В современной математике пространство определяют как множество каких-либо объектов, которые называют его точками. Ими могут быть геометрические фигуры, функции, состояния физических систем и т.д. Рассматриваются их множество как пространство, отвлекаются от всяких их свойств и учитывают только те свойства их совокупности, которые определяют принятыми во внимание ли введенными (по определению) отношениями. Эти отношения между точками и теме или иными фигурами, т.е. множествами точек, определяют «геометрию». (Математика // Физический энциклопедический словарь. М., 1983).

Физический энциклопедический словарь (М., 1983) дает следующее определение: «... пространство выражает порядок сосуществования отдельных объектов, время – порядок смены явлений ...».

Стремительное развитие естествознания дает веские основания считать, что на глубинных уровнях микромира пространство и время прерывны и подобно материи «квантованы», т.е. складываются из неделимых «порций». Прогнозируемый квант пространства может иметь размер порядка 10-35 м, (порядка планковской длины, характеризующей масштаб проявления квантовых свойств), но до реального проникновения в мир таких масштабов современной науке еще далеко.

А универсальность пространства трех измерений, дополнена построением теоретической модели многомерных пространств (в теории супергравитации, например, использовано одиннадцать измерений пространства-времени).

Сейчас не считается и универсальной характеристикой однонаправленность времени от прошлого к будущему. Так в модели «пульсирующей Вселенной» предполагается, что ныне наблюдаемое расширение Вселенной может при определенных условиях смениться сжатием. А математические уравнения, описывающие эту фазу эволюции, изменяют знак времени с положительного на отрицательный, т.е. время как бы «потечет вспять».

Общая теория относительности (ОТО) показала, что метрические свойства пространства-времени определяются распределением и движением тяготеющих масс материи, и наоборот, силы тяготения в каждой точке пространства зависят от материи.

Еще более глубокие представления о пространстве и времени дает квантовая теория поля. Например, в квантовой электродинамике по иному следует понимать пустоту – вакуум. Вакуум является сложной системой виртуально рождающихся и поглощающихся фотонов, электронно-позитронных пар и других частиц. Вакуум рассматривается как особый вид материи – как поле в состоянии с минимально возможной энергией. Т.е. квантовая механика показывает, что пространство и время нельзя оторвать от материи, что вакуум – это одно из состояний материи.

Оказалось, что минимальное состояние энергии не характеризуется ее нулевой плотностью. Минимум ее оказался равным 0,5hν. А по выражению известного советского физика – ядерщика Я. Зельдовича: «допустив это,… мы немедленно обнаруживаем, что все волны вместе дают бесконечную плотность энергии».

Специфика микромира не соответствует обыденным представлениям о соотношении части и целого, это и многое другое в микромире являются фундаментальными проблемами современной теоретической физики.

Современная естественнонаучная картина мира

70

Развитие физики показывает, что происходит непрерывное движение от понимания отдельных, частных проблем ко все более общим законам природы. В шутку можно сказать, что Ньютон внес «новый тон» (new tone) в описание динамических законов природы, тем самым оправдывая свою знаменитую фамилию Newton. А то, что фундаментальные законы природы должны представлять нечто единое и незыблемое или краеугольный камень – на это обратил внимание А. Эйнштейн, оправдывая, словно по воле Провидения, свою столь же знаменитую фамилию Einstein. Современную постнеклассическую физику отличает то, что она подмечает в каждом шаге развития физики как бы упрощение ее законов и теорий в сторону их фундаментальности. Это исторически подтвердил еще в XIV в. францисканский монах и философ У. Оккам формулировкой принципа с названием «бритва Оккама»: «Чем ближе мы находимся к некоторой истине, тем проще оказываются законы, выражающие эту истину» или «не приумножай сущностей сверх необходимого».

Современная естественнонаучная картина мира на основе физических представлений «физики существующего» отличается более фундаментальным уровнем рассмотрения явлений природы.

Сформулирована концепция атомистического строения материи – все сущее состоит из 12 фундаментальных фермионов (частиц): 6 кварков различных ароматов и цветов и 6 лептонов с различными лептонными зарядами.

Все многообразие природных явлений сводится к четырем видам фундаментальных взаимодействий – гравитационному, сильному, слабому и электромагнитному. Считается, что в окрестностях точки Большого Взрыва при Т > 1032К эти взаимодействия были объединены.

Существующий мир (природа, социум и обществ в целом) основан на фундаментальном вероятностном принципе обобщения закономерностей, вытекающем из квантовой физики.

