Geum.ru

Концепции Современного Естествознания

Вид материалаДокументы

Содержание


Альфа Центавра
10. «Две культуры»
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   21

7. Вселенная – весь существующий доступный нашему наблюдению материальный мир (космическое пространство). Предел оптической видимости объектов наблюдаемой части Вселенной около 6,5*1026 см, предел «видимости» в радиотелескопы примерно в сто раз больше. В видимой области находится около 108 галактик, подобных нашей (Млечному пути), каждая из которых содержит в среднем 1011 звезд, количество галактик в зоне «радиовидимости» приблизительно оценивается как 1011. По современным астрофизическим данным количество вещества во Вселенной (без учета скрытой массы) оценивается по порядку величины как 1080 нуклонов, средняя же плотность космического вещества в наблюдаемой современными методами области Вселенной (Метагалактике) очень мала и составляет около 3*10–31 г/ см3, что на полтора порядка меньше т.н. критической плотности и эквивалентно содержанию в десяти литрах пространства всего лишь одного - двух электронов.

Согласно т.н. космологическому принципу, видимая Вселенная изотропна и однородна, не имеет какого-либо выделенного центра и по последним данным, расширяется, находясь примерно в первой трети своего цикла эволюции (см. Большой взрыв). Крупномасштабная однородность Вселенной сочетается с локальной неоднородностью и наличием среди огромных пространств космической пустоты сложных и упорядоченных структур – галактик, двойных звезд и планетных систем. Будучи, по современным астрофизическим данным, в целом геометрически плоской (т.е. удовлетворяющей постулату о параллельных прямых евклидовой геометрии) системой, Вселенная может характеризоваться локальной кривизной пространства, зависящей от массы находящихся в той или иной её области космических объектов.

В современной науке существует (и до сих пор окончательно не решена) важная философская проблема относительно конечности или бесконечности Вселенной, а также ограниченности или безграничности ее. Общая теория относительности допускает существование конечной, но безграничной Вселенной, т.е. такого пространства, которое имеет конечный объем, но не имеет видимых границ. Наличие во Вселенной распределенного космического вещества, которому всегда свойственно гравитационное взаимодействие (притяжение), может вызвать такое специфическое искривление пространства-времени, что оно замкнется само на себя. Тогда, например, луч света, направленный в каком-либо заданном направлении, должен, в принципе, согласно теории, вернуться в точку, из которой он вышел, так и не достигнув края Вселенной.

Помимо этих соображений, рассматривая проблему ограниченности Вселенной, необходимо учитывать закон разбегания галактик Э. Хаббла: V=HR и, как его следствие, физическое явление красного смещения частот испускаемого звездами света. Этот эффект кладет принципиальный предел возможности получения информации в любом диапазоне электромагнитных волн, испускаемых объектами, расположенными, начиная в среднем с некоторого расстояния R* от них до Земли, (когда скорость разбегания V формально превысит скорость света, - при этом формула Хаббла теряет физический смысл). Это расстояние связывают с т.н. космологическим горизонтом событий, с которым условно можно отождествить понятие «границы» Вселенной. Наличие горизонта событий (информационной границы) делает вопрос «а что же находится дальше?» научно несостоятельным как в физическом, так и в философском смысле, поскольку любой ответ на него, по крайней мере, в рамках самых передовых теорий, в настоящее время оказывается принципиально за пределами возможности научной проверки и становится, главным образом, предметом псевдонаучных и паранаучных спекуляций или основой сюжетов для научно-фантастической литературы.

Наша Галактика (Млечный путь) – звездная система, состоящая в среднем примерно из 1011 звезд различного класса, межзвездной среды, содержащей разреженное газопылевое вещество, пронизанной магнитными полями, потоками космического излучения и т.п. Наша Галактика, в которую входит Солнечная система, относится к спиральным галактикам; диаметр ее диска оценивается примерно в 100000 световых лет, она состоит из центральной части – ядра, где плотность звезд весьма велика, и периферии, состоящей из нескольких рукавов, где примерно на расстоянии 30-35 тыс. световых лет от центра, на внутреннем краю т.н. рукава Ориона, расположена наша Солнечная система.

