Текст книги "Атеизм и научная картина мира"
Автор книги: Виктор Комаров
Жанр:
Религия
сообщить о нарушении
Текущая страница: 13 (всего у книги 16 страниц)
Взаимосвязь микро– и макропроцессов – одно из конкретных выражений диалектики природы, всеобщей взаимосвязи ее явлений.
Уже сейчас в ряде случаев трудно разделить, где космология и где теория элементарных частиц. В центре внимания современной астрофизики находятся космические объекты, отличающиеся чрезвычайно высокой плотностью, а иногда и очень малыми размерами.
Так, среди различных решений уравнений общей теории относительности, описывающих свойства и эволюцию Вселенной, как мы уже знаем, есть решение типа сингулярности (когда. в некоторой точке плотность достигает бесконечной величины). По существу, сингулярностьэто некий аналог элементарной частицы. Вселенная в начальном сингулярном состоянии фактически превращается в элементарную частицу.
Возникает вопрос: нельзя ли с помощью уравнений общей теории относительности объяснить и некоторые свойства элементарных частиц, а наши знания о свойствах элементарных частиц использовать для выяснения физической сущности тех или иных явлений космического порядка, в частности закономерностей эволюции Вселенной?
Одной из самых жгучих проблем современной астрофизики и естествознания вообще является проблема происхождения звезд и звездных островов-галактик.
На этот счет в современной астрофизике существуют две противоположные концепции. Согласно одной из них, наиболее распространенной (ее обычно называют классической), космические объекты, в том числе звезды и галактики, формируются путем сгущения, конденсации диффузной материи газа и пыли.
Другая концепция, развиваемая академиком В. А. Амбарпумяном и его школой и получившая название Бюраканской (по названию обсерватории), наоборот, исходит из того, что эволюция космических объектов идет от более плотных состояний к менее плотным и что, в частности, «зародышами» звезд и галактик являются гипотетические сверхплотные объекты весьма малых размеров, взрывной распад которых и ведет к образованию различных небесных тел.
В настоящее время между сторонниками обоих направлений ведется острая дискуссия, и отдать кому-либо из них окончательное предпочтение пока не представляется возможным. Это объясняется, с одной стороны, недостатком наблюдательных данных, с другой – возможностью различного, иногда прямо противоположного истолкования одних и тех же фактов. В частности, никто никогда еще не наблюдал ни процесса сгущения диффузной материи в звезды, ни гипотетических сверхплотных тел.
В связи с этим известный советский астрофизик Б. А. Воронцов-Вельяминов не так давно высказал интересное предположение о том, что, быть может, в какой-то степени правы сторонники обеих точек зрения: не исключено, что в бесконечно разнообразной Вселенной совершаются как процессы концентрации материи, так и ее распада.
Интересная попытка построить космогоническую модель, которая в известной мере объединяла бы обе существующие концепции образования звезд и галактик, была предпринята советским физиком-теоретиком Р.Мурадяном.
Основная идея Мурадяна состоит в том, чтобы для выяснения физ. ической сущности явлений космического порядка, в частности закономерностей эволюции Вселенной, использовать некоторые свойства элементарных частиц.
В физике микромира на основе весьма общих теоретических соображений все элементарные частицы делятся на три класса: первый класс включает в себя фотон – порцию электромагнитного излучения, второй – электрон и нейтрино, третий класс – адроны – самый многочисленный (их известно сейчас несколько сотен). К этому классу относятся, в частности, протон, нейтрон и мезоны-частицы с массами промежуточными между массой электрона и массой протона. Значительная часть адронов – нестабильные частицы с очень коротким временем жизни. Особо коротко живущие частицы получили название резонансов.
Среди них имеются частицы, массы которых в несколько раз превосходят массу протона. И есть предположение, согласно которому "спектр масс" элементарных частиц вообще простирается до бесконечности. Если подобное предположение справедливо, то это значит, что при определенных условиях в ультрамалых пространственно-временных областях могут рождаться макроскопические и даже космические объекты. Во всяком случае, современная теория элементарных частиц такую возможность допускает.
