Окружающий нас мир бесконечно разнообразен. И это обстоятельство рождает по меньшей мере три весьма важных следствия. Во-первых, в природе всегда будет оставаться нечто неизвестное, еще не открытое. Как заметил в свое время известный эстонский философ академик Г.И. Наан: "Процесс познания - дорога без финиша". Во-вторых, в подавляющем большинстве случаев неизвестное оказывается совершенно неожиданным, а следовательно, необычайно интересным. И, наконец, в-третьих, если есть неизвестное, то существуют многочисленные загадки и тайны. И, как правило, каждая очередная оказывается все более увлекательной!
Это вряд ли может какого-либо человека оставить равнодушным, даже если он непосредственно не связан с процессом научного исследования и специально не интересуется успехами, достижениями и проблемами современной науки. Дело в том, что в современном обществе наука достигла такого уровня развития, что от нее в той или иной степени зависит каждый обитатель Земли. К тому же самой большой, можно сказать, величайшей загадкой окружающего мира является сам человек.
И если попытаться классифицировать мировые загадки по уровню их значимости, то вне всякого сомнения одно из первых мест займут тайны пространства и времени! Ведь именно пространство и время являются наиболее существенными характеристиками среды нашего обитания!
Нас беспрестанно интригуют, например, такие вопросы: в каком пространстве мы живем, сколько в нем измерений, в частности, является ли пространство нашего мира трехмерным или многомерным, и если справедливо последнее, то где "скрываются" эти высшие измерения и что из всего этого следует?
Не менее увлекательны и интересны проблемы, связанные и с одной из самых таинственных физических субстаций материального мира - временем. Почему время всегда течет в одном направлении и так ли это на самом деле? Можно ли путешествовать во времени - проникать в прошлое и в будущее и возвращаться после этого в свою эпоху? Можно ли, оставаясь в своем времени, заглядывать мысленным взором в будущее и предвидеть предстоящие события? Можно ли вмешиваться в уже состоявшиеся события, то есть изменять прошлое? Исчезает ли прошлое бесследно или в какой-то еще неизвестной нам форме где-то сохраняется? И так далее, и тому подобное...
И, наконец, может ли человек по своему желанию оказывать влияние на фундаментальные свойства пространства и времени, а следовательно, управлять процессами глобального и даже космического порядка? И какую роль во всем этом играет человеческое сознание?
Существует великое множество самых различных гипотез, пытающихся дать ответ на перечисленные и подобные им вопросы. В том числе весьма необычных и даже граничащих с фантастикой. Автор настоящей книги поставил перед собой задачу осветить эти предположения с позиций современного естествознания и надеется, что помещенные в Приложении беседы с российскими учеными будут интересны читателям.
Проблемы пространства и времени относятся к наиболее актуальным и сложным проблемам современного естествознания. И для того, чтобы в них как следует разобраться, изложения на научно-популярном уровне различных конкретных представлений, относящихся только к областям физики, астрофизики и математики, явно недостаточно.
Поэтому автор решил предпослать основному содержанию настоящей книги ряд материалов, посвященных некоторым вопросам философии современного естествознания, методологии научных исследований и современному стилю научного мышления, а также описанию принципиально важных этапов развития естественных наук, в особенности в XX столетии.
Читатели, которые уже знакомы с предыдущей работой В.Н. Комарова "Тайны космических катастроф", наверняка отметят, что тематика в этих двух книгах в чем-то переплетается. Дело в том, что различные процессы и явления во Вселенной до такой степени взаимосвязаны и взаимообусловлены, что мы невольно время от времени вынуждены возвращаться при изложении сходных вопросов к одним и тем же проблемам современной физической и астрофизической теории, поскольку в противном случае не сложится достаточно полная и единая картина описываемых процессов и явлений.
Гипотеза эта на первый взгляд кажется фантастической, тем не менее мы вынуждены признать, что в современной науке накопился целый ряд фактов, которые невозможно объяснить как-либо иначе. А гипотеза о Космическом Разуме не только выглядит вполне правдоподобной, но и естественно вписывается в современную Научную Картину Мира, объясняя многие явления, которые до этого не получали серьезных объяснений и выглядели крайне загадочными и таинственными. По нашему мнению, представление о существовании Космического Разума является очень важной составной частью современного научного миропонимания.
Поэтому мы решили, хотя и в несколько сокращенном виде, для полноты изложения, вновь остановиться на этой проблеме. Тем более что в существующей научно-популярной литературе мы не встречали достаточно полных и убедительных его обоснований.
От Вселенной к человеку
Однажды к великому Альберту Эйнштейну явился газетный репортер и попросил его в нескольких словах, популярно, объяснить для широкой публики, в чем отличие его общей теории относительности от классической физики Ньютона. Подумав, Эйнштейн сказал:
"Если бы в один далеко не прекрасный день из мира исчезла вся материя, то с точки зрения классической физики пространство и время все равно сохранились бы. С точки же зрения общей теории относительности, с исчезновением материи исчезли бы также пространство и время..."
Это означало, что с точки зрения общей теории относительности не существует ни абсолютного ньютоновского пространства - "пустого" вместилища, в котором "разбросаны" взаимодействующие друг с другом по закону всемирного тяготения небесные тела, ни абсолютного времени - единого для всех точек Вселенной. Пространство и время - только формы существования материи.
