Чтение онлайн

Диалектические идеи проникли в астрономию не только с понятием эволюционирующей Вселенной, но и с разработкой теорий нестационарных космических объектов. В этих теориях используются как релятивистская, так и квантово-полевая физика. Построение теоретических моделей развивающихся объектов, таких, как активные ядра галактик, вспышечная активность звезд, квазары, нейтронные звезды, «черные дыры», связано с определенными трудностями. Например, еще в 30-е годы была высказана Л. Д. Ландау в СССР, Р. Оппенгеймером в США гипотеза о том, что жизненный цикл звезд заканчивается переходом в сверхплотное состояние. Однако решающие результаты в наблюдении сверхплотных космических объектов получены лишь в конце 60-х годов [131] . Теоретические расчеты были подтверждены наблюдениями за рентгеновским излучением, проводившимися с околоземных орбит. Важным теоретическим открытием последнего десятилетия стал также вывод о рождении частиц из вакуума вблизи «черных дыр». «В результате черная дыра постепенно теряет массу, уменьшается в размере — „испаряется“» [132] . В зависимости от массы время жизни «черной дыры» соизмеримо с возрастом «Вселенной».

Большое значение для диалектико-материалистического мировоззрения имеет открытие направленных изменений таких объектов, как «черные дыры» или ядра галактик. Они свидетельствуют о саморазвитии космических систем и тем самым подтверждают диалектическую концепцию развития, о которой В. И. Ленин писал, что она «дает ключ к „самодвижению“ всего сущего; только она дает ключ к „скачкам“, к „перерыву постепенности“, к „превращению в противоположность“, к уничтожению старого и возникновению нового» [133] . Однако проблемы образования и эволюции галактик с точки зрения происходящих в них физических процессов пока еще раскрыты далеко не полностью.

Существующие гипотезы в этой области можно разделить на два типа: «классические», согласно которым известных физических законов достаточно для понимания явлений, происходивших вплоть до «начала» расширения Вселенной, и «неклассические», предполагающие, что для объяснения ряда астрономических явлений необходимы «радикально новые физические концепции» [134] . Последнюю точку зрения разделяют те физики и философы, которые считают, что для понимания строения Вселенной целесообразно использовать принципиально новую топологию пространства [135] .

Следует иметь в виду, что пока в рамках классической концепции объясняются и даже предсказываются многие астрономические явления, такие, как протозвезды, сжимающиеся облака газа, «черные дыры». Нужна ли для понимания галактик «новая физика», покажет ближайшее будущее. Возможно, что вклад астрофизики в отдельные разделы современной физики в целом будет большим, чем ее вклад в построение будущей физической теории. Формирование последней в основном определено ее собственным развитием, внутренними парадоксами и антиномиями.

Таким образом, революция в астрономии XX в. сформировала эволюционный стиль мышления, вызвала значительные изменения в объекте, субъекте исследования и в условиях и средствах познания Вселенной. Это оказывает значительное влияние и на формирование нового физического знания. Если революция в физике в конце XIX — начале XX в. породила в ней диалектические представления, выраженные в корпускулярно-волновом дуализме, принципе дополнительности координатного и импульсного, временного и энергетического, физического и геометрического, логического и топологического описаний объектов, то революция в астрономии значительно расширила и обогатила их [136] .

В. А. Амбарцумян и В. В. Казютинский отмечают следующие общие признаки любой научной революции: во-первых, «радикальные изменения в самом субъекте деятельности», связанные в конечном счете с общественно-исторической практикой в целом. Во-вторых, «открытие принципиально новых классов природных объектов или явлений», например открытие микромира и мегамира. В-третьих, «появление принципиально новых средств познания». К ним относятся методы «всеволнового» исследования Вселенной, выход человека в космос. В-четвертых, «подобные же изменения условий познания». Они охватывают все средства эмпирического и теоретического уровней науки. В-пятых, «изменение в характере познавательных действий», включающее изменения в познавательных операциях и процедурах. В-шестых, «радикальная перестройка системы знания», охватывающая сами основы, фундаментальные законы и принципы [137] .

Отмеченные черты характерны и для революции в астрономии XX в. Ее главным итогом И. С. Шкловский считает то, что «был доказан наблюдениями факт, что Вселенная и составляющие ее объекты непрерывно меняются» [138] .