Ближайшая к нам звезда – красноватая Проксима Центавра, входящая в систему звезд, известную под названием Альфа Центавра (или Кентавра), находится на расстоянии около 4,2 световых года. В 1927 году голландский астроном Ян Оорт доказал, что наша Галактика, как и все объекты Вселенной, обращается вокруг своей оси, период обращения вокруг своей оси (галактический год), по современным данным, составляет примерно 220 –250 млн. лет. Нет оснований считать Солнечную планетную систему уникальным явлением, однако вполне достоверных подтверждений наличия у каких-либо звезд Галактики сложной планетной системы, типа нашей Солнечной, пока нет.

Помимо спиральных, существуют эллиптические, шаровые галактики и галактики неправильной формы. В радиообозримом пространстве Вселенной насчитывается примерно 1011 галактик различного типа. Наша Галактика входит в скопление, называемое Местной группой галактик, а самый удаленный объект, входящий в эту же группу и видимый с Земли невооруженным глазом, - это т.н. туманность Андромеды, отстоящая от нас почти на 2,2 млн. световых лет.


8. Гравитация, (тяготение) – универсальное взаимодействие (только притяжение) между любыми видами материи – частицами вещества и физическими полями. Из четырех известных фундаментальных взаимодействий гравитационное самое слабое. Гравитация, подобно электромагнитному взаимодействию, является дальнодействующим эффектом, выражаемым универсальным законом всемирного тяготения (Ньютон, 1687 г.): сила тяготения между двумя телами F прямо пропорциональна произведению масс этих тел Mi, умноженных на универсальную гравитационную константу G = 6,673*10-8 см3 с-2 г-1, и обратно пропорциональна квадрату расстояния R между ними: F=G*(M1 M2)/R2, - таким образом радиус действия сил тяготения равен бесконечности. Вклад сил тяготения по отношению к силам электростатического взаимодействия примерно в 1040 раз меньше, поэтому в современной теории элементарных частиц (в явлениях микромира) влияние гравитации не учитывается, однако, в макро- и, особенно, в мегамире роль тяготения принципиальна и фактически определяет все закономерности движения тел как в ближнем, так и в дальнем космосе, а также многие особенности процесса эволюции звезд и галактик.

По аналогии с любыми, известными в физике полями, переносчиком сил тяготения в квантовой теории считается квант гравитационного поля – т.н. гравитон, имеющий нулевую массу покоя (аналогично фотону) и спин, равный 2. Предпринимаются попытки зарегистрировать гравитационные волны (представляющие собой, согласно теории, поток гравитонов), которые могут создаваться массивными, быстро движущимися телами, однако ни то, ни другое пока экспериментально не обнаружено.

В общей теории относительности (ОТО, - А. Эйнштейн, 1915 год) представления о гравитации как о силе были заменены принципиально новыми представлениями, согласно которым причиной взаимного тяготения тел в пространстве является геометрическое искривление самого пространства массами этих тел. Согласно ОТО, любая траектория движения тел в том или ином поле тяготения, какой бы причудливой она ни казалась со стороны, в системе отсчета, связанной с локально искривленным пространством, представляет собой самый короткий путь (т.н. геодезическую кривую), - своего рода «прямую линию», соответствующую данной метрике пространства. На основании ОТО получили объяснение некоторые тонкие эффекты, порождаемые гравитационным взаимодействием, но необъяснимые в рамках ньютоновской теории тяготения.

Философское осознание такого «конфликта интерпретаций» в области гравитации, приводит, как и в ряде других случаев современной физики, к мысли о принципиальной невозможности дать описание сложных и противоречивых явлений внешнего мира языком какой-либо одной универсальной теории. Пусть даже теория (в данном случае ньютоновская теория тяготения) позволяет упорядочить огромный массив информации и создать модель движения всего видимого мира, более двухсот лет успешно объяснявшую наблюдаемые факты (в рамках существовавших экспериментальных возможностей проверки) и даже предсказывавшую факты, ранее неизвестные. Тем не менее, по мере совершенствования методов наблюдения появляется информация из таких уровней реальности, которые раньше были недоступны для восприятия и для которых в сложившейся понятийной матрице нет каких-либо удовлетворительных коррелятов. Попытка объяснить и упорядочить эти факты приводит к появлению нового языка и новой теории, очень часто семантически несоизмеримой со старой, хотя и формально сводимой к ней в предельных случаях, как, например, общая теория относительности Эйнштейна в пределе (при слабых полях тяготения) сводится к классической теории гравитации Ньютона. (См. также: Аристотель, Галилей, Космические скорости, Ньютон).