Но поскольку человек и все объекты, нас окружающие, являются элементами материального мира, то мы тоже существуем в пространстве и во времени, и свойства, какими они обладают, приобретают для нас важнейшее, можно сказать, решающее значение и представляют огромный интерес!
От характера этих свойств, а также от того, насколько глубоко мы их изучим, непосредственно зависят условия нашей жизни и деятельности, более того, по сути дела - само наше существование!
Звездное небо всегда притягивало к себе человека. Выдающийся римский философ Сенека говорил, что если бы на нашей планете было только одно место, откуда можно было бы наблюдать звезды, то к этому месту со всех концов Земли стекались бы люди...
Возникла ли жизнь на Земле случайно или она была "запрограммирована"?
Об этом думали не только великие философы древности, но и выдающиеся мыслители XX столетия - Эйнштейн, Циолковский, Вернадский. И вопросы эти вполне объяснимы. Человек - порождение космоса: мы состоим из тех же космических "пылинок", из которых состоят планеты и галактики, и, естественно, нам хочется знать, каково место человечества во Вселенной.
Исчерпывающего ответа на эти вопросы современное естествознание, к сожалению, дать пока не может. И тем не менее мы уже достаточно много знаем о мироздании, чтобы выдвигать достаточно обоснованные предположения и версии.
Вселенная представлялась нашим предкам огромным домом, в котором живут, сменяя друг друга, многие поколения людей. Периодические перемещения небесных тел они рассматривали как предначертания судьбы и пытались проникнуть в тайны этих предначертаний, наблюдая за планетами и звездами...
Мыслители древности осознали, что человечество - часть Вселенной, микрокосм - человек является частью макрокосма - мироздания, Универсума. С появлением системы мира Аристотеля-Птолемея, которая отвела Земле центральное место в мироздании, наша планета в глазах людей стала "главным" небесным телом, вокруг которого "вращалось" все остальное и в буквальном и в переносном смысле. Эта геоцентрическая система мира к тому же хорошо согласовалась с религиозными представлениями о том, что Земля и Вселенная созданы специально Богом для человека. Человек ощущал себя "венцом творения" и воспринимал это как нечто само собой разумеющееся.
Однако в XVI столетии Н. Коперник доказал, что на самом деле в центре Солнечной системы находится Солнце, а Земля - всего лишь одна из планет, обращающихся вокруг него. Образно говоря, Коперник низвел Землю на положение рядовой планеты, рядового небесного тела и тем самым "лишил" человечество его прежней "космической роли".
И людям, скрепя сердце, пришлось примириться с тем, что наша планета не является центром Солнечной системы.
Затем астрономы обнаружили, что не только Земля не занимает особого места в мироздании, но и Солнце, что оно - более или менее типичная звезда, каких во Вселенной великое множество, которая входит вместе с другими звездами в состав гигантской звездной системы - Галактики, и ничем вроде не выделяется среди своих многочисленных космических соседей.
Пришлось смириться и с этим "унижением", пережить и этот удар по человеческой самонадеянности, гордыне и самомнению. Так во всяком случае считал американский астроном X. Шепли. Более того, он предрекал, что в дальнейшем последуют новые "унижения". И этот прогноз как будто оправдался. Согласно данным современной астрофизики, наша Галактика оказалась лишь одной из миллиардов звездных систем, образующих наблюдаемую область Вселенной - Метагалактику.
Постепенно астрофизики стали приходить к выводу о том, что наряду с нашей существует множество других вселенных, быть может, обладающих совершенно иными свойствами.
Между прочим, Шепли считал, что человек не может претендовать на лидерство и в чисто биологическом отношении, поскольку - если не принимать во внимание интеллект - обладает в этом смысле весьма скромными возможностями. А другой известный исследователь Вселенной советский астрофизик И. Шкловский усматривал главный порок именно в высокоразвитом интеллекте. Он считал, что это наиболее слабое место современного человечества, которое неминуемо приведет его к самоуничтожению.
Не можем мы, по всей вероятности, претендовать и на уникальность как "носители разума".Скорее всего, во Вселенной существует и немало других обитаемых миров, населенных разумными существами. И хотя некоторые из них по своим интеллектуальным возможностям и уступают жителям Земли, но в совокупности они располагают значительно большим, чем современное человечество, объемом информации о мире.
Таким образом, открытие Коперника, совершившее величайшую революцию в естествознании и утвердившее научную точку зрения на строение Солнечной системы, в то же время, как ни странно, оказало весьма неожиданное влияние на осознание человеком своего положения в мироздании, на его мироощущение.
Как это ни парадоксально, учение Коперника сыграло крайне отрицательную роль, ведь человек утратил в собственных глазах свое "вселенское значение". Люди стали рассматривать себя в сравнении с космосом как "абсолютное ничто". Не случайно же известный английский астрофизик и популяризатор науки Джеймс Джине, автор нашумевшей в свое время гипотезы происхождения Земли и планет, во всеуслышание заявлял, что жизнь- это плесень, возникающая на поверхности небесных тел...
Не можем мы претендовать и на уникальность как носители разума, ибо скорее всего во Вселенной существует множество обитаемых миров...
