Текст книги "Атеизм и научная картина мира"

Автор книги: Виктор Комаров

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 16 страниц)

Возможности расширяются

Каким же образом эти новые факты добываются? Возможность их обнаружения тесно связана с разработкой новых методов научного исследования, с созданием более совершенной научной аппаратуры.

Так, на протяжении длительного времени астрономия была "оптической наукой", занимавшейся изучением светового излучения космических объектов, способного проникать сквозь воздушную оболочку Земли. И хотя в атмосфере нашей планеты, помимо "оптического окна", есть еще и «радиоокно», вплоть до конца первой половины XX столетия космические радиоволны не изучались. Это объясняется тем, что энергия космического радиоизлучения ничтожно мала и приемные устройства, достаточно чувствительные для их регистрации, появились только после окончания второй мировой войны.

Радиоастрономия сразу намного расширила возмогкностй изучения космических процессов и за сравнительно короткое время принесла множество уникальных сведений о Вселенной.

Дело в том, что, во-первых, радиоволны хорошо проходят сквозь межзвездную среду и поэтому несут информацию о таких объектах, от которых световые лучи добраться к нам не могут. А во-вторых, источниками радиоизлучения во многих случаях являются космические объекты, на которых происходят бурные физические процессы. Но именно такие объекты, находящиеся на поворотных этапах своего развития, представляют особый интерес для пауки о Вселенной.

Однако сегодня той информации о космических явлениях, которую удается получать оптическими и радяоиаблюдениями с наземных обсерваторий, тоже уже недостаточно. Современной науке необходимы сведения, которые несут о космических процессах и другие электромагнитные излучения-инфракрасные, ультрафиолетовые, ренгеновские и гамма-лучи. Но эти излучения можно последовать, только поднявшись на большую высоту, за приделы плотных слоев земной атмосферы. Такая возможность возникла с появлением космических аппаратов.

Благодаря космической технике астрономия на паших глазах превратилась во всеволновую науку. Особенно интересные астрофизические исследования были проведены на советских пилотируемых станциях «Салют», а также на советских и американских искусственных спутниках Земли. В частности, весьма ценные сведения были получены в рентгеновском диапазоне электромагнитных волн.

Они значительно расширили наттга знания о космических объектах, о физических процессах во Вселенной.

Применение космических аппаратов открыло также возможность непосредственно доставлять научно-исследовательскую аппаратуру и приборы в интересующие ученых районы космоса. Благодаря этому были получены новые, очень важные данные об околоземном космическом пространстве, межпланетной среде, а также о Луне и ближайших планетах Солнечной системы. Особенно интересными оказались сведения, добытые советскими и американскими автоматическими космическими станциями, о Венере, Марсе и Меркурии.

При этом, однако, чрезвычайно важно подчеркнуть, что применение космических методов исследования различных объектов Вселенной, в частности Луны и планет Солнечной системы, ни в какой мере не зачеркнуло та знания, которые были добыты многолетними астрономическими исследованиями. Основные астрономические представления блестяще подтвердились.

В то же время новые методы исследования оказались в ряде случаев более эффективными, в особенности для выяснения различных деталей изучаемых процессов, наблюдения таких явлений, которые невозможно изучать наземными средствами.

Будущее науки о Вселенной представляется как тесное взаимодействие астрономических методов исследования и разного рода наблюдений, осуществляемых с помощью космической техники.

Применение космической техники в будущем позволит решить ряд чрезвычайно важных задач современной астрономии. В качестве примера можно привести задачу определения расстояний до далеких галактик.

Для этой цели в настоящее время существуют разные способы, но все они сложны и носят многоступенчатый характер. Последовательно определяются расстояния до ближайших звезд, звездных скоплений, затем до ближайших галактик и так далее. На каждом из этих шагов возможны ошибки, которые постепенно множатся и вносят в окончательный результат значительную неопределенность.