Не являются ли в таком случае сверхплотные тела академика Амбарцумяна адронной формой существования материи? Подобная, на первый взгляд, весьма неожиданная идея, выдвинутая Р. Мурадяном, открывает интересные перспективы к построению единой теории образования космических объектов. Согласно новой гипотезе Метагалактика образовалась в результате распада сверхтяжелого суперадрона с массой Ю56 г. Это и был тот «первоатом», тот сверхплотный сгусток материи, который дал начало наблюдаемой Вселенной. Его распад на более мелкие адроны привел к образованию протоскоплений галактик, а последующие распады на адроны с еще меньшими массами – к образованию галактик.
Следующим этапом был распад на адроны с массами меньпгими Ю34 г. Это был своеобразный "фазовый переход" от адронной формы к ядерной. При этом возникли объекты типа нейтронных звезд. Дальнейшие распады, по мысли Мурадяна, должны были привести к образованию диффузного облака, внутри которого в результате конденсации вещества сначала возникли сгущения «протозвезды», а затем процесс образования звезд протекал в соответствии с обычной классической схемой.
Однако если в обычной классической картине образования космических объектов диффузная среда состоит из водорода и гелия, то в модели Мурадяна она может иметь различный химический состав в зависимости от особенностей распада предшествующих ей объектов. А это значит, что тяжелые химические элементы могут возникать не только за счет взрывов сверхновых звезд, как сейчас принято считать, но и в результате деления еще более тяжелых частиц. Это весьма важно, так как классическая теория происхождения тяжелых элементов встречается с рядом серьезных трудностей.
Таким образом, если в обычной классической астрофизике эволюционный процесс идет от объектов более разреженных к менее разреженным и от «беспорядка» к «порядку», то в модели Мурадяна на весьма значительном интервале существования Метагалактики эволюция, наоборот, идет от объектов более плотных к менее плотным и от более упорядоченных к менее упорядоченным.
Нетрудно заметить, что в этой части эволюционная схема Мурадяна хорошо согласуется с идеями Амбарцумяна. Однако с момента фазового перехода от адронной материи к ядерной она ближе к классической космогонии.
Разумеется, пока еще трудно говорить о том, в какой мере оригинальная модель Мурадяна соответствует реальной действительности, – разработка этой модели только начинается. Но новый подход к решению проблемы весьма интересен, поскольку сделана попытка объединить микроявления и космические процессы.
Как известно, одним из важных критериев справедливости той или иной теоретической модели служит ее способность предсказания определенных явлений. Если гипотеза Мурадяна верна и Метагалактика действительно возникла в результате распада суперадрона, то она должна обладать собственным вращением, поскольку собственным вращением обладал исходный суперадрон. Так что открытие вращения Метагалактики явилось бы если и не подтверждением модели Мурадяна, то, во всяком случае, важным свидетельством в ее пользу.
Иногда высказывается мысль о том, что вообще любые космогонические модели, в том числе и гипотеза Мурадяна, являются чисто умозрительными, поскольку они не могут быть проверены наблюдениями.
Однако соображения подобного рода нельзя признать убедительными. Современная космогония стоит на прочной наблюдательной основе. Все более совершенные и мощные средства астрономических исследований позволяют изучать все более удаленные космические объекты. Но, как известно, чем дальше расположен тот или иной космический объект, тем в более глубоком прошлом мы его наблюдаем. А это означает, что вопрос о соответствии тех или иных космогонических моделей реальной действительности в принципе может быть решен наблюдательным путем.
Мир как он есть
Поскольку речь идет о строении и эволюции Вселенной, о научной картине мироздания, естественно возникает вопрос: почему мир такой, какой он есть? Именно такой, а не какой-нибудь другой?
Однако получить достаточно определенный ответ на таким образом поставленный вопрос вряд ли возможно.
Проблема сформулирована слишком расплывчато.
И видимо, не случайно, затрагивая ту же проблему, А. Л. Зельманов ограничился лишь утверждением о том, что Вселенная существует в том виде, в каком она есть, в силу внутренней необходимости.
Для того чтобы получить на интересующий нас вопрос исчерпывающий ответ, нам надо было бы выйти за рамки наблюдаемой Вселенной и охватить мир во всем его бесконочном разнообразии. А это, увы, невозможно как в принципе, так и по причинам чисто практическим,
Попробуем, однако, сузить задачу. Ограничить ее в такой мере, чтобы она приобрела реальный физический смысл. Очевидно, речь должна идти только о наблюдаемой Вселенной и тех ее свойствах, которые определяются известными нам закономерностями.