Невольно складывалось впечатление, что мы - люди - представляем собой явление весьма заурядное и можем утешаться лишь тем, что во Вселенной почетно играть даже весьма скромную роль. Именно к такому заключению вполне закономерно приводила "коперниковская традиция" в астрономии.
Принципиально иной точки зрения придерживался академик В.И. Вернадский, создавший учение о биосфере и ноосфере - "сфере разума". Под влиянием научной мысли и человеческого труда, утверждал Вернадский, биосфера переходит в новое состояние - "ноосферу". Вернадский считал, что ноосфера это естественный и неизбежный результат эволюции биосферы, обусловленный совершенствованием головного мозга человека, которое привело к появлению "Homo sapiens", к наступлению антропогенной эры.
Именно духовное начало, утверждал Вернадский, выступает как регулятор мира материи и энергии. Особую роль человека как познающего субъекта отмечал и последователь Вернадского Тейяр де Шарден: "Только исходя из человека может человек разгадать мир..."
К счастью, в последние годы наука повернулась лицом к человеку. Проблема выживания человека в нашем неустойчивом мире, обеспечения ему достойного настоящего и буду щего стала едва ли не основной темой размышлений философов, астрофизиков, естествоиспытателей и других ученых, весьма заметно изменила наши представления о месте и роли человека и человечества в мироздании.
Вселенная перестала рассматриваться как нечто отвлеченное, абстрактное, как мир, существующий вне человека и даже ему противостоящий. В современном понимании Вселенная - это сфера человеческого бытия, человеческой деятельности... мир человека! Вселенная - это мы сами!
Таким образом, в достижениях современного естествознания возрождается идея единства макрокосма- космоса и микрокосма - человека. Судьбы человечества и Вселенной, оказывается, очень тесно связаны. В свете современных интеллектуальных достижений Вселенная выглядит уже не как заведенные раз и навсегда часы, а как живой организм, частью которого являемся и мы, а возможно, и другие космические цивилизации. Иными словами, Вселенная - это не просто наш "космический дом", а - подчеркнем еще раз - мы сами!
В современной науке и прежде всего в астрофизике в новом качестве возрождается идея о "человеческом измерении" Вселенной. Еще сравнительно недавно Вселенная представлялась своего рода декорацией и только. Декорацией, на фоне которой развертываются драматические коллизии человеческой жизни. В свете же современных представлений Вселенная выглядит как сложная "человекомерная" система.
Не будем сейчас говорить о том, что теория Шепли вызывает внутренний протест, напоминать и о том, что другие космические цивилизации пока не обнаружены и что некоторые исследователи Вселенной высказывают предположение о возможной уникальности земной цивилизации (и особой моральной ответственности, которая ложится на нее в связи с этим). С другой стороны, не будем и преуменьшать могущество человека. Вспомним о том, что, по мнению В.И. Вернадского, "ноосфера" должна стать силой столь же мощной, как и геологические процессы...
Как известно, наша Вселенная расширяется, и человечество возникло лишь на определенном этапе этого эволюционного процесса. И для перспектив земной цивилизации совсем не безразлично, будет ли это расширение продолжаться вечно или со временем сменится сжатием? Сжатием, которое неминуемо приведет к гибели всего живого...
Этот вопрос, как и вопрос о возможной "тепловой смерти мира", и другие вопросы, представляющие интерес для современной астрономии и астрофизики, имеют и глубокий человеческий смысл.
Над этим стоит задуматься. Казалось бы, подобные проблемы должны волновать только теоретиков: ведь по самым пессимистическим оценкам трагические события, о которых идет речь, могут произойти в нашей области мироздания не раньше, чем через десятки миллиардов лет. Но неожиданно выяснилось, что призраки грядущей "тепловой смерти" мира в результате всеобщего сжатия, несмотря на то, что они "маячат" в невообразимо отдаленном будущем, вызывают большой интерес у совершенно разных людей. С точки зрения "чистой" теории эволюции Вселенной такой интерес по меньшей мере представляется непонятным.
Но если учесть, что Вселенная - это "человекомерный" объект, то все сразу становится на свои места. Возможность грядущих катастроф вызывает у нас внутренний протест прежде всего по мировоззренческим причинам. Точно так же, как вызывает у современного человека протест призрак "ядерной зимы". Независимо от того, как скоро могут произойти подобные катастрофы, они внутренне неприемлемы для каждого из нас, поскольку несут гибель всему человечеству.
Стоит задуматься и о том, почему и каким образом угроза "тепловой смерти" Вселенной в свое время вызвала у людей столь бурное интуитивное неприятие задолго до того, как современная наука пришла к выводу о единстве человека и Вселенной и ее "человекомерности". Более того, это неприятие проявилось в эпоху, когда в естествознании все еще преобладало представление о ничтожности человека перед Вселенной.
Возможно, это объясняется тем, что человек изначально отражает в себе фундаментальные особенности и свойства Вселенной. Иными словами, не исключено, что человеческая интуиция питается информацией, которую природа "закладывает" в человека при его рождении.
Не это ли является причиной поразительных интуитивных "озарений", которыми, в частности, не так уж бедна и история естествознания...
В связи с потенциальной угрозой космических катастроф возникают и проблемы практического порядка. Дело в том, что, как выяснилось, наша Вселенная не только "расширяющаяся", но и буквально "взрывающаяся". Оказалось, что очень многие фазы космической эволюции нестационарны. Постоянно наблюдаемые движения и состояния небесных светил скрывают фантастические по своей мощности энергетические процессы.