Эволюционный стиль мышления современной астрономии ускоряет в ней внутренние интегративные процессы. На общей концептуальной основе объединяются астрофизика и космогония, поскольку та и другая изучают объекты со сходными законами эволюции. Вместе с тем космогония интегрируется с космологией, так как Вселенную после начала ее расширения можно рассматривать в качестве одной из метагалактик, подчиняющейся общим законам образования галактик. Подобная интеграция оказалась возможной лишь после предварительной дифференциации и специализации астрономии на основе эволюционных представлений. В этой особенности астрономического знания своеобразно проявляется синтез принципа развития с принципом материального единства мира.

В целом механизм функционирования и развития Вселенной в настоящее время изучен лишь в общих чертах, а многие проблемы остаются пока открытыми. Кроме уже отмеченных, к ним относится природа начальной космологической сингулярности. С ней И. С. Шкловский предположительно связывает содержание следующей революции в астрономии [139] . Рассмотрим этот вопрос более подробно.

В эволюции начальных моментов образования Вселенной в результате «большого взрыва» можно выделить пять гипотетических этапов. Первый начинается от времени 10– 43 сек. после этого события и длится до 10– 35 сек. Он характеризуется рождением нетепловых реликтовых гравитонов. Последние экспериментально пока не обнаружены, однако в принципе это не исключено в будущем. Второй этап длится от 10– 35 сек. до 10– 9 сек. В это время возникает зарядовая несимметрия: избыток барионов над антибарионами. Объяснение этого процесса возможно в строящейся сейчас теории, которая объединяет электромагнитные, слабые и сильные взаимодействия. На третьем этапе — от 10– 9 сек. до 10– 7 сек. рождается множество промежуточных бозонов. Они являются основой для объединения электромагнитного и слабого взаимодействия. На четвертом этапе, длящемся от 10– 7 сек. до 10– 2 сек., возникают кварки, находящиеся в тепловом равновесии. На пятом — от 10– 2 сек. и далее образуется первичный гелий. Наблюдения процентного состава его во Вселенной подтверждают предположение о том, что он возник в этот период [140] .

В настоящее время теоретическое исследование околосингулярных этапов «рождения» Вселенной ведется с позиции квантовой космологии. Оно показывает, что интенсивное рождение частиц вблизи сингулярности происходит лишь при резком анизотропном расширении Вселенной. Затем под влиянием тяготения родившихся частиц в очень короткое время расширение становится изотропным.

Вместе с тем о процессах, происходящих в первые моменты времени (до 10– 44 сек.), наука не может судить с достоверностью. Предполагается, что здесь образуются квантово-гравитационные эффекты в сверхсильных полях. От уяснения роли этих эффектов зависит представление о строении Вселенной в целом. Их пока не может описать ни классическая, ни квантовая физика, использующие обычные пространственно-временные многообразия. Как отмечают Я. Б. Зельдович и И. Д. Новиков, «в квантово-гравитационной области сами пространство и время, возможно, приобретают вероятностные недетерминированные свойства» [141] .

Сингулярность объясняется пока лишь гипотетично в рамках «неклассической» концепции [142] . При этом важную роль играют представления о пространствах, меняющих с течением времени свои топологические свойства. Примером использования таких представлений служит понятие суперпространства, являющегося абстрактным пространством, каждая точка которого есть трехмерный пространственный срез через всю возможную Вселенную. В нем сингулярность представляет собой как бы особую точку, в которой сопрягаются области с различными топологиями. Что же происходит со Вселенной, когда она проходит через эту точку? Н. В. Мицкевич так отвечает на этот вопрос: «В эти периоды мир, подобно взбесившейся стиральной машине, дочиста уничтожает всю информацию, всякий порядок в себе самом и после выхода на спокойную „орбиту“ вынужден спонтанно генерировать законы своей эволюции — законы природы» [143] . В таком «метакосмологическом» представлении сами физические законы и константы сменяются на новые, одни конкретные формы бытия сменяются другими.

Если анализ явлений сингулярности приведет к построению новой фундаментальной физической теории, то революция в астрономии XX в. из «локальной» (по оценке В. А. Амбарцумяна и В. В. Казютинского) перерастет в «глобальную». И хотя развитие физики при этом будет следовать своей внутренней логике, на нее значительное влияние окажут эволюционные астрономические представления. В «новой» физике нынешняя физика может оказаться лишь одним из вариантов реализации принципов и законов, констант, пространственно-временной структуры, причинной связи на определенном этапе развития Вселенной. Философско-методологическим вопросам формирования новой теории «неклассического» типа (бюраканской) до сих пор уделялось недостаточное внимание. Однако от них зависит мировоззренческая и методологическая ориентация естествоиспытателей, готовность их к генерированию «безумных» идей.