Текст книги "Мир вокруг нас"

Автор книги: Этэрнус

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 22 страниц)

Этэрнус
Мир вокруг нас

ВВЕДЕНИЕ

Конечная часть бесконечной Вселенной, доступная наблюдению через современные телескопы и микроскопы (и т. п. приборы) – называется окружающим Миром (Мирозданием). Это – огромный, но всё же безгранично малый участок бесконечной Вселенной.

Окружающий Мир, или Мироздание – имеет особую ценность для человека, т. к. непосредственно соприкасается с нами, и мы живём, сперва – в окружающем Мире, а потом уже во Вселенной.

Мироздание (Мир) – значительно отличается от Вселенной: в бесконечной Вселенной – реализовано всё, что вообще может быть, и там есть любые варианты устройства миров. А в Мироздании – реализован лишь один из бесконечности вариантов устройства объектов, и путей их развития. Мироздание т. о. очень специфический объект, в т. ч. имеющий свою историю, в то время как об истории бесконечной и вечной Вселенной – говорить не приходится.

То, как выглядит Мироздание – зависит от положения наблюдателя (в данном случае, нас) во Вселенной: если бы мы находились в другом, далёком участке бесконечной Вселенной, окружающий Мир, вероятно, выглядел бы совсем иначе.

Мироздание – это всегда конечная область пространства и времени, вокруг наблюдателя, границы которой, по мере развития науки и технологий – всё более раздвигаются, но никогда не исчезнут (в отличие от бесконечной Вселенной, не имеющей границ).

Граница окружающего Мира вширь – определяется пределом разрешающей способности современных телескопов (и т. п. приборов), а вглубь – разрешающей способностью микроскопов (электронных, рентгеновских и т. д.), а также ускорителей элементарных частиц и др. приборов, используемых для изучения микромира.

Изучением объектов, находящихся в Мироздании – занимаются науки, и учёные. Обобщая научные знания, а также соединяя их со знаниями о Вселенной в целом, мы получаем соответствующую область философских знаний – Теорию окружающего Мира, или общую картину Мира.

Речь в данной книге – и пойдёт об этой области знаний, в т. ч. об её истории (классическом и неклассическом этапах развития представлений об окружающем Мире), и новейших достижениях (постнеклассическая картина Мира).

Итак, данная книга посвящена рассмотрению именно окружающего Мира (Мироздания), а не бесконечной Вселенной.

Говоря об окружающем Мире (= Мироздании), мы рассмотрим устройство всех, известных на сегодняшний день, уровней вещества, от самых глубоких (уровень элементарных частиц и вакуума), до самых высоких. Самые глубокие уровни вещества, при этом – нуждаются в особо тщательном рассмотрении, как содержащие больше всего вопросов, и определяющие многие свойства вышележащих уровней вещества. Тут мы разберём в т. ч. и новые, постнеклассические представления, позволяющие увидеть, помимо всего прочего, внутреннюю структуру элементарных частиц, что ещё недавно считалось невозможным, как и мн. др.

Итак, начнём наше путешествие к познанию Мира вокруг нас:

Границы Мироздания

Размер окружающего Мира – напрямую связан с уровнем развития науки и техники. Т. к. Мироздание (Мир) – это видимая часть Вселенной (вглубь вещества и вширь), то по мере научно-технического прогресса, границы этой области – раздвигаются всё шире.

Когда-то в далёкие времена, Мироздание, для людей – было ограничено планетой Земля, и даже менее – отдельными континентами, островами, а ещё ранее – просто областью (непосредственного) обитания.

После изобретения кораблей и технологии мореплавания, возникает представление об островах (как отдельных мирах), и об океане, как пространстве, отделяющем их друг от друга. Тут же, вскоре, начало формироваться и представление о чём-то объединяющем эти миры, что получило название: Земля (суша). Представлялось, что все острова (и континенты) – объединены посредством дна океана, и являют собой разные участки единой Земли. Последняя, сперва предполагалась плоской (и опирающейся на трёх китов, и т. п.). Затем, в античные времена, после изобретения геометрии, было доказано, что Земля – имеет сферическую форму. Возникло понятие: планета, как шарообразное тело.