Если бы нечто подобное произошло в непосредственной близости от Земли, это могло бы иметь фатальные последствия для биосферы и человечества. Поэтому необходимо научиться предвидеть и прогнозировать такие явления. К сожалению, пока что физическая природа многих из них понята не до конца...
То, о чем говорилось выше, - лишь одна сторона взаимосвязи человека и Вселенной. Есть и другие. Человек существо не только общественное, но и космическое. Поэтому и поведение людей, и выбор ими тех или иных жизненных путей, и принятие решений в различных ситуациях, цели, которые они перед собой ставят, идеалы, к которым стремятся, - зависят не только от окружающих человека социальных и природных условий, но и от осознания того места, которое человечество занимает в мироздании, той роли, которую оно должно играть в общем процессе эволюции материи. И, разумеется, от того, какова Вселенная, частью которой человек является и черты которой он в себе несет, свойства которой он отражает.
И поскольку все процессы, происходящие в окружающем нас мире, протекают в пространстве и во времени, именно эти области физической реальности выдвигаются в современном естествознании на первое место.
Принцип Коперника
Учение Коперника, в основе которого лежало выявление реальных, а не наблюдаемых с Земли движений небесных светил - Солнца, Луны и других планет, по сути дела открыло совершенно новый этап в развитии науки об окружающем мире. Его методологической основой стал принцип, который с полным правом можно назвать "Принципом Коперника", - мир не всегда таков, каким мы его непосредственно наблюдаем, то есть видимое - не всегда является действительным, соответствует ему! И следовательно, любая информация, поступающая в наше распоряжение, нуждается в тщательном и всестороннем изучении. Таким образом, главная задача науки состоит в том, чтобы устанавливать внутреннюю сущность явлений.
Но как узнать, действительно ли и в какой степени данные, полученные в результате научного исследования, отражают эту внутреннюю сущность? Какой меркой измерить их научное значение? Универсальный способ хорошо известен: критерием истинности любых научных гипотез и теорий является практика. Практика в самом широком значении этого слова - и опыт, и наблюдения, и практические применения полученных результатов.
Но каким образом применить этот критерий в тех случаях, когда новый результат только-только получен? Или, что нередко случается, лишь "на подходе"? Как оценить и соответствие истине, и перспективность? Как определить по достоинству место, которое он может занять в науке, то влияние, которое он способен оказать на ее дальнейшее развитие?
Особенно важно получить надежный, обоснованный ответ на эти вопросы в тех случаях, когда речь идет о фундаментальных исследованиях. От этого непосредственно зависит оптимальное планирование науки, успешное управление процессом научного исследования, распределение средств, а в конечном счете весомость вклада этих исследований в научно-технический прогресс.
Что говорит на этот счет история естествознания?
Долгое время главным, если не единственным способом такой оценки была дискуссия, спор, в ходе которого его участники старались выяснить, в какой степени новое знание отвечает действительности? Подобный способ установления истины нашел свое отражение и в знаменитых диалогах Платона, Д. Бруно и Г. Галилея. И хотя, начиная с основополагающих трудов Галилея, в естествознании утвердился более надежный экспериментальный метод проверки результатов научных исследований, тем не менее не утратили своего значения и научные дискуссии. Они и по сей день играют чрезвычайно важную роль в развитии науки, особенно в тех случаях, когда возникает возможность неоднозначного истолкования тех или иных фактов, или для построения достаточно обоснованной теории не хватает опытных или наблюдательных данных.
Особенно часто подобные ситуации складывались в астрономии, где во второй половине XX столетия число новых фактов, требовавших теоретического осмысления, стремитель но возрастало, а методы их объяснения нередко противоречили друг другу.
Вспоминается, например, многолетняя дискуссия о природе лунных кольцевых гор - кратеров. Значительная часть астрономов, изучавших Луну, связывала их образование с вулканическими процессами. Другие же исследователи считали, что лунные кратеры возникли в результате метеоритной "бомбардировки". Спор продолжался на протяжении многих лет и немало способствовал развитию наших знаний об этом небесном теле, поскольку каждая из сторон стремилась получить новые данные о Луне, которые подтвердили бы обоснованность ее позиции.
Другим примером острой и во многом бескомпромиссной полемики, начавшейся в 1950-е годы, является дискуссия о направленности эволюционных процессов во Вселенной. Тогда схлестнулись две исследовательские программы. Согласно одной из них, которую обычно называют классической, эти процессы протекают от более разреженных состояний к более плотным, в частности, звезды образуются в результате конденсации диффузного вещества. Другая концепция, выдвинутая академиком В.А. Амбарцумяном и его школой и получившая название "Бюраканской", прямо противоположна. Ее сторонники исходят из того, что эволюционные процессы протекают от состояний более плотных или даже сверхплотных - к более разреженным.
В отличие от дискуссии о лунных кратерах, которая, несмотря на всю ее значимость для планетной астрономии, все же носила частный характер, дискуссия о направленности эволюционных процессов имеет фундаментальное значение для формирования наших представлений о Вселенной и построения научной картины мира.