Что касается самого вопроса, на который мы хотим получить ответ, то он теперь будет выглядеть примерно таким образом: случайно ли то, что непосредственно окружающий нас мир обладает именно такими свойствами, а не какими-нибудь другими?
В подобной форме проблема становится вполне правомерной, поскольку именно тот вариант Вселенной, который мы наблюдаем, далеко не самый вероятный среди всех мыслимых вариантов.
Разобраться в этом необходимо еще и потому, что, как утверждают религиозные теоретики, стройность мироздания есть результат деятельности творца.
"Достаточно взглянуть на окружающую нас природу, – пишет русский православный священник Л. Гайдукевич. – Везде царит удивительный порядок. Каждое явление начиная с простейшей былинки и кончая мириадами звезд устроено целесообразно, разумно и совершенно. Все носит на себе печать постоянного попечения Вседержителя – Творца".
Прежде всего следует заметить, что определенную картину мира мы наблюдаем благодаря тому, что именно такая картина обеспечивает возможность жизни. Как остроумно заметил А. Л. Зельманов, мы являемся свидетелями процессов определенного типа, потому что процессы иного типа протекают без свидетелей.
В частности, мы совсем не случайно живем именно в расширяющейся Вселенной и наблюдаем красное смещение в спектрах галактик. Взаимное удаление галактик и смещение их излучения в сторону длинных волн ослабляет энергию электромагнитных излучений, пронизывающих космическое пространство. Если бы галактики не разбегались, а сближались, в их спектрах наблюдалось бы не красное смещение, а фиолетовое – сдвиг в сторону высоких частот и жестких, коротковолновых излучений. Плотность излучения в такой Вселенной была бы столь высока, что исключала бы возможность существования биологической жизни…
Каковы наиболее распространенные формы тех космических объектов, которые нас окружают? Это звезды, пыль, газ. Что касается пыли и газа, то в газовых и пылевых туманностях сосредоточена значительная доля вещества Вселенной. Но это переходные формы.
Судя по всему, в современной Вселенной одной из наиболее устойчивых форм обособленных космических объектов является звездная форма. Случайно ли то, что в самых различных уголках наблюдаемой Вселенной материя концентрируется именно в звезды?
У известного американского писателя-фантаста Роберта Шекли есть остроумный рассказ, в котором описывается, как некая космическая строительная фирма по заданию неких «заказчиков» создавала… Метагалактику. Гавумеется, это шутка, и подобный прием понадобился писателю для того, чтобы выявить некоторые закономерности, своеобразные правила игры.
Вот в этих-то "правилах игры" – вся суть дела. Если у нас есть мяч и игроки, это еще далеко не все. С одним и тем же мячом можно играть в самые различные игры. Чтобы игра приобрела определенный смысл и характер, необходимо подчинить ее тем или иным правилам.
Поставим себя на место фантастических конструкторов Вселенной. Прежде чем приступить к ее созданию, нам пришлось бы пе только установить главные свойства ее основных элементов, но и разработать некий свод законов, определяющих поведение и взаимодействие всех без исключения материальных объектов.
Каковы же те законы, благодаря которым в реальной Вселенной преимущественным правом на существование пользуются именно звезды?
В живой природе, как известно, действует естественный отбор. Выживают только те организмы, которые наилучшим образом приспособлены к условиям внешней среды.
Похоже, что своеобразный естественный отбор действует и во Вселенной. В процессе движения материи могут возникать самые разнообразные объекты, но большинство из них оказываются неустойчивыми и быстро разрушаются.
И вместе с тем некоторые космические объекты, в основном звезды, почему-то являются достаточно устойчивыми и способными существовать довольно долго. Почему это так?
Видимо, дело в том, что во Вселенной действует некий "всеобщий регулятор". Есть соображение в пользу того, что этот регулятор – так называемая обратная связь.
В наше время, в эпоху бурного развития кибернетики, электроники и всевозможных автоматических процессов, этот термин широко известен. Обратная связь исполвзуется-для управления полетом ракет, работой станков и механизмов, без нее не было бы радиоприемников и телевизоров и многого другого.
Если говорить просто, обратная связь – это корректировка тех или иных действииГ в зависимости от того эффекта, который они вызывают.