Также, в древней Греции, в результате наблюдений за небесными телами – зародилось представление о Мире как о системе объектов, вращающихся вокруг центрального тела. В центре такой системы полагалась либо Земля (Анаксимандр Милетский), либо Солнце (Аристарх Самосский). Границы известного Мира т. о. раздвинулись за пределы Земли, и возникла астрономия, как наука и философия, изучающая объекты космоса.

В Новое Время, изобретение телескопов – привело к невероятному, быстрому и скачкообразному расширению границ Мироздания: Сперва – были открыты звёзды (из-за своей многочисленности, ставшие представляться уже не «отверстиями в небесной сфере», а как объекты, подобные Солнцу, но расположенные очень далеко), и получило распространение, возникшее чуть ранее, представление о множественности миров в виде планетных систем (Джордано Бруно). Потом были открыты т. н. «звёздные острова», позже – определённые как галактики (в каждой галактике содержатся миллиарды звёзд). А после изобретения фотопластин, радиотелескопов, спутников и т. п. – число открытых галактик стало исчисляться миллионами, и оценивается, в последнее время, уже как более ста миллиардов [1]. Было обнаружено, что галактики – объединены в скопления галактик. Скопления (и сверхскопления) галактик, располагаясь более-менее упорядоченно – образуют структуры, сравниваемые с гигантскими сотами или паутиной, и в целом, все вместе – образуют самый большой, известный современной науке, объект – т. н. Метагалактику, или крупномасштабную структуру окружающего Мира.

Современное Мироздание вширь, т. о. – простирается на невероятные, головокружительные расстояния: Наша галактика, называемая Млечный Путь, содержащая сотни миллиардов звёзд [2] – всего лишь одна из многих, более ста миллиардов, ныне доступных человеческому взгляду, галактик.

Диаметр каждой отдельной галактики (на примере нашей) – составляет около 10¹⁸ километров [2]. Если ехать на автомобиле со скоростью 100 км/ч, то из одного конца галактики в другой – можно добраться лишь за тысячу миллиардов лет. Т. о. можно представить, насколько колоссален размер галактики. И таких галактик, в современном Мироздании – миллиарды. И ещё более велики – расстояния между ними. Масштабы современного Мироздания, поэтому, осознать очень сложно, столь оно стало огромно, по человеческим меркам. Хотя несмотря на это, оно остаётся всегда лишь одной бесконечной частью Вселенной, «пылинкой» в бесконечности.

Земля, в современном Мироздании – занимает место «исчезающе малой точки», расположенной около одной из многих миллиардов звёзд в галактике, в одной из миллиардов галактик… Мироздание т. о. невероятно расширилось со времён древности, когда оно ограничивалось только планетой Земля, или и того меньше.

Как бы грандиозно ни было Мироздание (вширь и вглубь), край Мироздания – это та грань, за которой научная реальность заканчивается, и где царит, пока что, научная неизвестность и чистая философия (а именно – Теория Вселенной (= онтология, = философия о бытии в целом), которая способна рассказать о том, что находится за краем, но только в целом, а не в частных деталях).

Вглубь вещества

Проникновение человека вглубь вещества – постепенно привело к открытию молекул, атомов и элементарных частиц. Это – раздвигание границ Мироздания вглубь.

Было когда-то такое время, когда люди ещё не знали о существовании молекул, как не знали, соответственно, и о более глубоких уровнях вещества. Все эти уровни – находились тогда ещё за границей Мироздания вглубь (т. е. за пределами научной реальности).

