиально познаваем, хотя каждая ступень в развитии нашего познания расширяет область незнаемого, ставит новые проблемы.

Спопытками оторвать движение от материи выступали естественники

ифилософы, начиная с середины XIX в.

Так, Освальд, пытаясь создать новое философское направление, сделал вывод, что первичной субстанцией, первоначалом всех веществ является энергия. Это направление в философии получило название «энергетизма». Против него выступили виднейшие физики и философы того времени, в частности, Планк, Лебедев и др. Гносеологические корни «энергетизма» в абсолютизации движения, энергии как меры движения, в их отрыве от материи.

Другая крайность в философии состоит в попытке абсолютизации состояния покоя. В середине XIX в. известные ученые Томпсон и Клаузиус открыли второй закон (второе начало) термодинамики, суть которого состоит в том, что процесс передачи тепла от одного тела к другому необратим и всегда направлен от более теплого тела к более холодному. Исходя из этого закона, Клаузиус сделал вывод, что все виды энергии со временем превратятся в тепловую, а тепловая энергия, в силу указанного закона, равномерно рассеется во Вселенной, которую он представлял как замкнутую систему, и наступит общее энергетическое равновесие, прекратится движение и наступит абсолютный покой и "тепловая смерть" Вселенной.

Против этой теории выступили физики Смолуховский, Больцман, Циолковский и др. Большой вклад в опровержение теории «тепловой смер-

396

ти» Вселенной внес австрийский физик Больцман, установивший статистический характер второго закона термодинамики. Были открыты флуктуации, обратные процессам затухания во Вселенной. Циолковский высказал уверенность в вечной юности Вселенной. Развивая указанную теорию, советские физики И.П. Плоткин, К.П. Станюкович, Я.П. Терлецкий на основе статистической физики доказывают, что наша Вселенная не является замкнутой системой и, следовательно, выводы Клаузиуса к ней неприменимы. Кроме того, Вселенная есть не только термодинамическая система, но и гравитационная, мезонная, электронная и др. И этот ее многообразный статус обеспечивает взаимопереходы энергии устраняя возможность одностороннего превращения всех видов энергии только в тепловую. Например, немецкий физик Нернст, допуская процесс, противоположный радиоактивному распаду, выразил уверенность, что Вселенная никогда не может стать мертвым кладбищем.

8.4. Антивещество

«В других мирах, в зазвездной дали Лежит чудесная страна, В чем чудо, вам мы не сказали – Из антивещества она».

Г. Фёрт

«Посвящая себя исследовательской работе, нужно стремиться сохранять свободу суждений и ни во что не следует слишком сильно верить; всегда надо быть готовым к тому, что убеждения, которых придерживался в течение долгого времени, могут оказаться ошибочными».

П. Дирак

У нас нет ни одного прямого указания на существование сегодня большого количества антивещества. Однако у нас нет ни одного факта, который мог бы полностью закрыть эту гипотезу! Отсутствие доказательств – не доказательство отсутствия. Прежде всего, такое положение создается из-за недостаточного числа экспериментальных данных, которые позволили бы сильнее «зажать» фантазию сторонников Антимира в рамках твердо установленных величин [63].

Таким образом, произошло ли «убийство» теории Антимира «безобразными фактами» астрономии и астрофизики? – по всей видимости, можно дать тот же ответ, что дал на консилиуме народный лекарь Богомол после осмотра небезызвестного Буратино.

– Одно из двух, – сказал Богомол, – или пациент жив, или он умер. Ес-

397

ли он жив – он останется, жив, или не останется жив. Если он мертв – его можно оживить или нельзя оживить.

Из-под «теоретического» пера

дом кубическом сантиметре 1095 г.! Для сравнения можно напомнить, что средняя плотность вещества Земли составляет всего 5г/см3.

По существу, «планкеоны» – это замкнутые в себе эйнштейновские микровселенные. Находящиеся внутри планкеонов частицы движутся не по прямым линиям, а по замкнутым траекториям, которые нигде не выходят за пределы их поверхности.

Планкеоны независимо от их массы можно считать своеобразными элементарными частицами. Впрочем, точнее, их надо было бы назвать «мертвыми» или «спящими» – законсервированными частицами.

Подсчеты, проделанные Станюковичем, показывают, что планкеоны больших энергий должны встречаться во Вселенной чрезвычайно редко – приблизительно один планкеон на 10 тысяч кубических километров пространства [55].

Однако планкеонов, в которых заключены небольшие энергии, может быть значительно больше. Не исключена возможность, что, они входят в состав протонов и нейтронов в качестве центральных ядер этих частиц. Но это, разумеется, лишь самое предварительное предположение.

