- •Оглавление
- •Глава 1. Естественно-научная и гуманитарная культуры 8
- •Глава 2. Научный метод. Структура научного познания 38
- •Глава 3. Логика и закономерности развития науки.
- •Глава 4. Структурные уровни организации материи 89
- •Глава 5. Пространство и время в современной научной
- •Глава 6. Химическая наука об особенностях атомно-
- •Глава 7. Особенности биологического уровня организации
- •Глава 8. Биосфера. Ноосфера. Человек
- •Глава 9. Человек как предмет естественно-научного
- •Глава 1
- •1.1. Специфика и взаимосвязь естественно-научного и гуманитарного типов культур
- •1.1.2. «Науки о природе» и «науки о духе»
- •1.2. Наука в духовной культуре общества
- •1.2.1. Особенности научного знания
- •1.2.2. Дисциплинарная организация науки
- •1.3. Этика науки
- •1.3.1. Этика научного сообщества
- •1.3.2. Этика науки как социального института
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава 2
- •2.1. Методы научного познания
- •2.2. Структура научного познания
- •2.3. Критерии и нормы научности
- •2.4. Границы научного метода
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава 3
- •Логика и закономерности
- •Развития науки. Современная
- •Научная картина мира
- •3.1. Общие модели развития науки
- •3.2. Научные революции
- •3.3. Дифференциация и интеграция научного знания
- •3.4. Математизация естествознания
- •3.5. Принципиальные особенности современной естественно-научной картины мира
- •3.5.1. Глобальный эволюционизм
- •3.5.2. Синергетика — теория самоорганизации
- •3.5.3. Общие контуры современной естественно-научной картины мира
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава 4
- •4.1. Макромир: концепции классического естествознания
- •4.2. Микромир: концепции современной физики
- •4.2.1. Квантово-механическая концепция описания микромира
- •4.2.2. Волновая генетика
- •4.2.3. Атомистическая концепция строения материи
- •4.2.4. Элементарные частицы и кварковая модель атома
- •4.2.5. Физический вакуум
- •4.3.1. Современные космологические модели Вселенной
- •4.3.2. Проблема происхождения и эволюции Вселенной
- •4.3.3. Структура Вселенной
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава 5
- •Пространство и время
- •В современной научной
- •Картине мира
- •5.1. Развитие взглядов на пространство и время в истории науки
- •5.2. Пространство и время в свете теории относительности а. Эйнштейна
- •5.3. Свойства пространства и времени
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава 6
- •Химическая наука об особенностях
- •Атомно-молекулярного уровня
- •Организации материи
- •6.1. Предмет познания химической науки и ее проблемы
- •6.2. Методы и концепции познания в химии
- •6.3. Учение о составе вещества
- •6.4. Уровень структурной химии
- •6.5. Учение о химических процессах
- •6.6. Эволюционная химия
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава 7
- •Особенности биологического уровня
- •Организации материи.
- •Проблемы генетики
- •7.1. Предмет биологии. Ее структура и этапы развития
- •7.2. Сущность живого, его основные признаки
- •7.3. Происхождение жизни
- •7.4. Структурные уровни живого
- •7.5. Клетка как «первокирпичик» живого, ее строение и функционирование. Механизм управления клеткой
- •7.6. Ген и его свойства. Генетика и практика
- •7.7. Современная теория биологической эволюции
- •7. 8. Биоэтика
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава 8 биосфера. Ноосфера. Человек
- •8.1. Биосфера. Учение в.И. Вернадского о биосфере
- •8.2. Человек и биосфера
- •8.3. Система: природа — биосфера — человек
- •8.3.2. Географический детерминизм. Геополитика
- •8.3.3. Окружающая среда, ее компоненты
- •8.3.4. Влияние человека на природу. Техносфера
- •8.3.5. Ноосфера. Учение в.И. Вернадского о ноосфере
- •8.4. Взаимосвязь космоса и живой природы
- •8.5. Противоречия в системе: природа — биосфера — человек
- •8.5.1. Сущность и источники противоречий
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава 9
- •9.1. Человек — дитя Земли
- •9.2. Проблема антропогенеза
- •9.3. Биологическое и социальное в историческом развитии человека
- •9.4. Биологическое и социальное в онтогенезе человека
- •9.5. Социобиология о природе человека
- •9.6. Социально-этические проблемы генной инженерии человека
- •9.7. Бессознательное и сознательное в человеке
- •9.8. Человек: индивид и личность
- •9.9. Экология и здоровье человека
- •Заключение
- •123298, Москва, ул. Ирины Левченко, 1
4.3.1. Современные космологические модели Вселенной
Как указывалось в предыдущей главе, в классической науке существовала так называемая теория стационарного состояния Вселенной, согласно которой Вселенная всегда была почти такой же, как сейчас. Наука XIX в. рассматривала атомы как вечные простейшие элементы материи. Источник энергии звезд был неизвес-
127
тен, поэтому нельзя было судить об их времени жизни. Когда они погаснут, Вселенная станет темной, но по-прежнему будет стационарной. Холодные звезды продолжали бы хаотическое и вечное блуждание в пространстве, а планеты порождали бы свой неизменный бег по рискованным орбитам. Астрономия была статичной: изучались движения планет и комет, описывались звезды, создавались их классификации, что было, конечно, очень важно. Но вопрос об эволюции Вселенной не ставился.