9. Дарвинизм – теория происхождения и эволюции видов живых организмов, разработанная в 1858-1859 годах английскими учеными Ч. Дарвином и независимо от него А.Р. Уоллесом (1823 – 1913) (интересно, что они оба опирались на идеи, высказанные ранее Томасом Мальтусом (1766 – 1834) в его известном труде «Опыт о законе народонаселения», 1798 г.). Согласно традиционному дарвинизму, эволюция осуществляется в результате взаимодействия трех основных факторов («движущих сил эволюции») – изменчивости, наследственности и естественного отбора. Изменчивость является основой для образования новых признаков и особенностей строения и функционирования организмов, наследственность служит закреплению этих признаков в потомстве, а в процессе естественного отбора с течением времени происходит устранение организмов, чьи признаки препятствуют или не способствуют оптимальному приспособлению к условиям среды обитания.

Взаимодействуя между собой в течение длительного времени, эти факторы постепенно в процессе отбора способствуют формированию организмов, которые накапливают всё новые и новые приспособительные признаки, что в итоге приводит к появлению новых видов живых организмов. Таким образом, все ныне существующие виды произошли от ранее существовавших (ныне уже несуществующих), путем постоянного и непрекращающегося процесса их эволюции. Основы своего учения Дарвин изложил в эпохальном труде «О происхождении видов путем естественного отбора или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь», вышедшем в 1859 году.

Это было первое учение антикреационистского характера, т.е. вполне материалистическое, поскольку в нем был предложен механизм создания видов самой природой - естественным путем без участия Творца. Его эволюционистская часть не являлась главным открытием, поскольку уже Ламарк (1809 г.) не отрицал эволюции, хотя его представления о наследуемости приобретенных индивидом способностей были ошибочными. Истинной мировоззренческой революцией, сравнимой только с коперниканской, были идеи Дарвина о происхождении человека от обезьяноподобного предка в результате длительного эволюционного процесса, а не сотворения его Богом по своему образу и подобию.

Сейчас понятно, что это была упрощенная теория, не учитывающая многие мелкие и важные закономерности популяционных процессов и далекая от тонкостей современной генетики. Так, не зная истинного механизма передачи генетической информации, считая, что наследственность основана на принципе смешивания признаков (ни Дарвин, ни Уоллес, ни их окружение не знали о работах Менделя), Дарвин не мог с полной аргументацией дискутировать со своим современником – инженером и физиком Ф. Дженкином, который строго математически доказал, что в случае смешивания и усреднения признаков родителей у потомков, дарвиновский механизм естественного отбора «работать» не будет. Современный уровень знаний в смежных дисциплинах (генетике, физике, биологии, экологии и т.д.) позволяет устранить многие трудности эволюционной теории Дарвина (неодарвинизм и постнеодарвинизм) и делает её основным научным подходом в изучении процессов эволюции живого вещества в биосфере.

Следует отметить, что концепцию эволюции как универсального свойства любых систем, в частности, и биологических, впервые сформулировал выдающийся английский философ Герберт Спенсер (1820 – 1903), что признавал и сам Дарвин. Отдельные прозрения эволюционного типа высказывали ещё в середине 18-го века некоторые французские естествоиспытатели, - Бенуа де Малье (1748 год), который утверждал, что природа естественным путем порождает различные формы жизни, и Жорж де Бюффон (1749 год), высказывавший идею о том, что некогда существовал общий предок для всех форм живых организмов. (См. также: Дарвин, Ламаркизм).


10. «Две культуры» -- термин современной философии и культурологии, под которым понимается оформившееся в общественном сознании противоречие между двумя различными (и до середины 20-го века резко противоположными) традициями познания мира, вытекающими из двух типов мышления и отношения к природе – рационально-логического, закрепившегося под названием естественнонаучного, и образно-художественного, условно называемого гуманитарным. Данная проблема в целом обусловлена двумя основными и вполне объективными факторами:

1. С одной стороны - спецификой объектов и процессов «внешней» природы, которая состоит в их естественной повторяемости или лабораторной воспроизводимости и обратимости во времени. Эта сфера статистически достоверно изучается науками, традиционно считающимися естественными, - такими, как физика, химия, биология, астрономия и т.п. С другой стороны - особыми свойствами явлений, подпадающих под гуманитарное знание, составляющих сферу исторической, социальной, культурной и т.д. целенаправленной и творческой деятельности человека. Эти события часто уникальны, невоспроизводимы в эксперименте и необратимы по своим последствиям во времени. Они изучаются, соответственно, историей, культурологией, социологией, политологией.