Есть и другая гипотеза, согласно которой планкеоны – это не что иное, как кварки – фундаментальные гипотетические частицы с дробными электрическими зарядами, из которых построены многие элементарные частицы и поисками которых сейчас заняты физики.

Однако может оказаться, что связь между планкеонами и обычными

398

элементарными частицами носит совсем иной характер.

Академик М.А. Марков и профессор Станюкович высказали оригинальную гипотезу, согласно которой обычные фундаментальные частицы представляют собой не что иное, как наблюдаемую часть планкеонов. Эти частицы с очень, большой частотой, если можно так выразиться, периодически «высовываются» из своих планкеонов и «прячутся» обратно.

Но так как масса ненаблюдаемого вещества, заключенного и планкеонах, во много раз больше массы «высовывающихся» из них наблюдаемых частиц, то это может означать, что ненаблюдаемая масса нашей Метагалактики во много раз больше наблюдаемой.

Согласно гипотезе Станюковича планкеоны взаимодействуя с обычными частицами, должны время от времени «раскрываться». При таком раскрытии во Вселенную выбрасывается некоторое количество фундаментальных частиц, находившихся до этого в скрытой неуловимой форме.

«Спящая» материя просыпается...

Ни планкеоны, ни аналогичные частицы «максимоны», придуманные академиком М.А. Марковым, пока что не обнаружены. Но за последние годы в глубинах Вселенной открыт целый ряд явлений, которые говорят о возможности концентрации огромных масс в сравнительно небольших областях пространства.

К подобным состояниям могут, например, приводить заключительные этапы в жизни звезд. Возникает вопрос: почему природа не позаботилась сотворить немного

антивещества и поместить его где-нибудь поблизости от нас? Представим себе, что в Галактике имеется немного антизвезд или в скоплении галактик какое-то число антигалактик. Тогда вещество и антивещество звезд или галактик могут столкнуться, как это, согласно наблюдениям, иногда случается с обычными объектами из вещества; при этом произойдет аннигиляция, сопровождающаяся излучением энергии, которую можно было бы зарегистрировать. Но такого излучения не обнаружено, и поэтому мы должны сделать вывод, что, по крайней мере, в наблюдаемой части Вселенной, антивещества практически нет. Возможно, и нигде во Вселенной нет сколько-нибудь значительных количеств антивещества. Очень ва-

399

жен вопрос: почему?

IN BREVI (лат.) – вкратце

Возможно и другое решение поставленного выше вопроса. А вдруг найдется когда-нибудь блестящий молодой ученый, который совершенно иначе посмотрит на вещи и покажет, что наши вопросы вообще не по существу. Еще при жизни Паули о нем рассказывали такой анекдот. После смерти Паули попал в рай, и, сгорая от нетерпения, потребовал свидания с Господом богом. Продравшись сквозь бюрократические препоны, он предстал перед Всевышним и сразу засыпал его вопросами: почему Господь создал частицы так, как он создал их, и, в частности, зачем существует мюон? Господь выслушал все это, естественно, с безграничным терпением, а затем стал читать Паули лекцию об элементарных частицах. В первой части лекции Паули вынужден был все время кивать головой: даже когда Всевышний сказал: «Паули, трудность в том, что Вы задаете не те вопросы», – Паули кивнул. Но вот когда Господь углубился в математическую сторону теории, Паули начал крутить головой, показывая, что он обнаружил нечто; наконец, не в состоянии больше сдерживаться, он вскочил и, как всегда, закричал: «Aber das ist ganz faisch!» («Но это же совершенно неверно!» – нем.) – и

указал на ошибку.

8.5. Научное познание мира «вглубь» и «вширь»

Гармония мира есть источник всякой красоты. Мы должны ценить те медленные и тяжелые шаги вперед, которые мало – помалу открывают ее нам.

А. Пуанкаре

Все многообразие известных человечеству объектов и свойственных им явлений обычно разделяется на четыре качественно различные области – микро-, макро-, мезо- и мегамиры. К.Х. Рахматуллиным предложено выделить еще два уровня – гипомир (микромир в микромире) и гипермир (сверхмир). Однако последние два уровня следует считать пока гипотетичными, лишь предсказываемыми теорией, но еще не ставшими экспериметально наблюдаемыми, достоверно установленными.

Еще в начале XX века немецкий физик М. Планк определил фундаментальные константы – длины (10–33 см) и времени (10–44 с), получившие название «планковская длина» и «планковское время». Это более чем в миллиард раз меньше размеров атомных ядер (10–13 см), которые сами на пять порядков (в 105, т.е. в сто тысяч раз) мельче атомов, характеризующихся величинами в 10–8 см. Считается, что в области планковских масштабов неприменима общая теория относительности и для описания фи-

400