Подобные дискуссии имеют огромное познавательное значение, они позволяют не только оценить степень достоверности данных, но и служат эффективным механизмом творческого поиска, приращения нового знания. В ходе подобных дискуссий не только выдвигаются новые идеи, не только рождается новое понимание, но и, что также очень важно, новое "знание о незнании", то есть новые проблемы, новые "опросы, требующие ответа.
В то же время история науки показывает, что итоги тех или иных этапов таких теоретических споров нельзя абсолю тизировать и на этом основании объявлять одно из конкурирующих направлений несостоятельным. Нельзя даже в том случае, если в данный момент его поддерживает большинство научного сообщества.
Во-первых, еще Галилей справедливо отмечал, что в науке мнение одного может оказаться правильнее, чем мнение тысячи. И история науки это убедительно подтверждает. А вовторых, главным судьей при столкновении различных взглядов и различных концепций является практика, как в виде непосредственных результатов астрономических и астрофизических наблюдений, так и в форме подтверждения новых теоретических результатов с помощью "старого" знания, достоверность которого уже доказана эмпирически.
Это действительно так. Например, упомянутая выше дискуссия о лунных кратерах временами выглядела довольно схоластически, поскольку в полемическом задоре одни и те же факты истолковывались сторонниками разных точек зрения в свою пользу, то есть прямо противоположным образом. И эта дискуссия закончилась только тогда, когда космические аппараты, побывавшие на Луне, доставили необходимую информацию, позволившую наконец сделать выбор и отдать предпочтение представлению о метеоритном, ударном происхождении лунных кольцевых образований.
В споре "классической" и "бюраканской" эволюционных концепций такой "решающей" информации пока нет. Поэтому вряд ли целесообразно, как это нередко делается, полностью игнорировать "бюраканскую" концепцию на том основании, что в настоящее время большинство астрономов придерживается "классической" гипотезы.
Тем более что опыт той же дискуссии о лунных кратерах показал и другое: хотя восторжествовала ударная гипотеза, все же оказалось, что вулканические явления в определенную эпоху на Луне происходили и оставили на ее поверхности весьма существенные следы.
Возникает вопрос: не слишком ли категорично в пылу полемики поступают участники "эволюционной" дискуссии, полностью отбрасывая противоположную точку зрения? Ведь нельзя заранее полностью исключить, что в бесконечно разнообразной Вселенной при одних условиях космические объекты формируются в результате распада, а при других - в результате конденсации...
Разумеется, было бы идеально располагать таким способом оценки, с помощью которого можно было бы сразу определять, в какой мере различные открытия, предположения и теории отвечают истинному положению вещей и какое влияние они способны оказать на дальнейшее развитие науки. Но пока это только мечты. И скорее всего вообще несбыточные.
Между тем на практике используются различные методы. С максимальной точностью можно оценить значение тех изысканий, которые почти сразу же могут использоваться в производстве. С фундаментальными же исследованиями, которые могут оказать существенное влияние на научно-технический прогресс лишь в будущем, дело обстоит значительно сложнее. Говорят, что нет ничего практичнее хорошей теории. Однако чаще всего ее "практичность" заранее отчетливо не просматривается.
Применяются, например, экспертные опросы. Делаются попытки оценить воздействие той или иной научной работы на развитие науки по числу ссылок на нее в трудах других исследователей. Однако все эти и другие подобные способы в силу целого ряда причин дают лишь весьма приблизительные результаты...
Тем не менее, несмотря на все трудности, связанные с его практическим применением, принцип Коперника стал идейным фундаментом всего дальнейшего развития науки, и можно считать, что именно с этого момента появилось естествознание в его современной форме.
В дальнейшем на протяжении нескольких столетий поиски этой "внутренней сущности" явлений велись с позиций так называемой классической физики, основанной на работах Галилея и Ньютона - основоположников классической механики, науки, претендовавшей на описание и объяснение всех без исключения явлений природы. Усилиями механики была построена соответствующая картина мира и сложился особый стиль научного мышления, который постепенно стал господствующим стилем мышления эпохи.
Механистический подход классической физики к познанию мира выразил Пьер Лаплас - один из выдающихся ее представителей: "Дайте мне положения и скорости всех частиц в мире, и я совершенно точно рассчитаю все будущие события на вечные времена"...
К концу XIX столетия многие думали, что физическая картина мира в основном завершена, и осталось уточнить лишь некоторые мелкие детали. Однако подобные представления оказались обманчивыми и очень скоро были опровергнуты.
На рубеже столетий
Дальнейшее развитие физической науки привело к выяснению целого ряда фактов, которые не укладывались в прокрустово ложе чисто механических представлений классической науки. Чтобы осмыслить эти факты и найти им объяснения, потребовалась разработка новых, более общих теорий. Проанализировав результаты опыта Майкельсона, показавшего, что скорость света не зависит от скорости источника, А. Эйнштейн создал специальную теорию относительности (СТО). Затем тот же Эйнштейн, сопоставив две, казалось бы, далекие друг от друга "вещи" - инерцию и тяготение, - разработал новую теорию гравитации - общую теорию относительности (ОТО), которая пришла на смену ньютоновской теории тяготения и отождествляла гравитацию с искривлением, то есть геометрическими свойствами пространства.
Кардинальные открытия были сделаны и в других областях физики. В 1895 году были обнаружены рентгеновские лучи, а вскоре - и явление радиоактивности. Э. Резерфорд открыл атомное ядро, а еще немного спустя М. Планк выдвинул идею квантования энергии, заложив тем самым основы квантовой физики.