Объекты материального мира рассматриваются как открытые системы, обменивающиеся с окружающей средой веществом, энергией, информацией. Для них характерны разнообразие, неустойчивости эволюции, нелинейные соотношения, процессы самоорганизации.

Нелинейность стала фактором присущим всем процессам и явлениям живой и неживой природы и общества.

Идея единства (подчинения единым фундаментальным законам природы) жизни природы, Земли, Вселенной, физической и духовной жизни человека, жизни и эволюции общества рассматривается на основе идеи В. Вернадского о ноосфере как симбиозе человечества и остальной природы, обеспечивающей их коэволюцию, взаимодействие и способ существования.

Современная естественнонаучная картина мира дополняется и преобразуется синергетической картиной мира, объясняющей с единых позиций большинство глобальных процессов, используя нелинейность связей в различных моделях и системах. Постнеклассическое естествознание рассматривает материальный мир как процесс, который в синергетической картине мира представляется глобальной иерархической самоорганизующейся системой.

На фундаментальном уровне природа едина. Н.Н. Моисеев писал: «Очень многое не ясно и скрыто от нашего взора. Тем не менее, сейчас перед нами развертывается грандиозная гипотетическая картина процесса самоорганизации материи от

71

Большого Взрыва до настоящего времени, когда материя познает себя, когда ей присущ Разум, способный обеспечить ее целенаправленное развитие».

И не случайно, фундаментальная теоретическая физика подошла к разработке концепций, в которых объективно существующий мир уже не исчерпывается материальным миром, еще существует, так называемая реальность высшего порядка, определяющая структуру и эволюцию материального мира.

Общие контуры эволюции Вселенной и принципы ее построения

Крупные открытия второй половины XX в. позволяют сформировать общие контуры научной картины мира - это создание модели Большого Взрыва и расширяющейся Вселенной – в космологии (науки в целом о Вселенной); построение кварковой модели атома, установление типов фундаментальных взаимодействий, и построение первых теорий их объединения – в теоретической физике. Именно эти науки формируют общие контуры естественнонаучной картины мира.

Современной науке известна хронология эпохальных событий во Вселенной, а во многом и сами механизмы эволюции Вселенной от Большого взрыва до наших дней.

Общие контуры эволюции Вселенной:

примерно 20 млрд. лет назад – произошел Большой Взрыв, 3 мин спустя – образование вещественной основы Вселенной (фотонов, ядер легких

элементов, электронов и др. частиц), 300 – 500 тысяч лет спустя – появление атомов (легких элементов),

19-17 млрд. лет назад - образование разномасштабных структур (галактик), 15 млрд. лет назад – появление звезд первого поколения, образование атомов

тяжелых элементов, 5 млрд. лет назад – рождение звезды Солнце,

4,6 млрд. лет назад – образование планеты Земля, 3,8 млрд. лет назад – зарождение жизни, 450 млн. лет назад – появление растений,

150 млн. лет назад – появление млекопитающих,

2 млн. лет назад – начало антропогенеза.

Контуры эволюции Вселенной построены на следующих принципах естествознания: системность, глобальный эволюционизм, самоорганизация, историчность. Эти принципы в целом отвечают фундаментальным закономерностям существования и развития живой и неживой природы и общества.

Системность означает воспроизведение наукой того факта, что наблюдаемая Вселенная представляет как наиболее крупная из всех известных нам систем, состоящая из огромного множества элементов разного уровня сложности и упорядоченности. Системный способ объединения элементов выражает их принципиальное единство: благодаря иерархическому включению систем разных уровней друг в друга каждый элемент любой системы, оказывается, связан со всеми элементами всех возможных систем. (Например, человек – биосфера – планета Земля – Солнечная система – галактика - …).

Глобальный эволюционизм – это признание невозможности существования Вселенной и всех порождаемых ею менее масштабных систем вне развития, эволюции.

72

Самоорганизация – это наблюдаемая способность материи к самоусложнению и созданию все более упорядоченных структур в ходе эволюции.

Это принципиальные особенности формирования современного взгляда на эволюцию Вселенной, определяющие ее общие контуры, а также сам способ организации разнообразного научного знание в нечто целое и последовательное.

Особенностью формирования взглядов на эволюцию Вселенной - это признание историчности, следовательно, принципиальной незавершенности настоящей, да и любой другой научной картины мира. Та, которая сейчас есть, порождена как предшествующей историей, так и специфическими социокультурными особенностями. К тому же, развитие общества и Вселенной осуществляется в разных темпоритмах и это делает в итоге идею создания абсолютно истинной картины мира практически неосуществимой.