В принципе, однако, имеется возможность прямого измерения расстояний до далеких космических объектов таким же способом, какой применяется для определения расстояния до ближайших звезд (т. е. путем измерения углов из концов некоторого базиса и соответствующих тригонометрических подсчетов). Но для этой цели необходимо располагать несколькими радиотелескопами, разнесенными на весьма значительные расстояния. Подобную задачу можно было бы решить с помощью нескольких космических аппаратов, находящихся на расстоянии в несколько сотен миллионов километров друг от друга.

Тогда появилась бы возможность измерять весьма малые углы и с большой точностью определять расстояния до космических объектов на огромных удалениях, вплоть до границ наблюдаемой Вселенной.

Использование космической техники позволяет также проводить на борту космических аппаратов разнообразные физические, химические и биологические эксперименты и наблюдения в необычных условиях невесомости и космического вакуума, которые невозможно воспроизвести в земных лабораториях.

Развитие космической техники открыло также возможность осуществления различных научных экспериментов в космических масштабах. Речь идет не только о доставке научной аппаратуры в различные районы космоса и на поверхность ряда небесных тел, но и об искусственном воспроизводстве некоторых космических явлений.

Один из таких экспериментов – искусственное солнечное затмение – был, например, проведен по инициативе советских ученых советскими и американскими космонавтами во время совместного полета космических кораблей «Союз» и «Аполлон» в июле 1975 г. В заранее определенный момент корабли разошлись на некоторое расстояние и расположились на одной линии с Солнцем таким образом, что «Аполлон» перекрыл диск дневного светила, и с борта «Союза-19» появилась возможности с помощью специальной автоматической фотокамеры провести серию фотосъемок искусственного затмения Солнца.

Не менее интересный эксперимент космического порядка, получивший название «Араке», осуществили советские и французские ученые. С помощью специальной электронной пушки, установленной на борту высотной ракеты, в верхние слои атмосферы в южном полушарии Земли был выброшен «сноп» заряженных частиц. Промчавшись около 100 тысяч километров по линии индукции земного магнитного поля, эти частицы вызвали искусственное полярное сияние в высоких широтах северного полушария, что дало возможность глубже разобраться в природе полярных сияний.

Таким образом, выход в космос явился новым, чрезвычайно важным шагом на пути познания человеком окружающего мира.

Любопытно, что с появлением космических аппаратов ученые смогли использовать для дистанционного изучения нашей собственной планеты накопленный современной астрономией огромный опыт исследования различных объектов на расстоянии. С этой целью с борта пилотируемых космических аппаратов осуществляется крупномасштабное фотографирование различных участков земной поверхности, охватывающее значительные по площади районы нашей страны.

Как оказалось, подобный метод, получивший меткое название "астрономия наоборот", является весьма эффективным, особенно в тех случаях, когда фотографирование земной поверхности осуществляется в различных цветных лучах.

Анализ таких крупномасштабных снимков позволит выявлять особенности геологического строения зсмпоя коры и на этой основе прогнозировать наличие залежей полезных ископаемых, осуществлять сейсмическую разведку (в частности, таким путем было проведено уточнение рр. спределепия сейсмических зон в Средней Азии и сейсмическое районирование значительной части трассы БАМа), определять состояние растительпостн и посевов, вести гидрогеологические исследования, выявлять состояние грунтовых вод, а также характер обводпенностп и засоленности земель и т. д.

Подобные исследования позволяют комплексно судить о взаимодействии человека и природы, вырабатывать обоснованные прогнозы оптимального использования природных ресурсов. В ряде случаев соответствующие данные, полученные благодаря крупномасштабному космическому фотографировапито, уже позволили выдавать весьма ценные рекомендации для нашего народного хозяйства, принесшие немалый гкопомическпй эффект.

В настоящее время ученые разрабатывают методы анализа крупномасштабных космических фотографий с помощью электронно-вычислительной техники. Подобный способ значительно упростит и ускорит расшифровку снимков, полученных из космоса, и тем самым обеспечит более оперативное и эффективное управление природными ресурсами. Это будет иметь колоссальное значение для дальнейшего развития нашей промышленности и сельского хозяйства, для охраны природы и сохранения окружающей среды.