В кибернетике дается более точное определение. Представьте себе некую систему, скажем: автомобиль или самолет, мозг человека или космический корабль или, наконец, Солнце. Остановимся, к примеру, на самолете. Управляя самолетом, пилот переводит рычаги, нажимает те или иные кнопки это входные сигналы. И всякий раз самолет как-то реагирует на подобные действия: увеличивает или уменьшает скорость полета, набирает или теряет высоту, делает вираж или мертвую петлю. Это выходные сигналы. Обратная связь действует тогда, когда выходные сигналы влияют на входные, изменяя их соответствующим образом. Скажем, самолет чересчур круто теряет высоту, и пилот, заметив это, слегка берет штурвал на себя, уменьшая угол снижения.
Человек пользовался обратной связью задолго до того, как ученые сформулировали это понятие и стали применять его в различных технических системах. Предпринимая любое действие, мы не только обязательно учитываем его последствия, но и на ходу вносим необходимые поправки.
Нечто подобное происходит и в природе. Именно наличие обратной связи в целом ряде явлений окружающего мира и обеспечивает устойчивый, стабильный характер многих природных процессов. Простой пример: так называемый физический маятник. Всякое его отклонение от положения равновесия вызывает появление силы, которая возвращает маятник к этому положению.
Обратная связь проявляется не только в живой, но и в неживой природе. С саморегулирующимися системами мы встречаемся и в мире звезд, и в химических превращениях, и в электрических процессах – словом, чуть не на каждом шагу.
Характерный пример-наше Солнце.
Согласно современным физическим представлениям (которые, несмотря на неожиданные результаты нейтрпнных и некоторых других наблюдений, пока еще не отвергнуты и являются общепринятыми), могучая энергия нашего светила рождается в его глубоких недрах, где бурлит и клокочет термоядерная реакция. Человек, как известно, тоже овладел подобной реакцией и научился извлекать энергию, выделяющуюся при объединении ядер водорода в ядра гелия. Но пока что искусственная термоядерная реакция протекает мгновенно, а вся энергия киделяется в форме взрыва. Солнце же расходует энергию постепенно и неторопливо, поддерживая работу своей ядерной топки на строго определенном уровне.
Но как это – «поддерживая»? Ведь у Солнца нет ни собственного разума, ни "пульта управления", на котором работали бы какие-то разумные существа. Вот здесь-то мы и встречаемся с обратной свзью и саморегулированием.
Судя по всему, термоядерный синтез водорода протекает в самой центральной области светила. Эта зона окружена со всех сторон чудовищными массами вещества. Могучее тяготение влечет их к центру Солнца, но этому препятствует колоссальное давление газов, рожденных в пламени термояда. Тем самым достигается относительное равновесие.
Но вот по какой-то причине интенсивность термоядерной реакции несколько падает. Тогда понижаются температура и давление, и под напором окружающего вещества зона реакции начинает сжиматься. Сжатие повышает давление и температуру, и реакция входит в норму. И наоборот, если почему-либо интенсивность синтеза возрастает, избыток энергии расширяет звезду. Расширение вызывает охлаждение центральной зоны, которое продолжается до тех пор, пока реакция не войдет в свою обычную колею.
Солнце – это частный случай, звезда, одна из конкретных форм существования материи. Но уже давно ученые подметили и некоторые общие закономерности – свидетельство того, что принцип обратной связи является одним из фундаментальных свойств мира.
Одна из таких закономерностей была найдена русским физиком Э. X. Ленцем (1804–1865) в электромагнитных явлениях. В школьных учебниках она излагается в виде "правила Ленца", которое имеет чисто практическое значение, – оно позволяет определять направление тока индукции. В действительности это один из случаев, иллюстрирующих принцип обратной связи. Всякое изменение магнитного поля вызывает возникновение тока индукции, магнитноe поле которого в свою очередь противодействует изменениям, вызвавшим этот ток.
Подобные законы – некоторые из них, вероятно, предстоит еще открыть просматриваются во множестве других явлений. Именно обратной связью и естественным саморегулированием и объясняется отсутствие хаоса в природе, стройность мироздания.
Только тем космическим объектам, где действует обратная связь и осуществляется саморегулирование, обеспечено достаточно длительное существование. Нетрудно догадаться, что именно такие объекты будут встречаться чаще других. Вот и возможный ответ на заинтересовавший нас вопрос о том, почему так много звезд во Вселенной.