Молекулы – очень малы, столь малы, что недоступны обычному зрению. Чтобы познать существование молекул (и ещё более мелких объектов) – нужен «третий глаз» (глаз ума), нужна развитая наука и техника. Однажды (в 19-м веке) существование молекулярного и атомного уровней вещества – было доказано. Произошло это, конечно, не с помощью микроскопа, т. е. не напрямую, а косвенно (в ходе изучения химических реакций, и т. п. наблюдений (открытий), и их интерпретаций). Этого – было достаточно, чтобы существование молекул и атомов стало считаться доказанным уже в 19-м веке (при этом, молекулярная химия полностью заменила алхимию, а также была создана (открыта) таблица Менделеева, упорядочившая атомы, тоже ещё до их непосредственного наблюдения).

А с конца 19-го века – перед человеком стали открываться и элементарные частицы, начиная с электрона, в 1897-м году. Т. о. граница Мироздания – сильно продвинулась вглубь.

Воочию увидеть (получить непосредственные изображения) молекул и атомов стало возможным лишь в 20-м веке, – когда были изобретены особые микроскопы: просвечивающие электронные [3] и сканирующие зондовые [4], дававшие поистине гигантские увеличения: не менее чем в миллион раз [5].

Представить и осознать, сколь громадно мал масштаб объектов, изучаемых при таких увеличениях – весьма сложно: это увеличение больше увеличения обыкновенного увеличительного стекла – в сотни тысяч раз. В том же 20-м веке, стало возможным получать изображения с увеличением уже и в миллиарды раз! Например, используя электроны, разогнанные в ускорителе до скоростей, близких к скорости света, можно «просветить» центральные области протона насквозь, и т. о. получать информацию о кварках – элементах внутренней структуры протона [6].

В общем, граница Мироздания вглубь – ныне простирается до грандиозно малых масштабов пространства и времени, с трудом вообразимых, и выразимых невероятно ничтожными долями метров или секунд (имеющих десятки нулей после запятой). Тем не менее, объекты и процессы, расположенные на таких масштабах – вполне успешно изучаются и познаются.

Уровни вещества

Итак, у Мироздания имеется две границы: одна – продвинулась в неимоверно далёкие глубины космоса (граница Мироздания вширь), другая же – проникла вглубь вещества, ко всё более мелким частицам (граница Мироздания вглубь).

По мере раздвигания этих границ – открывались всё новые уровни вещества. Мироздание в целом (окружающий Мир), с обилием всех открытых уровней вещества – выглядит т. о. как состоящее из множества слоёв, начиная от уровня вещества сверхмалых масштабов (уровень элементарных частиц и вакуума), до, как минимум, уровня скоплений галактик. Между этими, крайними уровнями, в Мироздании – заключено множество промежуточных уровней (слоёв) вещества: так, из элементарных частиц – строятся атомы, из атомов – слагается безбрежное разнообразие молекул, из молекул – состоят камни, океаны, живые существа и т. п. (простые и сложные молекулярные тела), ещё выше – располагается уровень планет (бесчисленных миров) и звёзд, звёзды, в дальнейшем (многие) – входят в состав звёздных скоплений, а из этих скоплений и множества независимых звёзд – образуется галактика. Галактики (многие из которых имеют ещё и карликовые галактики-спутники), благодаря силам взаимного тяготения – связаны в скопления галактик. А из совокупности всех скоплений (и сверхскоплений) галактик (и отдельных независимых галактик), образуется сотообразная (или аморфная) структура – которая называется Метагалактикой.

Итак, мы перечислили некоторые уровни Мироздания, идя из глубины – вширь.

Наиболее проблематичным, и наиболее важным для понимания окружающего Мира, уровнем вещества – в настоящее время, как уже говорилось, является уровень элементарных частиц и вакуума, т. к. свойства частиц и процессов, происходящих на этом, глубочайшем из известных, уровне – определяют, так или иначе, свойства объектов всех вышележащих уровней вещества Мироздания. Т. е. свойства объектов всех других уровней – в общем, выводятся (вытекают) из свойств элементарных частиц (которые, в свою очередь (неразрывно) взаимосвязаны с физическим вакуумом). Уже поэтому, данная книга – более всего будет рассказывать именно об уровне элементарных частиц и вакуума (а также о ближайших к нему, соседних уровнях вещества – атомных ядрах, и атомах).

