Тайны пространства и времени - Комаров Виктор Ноевич (читаем книги онлайн бесплатно TXT) 📗
Развитие квантовой хромодинамики позволило значительно расширить существовавшие ранее представления о глубинных свойствах материи и приступить к созданию единой теории, объединяющей все известные элементарные частицы. Суть ее состоит в том, что основные физические взаимодействия – слабое, электромагнитное, сильное и гравитационное – проявляются как разные только при сравнительно небольших энергиях, а при достаточно высоких энергиях они сливаются, объединяются.
Вообще для современной теоретической физики характерно стремление к обобщениям – к тому, чтобы обнаружить скрытое сходство в, казалось бы, разнородных явлениях.
В расширяющейся Вселенной
Конец XX столетия ознаменовался весьма важными открытиями и теоретическими разработками в области астрономии и астрофизики.
Как известно, мы живем в расширяющейся Вселенной. Все окружающие нас скопления галактик взаимно удаляются. Впервые на это обстоятельство указал ленинградский математик А. Фридман, обнаруживший в уравнениях ОТО нестационарное решение, не замеченное Эйнштейном. В дальнейшем этот теоретический вывод был подтвержден открытием так называемого красного смещения в излучении галактик, которое свидетельствовало об удалении этих источников излучения.
Еще спустя некоторое время была разработана теория «горячей расширяющейся Вселенной», согласно которой она образовалась в результате «Большого взрыва» первоначального необычайно плотного сгустка космического вещества – своеобразного «первоатома». Эта теория долгое время считалась общепринятой, но затем обнаружился ряд обстоятельств, которые она объяснить не смогла.
Тогда возникла еще одна, как бы «дополнительная» теория, относящаяся к самому начальному этапу формирования Вселенной и способная преодолеть возникшие трудности. Более подробно мы познакомимся с этой теорией несколько позже, поскольку она имеет непосредственное отношение к распределению материи в пространстве мироздания.
И даже самый интригующий вопрос: что заставило материю нашей Вселенной формироваться именно в звездные системы – галактики? – не считается в наши дни бесперспективным.
Таковы главные события, характеризующие постнеклассический этап развития физики и астрофизики в XX столетии. Вполне естественно, что они внесли немало нового и в научную картину мира и в соответствующий этой картине стиль научного мышления.
«Знание о незнании»
В последние годы в произведениях научно-популярной, научно-художественной и научно-фантастической литературы часто встречаются такие слова как «загадка», «тайна», «неизвестное», «неведомое» и им подобные. И это не случайно. Дело не только в том, чтобы привлечь внимание читателей к этим книгам. А в том, что по существу процесс научного исследования представляет собой не что иное, как своеобразный увлекательный детектив, цель которого – раскрытие тайн природы.
Такая цель не может не увлекать и тех людей, которые непосредственно участвуют в научных исследованиях, и тех, кто интересуется достижениями и проблемами современной науки.
Способность познавать окружающий мир, раскрывать причины явлений и закономерные связи и зависимости между ними – одна их удивительнейших способностей человека! Благодаря ей он открыл фундаментальные законы мироздания, проник в целый ряд сокровенных тайн строения материи, в загадочные глубины микромира. Полученные знания помогли людям буквально из земли, воды и воздуха создать впечатляющий мир техники – машины, станки, самолеты, космические ракеты, межпланетные корабли, орбитальные станции… Приступив к успешному освоению космоса, человечество превратилось в космическую цивилизацию!
Естествознание XX столетия, в особенности его второй половины, вышло на принципиально новые рубежи. Напрашивается одно любопытное сравнение. Современные психологи считают, что так называемый биологический возраст того или иного человека определяется не столько числом фактически прожитых лет, сколько количеством тех жизненно важных проблем, которые ему еще предстоит решить! Человек, который уже не ставит перед собой никаких задач, которому уже нечего в этом мире совершить, очень быстро из него уходит.
То же относится и к науке. Если не остается больше никаких проблем, если получен ответ на «последний вопрос» и не возникает новых – значит, наука исчерпала себя, значит, она обречена, не способна развиваться дальше!
Но, судя по всему, современной науке это не угрожает. Опыт показывает, что каждая решенная научная проблема, как правило, порождает несколько новых. Это своеобразная лавина, цепная реакция. И «берутся» эти вопросы не «с потолка», они возникают вместе с новым знанием, вырастают из него. Иными словами, у науки есть своя собственная «логическая последовательность». Новые проблемы не могут возникнуть до того, как наука не достигнет определенного уровня понимания явлений в той или иной области.
Например, вопрос о том, какие силы удерживают частицы в ядрах атомов, не мог появиться до того, как стало известно, что атом представляет собой сложное образование, которое состоит из положительно заряженного ядра, обладающего определенной внутренней структурой, и существующей вокруг него электронной оболочки.
Однако для того, чтобы правильно сформулировать очередные научные задачи, необходимо не только владеть определенной суммой уже достигнутых знаний, но и понимать закономерности развития науки и перспективы ее дальнейшего развития в данной области, ее реальные возможности. Не случайно народная мудрость утверждает, что порой об уме и способностях человека легче судить по его вопросам, нежели по его ответам.
У известного американского писателя Роберта Шекли есть весьма интересный научно-фантастический рассказ «Задать вопрос». Некая могущественная цивилизация, обитавшая в нашей Галактике, оставила после себя на специально избранной для этого планете своеобразное устройство – универсальный Ответчик, обладающий всей полнотой знаний о материи и природе вещей.
Однажды двое ученых – одного из них занимали проблемы астрофизики, а другого волновал вопрос о сущности жизни и смерти – отправились на поиски Ответчика и нашли его.
Однако ни на один из заданных вопросов они не получили ответа. Не получили потому, что Ответчик мог отвечать только на правильно сформулированные вопросы. То есть на такие вопросы, в которых уже содержится значительная часть ответа.
В процессе изучения окружающего нас мира неизбежно возникают новые научные вопросы, которые требуют ответа, задачи, которые надо решить. Цель науки – проникновение в неизвестное. Но каждая поставленная научная проблема – это уже не просто «незнание», а своеобразное «знание о незнании».
Иначе говоря, существует два типа знания. Одно – основное, то, которое уже «добыто», зафиксировано, сформулировано в виде законов науки, математически осмыслено и уже служит людям. И второе – проблемы, которые уже осмыслены, но им еще не найдено верных решений. Не случайно говорят, что правильно сформулировать новую научную проблему – значит преодолеть как минимум половину пути к ее решению! Ведь новые научные проблемы возникают не на пустом месте, а на основе уже достигнутого знания. И в то же время сами по себе они – шаг в незнаемое.
«Уметь правильно поставить проблему, – говорил известный советский философ П.В. Копнин, – вывести ее из предметного знания – это значит наполовину решить ее».
Великий датский физик Нильс Бор считал, что проблемы важнее решений: решения могут устареть, а проблемы остаются. А выдающийся советский физик-теоретик Л.Д. Ландау придавал первостепенное значение методам исследования. Метод важнее открытия, утверждал он, ибо правильный метод исследования рано или поздно приведет к новым, еще более выдающимся открытиям.
«Познание – это дорога без финиша», – говорил, как мы уже отмечали, академик Г.И. Наан.