2) Специфика методов получения и интерпретации научной информации в этих областях знания требует соответствующей ментальной ориентации, что проявляется в отношении познающего субъекта к предмету – отстраненном, объективном в естествознании и более субъективном, эмпатическим и, так сказать, неизбежно «заангажированным» в области гуманитарных исследований и социально-исторических и политических трактовок.

Складывавшиеся в Европе в течение столетий (по крайней мере, начиная с 17 века) научные сообщества различных направлений, вырабатывали соответствующие традиции (составляющие «культуру мышления»), призванные, по их мнению, обеспечить максимально возможную объективность знания, вырабатывали наиболее оптимальные методы эксперимента и обработки данных, создавали специфический научный язык, при помощи которого достигалась четкость и однозначность интерпретаций полученных фактов и встраивание их в существующие теории. Таким языком в естествознании стала математика, доказавшая, как казалось с 17 века по начало 20-го, свою универсальность и тождественность законам природы («непостижимая эффективность математики в естественных науках», - Ю. Вигнер).

Со временем, в среде представителей естественнонаучного знания, под влиянием выдающихся достижений в отдельных областях физики, химии, астрономии, космологии и биологии сложилось такое отношение к познанию мира вообще, которое привело к преувеличенному представлению об универсальности методов естествознания и, в частности, математического моделирования, в применении к любой научной дисциплине, в том числе и гуманитарного профиля, а попутно, к отрицанию методов гуманитарных наук, как субъективных, недостоверных и, следовательно, не отвечающих критериям научности. В философии науки это выразилось в таких течениях, как физикализм и сциентизм.

Представители гуманитарного знания, в свою очередь, полемизируя с рационалистами, справедливо указывали на односторонность и схематизм, неизбежно возникающие при попытках «математизации» гуманитарных исследований, и обращали внимание физикалистов на крупные неудачи и просчеты, уже имевшие место при формальном подходе к моделированию исторических и культурных процессов, а также в прогнозировании экономических и социально-политических событий. Это отношение в наиболее резкой форме выражали представители т.н. антисциентизма, которые, наряду с чрезмерными претензиями науки на монополию в обеспечении процесса познания универсальными методами, отрицали и ценность самой науки, а заодно, и техники, списывая на них разрушение духовности, экологический кризис и прочие негативные явления, резко обозначившиеся в природе и обществе к завершению 20-го века.

В конце 60-х годов эту проблему всесторонне осветил английский ученый и публицист Чарльз П. Сноу, обратив внимание на то, что за долгие годы формирования противоречий между представителями естественных и гуманитарных наук в пространстве евро-американской культуры возникли два вполне антагонистических культурных течения («две культуры», по его определению), и люди, разделяющие соответствующие культурные установки, проявляют полное взаимное непонимание и даже определенную враждебность по отношению к ценностям и традициям друг друга.

Известны резкие и взаимно несправедливые высказывания естественников и гуманитариев в адрес друг друга, о чем, как о факте традиционного взаимного презрения между своими коллегами, принадлежащими к разным «факультетам», писал выдающийся австрийский этолог К. Лоренц, - так, философ-неокантианец К. Лейдер называл всё естествознание «вершиной догматической ограниченности», а крупный орнитолог О. Гейнрот считал всю философию «патологическим холостым ходом способностей, дарованных человеку для познания природы». «Если однажды в культуре произошло разделение, - заключает Ч. Сноу, - то все общественные силы действуют таким образом, чтобы сделать его не менее, а более резким».

Этот феномен расслоения культурного сознания больших масс людей диалектически отразил специфику изучения природы в рамках предшествующей (17-19 вв. и первая половина 20-го века) рационально-механической или, как её еще называют, «картезианско-ньютоновской» парадигмы мышления, которая рисовала картину мира, полностью детерминированного, лишенного случайных событий и уникальных ситуаций, в котором время играло роль просто параметра, упорядочивающего последовательность обратимых событий и полностью воспроизводящихся ситуаций. Такая установка на механическое описание мира, будучи последовательно реализована философски и методологически, неизбежно должна была привести к такому общекультурному результату. Противопоставление «двух культур», - по замечанию одного из создателей синергетики И.Р. Пригожина, - в значительной мере обусловлено конфликтом между вневременным подходом классической науки и ориентированным во времени подходом, доминировавшим в подавляющем большинстве социальных и гуманитарных наук.