Уровень элементарных частиц и вакуума – это уровень, который, на неклассическом этапе, находился на стадии острых научно-философских исследований, т. е. не был до конца понятен (поэтому он и глубочайший из известных).

Неклассические дисциплины (научно-философские), его изучающие (теория поля, теория элементарных частиц, квантовая механика, теория относительности) – преимущественно описывают (констатируют) явления, не объясняя, в полной мере, их причины. В данной книге, мы рассмотрим, по порядку, все эти теории, и пойдём уже дальше их, чтобы действительно объяснить устройство элементарных частиц (и вакуума), в т. ч. причины различных свойств у каждого вида элементарных частиц. Но об этом – чуть позже.

А пока – продолжим рассмотрение истории развития представлений человечества о Мироздании (Мире):

КЛАССИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА

Классическая картина Мира – прошла ряд ступеней своего развития, которых можно выделить всего три. Рассмотрим их, по порядку:

Первая классическая картина Мира

Древнейшим (из материалистических) представлений человека о Мироздании – было представление о том, что окружающий Мир – построен из разнообразных веществ, в виде непрерывных субстанций, ни из чего не состоящих.

Эти субстанции (= вещества), облекаясь в разные геометрические формы и смешиваясь друг с другом, считались образующими всё разнообразие вещей и явлений окружающего Мира.

Эти, самые общие представления о Мире – распространяли в те времена и на устройство Вселенной (т. к. последняя считалась конечной, т. о. понятия Вселенной и Мира – не разделялись).

Во времена ранней античности, картина вещественного строения окружающего Мира (и Вселенной) – была усовершенствована путём сведения всего разнообразия веществ – к смешениям всего пяти истинных, или первичных веществ (т. н. первоэлементов, также называемых стихиями или первоначалами).

Древнегреческие философы считали, что существуют следующие пять первоэлементов: вода, огонь, земля, воздух и эфир. Три из этих элементов-субстанций – полагались слагающими Земные объекты: земля, вода и воздух. Огонь же – легче воздуха (т. к. при горении костра стремится вверх), в т. ч. поэтому полагали, что из него состоят звёзды и Солнце на небе (а на Землю он был принесён героем древнегреческих мифов – Прометеем). Эфир же, как ещё один космический элемент, по представлениям древних греков – заполнял промежутки между Землёй и звёздами. Эфир представлялся подобным воздуху, но как и огонь, легче воздуха, поэтому и располагающийся выше воздуха. При помощи эфира объясняли в т. ч., почему человеку, подымающемуся в горы, становится трудно дышать: считали, что с подъёмом к вершинам гор – воздух постепенно сменяется эфиром. Чистым эфиром, человек вообще дышать не может, но эфир – воздух, пригодный для дыхания древнегреческих богов (живущих на горе Олимп). (Кстати, если бы в древней Греции не было гор – эфир, возможно, не измыслили бы: например, на древнем Востоке, пять первоэлементов мыслились другими – земля, дерево, огонь, вода и металл).

На древнем Востоке, представления о пяти первоэлементах – возникли независимо от древней Греции (т. к. они достаточно просты и самоочевидны).

В дальнейшем, разнообразие первоэлементов, философы древнего Востока – свели к двум: инь и ян. (В древней Греции тоже возникли похожие представления, однако они не успели столь распространиться, как на Востоке). Мир как состоящий из двух противоположностей (двух субстанций – инь и ян), смешение которых, в различных пропорциях, образует всё вокруг – очень простое представление. Любое вещество т. о., и любой первоэлемент и объект – это смешение, в определённом соотношении, субстанций инь и ян. Для образования конкретной (любой) вещи или явления в окружающем Мире, нужно добавить ещё определённую геометрическую форму. Эти представления распространяли и на все объекты во Вселенной (продолжая отождествлять последнюю с окружающим Миром, считая конечной).