Эта революция в области физики охватила и многие другие области естествознания и заставила по-новому взглянуть на сам процесс научного познания. Стало ясно, что любые научные теории имеют определенные "границы применения", в пределах которых они хорошо объясняют все известные факты. Но в принципе всегда могут быть обнаружены факты, лежащие за этими пределами. И тогда требуется создание новых более общих теорий, в рамки которых укладываются и ранее известные факты и новые. При этом прежние теории не отбрасываются, они остаются справедливыми в границах своей применимости, становятся как бы предельными случаями теорий более общих.
Становление новой неклассической физики не могло не сказаться и на формировании соответствующего ей неклассического стиля научного мышления.
Революция в астрономии
В середине XX столетия революция произошла и в современной астрономии. Хотя она и носила локальный характер, тем не менее внесла достаточно существенные коррективы в сложившиеся к тому времени взгляды на мир.
До того Вселенная представлялась стационарной, то есть считалось, что она изменяется с течением времени плавно и постепенно. Однако в дальнейшем был обнаружен целый ряд "нестационарных" космических объектов, в которых за короткие, по астрономическим масштабам, промежутки времени происходили качественные изменения, сопровождающиеся выделением колоссальных количеств энергии. К числу подобных объектов относились, например, квазары (о которых подробнее мы поговорим позже), а также некоторые галактики. Вообще выяснилось, что нестационарные явления происходят буквально на всех уровнях существования материи во Вселенной. У астрофизиков даже вошел в обиход термин "взрывающаяся Вселенная".
Известный астрофизик академик В.А. Амбарцумян предположил, что их природа связана с какими-то еще неизвестными нам физическими процессами и еще не открытыми современной наукой законами физики.
В результате сложилось отчетливое представление о том, что Вселенная - это грандиозная физическая лаборатория, в которой мы можем наблюдать такие явления, которые не можем воспроизвести и исследовать в земных лабораториях.
Как и другие революции в науке, революция в современной астрономии связана не только с обнаружением новых, неизвестных ранее фактов, но и с рядом новых методологических проблем. В частности, сложились два принципиально противоположных подхода к пониманию сущности эволюционных процессов, протекающих во Вселенной.
Один из них получил название "классического". Его сторонники считают, что звезды и галактики образуются в результате конденсации холодного газа. Согласно концепции, разработанной В.А. Амбарцумяном и учеными Бюраканской обсерватории, расположенной под Ереваном, звезды и галактики образуются в результате распада - быть может, взрывного распада, очень плотных "дозвездных тел".
Расходятся последователи упомянутых концепций и в способах исследования. "Классики" придерживаются метода построения теоретических моделей. Любое предположение они стараются облечь в математическую форму и с помощью введения вспомогательных "подгоночных" параметров получить желаемый результат - согласовать модель с фактами.
Академик же Амбарцумян считал, что к построению математической теории можно приступать только при наличии достаточного количества фактов.
Постнеклассическая наука
Как мы уже отмечали, основу неклассической науки составили такие фундаментальные физические теории как специальная и общая теории относительности и квантовая механика. Неклассическая наука определяла характер естествознания вплоть до 70-х годов XX столетия. Но затем, в результате использования в естествознании компьютерных технологий, подход к изучению тех или иных проблем изменился. Если раньше исследование природы развивалось по отдельным, в значительной мере обособленным направлениям, то для современного естествознания стал характерным комплексный подход к исследованию различных, часто разнородных, на первый взгляд, явлений.
Еще Эйнштейн пытался создать единую теорию, которая объединила бы электромагнитные явления и гравитацию. Однако ему не были тогда известны сильные (ядерные) и слабые (с участием нейтрино) взаимодействия. К тому же он принципиально отвергал квантовую механику. Поэтому в то время его попытки к успеху не привели.
Однако в истории науки нередко складываются парадоксальные ситуации. К их числу можно отнести и создание квантовой теории поля, которая представляет собой синтез отвергавшейся Эйнштейном квантовой механики и разработанной тем же Эйнштейном специальной теории относительности. В свою очередь, на основе этой теории была построена квантовая электродинамика, описывающая взаимодействие между электронами и фотонами и с очень большой степенью точности подтвержденная многочисленными экспериментами. Оказалось, что электромагнитные взаимодействия заряженных частиц обусловлены тем, что эти частицы обмениваются фотонами.
Затем аналогичная теория была создана и для сильных взаимодействий - квантовая хромодннамика. В основе этой теории лежит представление о том, что составные части атомных ядер - нуклоны состоят из особых элементарных частиц, обладающих дробными электрическими зарядами - кварков. В настоящее время считается, что в природе существуют кварки нескольких различных типов или "ароматов", и для каждого кварка имеется соответствующий антикварк. Что же касается взаимодействия кварков в нуклонах, то квантовая хромодинамика объясняет его обменом особыми безмассовыми частицами - глюонами.
Развитие квантовой хромодинамики позволило значительно расширить существовавшие ранее представления о глубинных свойствах материи и приступить к созданию единой теории, объединяющей все известные элементарные частицы. Суть ее состоит в том, что основные физические взаимодействия - слабое, электромагнитное, сильное и гравитационное - проявляются как разные только при сравнительно небольших энергиях, а при достаточно высоких энергиях они сливаются, объединяются.