Классическая ньютоновская космология явно или неявно принимала следующие постулаты1:
Вселенная — это все существующее, «мир в целом». Космология познает мир таким, каким он существует сам по себе, безотносительно к условиям познания.
Пространство и время Вселенной абсолютны, они не зависят от материальных объектов и процессов.
Пространство и время метрически бесконечны.
Пространство и время однородны и изотропны.
Вселенная стационарна, не претерпевает эволюции. Изменяться могут конкретные космические системы, но не мир в целом.
В ньютоновской космологии возникали два парадокса, связанные с постулатом бесконечности Вселенной.
Первый парадокс получил название, гравитационного. Суть его заключается в том, что если Вселенная бесконечна и в ней существует бесконечное количество небесных тел, то сила тяготения будет бесконечно большая, и Вселенная должна сколлапсировать, а не существовать вечно.
Второй парадокс называется фотометрическим: если существует бесконечное количество небесных тел, то должна быть бесконечная светимость неба, что не наблюдается.
Эти парадоксы, не разрешимые в рамках ньютоновской космологии, разрешает современная космология, в границах которой было введено представление об эволюционирующей Вселенной.
Современная релятивистская космология строит модели Вселенной, отталкиваясь от основного уравнения тяготения, введенного А. Эйнштейном в общей теории относительности (ОТО).
Основное уравнение ОТО связывает геометрию пространства (точнее, метрический тензор) с плотностью и распределением материи в пространстве.
1 Мостепаненко A.M. Методологические и философские проблемы современной физики. - Л.: ЛГУ, 1977. - С. 101.
128
Впервые в науке Вселенная предстала как физический объект. В теории фигурируют ее параметры: масса, плотность, размер, температура.
Уравнение тяготения Эйнштейна имеет не одно, а множество решений, чем и обусловлено наличие многих космологических моделей Вселенной. Первая модель была разработана А. Эйнштейном в 1917 г. Он отбросил постулаты ньютоновской космологии об абсолютности и бесконечности пространства. В соответствии с космологической моделью Вселенной А. Эйнштейна мировое пространство однородно и изотроцно, материя в среднем распределена в ней равномерно, гравитационное притяжение масс компенсируется универсальным космологическим отталкиванием. Модель А. Эйнштейна носит стационарный характер, поскольку метрика пространства рассматривается как независимая от времени. Время существования Вселенной бесконечно, т.е. не имеет ни начала, ни конца, а пространство безгранично, но конечно.
Вселенная в космологической модели А. Эйнштейна стационарна, бесконечна во времени и безгранична в пространстве.
Эта модель казалась в то время вполне удовлетворительной, поскольку она согласовывалась со всеми известными фактами. Но новые идеи, выдвинутые А. Эйнштейном, стимулировали дальнейшее исследование, и вскоре подход к проблеме решительно изменился.
В том же 1917 г. голландский астроном В. де Ситтер предложил другую модель, представляющую собой также решение уравнений тяготения. Это решение имело то свойство, что оно существовало бы даже в случае «пустой» Вселенной, свободной от материи. Если же в такой Вселенной появлялись массы, то решение переставало быть стационарным: возникало некоторого рода космическое отталкивание между массами, стремящееся удалить их друг от друга. Тенденция к расширению, по В. де Ситтеру, становилась заметной лишь на очень больших расстояниях.
В 1922 г. русский математик и геофизик А.А. Фридман отбросил постулат классической космологии о стационарности Вселенной и получил решение уравнений Эйнштейна, описывающее Вселенную с «расширяющимся» пространством.
Решение уравнений А.А. Фридмана допускает три возможности. Если средняя плотность вещества и излучения во Вселенной равна некоторой критической величине, мировое пространство оказывается евклидовым и Вселенная неограниченно расширяется от первоначального точечного состояния. Если плотность меньше критической, пространство обладает геометрией Лоба-
129
чевского и также неограниченно расширяется. И наконец, если плотность больше критической, пространство Вселенной оказывается римановым, расширение на некотором этапе сменяется сжатием, которое продолжается вплоть до первоначального точечного состояния.
Поскольку средняя плотность вещества во Вселенной неизвестна, то сегодня мы не знаем, в каком из этих пространств Вселенной мы живем.
В 1927 г. бельгийский аббат и ученый Ж. Лвметр связал «расширение» пространства с данными астрономических наблюдений. Леметр ввел понятие «начало Вселенной» как сингулярности (т.е. сверхплотного состояния) и рождения Вселенной как Большого взрыва.
В 1929 г. американский астроном Э.П. Хаббл обнаружил существование странной зависимости между расстоянием и скоростью галактик: все галактики движутся от нас, причем со скоростью, которая возрастает пропорционально расстоянию, — система галактик расширяется.
Расширение Вселенной долгое время считалось научно установленным фактом, однако однозначно решить вопрос в пользу той или иной модели в настоящее время не представляется возможным.