В общем, все вещи представлялись т. о. бесструктурными (= состоящими из непрерывных субстанций – инь и ян, ни из чего не состоящих = ни из каких частиц).

Общая субстанциональная суть инь и ян (а в древней Греции – представление о возможности взаимопревращений первоэлементов) – привели вскоре к возникновению понятия материи, – как единой субстанции, лежащей в основе инь и ян, и в основе всех пяти первоэлементов. Изначальное представление о материи – было тоже как о непрерывной субстанции (ни из чего не состоящей).

В целом, эта «непрерывная картина Мира», как древнейшее представление – была популярна с незапамятных времён и до примерно V века до н. э.

Многое объясняя, непрерывная картина Мира, со временем – стала недостаточной для описания объектов, т. к. не позволяла говорить о внутренней структуре объектов, и затрудняла мышление о более глубоких механизмах явлений, т. е. начала вызывать к себе вопросы и критику. Поэтому, в конечном итоге – потребовалось изменение представлений.

Кроме того, такая, непрерывная картина окружающего Мира – не предполагает иерархического устройства Мира, т. е. наличие уровней вещества.

В целом, это – самое простое и естественное представление, существовавшее с незапамятных времён, когда Мироздание для человека представлялось даже меньшим, чем Земля. Это – первая классическая картина Мира (и Вселенной).

Вторая классическая картина Мира

Представление о Мире, состоящем из непрерывной субстанции – постепенно потеряло популярность, и было отброшено с появлением более продвинутого представления – о прерывном (атомарном) устройстве объектов.

Возникло представление о мельчайших, неделимых частицах материи, которые в древней Греции были названы атомами (от древнегреч. ατομος – неделимый).

Эти, гипотетические в то время, частицы – представлялись мельчайшими возможными порциями материи (неделимыми, подобно точкам), и рисовались твёрдыми шариками. Существование атомов – было востребовано развитием науки.

Атомистический взгляд – круто изменил представления о Мироздании (все объекты, в т. ч. миры, отныне – представлялись разделёнными пустотой, и состоящими из соединений атомов), что позволило глубже вникнуть в суть многих явлений, происходящих в окружающем Мире. Пример: испарение лужи, с точки зрения предшествовавшей, непрерывной картины – представлялось как превращение первоэлемента воды в первоэлемент воздух, а с т. зр. новой, прерывной (атомистической) картины – это был вылет движущихся частиц воды с поверхности лужи.

Из частиц воды стали представляться состоящими и облака (т. о. была объяснена суть облаков); движениями и ударениями частиц воды – объяснили выталкивающую силу воды (силу Архимеда), и т. д.

В целом, атомистическая картина Мира – обладала гораздо большим потенциалом в объяснении явлений окружающей действительности, и была полезнее для развития наук, нежели предшествующая, непрерывная картина.

Атомы – позволили объяснить и разнообразие веществ (сперва – как первоэлементов (не химических элементов)): Хотя для этого, пришлось представить, что атомы, как твёрдые неделимые шарики – почему-то отличаются друг от друга: по весу (размеру), и имеют неровные, шероховатые поверхности (благодаря которым обеспечивается сцепление атомов друг с другом, с образованием вещей).

Например, воздух представлялся состоящим из относительно лёгких (мелких) и гладких твёрдых шариков, движущихся, в различных направлениях, в пустоте, заполняющей пространство между ними. Объяснение сути воздуха т. о. (с т. зр. атомистической картины) – умещается в одном предложении.