Но можно задать и такой вопрос: почему сами звезды именно такие, а не какие-нибудь другие? В связи с этим В. А. Амбарцумян высказал интересную мысль о том, что многие особенности строения Вселенной, в том числе и многие свойства звезд, как бы «заложены» в свойствах элементарных частиц. И если бы эти свойства были какими-либо иными, то и космические объекты выглядели бы иначе, чем в действительности.
Так, теория внутреннего строения звезд приходит к выводу, что предельно возможная масса звезды прямо пропорциональна массе Солнца и обратно пропорциональна квадрату массы ядра атома водорода – протона. Но этой формуле нетрудно рассчитать, что максимальная масса устойчивой звезды не может превосходить примерно 75 солнечных масс. Но это при-той массе, которой обладают протоны в нашем мире. А если бы масса протона была иной? Скажем, в сто раз меньшей? В таком мире могли бы существовать вполне устойчивые звезды с массами порядка десятков тысяч масс Солнца…
Но здесь неизбежно возникает следующий вопрос: почему протон имеет именно такую массу, а не какую-нибудь иную?
Ответ на этот и на другие подобные вопросы, которые потянутся один за другим, – дело будущего.
Современная картина мира и атеизм
Как мы уже отмечали, естествознание XIX столетия, в основе которого лежала классическая физика с ее абсолютной предопределенностью всех мировых событий, по существу, не оставляло места для какого бы то ни было божественного вмешательства.
Не случайно Лаплас в ответ на вопрос Наполеона о том, почему он нигде в своих научных трудах не упоминает о боге, ответил: "Я не нуждаюсь в этой гипотезе".
Революция в физике на рубеже XIX и XX столетий и все, что за ней последовало, убедительно показали неправомерность механистических представлений о мирозданье, разрушили стройную картину мира, выстроенную классической физикой.
Это обстоятельство дало повод современным религиозным теоретикам утверждать, что неклассическая физика XX столетия в отличие от классической будто бы не только допускает существование бога и сверхъестественных сил, но и дает этому убедительные подтверждения. "Новая физика уже одним своим появлением свидетельствует в пользу религиозных представлений. Физика ведет нас к вратам религии", – утверждает теоретик католицизма епископ О.Шпюльбек.
Да и некоторые деятели православной церкви, которая в общем-то предпочитает держаться подальше от сложностей современного естествознания, заняли примерно такую же позицию. Так, один из теоретиков православия архиепископ Лука прямо утверждал, что научные открытия начала XX столетия будто бы расшатали материалистические устои естествознания в пользу идеализма и религии.
Под впечатлением революционных преобразований в пауке сделали шаг в сторону религии и некоторые крупные естествоиспытатели. "Вероятно, можно сказать, – писал английский физик А. Эддингтон, – что заключение, которое можно вывести из… современной науки, таково, что религия впервые стала возможной для разумного ученого около 1927 г.".
Современные религиозные теоретики для оправдания религии пытаются использовать и то обстоятельство, что развитие естествознания в XX столетии привело ученых к выводу о бесконечном разнообразии природы и неисчерпаемости мира. Если мир неисчерпаем, заявляют они, в нем сохраняется место для бога.
В действительности ничего подобного не происходит.
Дело в том, что материализм классической физики был механическим, метафизическим материализмом, пытавшимся свести все мировые процессы к одной простейшей форме движения, исключавшим возможность качественных преобразований материи.
И новая, неклассическая физика XX столетия, а затем и астрофизика наносят удары не по материализму классической физики, а по ее претензиям на объяснение всего существующего с механических позиций. Неклассическая физика является не менее материалистической, чем классическая, но это материализм более высокого порядка – материализм диалектический.
И новая физика, и астрофизика отнюдь не нуждаются в гипотезе бога, они вскрывают естественную причинность и естественную закономерность всех явлений.
Ничего не меняет и то обстоятельство, что мир бесконечно разнообразен и неисчерпаем. Да, в процессе его изучения перед наукой возникают все более сложные проблемы. Но это закономерно – ведь задача науки и состоит в том, чтобы познавать более глубокую сущность явлений.
Закономерно и то, что в этом бесконечном процессе познания каждый новый шаг сопряжен с преодолением более серьезных трудностей.
Однако, как мы могли убедиться, наука всякий раз пауодит пути их преодоления, раздвигая все дальше и дальше границы наших знаний.
Таким образом, и современное естествознание не дает абсолютно никаких оснований для пересмотра основного вопроса о материальном единстве мира.
