античастиц должны немного различаться, а процессы
разбаланса их концентрации должны протекать быстрее,
чем их взаимная аннигиляция.
Достаточно, таким образом, предположить, что в
силу неких нелинейных эффектов процесс генерации
материи шел с небольшим переносом в пользу веществами
тогда в итоге часть вещества осталась «невостребованной
» и составила материальную основу всех
ныне существующих объектов во Вселенной, а другая,
причем подавляющая часть, вместе со всем антивеществом
оказалась «связанной» в форме фитонов.
Что касается жестких гамма-квантов, испущенных
при формировании фитонного «моря», то они сохранились
к настоящему времени в форме реликтового излучения
с температурой 3° К, открытого А. Пензиасом
и Р. Вильсоном. Количество этих реликтовых фотонов
в миллиард раз превосходит суммарную численность
протонов, из которых состоят все материальные объекты
во Вселенной. Этот факт — прямое подтверждение
того, что в момент своего рождения концентрации частиц
и античастиц различались весьма мало, разница
между ними составляла порядка 10~9 в пользу вещества.
Именно из этих «избыточных» протонов и электронов
и развились позднее галактики, звезды и планеты,
включая те, на которых затем зародилась жизнь.
Будущее Вселенной
Стандартная фридмановская модель предсказывает
два варианта конца современной Вселенной — либо
«тепловая смерть» в результате непрерывного расши
той рения, либо последующее сжатие (Big Crush — Боль
Современная научная картина мира |
шой Хлопок). Согласно теории, первому сценарию
соответствует средняя плотность материи меньше, чем
10~29г/см3, второму— больше этой величины. По
данным астрофизики, современные оценки плотности
как раз дают 10_29г/см3, поэтому выбор между обоими
эволюционными сценариями, оба из которых
«хуже», остается как будто неопределенным.
Однако наблюдения над аномалиями в движении
звезд и галактик привели астрономов к выводу, что,
кроме видимого вещества, во Вселенной должна существовать
недоступная прямым наблюдениям темная
материя, содержание которой намного превосходит
количество вещества. Вопрос о природе этой материи
неясен. Возможно, это холодный межзвездный газ, белые
карлики, нейтрино или другие странные частицы.
Отличный от стандартных прогнозов взгляд на
будущее Вселенной можно получить, используя идеи
нелинейной науки. Факт рождения Вселенной из вакуума
означает, что ее нельзя рассматривать как замкнутую
систему и, следовательно, ее эволюция подчиняется
закономерностям теории самоорганизующихся систем.
И следовательно теория Всего, о которой мечтают
физики, должна включать динамическую неустойчивость.
А это означает, по мнению И.Р. Пригожина, что
по мере того, как Вселенная эволюционирует, обстоятельства
создают новые закономерности.
Одно из таких нестандартных обстоятельств —
возможность рождения дочерних вселенных. Исходный
постулат этой гипотезы состоит в том, что существует
пространственно-временная пена — квантовые
флуктации на уровне планковских масштабов. Существование
этой пены можно проверить экспериментально,
наблюдая реакцию на нее мощных гамма-квантов
с энергией порядка 10*6 ГэВ, излучаемых ядрами
галактик или квазарами. Если зоны такой пены существуют,
то становится возможным спонтанное рождение
обособленных пространственно-временных областей,
гравитационно отделенных от Вселенной-матери.
Наблюдать их можно по мощным вспышкам излучения,
идущего «ниоткуда».
10 Лебедев С. А.
v
Тема 5
Возможен индукционный механизм возникновения
таких областей вследствие столкновения двух частиц
сверхвысокой энергии (файербол).
Антропный принцип
Антропный принцип — это одна из наиболее острых
и спорных проблем современного миропредставления.
Область его применения — роль и место разумной
жизни во Вселенной, а более конкретно — человека.
Существуют три исторические парадигмы, дающие
ответ на этот вопрос:
1. Вселенная антропоморфна, она — целостный организм,
а человеком управляют высшие космические
силы (Аристотель, Птолемей).
2. Вселенная — механизм, созданный Богом, который
сотворил человека по своему образу и подобию
(Декарт, Ньютон).
3. Стандартная космологическая модель, в рамках
которой возникновение разумной жизни — проявление
законов случая.
Анализ этих проблем привел к «антикоперниканскому
» перевороту в космической философии. Оказалось,
что во Вселенной существует очень точная подгонка
фундаментальных физических констант, и даже
малые отклонения от стандартных значений привели
бы к такому изменению свойств Вселенной, что возникновение
в ней человека стало бы невозможно. Эту
проблему исследовал Г.М. Идельс, A.M. Зельманов,
Б. Картер, Ф. Хойа, Н.Л. Розенталь, Дж. Уилер, Ф. Типлер,
С. Хокинг и другие ученые. Эта удивительная приспособленность
Вселенной к существованию в ней человека
получила название антропного принципа (АП).
В наиболее парадоксальной форме так называемого
сильного АП эту идею сформулировал в 1973 г.
Б. Картер, использовавший парафраз известного афоризма
Декарта: «Cogito, ergo mundus talis est» («Я мыслю,
следовательно, Вселенная такова, какова она есть»).
Есть и другие, не менее парадоксальные формулировки
АП. С. Хокинг: «Вселенная такова, какой мы ее
наблюдаем, по той причине, что существует человек».
Современная научная картина мира
—
-
ф. Хойа: «Здравая интерпретация фактов дает возможность
предположить, что в физике, а также в химии и
биологии экспериментировал "сверхинтеллект" и что
в природе нет слепых сил, заслуживающих внимания».
Дж. Уилер: «В некотором странном смысле это является
участием Бога в Создании Вселенной».
Ф. Типлер предложил финалистскую версию АП,
в основе которой лежит постулат вечности жизни, точнее
реализации программы производства информации,
физическая природа носителей информации при этом
несущественна, это вовсе не обязательно человек. Цель
этого процесса состоит в управлении крупномасштабной
структурой Вселенной, а его финал — точка Омега,
бесспорный Разум, потенциально владеющий бесконечно
большим объемом информации.
На основании своей концепции Типлер утверждает,
что Вселенная должна быть закрытой. Она потенциально
содержит точку Омега как финал, в котором
сливаются все мировые линии событий.
Этот всеохватывающий эволюционизм Типлера —
не что иное, как тотальная колонизация Космоса антропоморфным
«развертывающимся богом». Сточки
зрения синергетики это несомненно модель эволюционного
туника.
Значительно более рационалистическая интерпретация
АП принадлежит Н.Л. Розенталю, который представил
его как принцип целесообразности. Наши основные
физические законы, считает он, подчиняются
гармонии, которая обеспечивает существование основных
состояний. На конкретных примерах варьирования
величиной фундаментальных констант Розенталю
удается показать конструктивную роль АП.
Близкую точку зрения разделяют СП. Курдюмов и
Б.Н. Князева. Сложное, отмечают они, связано с иерар
хическим принципом строения и с необходимостью
должно рассматриваться в эволюционном аспекте. На
этом основании они формулируют эволюционный по
стулат АП: сложный спектр структур-аттракторов су
ществует лишь для узкого, уникального класса сцена
риев с нелинейными зависимостями. Недостаток си
нергетической интерпретации АП состоит в том, что
Тема 5
авторы не смогли указать решения задачи морфогенеза,
т. е. усложнения, перехода от простых структур к
сложным.
Проблема внеземного разума
Один их активных пропагандистов гипотезы широкого
распространения разумной жизни во Вселенной
И.С. Шкловский под влиянием систематических
неудач ее поисков в конце жизни сменил былой энтузиазм
на самую пессимистическую точку зрения. «Не
является ли тупик возможным финалом эволюции разумных
видов во Вселенной, — писал он в одной из
последних своих работ, — что естественно объяснило
бы ее молчание?» Быть может, пояснил он свою мысль,
разум — это всего лишь одно из бесчисленных «избыточных
» изобретений эволюционного процесса, такая
же гипертрофия развития, как рога и панцирь трицератопса
или гигантские клыки саблезубого тигра, которая
приводит вид, награжденный ею, к эволюционному
тупику.
Основанием для подобных высказываний послужили
40-летние бесплодные исследования по программе
SETI (Search of the Extraterrestrial Intelligence —
Поиск внеземного разума). Но были ли реальные шансы
на успех этой программы? В основе этой программы
лежала убежденность, что в природе не существует
более подходящих способов связи на межзвездных
расстояниях, чем передача радиосигналов в дециметровом
и миллиметровом диапазоне длины волны, а
заниматься этим могут космические цивилизации, освоившие
в процессе своей технологической эволюции
энергопотребление в масштабах энергии, получаемой
планетой от своего солнца, затем всей энергией, излучаемой
солнцем, и, наконец, всеми звездами Галактики.
Не растративший еще своего энтузиазма Шкловский
называл процесс возникновения таких цивилизаций
распространением ударной волны разума по
косной материи.
Но таких суперцивилизаций не существует почти
наверняка: к такому выводу можно прийти на основа
Сойременная научная картина мира
,—
нии экологических соображений и принципов синергетики.
А использование радиосвязи во всех случаях
неэффективно. Во-первых, для этого требуются радиомаяки
планетарной мощности, а во-вторых, при расстояниях
между цивилизациями порядка сотен или
тысяч световых лет информационная ценность обмена
сигналами близка к нулю.
Радиосвязь — тупиковое направление межзвездных
контактов. Если обитатели иных миров достигли
достаточно высокого уровня научно-технологического
развития, то они скорее всего используют для этих
целей торсионные системы коммуникации. Их преимущества
известны уже сегодня: крайне низкое потребление
энергии, отсутствие зависимости интенсивности
от квадрата расстояния, сверхсветовая скорость
распространения (точнее, мгновенная передача информации
вследствие эффекта квантовой нелокальности —
см. формулы (4) — (5).
Первые опыты по испытанию торсионных систем
связи были успешно осуществлены в России около двадцати
лет назад. Именно в этом направлении целесообразно
продолжать исследования по программе SETI.
Семантика квантового вакуума
Специфика торсионных взаимодействий состоит в
том, что в силу их информационного характера связан
ная с ними поляризация вакуума по спину не приво
дит к изменению его энергетических характеристик.
Это означает, что в соответствии с соотношениями нео
пределенности Гейзенберга (4) действующий локально
источник торсионного поля вызывает нелокальное воз
мущение вакуума, а его фантомный «след» может со
храняться очень долго после прекращения действия ис
точника, вызвавшего возмущение. Нелокальность тор
сионного возмущения можно интерпретировать как
квантовую информационную телепортацию.
Удивительные физические свойства торсионного
поля позволяют рассматривать его как универсальную
информационную сеть, охватывающую всю Вселенную
и обеспечивающую коммуникационное взаимодей- ZflG
*
Твма_5
ствие между всеми материальными объектами независимо
от их физической природы и масштаба. А вследствие
указанного эффекта атемпоральности торсионного
фантома это поле может обеспечивать передачу
пакетов информации не только на больших расстояниях,
но и между объектами, разделенными значительными
промежутками времени. С этим связано и третье
фундаментальное свойство торсионного поля: эффект
торсионного фантома придает вакууму свойство квазистационарного
банка семантической информации.
Чтобы понять механизм считывания этой информации,
удобно воспользоваться концепцией семантического
пространства В.В. Налимова. Согласно гипотезе
Налимова, параллельно и независимо от мира материи
существует семантическое пространство. Изначально
все смыслы имеют одинаковый статистический вес, не
проявлены, иными словами, их множество представляет
собой семантический вакуум.
Механизм считывания смыслов Налимов предложил
описывать с помощью интеграла Байеса. Процессор,
выполняющий эту функцию, выступает в роли
оператора смыслов, в памяти которого находится семантический
фильтр. Этот фильтр вместе с пакетом
информации, поступающей из семантического вакуума,
входит в подинтегральное ввержение формулы
Байеса, а в левой ее части стоит новый текст. Фильтр,
которым располагает процессор, — это нечто вроде
окна, через которое открывается вид на ту или иную
область семантического пространства.
Если в роли оператора смыслов выступает человек,
то функцию процессора берет на.себя его мозг.
Суть смысла раскрывается через триаду смысл —
текст—язык.
Физическим референтом семантического пространства
является квантовый вакуум, а в качестве
переносчика информации к процессору выступает
торсионное поле. Этот механизм можно использовать
для объяснения феномена интуиции и явлений экстрасенсорного
восприятия. Немало ученых относятся к
этим явлениям скептически, но есть большая группа
авторитетных ученых, которые располагают достовер
Современная научная картина мира |
ной экспериментальной информацией в пользу их
реальности. Среди них академики Н.П. Бехтерева,
Ю-В. Гуляев, Ю.Б. Кобзарев, профессора Г.Н. Дульнев,
Д.Л. Дубров, А.Г. Ли, А.Н. Петров, видные зарубежные
ученые Р. Джан, С. Гроф и другие.
«Где находится физика ума?» — задает вопрос
член Лондонского королевского общества, профессор
математики Оксфордского университета Р. Пенроуз.
У нас появилась возможность подсказать ему ответ.
Можно утверждать, что наиболее фундаментальной
материальной основой, поддерживающей функционирование
сознания, является не нейронная сеть головного
мозга, а связанные с ней по информационным
каналам топологические протоструктуры квантового
вакуума.
Оценивая фундаментальное значение физики вакуума
для построения научной картины мира, один из
самых авторитетных и изобретательных интерпретаторов
физики и космологии Дж. Уилер заявляет: «Все
есть Ничто». Сходную оценку высказал академик
Г.И. Наан: «Вакуум есть все, и все есть вакуум».
Что касается торсионной физики и гипотезы семантики
квантового вакуума, то один из наиболее авторитетных
специалистов по нелинейной науке Э. Ласло
дал ей такую оценку: «Вселенная, описываемая теорией
с передачей сигнала по вакууму, значительно
более взаимосвязана, чем мир теории относительности
Эйнштейна. Открытие этого поля означает фундаментальный
сдвиг в картине мира».
Универсальная история
•
И. Пригожину, Э. Янгу и Н.Н. Моисееву принадлежит
идея универсального эволюционизма. Структура
современной общепризнанной картины мира носит как
бы мозаичный характер: она состоит из автономных блоков
— физика, космология, биология, геохимия и др., —
которые хотя и связаны между собой, но не выдержаны
в духе единой универсальной эволюционной парадигмы.
Смысл принципа универсального эволюционизма
состоит в том, чтобы представить все эволюционные 235
*
TBMajj
процессы, происходящие в мире, начиная с возникновения
Вселенной, образования вещества, звезд и галактик
и до социокультурной динамики как целостный
процесс самоорганизации всего сущего, подчиняющийся
общим фундаментальным закономерностям и
развивающийся в целостном многомерном онтологическом
пространстве.
Концепция универсального эволюционизма пока
далека от завершения и существует скорее в виде
исследовательской программы. Это, однако, не уменьшает
ее онтологического, гносеологического и этического
значения. Третий из числа этих аспектов при
обсуждении проблемы может вызвать недоумение,
однако именно он занимает центральное место во всей
концепции.
Дело в том, что из концепции универсального эволюционизма
в качестве следствия можно получить
принцип коэволюции человеческого социума и среды
обитания, включая космическое пространство. Этот
принцип — прямой результат применения методов
нелинейного мышления. Для поддержания устойчивого,
неразрушающегося режима социальной эволюции
этот принцип играет фундаментальную роль. Он является
прямой антитезой классического принципа механистического
миропредставления — «природа не храм,
а мастерская, и человек в ней — хозяин»,— следование
которому и привело к экологическому кризису.