Антропный принцип в космологии

Как и в античные времена, по-прежнему актуальным остается вопрос о познаваемости мира. Космологические знания выводят человека за пределы математических теорий на постановку такого вопроса: способен ли человек познать происхождение Вселенной, а вместе с ней и самого себя? На сколько жизнь человека вписывается в общую теорию Вселенной и имеет ли она какое-то непреходящее значение. Попыткой ответа стало применение, скорее гуманитарного, антропного принципа (АП), согласно которому наша Вселенная обладает наблюдательными свойствами именно потому, что эти свойства допускают возможность существования наблюдателя, т.е. человека.

Антропный принцип впервые был предложен нашим соотечественником Г. Идлисом в 1958 г и затем Б. Картером в 1974 г., но в неявном виде он уже функционировал и раньше в виде антропоморфизма.

Этот принцип применяется в слабом и сильном вариантах.

Слабый антропный принцип. На свойства Вселенной накладываются ограничения наличием нашей разумной жизни. То, что наблюдают астрономы, зависит от присутствия наблюдателя.

Или в формулировке Дикке - Картера: «Наше положение во Вселенной с необходимостью является привилегированным в том смысле, что оно должно быть совместимо с нашим существованием как наблюдателей».

Сильный антропный принцип. Свойства Вселенной должны быть такими, чтобы в ней обязательно была жизнь.

Или «Вселенная (и, следовательно, фундаментальные параметры, от которых она зависит) должна быть такой, чтобы в ней на некотором этапе эволюции допускалось существование наблюдателей».

В различных формулировках антропного принципа речь идет, по сути, о единстве космоса и человека и той роли, которую выполняет последний в этом единстве.

Согласно этим принципам между фундаментальными свойствами Вселенной и возможностью существования в ней жизни установлены строго определенные отношения. Эти свойства количественно выражаются через фундаментальные постоянные (например, постоянная Планка) и при их незначительном изменении может сильно измениться сценарий развития Вселенной и самой жизни во Вселенной.

Получается, что антропный принцип превращает факт появления человека во Вселенной из случайного, незначительного в центральный, приоритетный.

73

Сильный вариант антропного принципа предполагает некое «принуждение», словно Вселенной присуща некая цель, состоящая в порождении человеческой жизни, и мы вовсе не случайны, а встроены в порядок вещей с самого начала.

Но человек, как существо, способное к пониманию, занимает во Вселенной действительно центральное положение для современной науки три суждения не вызывают особый сомнений: 1) человек – существо космическое; 2) человек познает Вселенную доступным ему образом; 3) в качестве познающего существа человек не имеет в космосе альтернативы.

Именно эти суждения и споры вокруг них дали слабый антропный принцип: то, что человек может наблюдать, ограничено условиями его существования и сильный антропный принцип: то, что на некотором этапе эволюции Вселенной допускается существование наблюдателей.

Сильный антропный принцип, по сути, за то, чтобы изучаемый космос должен соответствовать природе наблюдателей. Но долженствование – это этический феномен, где имеется возможность выбора или специального проекта. Для космологии как науки характерен не критерий долженствования, а критерий подтверждаемости. Космология дает картину того, что есть, а не того что должно быть. Таким образом, сильный антропный принцип в космологии не является научным положением, он – результат подмены критерия подтверждаемости знания критерием долженствования знания. Такая подмена в космологии приводит к мистификации научного знания в неадекватных, по сути дела, формулировках антропного и теистического принципов.

Различия в объяснении причин космической эволюции связаны в первую очередь с расхождением мировоззренческих установок. Существуют две концепции эволюции Вселенной: концепция самоорганизации и концепция креационизма или теистического (от греч. Theos – бог) космологического принципа.

По первой концепции материальная Вселенная является единственной реальностью, в ней идет самопроизвольное упорядочивание систем в направлении становления все более сложных структур. Динамический хаос порождает порядок. Эта концепция отвечает в большей степени слабому АП.

Согласно второй концепции, концепции творения, эволюция Вселенной связывается с реализацией программы, определяющей реальность более высокого порядка, чем материальный мир, т.е. Вселенная эволюционизирует по проекту космического Творца. Физическая структура Вселенной запрограммирована на появление жизни, на конечную цель космической эволюции – появление человека во Вселенной в соответствии с законами Творца.

Но астрономия и космология обнаружили немало закономерностей, и все они присущи не потусторонним силам, а самим космическим объектам и процессам.

74