Выдающийся современный физик Ричард Фейнман видел основу противоречий между представителями двух культур также в коренном различии тех принципов, традиций и языка описания природы, к которым разные люди по разным причинам тяготеют и которые в конце концов для них становятся приоритетными. «Сноу говорил о двух культурах, - писал Фейнман. – Я думаю, что разница между этими культурами сводится к разнице между людьми, которые понимают, и людьми, которые не понимают математики в той мере, в какой это необходимо, чтобы вполне оценить природу. Тем, кто не знает математики, трудно постичь подлинную, глубокую красоту природы. Жаль, конечно, что тут нужна математика, потому что многим людям она дается трудно. ... Физику нельзя перевести ни на какой другой язык. И если вы хотите узнать Природу, оценить её красоту, то нужно понимать язык, на котором она разговаривает. ... Никакими интеллектуальными доводами вы не сможете передать глухому ощущение музыки. Точно так же никакими интеллектуальными доводами нельзя передать понимание природы человеку «другой культуры». Философы пытаются рассказать о природе без математики. Я пытаюсь описать природу математически. Но если меня не понимают, то не потому, что это невозможно. Может быть, моя неудача объясняется тем, что кругозор этих людей чересчур ограничен и они считают человека центром Вселенной».

К концу ХХ века стало, однако, очевидно, что только естественнонаучный или только гуманитарный взгляд на мир даст неполную, однобокую картину, с непропорциональным преобладанием элементов, доступных соответственно тому или иному способу мышления. В настоящее время (начиная с 70-х годов) на основе набирающей силу системно-синергетической парадигмы, возникла новая стратегия познания мира, утверждающая универсальность принципа дополнительности рационально-логического (естественнонаучного) и образно-художественного (гуманитарного) подходов к построению более полной и целостной картины мира, (т.н. эпистемологической дополнительности). Такой подход можно рассматривать как начало процесса преодоления разрыва «двух культур» и диалектически трактовать как неизбежный путь к единой культуре на основе новой синтетической философии, интегрирующей все проявления культурного сознания.

Следует отметить, что эта проблема, характерная, для массового сознания «средних» или рядовых представителей как естественных, так и гуманитарных наук, не относится к выдающимся деятелям науки, которым во все времена была присуща широта образования и разносторонность интересов, что способствовало их умению видеть за стеной многочисленных и разрозненных фактов проявление фундаментальных закономерностей природы. Такими были Коперник, Кеплер, Галилей, Ньютон, Лейбниц, Гюйгенс, Ломоносов и ряд других универсальных мыслителей. Многие крупнейшие ученые 20-го века, в большинстве Нобелевские лауреаты, (Больцман, Пуанкаре, Планк, Эйнштейн, Бор, Гейзенберг, Эренфест, Шредингер, Лоренц, Гелл-Манн, Пригожин и другие) неоднократно подчеркивали роль гуманитарного знания и образно-художественного мышления в своих самых весомых и революционных достижениях и открытиях. Так, знаменитый немецкий математик Карл Вейерштрасс однажды заметил, что «математик, который вместе с тем не несет в себе частицы поэта, никогда не станет совершенным математиком». Людвиг Больцман писал о себе: «Тем, кем я стал, я обязан Шиллеру, <…> другим человеком, оказавшим на меня такое же влияние, является Бетховен». Широко известно высказывание о себе и Альберта Эйнштейна: «Достоевский дал мне больше, чем любой другой мыслитель, больше, чем Гаусс» (К.Ф. Гаусс – великий немецкий математик). И наконец, можно привести вполне “программное” изречение Эрвина Шредингера: «Существует тенденция забывать, что все естественные науки связаны с общечеловеческой культурой и что научные открытия, даже кажущиеся в настоящий момент наиболее передовыми и доступными пониманию немногих избранных, всё же бессмысленны вне своего культурного контекста». (См. также: Ньютон, Пригожин).