Вообще для современной теоретической физики характерно стремление к обобщениям - к тому, чтобы обнаружить скрытое сходство в, казалось бы, разнородных явлениях.
В расширяющейся Вселенной
Конец XX столетия ознаменовался весьма важными открытиями и теоретическими разработками в области астрономии и астрофизики.
Как известно, мы живем в расширяющейся Вселенной. Все окружающие нас скопления галактик взаимно удаляются. Впервые на это обстоятельство указал ленинградский математик А. Фридман, обнаруживший в уравнениях ОТО нестационарное решение, не замеченное Эйнштейном. В дальнейшем этот теоретический вывод был подтвержден открытием так называемого красного смещения в излучении галактик, которое свидетельствовало об удалении этих источников излучения.
Еще спустя некоторое время была разработана теория "горячей расширяющейся Вселенной", согласно которой она образовалась в результате "Большого взрыва" первоначального необычайно плотного сгустка космического вещества - своеобразного "первоатома". Эта теория долгое время считалась общепринятой, но затем обнаружился ряд обстоятельств, которые она объяснить не смогла.
Тогда возникла еще одна, как бы "дополнительная" теория, относящаяся к самому начальному этапу формирования Вселенной и способная преодолеть возникшие трудности. Более подробно мы познакомимся с этой теорией несколько позже, поскольку она имеет непосредственное отношение к распределению материи в пространстве мироздания.
И даже самый интригующий вопрос: что заставило материю нашей Вселенной формироваться именно в звездные системы - галактики? - не считается в наши дни бесперспективным.
Таковы главные события, характеризующие постнеклассический этап развития физики и астрофизики в XX столетии. Вполне естественно, что они внесли немало нового и в научную картину мира и в соответствующий этой картине стиль научного мышления.
"Знание о незнании"
В последние годы в произведениях научно-популярной, научно-художественной и научно-фантастической литературы часто встречаются такие слова как "загадка", "тайна", "неизвестное", "неведомое" и им подобные. И это не случайно. Дело не только в том, чтобы привлечь внимание читателей к этим книгам. А в том, что по существу процесс научного исследования представляет собой не что иное, как своеобразный увлекательный детектив, цель которого - раскрытие тайн природы.
Такая цель не может не увлекать и тех людей, которые непосредственно участвуют в научных исследованиях, и тех, кто интересуется достижениями и проблемами современной науки.
Способность познавать окружающий мир, раскрывать причины явлений и закономерные связи и зависимости между ними - одна их удивительнейших способностей человека! Благодаря ей он открыл фундаментальные законы мироздания, проник в целый ряд сокровенных тайн строения материи, в загадочные глубины микромира. Полученные знания помогли людям буквально из земли, воды и воздуха создать впечатляющий мир техники - машины, станки, самолеты, космические ракеты, межпланетные корабли, орбитальные станции... Приступив к успешному освоению космоса, человечество превратилось в космическую цивилизацию!
Естествознание XX столетия, в особенности его второй половины, вышло на принципиально новые рубежи. Напрашивается одно любопытное сравнение. Современные психологи считают, что так называемый биологический возраст того или иного человека определяется не столько числом фактически прожитых лет, сколько количеством тех жизненно важных проблем, которые ему еще предстоит решить! Человек, который уже не ставит перед собой никаких задач, которому уже нечего в этом мире совершить, очень быстро из него уходит.
То же относится и к науке. Если не остается больше никаких проблем, если получен ответ на "последний вопрос" и не возникает новых - значит, наука исчерпала себя, значит, она обречена, не способна развиваться дальше! '
Но, судя по всему, современной науке это не угрожает. Опыт показывает, что каждая решенная научная проблема, как правило, порождает несколько новых. Это своеобразная лавина, цепная реакция. И "берутся" эти вопросы не "с потолка", они возникают вместе с новым знанием, вырастают из него. Иными словами, у науки есть своя собственная "логическая последовательность". Новые проблемы не могут возникнуть до того, как наука не достигнет определенного уровня понимания явлений в той или иной области.
Например, вопрос о том, какие силы удерживают частицы в ядрах атомов, не мог появиться до того, как стало известно, что атом представляет собой сложное образование, которое состоит из положительно заряженного ядра, обладающего определенной внутренней структурой, и существующей вокруг него электронной оболочки.
Однако для того, чтобы правильно сформулировать очередные научные задачи, необходимо не только владеть определенной суммой уже достигнутых знаний, но и понимать закономерности развития науки и перспективы ее дальнейшего развития в данной области, ее реальные возможности. Не случайно народная мудрость утверждает, что порой об уме и способностях человека легче судить по его вопросам, нежели по его ответам.
У известного американского писателя Роберта Шекли есть весьма интересный научно-фантастический рассказ "Задать вопрос". Некая могущественная цивилизация, обитавшая в нашей Галактике, оставила после себя на специально избранной для этого планете своеобразное устройство - универсальный Ответчик, обладающий всей полнотой знаний о материи и природе вещей.
Однажды двое ученых - одного из них занимали проблемы астрофизики, а другого волновал вопрос о сущности жизни и смерти - отправились на поиски Ответчика и нашли его.