Совершенствуется аппаратура и для обычных наземных исследований, в том числе и астрономических. Создаются все более крупные и совершенные телескопы и радиотелескопы. Недавно вступил в строй самый большой в мире советский шестиметровый телескоп. С помощью этого уникального инструмента, установленного в горах Северного Кавказа вблизи станицы 3, оленчукской, можно было бы увидеть пламя свечи, расположенной на расстоянии 25 тысяч километров.

На подходе и новый весьма действенный метод изучения физических явлений во Вселенной – псйтринная астрофизика. Этот метод, в частности, открывает возможность получить непосредственную информацию о процессах, протекающих в недрах Солнца и звезд.

Нейтрино – одна из самых удивительных элементарных частиц. Она по имеет электрического заряда и движется со скоростью в точности, равной скорости света.

Другими словами, нейтрино, как говорят физики, не имеет массы покоя. Но пожалуй, главная особенность нейтрино состоит в том, что эта частица чрезвычайно слабо взаимодействует с веществом. Длина свободного пробега нейтрино, т. е. среднее расстояние, которое оно способно пройти в веществе, но испытывая взаимодействий с другими частицами, исчисляется миллионами миллиардов километров. Полярная звезда находится от пас на расстоянпп около 500 световых лет, но если бы мы сплошь заполнили всо пространство между этой звездой и Землей чугуном, то нейтрппо пронизало бы эту чугунную плиту словно пустое пространство!

Чтобы в полной море оцепить проникающую способность нейтрино, достаточно напомнить, что луч света можно задержать листком бумаги. Металлический лпст пли даже металлическая сетка поглощает радиоволны, а сравнительно тонкая свинцовая плита – рентгеновские лучи.

Для того же, чтобы полностью преградить путь пойтрино, необходимо создать свинцовую защиту толщиной около 10 триллионов километров!

Согласно теоретической модели внутреннего строения Солнца и звезд, принятой в современной науке, источником внутризвездной энергии являются реакции термоядерного синтеза гелия из водорода. Как следует из теории термоядерных процессов, в ходе таких реакций должны в большом количестве рождаться нейтрино. Энергия солнечных нейтрино и их поток непосредственно зависят от характера этих реакций. Пронизывая толщу солнечного вещества, нейтрино вылетают в космическое пространство, и определенная их часть достигает Земли. О процессах, протекающих в самых сокровенных недрах: Солнца, эти частицы могут сообщить нам буквально через несколько минут.

Число нейтрино, летящих к Земле от Солнца, можно примерно рассчитать. Поскольку Солнце в целом находится в состоянии теплового равновесия, то энергия, которая рождается в его недрах в течение некоторого времени, должна приблизительно за то же самое время излучаться с солнечной поверхности в окружающее пространство.

Следовательно, по интенсивности солнечного излучения можно вычислить скорость термоядерных реакций, протекающих в недрах Солнца, а отсюда и среднее число нейтрино, покидающих Солпце за определенное время.

Таким образом, если бы нам удалось «изловить» солнечные нейтрино, оценить интенсивность их потока, измерить их энергию, мы могли бы, в буквальном смысле слова, заглянуть в недра дневного светила и проверить справедливость наших предположений о термоядерной природе его энергии.

Первые наблюдения подобного рода уже проводились и принесли весьма интересные результаты. К их обсуждению мы еще вернемся в одной из последующих глав.

В настоящее время в Советском Союзе осуществляется строительство уникальной нейтринной лаборатории, которая будет оборудована чувствительными детекторами для регистрации нейтрино.

Все шире используются в науке наших дней массовые исследования. Перед современным естествознанием возник ряд крупномасштабных проблем, изучение которых требует анализа огромного количества наблюдательных данных. В связи с этим возникла необходимость продолжения некоторых международных научных предприятий в масштабах всей планеты с участием многих государств мира.