Первоэлемент вода – представлялась состоящей из чуть более тяжёлых, и более шероховатых атомов. Это легко объясняло все свойства воды, известные в те времена, в т. ч. её отличия от воздуха: например, больший вес (размер) атомов воды – объяснял, почему вода – ощутимее и тяжелее воздуха, и почему она отделена от него и собрана в океаны. Большая шероховатость атомов воды – объясняла, почему вода, в отличие от воздуха, способна превращаться в лёд (атомы воды начинают сцепливаться друг с другом, когда их движения замедляются).

Аналогично объяснялась сущность и других первоэлементов, составляющих части окружающего Мира: Устройство элемента земли (в т. ч. строение почвы, песчинок, камней, металлов и т. п.) – виделось в виде ещё более тяжёлых (= более крупных), и более шероховатых атомов. Этим объяснялась и большая тяжесть металлов, камней и т. п., и их наиболее высокая прочность и тугоплавкость, как и всех вещей, в образовании которых участвует первоэлемент земля (металлические изделия, глиняные сосуды и т. п.).

Атомы элементов огня и эфира – представлялись легче и глаже атомов воздуха, поэтому из них состоят космические объекты (звёзды, Солнце, кометы и т. п.), и они заполняют космическое пространство.

В общем, все области окружающего Мира – поддавались т. о. очень простым и кратким объяснениям.

В рамках атомистической картины Мира – неизбежно возникает представление о бесконечности Вселенной, т. к. пустота, заполняющая промежутки между атомами – не может быть воображена конечной. (В то время как в предшествующей, непрерывной картине, Вселенная – неизбежно конечна, т. к. любой непрерывный объект, из опыта (и в воображении) – представляется конечным).

Итак, в рамках атомистической картины Мира, собственно и возникает понятие Мира и Вселенной, т. е. возникает их различение. Вселенная оказывается бесконечно шире окружающего Мира, а общая картина Мира включает теперь уже не только картину Вселенной, но и то частное, что реализовано именно в нашем окружающем Мире (например, наличие звёзд, планет, камней, океанов и т. д.).

В картину Вселенной – эти частные моменты не входят. Но т. к. универсальное, у картины Мира и Вселенной – общее, они частично совпадают (говоря о картине Мира, мы используем соответствующую картину Вселенной, расширяя её, рассматривая основные частные моменты, реализованные именно в нашем Мире).

Картина окружающего Мира, основанная на атомизме – крайне проста. Основные моменты атомистической картины Мира – можно уместить всего в нескольких предложениях:

1) Мироздание (всё, в нём существующее (звёзды, планеты и т. д.)) – состоят из ничтожно малых, далее неделимых частиц (атомов), движущихся в пустоте;

2) атомы, имея различный вес (размер) и шероховатости, соединяясь друг с другом различными геометрическими способами – образуют все вещи окружающего Мира;

3) все явления – есть следствия движений атомов.

Так вот, всё лаконично и просто…

Классическая картина окружающего Мира, основанная на атомизме – состояла т. о., минимально, всего из нескольких простых основных понятий: неделимые, невидимые простому глазу, простейшие частицы (атомы), с ограниченным рядом свойств (шероховатости, вес и т. п.), их движение, и пустота (заполняющая промежутки между частицами (атомами)).

Такая классическая картина Мироздания (основные понятия которой распространяли и на Вселенную, т. о. считая универсальными) – возникла в древней Греции и (независимо) в древней Индии, примерно два с половиной тысячелетия назад. На протяжении многих веков, атомистическая картина Мира – вполне исчерпывающе удовлетворяла потребности наук. На основе движущихся атомов – объяснялись и термодинамические явления в газах, и прочность твёрдых предметов, и т. д., т. е. практически всё, вплоть до 19-го века.

Даже дальнодействующая сила всемирного тяготения (выглядевшая не связанной с непосредственными контактами атомов), открытая Ньютоном, и связывающая все тела в Солнечной системе – получила простое классическое атомистическое объяснение при помощи движений атомов эфира. Рассмотрим это подробнее: