Научная картина мира

ОГЛАВЛЕНИЕ

     Стр

Введение              3

Научная картина мира              4

Заключение

Список использованных источников и литературы

Введение

Огромное практическое значение науки в XX в. сдела­ло ее той областью знания, к которой массовое сознание испытывает глубокое уважение и пиетет. Слово науки ве­сомо, и оттого рисуемая ею картина мира часто принима­ется за точную фотографию реальной действительности, за изображение Вселенной такой, как она есть на самом деле, независимо от нас. Да ведь наука и претендует на эту роль — бесстрастного и точного зеркала, отражающего мир в строгих понятиях и стройных математических вы­числениях. Однако за привычным, коренящимся еще в эпохе Просвещения доверием к выводам науки, мы часто забываем, что наука — развивающаяся и подвижная систе­ма знаний, что способы видения, присущие ей (парадиг­мы) — изменчивы. А это означает: сегод­няшняя картина мира не равна вчерашней. Повседневное сознание все еще живет научной картиной мира прошлых лет и веков, а сама наука уже убежала далеко вперед и рисует порой вещи столь парадоксальные, что сама ее объективность и беспристрастность начинает казаться мифом...

Научная картина мира

Научная картина мира представляет собой целостную систему представлений об общих свойствах и закономерностях мира, возникающую в результате обобщения и синтеза основных естественнонаучных понятий и принципов. В ее структуре можно выделить два главных компонента: понятийный и чувственнообразный. Концептуальный компонент представлен философскими категориями (материя, движение, пространство, время и др.), принципами (системное единство мира, всеобщая взаимосвязь и взаимообусловленность явлений), общенаучными понятиями и законами (закон сохранения и превращения энергии). Чувственнообразный компонент научной картины мира — это совокупность наглядных представлений о природе (планетарная модель атома, образ Meгагалактики в виде расширяющейся сферы).

Главное отличие научной картины мира от донаучной и ненаучной состоит в том, что она строится на основе определенной фундаментальной научной теории, служащей ее обоснованием.

Первые картины мира выдвинуты в рамках античной философии и носили натурфилософский характер. Научная картина мира начинает формироваться только в эпоху возникновения современного естествознания, в XVI – XVII вв. В общей системе научной картины мира определяющим моментом выступает картина той области познания, которая занимает лидирующее положение. Так, например, научная картина мира XVII—XIX вв строилась на базе классической механики, а современная — квантовой механики, а также теории относительности. Рассмотрим более подробно каждую из этих картин.

Элементы научно-механического воззрения на мир складывались на базе зарождающегося мануфактурного производства и рационально-критического сознания формирующейся буржуазии, практицизм которой не мог быть удовлетворен экстатическими образами и представлениями. Как труды Леонардо, так и работы Галилея вытекали из требований времени. Для производственной практики представляли интерес вопросы статики и механического перемещения тел в пространстве.

Идея рационально понимаемой природы постепенно взяла верх. Механика, астрономия, математика стали руководительницами прочих наук, и их точка зрения на мир стала господствующей. Объяснить устройство мира значило, согласно этой позиции, ясно и наглядно представить его себе. Такое объяснение — его ясность — предполагало как логическое выведение изучаемого процесса из общих принципов, так и демонстрацию этого процесса в эксперименте. «Мир устроен рационально» — означало, что он может быть расчленен с помощью анализа на логически связанные друг с другом и математически точно описываемые составные элементы. Английский философ Гоббс, стремясь любой процесс понять как разумный, уподоблял общество мудро построенному механизму. Спиноза заставил саму субстанцию – природу – разворачиваться на манер геометрии Евклида. Декарт анализирует жизненные процессы как машинообразно запрограммированные. А французский материалист Ламетри заявил, что человек – это машина.

К концу XVII в. была подготовлена теоретическая база для со­здания всеобъемлющей научной программы объяснения фундаментальных свойств мира на основе механики математического естествознания. Окончательное и адекватное изложение этого дал Ньютон. Общая единица измерения массы была понята как характеристика всех тел, и земных и небесных, в их различных объемах. Сила определялась, исходя из ее воздействия на движение тела. Понятие величины тела привело к открытию простых качественных законов.

Концепция Ньютона исключительно успешно прошла проверку в течение всего Нового времени. Ее первый триумф составил закон гравитации. Постепенное накопление таких успехов обеспечивало развитие астрономии, физики и инженерии. Был создан целостный образ материального мира, позволяющий рассчитывать самые мелкие элементы отдельных событий. В дальнейшем механистическое объяснение всех природных процессов окончательно установилось в качестве парадигмы науки и явилось своеобразным символом ее интеллектуальной мощи.

Космос стал рассматриваться как гигантская машина. Будучи раз приведенным в движение «механизм мира» функционирует согласно вечным законам природы, подобно заведенным и пущенным в ход часам.

В течение двух веков большинство ученых, поражаясь почти невероятным успехам, достигнутым разумом на поприще открытия законов механики, вдохновлялось идеалом механистической картины мира. Не только физики берут на вооружение разрабо­танную в ней методологию, ею пытаются руководствоваться и хи­мики, и биологи. Сложнейшие социальные явления истолковываются в этом же стиле. Лозунги Великой французской революции — свобода, равенство, братство — в качестве теоретического фундамента имели концепцию, согласно которой общество в принципе может также четко функционировать, как хорошо отлаженная машина, нужно только привести его в соответствие с разумными принципами, отвечающими природе человека.

Переход от механистической к квантово-релятивистской картине мира сопровождался изменением стиля онтологических принципов физики (ломка представлений о неделимости атома, существования абсолютного пространства и времени, жесткой причин­но-следственной обусловленности физических процессов). Законы механики не смогли срабатывать в качестве объяснительного принципа на уровне элементарных частиц и мегамира. Кроме того, в рамках механистической картины мира, постулирующей прин­цип неизменности материальных систем во времени, практически невозможно было объяснить возникновение качественно новых систем. Это с неизбежностью приводило к идее отказа от парадиг­мы механицизма и разработки иного научного образа реальности.

В основе современных научных представлений о строении мира лежит идея ее сложной системной организации. Наличие общих признаков организации позволяет объединить различные объекты в классы разнообразных систем. Эти классы часто называют уров­нями организации материи или видами материи. Все виды мате­рии связаны между собой генетически, т.е. каждый из них разви­вается из другого. Удивительное свидетельство единства всех струк­турных уровней организации мира дает современная физика ос­новных типов взаимодействия. Так оказывается, что реальное един­ство слабого и сильного взаимодействия может проявляться при таких энергиях, которые не существуют в современном мире и могли реализоваться только в первые секунды эволюции Метага­лактики после Большого Взрыва. С другой стороны, мы обнару­живаем, что макроскопические свойства наблюдаемого нами мира (наличие галактик, звезд, планетных систем, жизни на Земле) обусловлены небольшим количеством констант, характеризующих различные свойства элементарных частиц и основные типы фун­даментальных закономерностей. Например, если бы масса элек­трона была в три-четыре раза больше ее значения, то время суще­ствования нейтрального атома водорода исчислялось бы несколь­кими днями. А это привело бы к тому, что галактика и звезды состояли преимущественно из нейтронов и многообразия атомов, а молекул в их современном виде просто не существовало бы. Со­временная структура Вселенной очень жестко обусловлена также величиной, выражающей разницу в массах нейтрона и протона. Разность эта очень мала и составляет всего одну тысячную от массы протона. Однако если бы она была в три раза больше, то во Вселенной не мог бы проходить нуклонный синтез и в ней не было бы сложных элементов, а жизнь вряд ли могла бы возникнуть.

Это обстоятельство позволило современной науке сформули­ровать так называемый антропный принцип, который становится достаточно надежным принципом объяснения мира и создания со­временной картины мира, способной соединить объективность виде­ния с ценностными оценками.

Это вплотную подводит к идее эволюции Вселенной. В полной мере эта идея была осознана в середине XX в. Надо отметить, что она чужда самому духу ньютоновской физики, которая по своему логическому строю скорее физика бытия, чем физика становле­ния.

На нынешнем этапе развития физической космологии на пе­редний план выдвигается задача воссоздания сценария образова­ния крупномасштабной структуры Вселенной, от самого начала и вплоть до наших дней. Иными словами, она должна включать в себя не только картину возникновения и эволюции галактик, но и звезд, планет и органической жизни.

Каковы же хронологические рамки полной космогонической теории? Космологи обычно делят эволюцию космической материи от момента «Большого Взрыва» по настоящее время на четыре периода, условно именуемые «планковским», «квантовым», «адронным» и «обычным». Каждый из этих периодов охватывает определенные, физически значимые фрагменты космологической шкалы времени, разнящиеся на целых двадцать порядков: 1) от нуля (время, соответствующее моменту «Большого Взрыва») до 10-43 сек занимает «планковский» период; 2) от 10-43 до 10-23 сек — «квантовый»; 3) 10-23 до 10-3 сек — «адронный»; 4) от 10-3 до 1017 сек — «обычный». Последний хронологический рубеж отделяет настоящее от будущего.

На 10-43 сек жизни Вселенной ее плотность была равна 1094 г/см3, а ее радиус составлял порядка 10-33 см. Следующая узловая точка в траектории эволюции космической материи обо­значена цифрой 10-36 сек. Пространственно-временная дистанция между этими двумя математическими величинами наполнена мик­рофизическими событиями поистине вселенского значения. Плот­ность вещества в этот промежуток времени падает, тогда как плот­ность вакуума остается неизменной. Это привело к резкому изме­нению физической ситуации уже спустя 10-35 сек после «Большо­го Взрыва». Плотность вакуума сначала сравнивается, а затем, через несколько мгновений космического времени становится боль­ше плотности вещества. Тогда дает о себе знать гравитационный эффект вакуума — его силы отталкивания берут верх над силами тяготения обычной материи. Вселенная начинает расширяться в чрезвычайно быстром темпе и в течение всего лишь 10-32 доли секунды достигает огромных размеров, превышающих на много порядков размеры ныне наблюдаемой части Вселенной.

Однако этот космологический процесс ограничен во времени и пространстве. Вселенная, подобно любому расширяющемуся газу, сначала быстро остывает и уже в районе 10-33 сек после «Большого Взрыва» сильно переохлаждается. В результате этого косми­ческого похолодания Вселенная от одной фазы эволюции перехо­дит в другую. Если быть более точным, речь идет о фазовом переходе первого рода — скачкообразном изменении внутренней структуры космической материи и всех связанных с ней характеристик и свойств.

На завершающей стадии этого космического фазового перехода весь энергетический запас вакуума превращается в тепловую энергию обычной материи, а в итоге вселенская плазма вновь по­догревается до первоначальной температуры. На этом этапе эво­люции Вселенной космическая материя, состоящая преимущест­венно из квантов излучения, движется в нормальном замедленном темпе. Самым необычным в космической картине эволюции моло­дой Вселенной оказывается принципиальная возможность резкой смены одних ее состояний другими, сопровождающаяся глубоки­ми качественными изменениями в физической структуре косми­ческой материи. Взглянув сквозь призму новых физических пред­ставлений в далекое прошлое Вселенной, ученые обнаружили, что космическая материя могла находиться в качественно различных фазах, при которых ее свойства существенно разнились. Напри­мер, одна и та же частица могла иметь массу в одной фазе и быть безмассовой в другой.

В последнее время рядом ученых сформулирована вакуумная модель мира, исходя из которой вакуум может порождать множе­ство миров. В качестве наглядного образа можно использовать картину кипящего вакуума, на поверхности которого возникают «пузыри» физических Вселенных, в одной из которых живем мы с вами. Этим самым признается возможность множественности параллельных миров.

Возвращаясь, однако, к этапам эволюции Вселенной, отметим закономерность формирования из элементарных частиц легких атомных ядер (гелий-4 и дейтерий). Далее происходит формиро­вание плазмы, состоящей из горячей смеси фотонов, нейтронов и небольшого количества разряженного ионизированного газа. С наступлением следующего этапа возникают атомы и на заключи­тельном этапе происходит формирование крупномасштабной струк­туры Вселенной. Именно в этот период истории космоса происхо­дит постепенное сгущение и последующее превращение первично­го, все еще достаточно горячего вещества в галактики и их скопле­ния.

Космогонический механизм этого общевселенского процесса еще не выяснен, однако ныне ученые значительно продвинулись в понимании естественных путей формирования химических элемен­тов и состоящих из них веществ. Для нас же важно подчеркнуть другое. Идея эволюции вошла в плоть и кровь современной астро­физики и космологии. Принцип развития стал неотъемлемой час­тью современного стиля мышления в этих науках – ведущих от­раслях новейшего естествознания, имеющих огромное мировоз­зренческое значение. Именно данные астрофизики и космологии в последние годы доказали эволюционный характер Вселенной. Современному положению вещей наиболее адекватна мысль, вос­ходящая к Гераклиту, возрожденная затем Кантом, об изменчи­вости Вселенной как целого. Здесь имеется в виду один сущест­венный терминологический нюанс, на который далеко не всегда обращают должное внимание. Три термина «вся Вселенная», «Все­ленная в целом» и «Вселенная как целое» логически не эквива­лентны. Первый обозначает все части Вселенной безотносительно к целому. Второй — целое безотносительно к частям. Третий все части Вселенной в их внутреннем отношении к целому. Говоря об эволюции космоса, имеется в виду Вселенная как целое. Все уровни структурной организации Вселенной в отдельности и сама Вселенная в целом вовлечены в соответствующие эволюционные процессы, которые к тому же генетически и функционально свя­заны и взаимообусловлены. И именно благодаря идее глобально­го эволюционизма Вселенной она предстает высокоорганизован­ной системой систем, спаянных едиными закономерностями и функ­ционирования, и развития.