Одним из наиболее показательных мероприятий подобного рода явился Международный геофизический год, который ознаменовал собой начало нового этапа в современном естествознании и в истории научного сотрудничества ученых разных стран. Международный геофизический год начался 1 июля 1957 г. и продолжался в течение двух е половиной лет. Наблюдения проводились на морях и океанах, на полярных станциях и высокогорных ледниках, в далекой Антарктиде и верхних слоях земной атмосферы. Было специально открыто более двух тысяч новых научных станций и обсерваторий. В разнообразных исследованиях по согласованной программе приняли участие ученые около 70 стран.

В результате были получены совершенно новые, очень важные данные о Земле, явлениях земного магнетизма и воздействии солнечной энергии на нашу планету и околоемное пространство. Было положено начало новой научвой дисциплине – солнечно-земной физике.

Успех Международного геофизического года показал целесообразность и эффективность подобных коллективных крупномасштабных исследований и положил начало серии международных научных проектов.

Так, благодаря постоянному совершенствованию методов научного исследования окружающего нас мира появляется возможность добывать все новые и новые факты, позволяющие судить о все более сокровенных его свойствах.

Здесь еще раз очень важно подчеркнуть тесную взаимосвязь и взаимозависимость процесса научного познания и процесса общественного развития. Развитие науки ведет к открытию неизвестных ранее закономерностей, вовые знания способствуют ускорению научно-технического прогресса, что, в свою очередь, создает возможности для использования более совершенной исследовательской аппаратуры, позволяющей открывать неизвестные ранее факты.

Так, исследования строения Солнца и звезд способствовали изучению строения вещества, выяснению свойств элементарных частиц, а эти исследования, в спою очередь, сделали возможными нейтринвые наблюдения Вселенной.

Проверяет практика

Таким образом, наука представляет собой не только систему, генерирующую знания, но и систему, функционирование которой обеспечивает все большее приближение к истине, все более высокую степень достоверности получаемых результатов, их соответствия реальности.

Подтверждается это соответствие практикой в широком смысле этого слова – как практикой самой наукп, так и ее практическими приложениями.

Так, развитие новых, более совершенных и точных методов исследования позволяет проверить – подтвердить или уточнить (или опровергнуть) полученные рапсе данные. Например, полеты космических аппаратов на Луну, Марс и Венеру убедительно продемонстрировали достоверность дапных наземной астрономии. Сообщили ряд ценнейших новых сведений об этих небесных телах и многое уточнив, они в общем и целом подтвердили те основные представления, которыми располагали астрономы.

В некоторых случаях результаты астрономических исследований могут быть проверены путем приложения в земных условиях тех знаний, которые добыты при изучении космоса. Так, теоретическая картина атомных и термоядерных реакций, разработанная в процессе изучения звезд и основанная на выводах специальной теории относительности Эйнштейна, прошла практическую проверку в атомных реакторах и лабораторных установках термоядерной физики.

Еще одним убедительным практическим подтверждением специальной теории относительности может служить то обстоятельство, что ее формулы лежат в основе расчетов многих устройств и установок современной ядерной физики. Если бы эти формулы были не верны, то подоб. ные устройства просто не работали бы.

Вообще можно было бы перечислить множество чисто практических свершений, прежде всего в технике и технологии, которые являются непосредственным результантом тех или иных достижений науки. Подобных практических приложений, подтверждающих своим осуществлением справедливость соответствующих научных разработок, особенно много в наше время, когда Коммунистическая партия Советского Союза в качестве одной на порвоочередных задач поставила перед советскими учеными задачу всемерного укрепления связи науки с производством. Иногда ученые сами дают рекомендации относительно возможных применений полученных ими результатов. В других случаях та или иная область народного хозяйства или техники ставит перед наукой прямые задачи. Особенно показательно в этом смысле воздействие на научные исследования современной космонавтики.

Каждый космический полет, особенно в тех случаях, когда ставятся новые задачи, – сложнейшая комплексная проблема, для решения которой необходимо использовать существующие высшие достижения многих областей современной науки. Специально для нужд космонавтики советскими учеными и инженерами был осуществлен ряд совершенно новых уникальных научных разработок, без которых различные космические операции просто не могли бы осуществиться. И тот факт, что они осуществились, – еще одно свидетельство в пользу достоверности науки.

Более того, научные исследования, выполненные по заказам космонавтики, затем находят себе широкое практическое применение в технике, на производстве и в других областях человеческой деятельности. Можно, например, упомянуть о разработке средств дальней космической радиосвязи, малогабаритных радиотехнических устройств, микроминиатюрных электронных блоков, новых измерительных приборов и другой уникальной аппаратуры, а также способов передачи телевизионных снимков на большие расстояния.

Метод штамповки крупногабаритных деталей космических ракет используется в кораблестроении, а способ сварки нержавеющей стали с алюминиевыми сплавами – в промышленном производстве. Кроме того, для космических аппаратов были разработаны новые материалы с особыми свойствами, рассчитанные на экстремальные температуры, переменный нагрев и вибрационные пагрузки.

Большое значение, далеко выходящее за рамки задач освоения космоса, имеет и опыт, накопленный космической медициной. В частности, разработан метод комплексного непрерывного контроля функционального состояния человеческого организма, позволяющего на расстоянии получать объективные данные о его реакциях на меняющиеся внешние условия. Такой метод не только обеспечивает получение значительно более обширной и ценной информации о состоянии организма, чем те способы, которые применяются в современной медицинской практике, но и делает возможным оперативное дистанционное наблюдение за состоянием тяжелобольных людей в клинических условиях.

Были созданы и некоторые новые эффективные фармакологические препараты, в частности снотворные и тонизирующие средства, а также различные успокаивающие препараты – транквилизаторы и средства для борьбы с морской болезнью. Таким образом, достижения космической медицины не только обеспечивают надлежащую подготовку космонавтов к сложной работе в космосе, но и находят важные практические применения в борьбе за жизнь и здоровье людей. Практические приложения – наиболее наглядное и убедительное подтверждение справедливости научных знаний. В других случаях практика как критерий истинности результатов научных исследований выступает в несколько иных формах, быть может и не столь эффективных, ко не менее убедительных. Так, падежной проверкой правильности тех или иных теоретических выводов может служить их сравнение а данными наблюдений или экспериментов.

Классический пример – открытие планеты Нептун на основании теории движения небесных тел и гелиоцентрических представлений о строении Солнечной системы.

Было время, когда самой далекой планетой Солнечной системы считалась седьмая от Солнца планета – Уран. Но затем в движении Урана обнаружились такпч отклонения – астрономы называют их возмущениями, – которые не удавалось объяснить притяжением со стороны известных планет и Солнца. Оставалось предположит что на Уран влияет какая-то еще неизвестная, восьмая планета, обращающаяся вокруг Солнца на еще более далеком расстоянии. Знаменитый французский математик и астроном У. Леверье (1811–1877) рассчитал, в какой точке небесной сферы и в какой момент должна находиться неизвестная планета. Руководствуясь этими расчетами, немецкий астроном И. Галле (1812–1910) действительно обнаружил вблизи указанной точки новую планету, которая получила название Нептун.

Комментируя это выдающееся событие в истории естествознания, Ф. Энгельс писал, что система мира Коперника долгое время оставалась гипотезой, весьма убедительной, но все же гипотезой. Однако после открытия Нептуна справедливость этой гипотезы можно считать окончательно доказанной [Энгельс Ф. Людвиг Фейербах и конец классической немецкой философии. Маркс К., Энгельс Ф. Соч., т, 21, с. 284].

В истории естествознания было немало и других подобных же случаев, когда теоретические предсказания подтверждались дальнейшими исследованиями и наблюдениями.

Нельзя не вспомнить о периодической системе элементов, построенной Д. И. Менделеевым (1834–1907).

Как известно, Менделеев, изучив свойства различных химических элементов, обнаружил, что их можно расположить в определенном порядке и разбить на группы таким образом, что элементы, занимающие во всех группах одни и те же места, будут обладать одинаковыми свойствами.

Открыв этот закон, Менделеев построил периодическую таблицу, которая содержала не только известные в то время химические элементы, но и те, которые только еще предстояло открыть. И действительно, уже через несколько лет были открыты химические элементы, которые заполнили места, «отведенные» для них в таблице Менделеева и свойства которых в точности совпадали с предсказанными периодической системой.

Еще один пример из области физики. Свыше пятидесяти лет тому. назад английский ученый" Поль Дирак, разрабатывая новые проблемы теоретической физики, создал теорию движения электронов в атомах. Эта теория хорошо объясняла многие факты, известные науке. Кроме того, из нее следовало, что наряду с электронами в природе должны существовать точно такие же мельчайшие частицы вещества, но с положительным зарядом – антиэлектроны. Не прошло и пяти лет, как в космических лучах, потоках частиц, которые пронизывают мировое пространство, физики обнаружили неизвестную ранее частицу, свойства которой в точяости совпадали со свойствами антиэлектрона. Так был открыт полигон – первая частица из обширного семейства античастиц.

Не менее убедительный пример научного предвидения относится и к области радиоастрономии. В 1945 г. голландский астрофизик Ван де Холст высказал предположение о том, что атомы водорода, имеющиеся в межзвездном пространстве, должны излучать радиоволны длиной 21 см. В 1948 г. советский ученый И. С. Шкловский, подробно исследовав этот вопрос, подтвердил предположение Ван де Холста и подсчитал, что излучение межзвездного водорода может быть обнаружено современными радиотелескопами. А всего через три года гипотеза подтвердилась. Радиоизлучение водорода было надежно установлено, и его изучение стало одним из важнейших методов исследования Вселенной. Способность научной теории предвидеть неизвестные факты является одним из главных критериев ее обоснованности. Только та теория может считаться справедливой, которая не только хорошо объясняет то, что уже известно, но и верно предсказывает. Правда, иногда практические приложения или практическое использование тех или иных теоретических выводов или разработок весьма далеко отстоят во времени от того момента, когда эти результаты были получены.

Как мы уже упоминали, процесс синтеза новых знаний определяется, с одной стороны, свойствами изучаемого объекта, а с другой заинтересованностью общества в их получении. Наряду с этим существенную роль играет и внутренняя логика развития самой науки, накопленный к данному моменту материал, а также индивидуальные особенности и качества познающего субъекта, под которым понимается отдельный исследователь, общественный класс или даже все общество.

Именно внутренняя логика развития науки иногда приводит к получению результатов, в которых общество в данный момент еще не нуждается и к практическому использованию которых нет ни технических, ни технологических предпосылок.

Это своеобразный научпый задел, который через определенное время может стать теоретической основой для решения важных научных и практических задач, поставленных в повестку дня развитием общества, на осуществление которых оно направляет необходимые силы и средства.

Например, такой раздел математики, как математическая логика, долгое время казался в высшей степени отвлеченным. Но с появлением кибернетики математическая логика стала ее основным теоретическим аппаратом.

Вывод о возможности превращения некоторого тела путем придания ему необходимой скорости в искусствен* ный спутник Земли следовал из законов движений, открытых еще И. Ньютоном. Но первый искусственный спутник был, как известно, выведен на орбиту советскими учеными и инженерами только в 1957 г.

В некоторых случаях проверка научных результатов критерием практики может носить косвенный характер.

Как, например, убедиться в справедливости тех сведений, которые приносит нам о далеких космических объектах метод спектрального анализа? Непосредственно проверить полученные с его помощью данные мы не имеем возможности. И тем не менее результатам спектрального анализа мы вполне можем доверять, так как сам этот метод многократно проверен в земных лабораториях, иными словами, подтвержден практикой.

В других случаях практика в процессе научного исследования может выступать и в иных формах. Но как высший критерий истины она в том или ином виде всегда сопутствует изучению окружающего мира, контролируя соответствие реальности научных данных и обеспечивая тем самым достоверность научных представлений.