Однако ни на один из заданных вопросов они не получили ответа. Не получили потому, что Ответчик мог отвечать только на правильно сформулированные вопросы. То есть на такие вопросы, в которых уже содержится значительная часть ответа.
В процессе изучения окружающего нас мира неизбежно возникают новые научные вопросы, которые требуют отве та, задачи, которые надо решить. Цель науки - проникновение в неизвестное. Но каждая поставленная научная проблема - это уже не просто "незнание", а своеобразное "знание о незнании".
Иначе говоря, существует два типа знания. Одно - основное, то, которое уже "добыто", зафиксировано, сформулировано в виде законов науки, математически осмыслено и уже служит людям. И второе - проблемы, которые уже осмыслены, но им еще не найдено верных решений. Не случайно говорят, что правильно сформулировать новую научную проблему - значит преодолеть как минимум половину пути к ее решению! Ведь новые научные проблемы возникают не на пустом месте, а на основе уже достигнутого знания. И в то же время сами по себе они - шаг в незнаемое.
"Уметь правильно поставить проблему, - говорил известный советский философ П.В. Копнин, - вывести ее из предметного знания - это значит наполовину решить ее".
Великий датский физик Нильс Бор считал, что проблемы важнее решений: решения могут устареть, а проблемы остаются. А выдающийся советский физик-теоретик Л.Д. Ландау придавал первостепенное значение методам исследования. Метод важнее открытия, утверждал он, ибо правильный метод исследования рано или поздно приведет к новым, еще более выдающимся открытиям.
"Познание - это дорога без финиша", - говорил, как мы уже отмечали, академик Г.И. Наан.
Несомненно, современная наука рано или поздно совершит очередной прорыв в какую-то абсолютно новую область, и за этим последует новая научная революция, которая кардинально изменит представление о мире.
Но любая научная революция связана, как известно, не только с восприятием принципиально новых представлений, но и с отказом от многих привычных взглядов. И то и другое по плечу далеко не каждому. Поэтому нет ничего удивительного в том, что любые идеи, предположения и гипотезы, приближающие возможный переворот, определенная часть научного сообщества воспринимает в лучшем случае скептически, а порой и активно им противодействует.
Все сказанное в полной мере относится и к тем разделам современного естествознания, которые относятся к проблемам пространства и времени. Многое о формах существова ния материи физике и астрофизике уже известно. Сформировалось и определенное "знание о незнании" - проблемы, которые ждут своего решения. И вовсе не исключено, что некоторые из этих проблем окажутся совершенно неожиданными, поражающими воображение, не укладывающимися в рамки привычных представлений о мире. Но это вовсе не значит, что их надо будет безжалостно "отбросить с порога" по принципу "этого не может быть потому, что этого не может быть никогда".
К сожалению, у многих современных естествоиспытателей пользуется не совсем заслуженной популярностью так называемая бритва Оккама - положение, которое сформулировал еще в средние века монах-францисканец Уильям Оккам - "не следует умножать сущности". Выражаясь современным языком, объяснения любых непонятных явлений следует искать с помощью уже известных законов науки. Искать до тех пор, пока не появится окончательная уверенность в том, что выполнить это абсолютно невозможно. Но так как точно установить, что подобная ситуация уже реально сложилась, практически нельзя, то на практике принцип Оккама фактически превращается в запрет любых нестандартных идей. То есть он активно работает на консервативно настроенных ученых. И, может быть, именно этим обстоятельством объясняется та пассивность нашей науки, которая не однажды проявлялась в ее отношении к изучению необычных, нестандартных явлений и ситуаций.
Но однажды выясняется, что с консервативных позиций отвергались хотя и необычные, но весьма прогрессивные научные идеи, и оказывается, что именно эти идеи позволяли осуществить очередной прорыв в неизвестное. И тогда приходят запоздалые сожаления и переживания. Вот что говорил об этом академик Я.Б. Зельдович: "В целом сейчас, когда жизнь почти прожита, я чаще вспоминаю не достигнутые открытия, а те, к которым был близок, но не сделал. Угрызения совести у меня значительно сильнее, чем самодовольная радость в связи с удачными работами. И здесь никакие награды не помогают" ("Аргументы и факты". 1987. ј 23. С.2).
В заключение хотелось бы привести слова Л.Н. Толстого: "Только правильное разумение жизни дает должное значение и направление науке вообще и каждой науке в особенности... Если же разумение жизни не таково, каким оно вложено во всех нас, то и сама наука будет ложная.
Не то, что мы называем наукой, определяет жизнь, а наше понятие о жизни определит то, что следует признать наукой. И потому для того, чтобы наука была наукой, должен быть прежде решен вопрос о том, что есть наука и что есть не наука, а для этого должно быть уяснено понятие о жизни" (Толстой Л.Н. О жизни. Мысли о новом жизнепонимании. М., 1911. С. 14).
Популярные темы на форумеd
- International Business - отзывы клиентов о компании
- Репатриация в Румынию
- Отзывы клиентов о компании Trust Group
- Что такое интуиция - обсуждение
- Отзывы о EU.RO Group (rumunia.ru, rumunia.com.ua)
- Как освоиться после переезда в новую страну
- Форум клиентов компании Romanesc
- Стоит ли ехать учиться за границу
- Компания Aristipp - отзывы клиентов на форуме