На основе идей универсального эволюционизма в
настоящее время ведутся разработки программы универсальной
истории. Есть основания предполагать, что
фундаментальным фактором, который определяет онтологическое
единство всех эволюционных процессов,
развивающихся на разных уровнях реальности, являются
нелокальные и атемпоральные семантические
протоструктуры квантового вакуума. В роли переносчика
антиэнтропийных семантических импульсов, поступающих
из этих протоструктур ко всем эволюционирующим
объектам живой и неживой природы, выступает
торсионное поле. Можно, таким образом,
говорить о существовании универсальной космологической
эволюционной триады «семантические прото
Современная научная картина мира
,
структуры квантового вакуума — поле кручения пространства
— процессоры эволюционирующих объектов
». В случае человека функции такого процессора
принимает на себя его мозг — носитель сознания.
Один из принципов универсального эволюционизма
и программы универсальной истории модно сформулировать
в виде постулата: в мире ничего не происходит,
кроме кручения пространства и изменения его
кривизны.
| Словарь ключевых терминов
Бифуркация — нарушение устойчивости эволюционного режима
системы, приводящее к возникновению после точки бифуркации
квантового спектра альтернативных виртуальных
сценариев эволюции. Бифуркации возникают в условиях нелинейности
и открытости системы.
Вследствие потери системной устойчивости в зоне бифуркации
фундаментальную роль приобретают случайные
факторы. Это обстоятельство имеет важное значение в
процессах социокультурной динамики и приводит к новому,
нелинейному пониманию соотношения необходимости
и свободы воли. В рамках нелинейного мышления свободу
следует понимать не как осознанную необходимость, а как
возможность выбора среди виртуальных альтернатив, но
одновременно и нравственную ответственность за этот выбор.
;
Большой Взрыв— сингуляртность пространства —времени,
приведшая к возникновению 13,7 миллиардов лет назад и
последующей эволюции нашей Вселенной. Согласно стандартной
космологической модели, Вселенная возникла
как результат этой сингулярности. Теоретическим обоснованием
этой теории явилось решение нестационар
' ных уравнений относительности, полученное в 1922 г.
А.А. Фридманом. В пользу этой теории свидетельствуют
два экспериментальных факта. Во-первых, это открытие
разбегания далеких галактик, сделанное в 1929 г. на основании
регистрации красного смещения в спектрах их излучений.
Во-вторых, это открытие реликтового фонового
излучения с температурой 3,5 °К, равномерно заполняющего
космос. Это открытие было сделано в 1964 г. А. Пензисоми
Р. Вильсоном. В 1948 г. Г. Гамов теоретически показал,
что если на ранних стадиях после Большого взрыва /и/
Тема 5 Современная научная картина мира
i —• •
———
Вселенная была очень горячей, то впоследствии в процессе
ее расширения свободный фотонный газ должен был
охладиться примерно до 5° К, что и наблюдалось на экспериментах.
Согласно современным космологическим теориЯхМ, возникновение
Вселенной явилось следствием фазового перехода
квантового вакуума. Ее первоначальные размеры соответствовали
планковским масштабам — 10~33см, 10~43с.
А. Гут, С. Хокинг, А.Д. Линде показали, что в промежуток
времени от 10~34до 10 ~32 с Вселенная испытывала стадию
сверхбыстрого, или инфляционного, расширения, когда
ее размеры увеличились в 1030 раз. В процессе расширения
Вселенной началось формирование элементарных
частиц, а ко времени порядка 100 миллионов лет звезд и
галактик.
Вакуум — в житейском понимании пустота, отсутствие реальных
частиц. Но даже в классическом понимании сосуд, из
которого откачали воздух, заполнен электромагнитным
излучением, поступающим с его стенок.
В квантовой механике вводится понятие физического вакуума
как основного состояния квантовых полей, обладающих
минимальной энергией и нулевыми значениями
импульса, углового момента, электрического заряда, спина
и др.
Физический, или квантовый, вакуум также не является
пустотой: он содержит виртуальные частицы, которые
рождаются в нем за промежутки времени порядка Ю-22с
как следствие квантовых флуктаций в соответствии с соотношениями
неопределенности Гейзеиберга. Хотя индивидуально
виртуальные частицы (электроны, протоны и
др.) наблюдать нельзя, как ансамбль они оказывают приборно
регистрируемое воздействие на свойства реальных
частиц.
Вакуум — фундаментальное понятие, т. к. его свойства
определяют свойства всех относительных состояний материи.
Все, что происходит в нашем мире, обусловлено в конечном
счете измерениями геометрических характеристик
квантового вакуума.
Гносеология — общее учение о познании, его структуре, методах,
принципах, закономерностях функционирования и
развития.
Квантовая механика — теория, описывающая свойства и законы
движения физических объектов, для которых размерность
действия (эрг х с) сопоставима с планковским
масштабом h = 6,62 х 10~27 эрг х с. Этому условию удовлет
воряют микрочастицы, а потому можно сказать, что квантовая
механика — это наука, описывающая свойства микромира.
Квантовая механика включает в себя систему специальных
понятий и соответствующий им математический аппарат.
Законы квантовой механики образуют фундамент наук о
строении вещества. Методы квантовой механики позволили
решить большое количество научных задач: расшифровка
атомных спектров, объяснение периодической системы
элементов Д.И. Менделеева, строение и свойства
атомных ядер, теория фотоэффекта, физики твердого тела
и полупроводников, ядерные и термоядерные реакции и др.
В области макромасштабов уравнения квантовой механики
переходят в уравнения обычной классической механики.
Космология — наука, изучающая Вселенную как единое целое,
ее строение и эволюцию.
Термин «космология» образован из греческих kosmos —
мир, гармония и logos — учение, слово. Теоретическим базисом
космологии является физическая теория, а ее экспериментальные
методы основаны на использовании астрономических
наблюдений и специальных космических
аппаратов.
Первой научной системой мира явилась геоцентрическая
система, разработанная К. Птолемеем (II в. н. э.). В XVI в.
Н. Коперник проанализировал недостатки этой модели и
обосновал необходимость перехода к гелиоцентрической
системе.. Открытие Коперника стимулировало развитие
физической теории. Впервые использовав телескоп для
наблюдения небесных явлений, Г. Галилей получил многочисленные
экспериментальные свидетельства в пользу гелиоцентрической
системы мира. И. Ньютон открыл закон
всемирного тяготения и разработал классическую механику,
с помощью которой удалось теоретически описать
большинство небесных явлений.
В начале 1922 г. А. А. Фридман нашел нестационарные решения
общей теории относительности, а в 1929 г. Э. Хаббл
открыл эффект красного смещения в спектрах излучения
далеких галактик. Из открытий Фридмана и Хаббла следовало,
что Вселенная расширяется, причем этот процесс
начался 13,7 миллиардов лет назад в процессе так называе
мого Большого Взрыва, когда Вселенная имела микроскопические
размеры.
Современная космология опирается на мощную экспери--п ментальную
базу: радиоастрономические, инфракрасные, L и и
Тема а
рентгеновские и другие методы наблюдения. При исследовании
планет и их спутников, астероидов и комет активно
используются специализированные космические зонды,
оснащенные богатой измерительной аппаратурой. Разработаны
космические аппараты для наблюдений с околоземной
орбиты, крупнейшим из которых является телескоп
«Хаббл».
Открытия в области космологии для развития физической
теории имеют принципиальное значение для совершенствования
современного миропредставления.
Натурфилософия — общее учение о природе, законах ее существования
и развития как одной из «сфер» бытия, существенно
отличающегося от других его «сфер» — общества,
культуры, сознания, человека.
Научная картина мира — совокупность общих представлений
науки определенного исторического периода о фундаментальных
Дата добавления: 2015-10-21; просмотров: 44 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |