Федор Константинов - Диалектика природы и естествознания

• Название: Диалектика природы и естествознания
• Автор: Федор Константинов
• Издательство: Мысль
• Жанр: Философия
• Год: 1983

В третьем томе рассматривается диалектика природных процессов и ее отражение в современном естествознании, анализируются различные формы движения материи, единство и многообразие связей природного мира, уровни его детерминации и организации и их критерии. Раскрывается процесс отображения объективных законов диалектики средствами и методами конкретных наук (математики, физики, химии, геологии, астрономии, кибернетики, биологии, генетики, физиологии, медицины, социологии). Рассматривая проблему становления человека и его сознания, авторы непосредственно подводят читателя к диалектике социальных процессов.

---

Глава IV. ДИАЛЕКТИКА РАЗВИТИЯ АСТРОНОМИИ

1. Эволюция астрономических объектов

Астрономия была одной из тех наук о природе, которые в период возникновения диалектического материализма подтвердили его выводы о характере развития природы во времени. В связи с этим Ф. Энгельс отмечал, что после появления космогонической гипотезы Канта «Земля и вся солнечная система предстали как нечто ставшее во времени» и начало зарождаться понимание того, что «природа не просто существует, а находится в процессе становления и исчезновения»[93]. Однако показать диалектику развития астрономических объектов во Вселенной даже в астрономии XX в. — задача не из легких: многие особенности в развитии объектов во Вселенной еще не выяснены наукой.

Вместе с тем наблюдательная и теоретическая астрономия XX в. уже располагают обширным материалом, относящимся к образованию, структуре и эволюции отдельных ее объектов; опираясь на диалектику, можно вскрыть некоторые основные черты, моменты, заметить тенденции и определенные закономерности в образовании и эволюции планетной системы, а также в возникновении и развитии галактик.

В процессе астрономического познания человек никогда не имеет дела со всей бесконечной Вселенной, а лишь с более или менее ограниченной ее частью — астрономическим объектом (объектами). Материальный объект здесь является «клеточкой», исходным пунктом астрономического и философского исследования. Философия исследует астрономические объекты в их развитии с целью выделения в них универсальных характеристик, в то время как астрономия рассматривает с точки зрения особенного содержания, их специфических черт. В этом состоит объективная основа взаимосвязи философии и астрономии, хотя конкретный механизм их взаимодействия нуждается в дальнейшем анализе.

Раскрытие законов развития астрономических объектов представляет собой главную трудность этой науки. Современная астрономия рассматривает свои объекты не только в их стационарном, но и в нестационарном состояниях, в развитии. Поэтому, рассматривая эволюцию материи, необходимо анализировать как законы функционирования, так и законы развития. Законы строения и функционирования позволяют отражать моменты покоя и устойчивости в движении астрономических объектов, а законы развития выражают изменчивость их, необратимость, направленность происходящих в космосе изменений.

Принцип развития в астрономии мы рассмотрим в двух планах: а) в плане диалектики развития астрономических объектов и б) в плане диалектики развития астрономического знания. Каждой стадии развития объектов соответствует своя теория, а последовательности усложняющихся объектов (звезды и их системы — галактики и их системы) соответствует последовательность усложняющихся теорий, развитию астрономических объектов соответствует развитие астрономического знания. Но вследствие относительной самостоятельности развития познания и знания (они обусловлены предыдущим знанием, а также уровнем развития практики соответствующей эпохи, характером деятельности отдельных исследователей) астрономическое знание развивалось не всегда соответственно этапам развития астрономических объектов.

С XVI по начало XX в. ученые изучали местонахождение и происхождение звезд, в том числе и Солнца, оперируя масштабами расстояний в миллиарды световых лет. Они наблюдали космос далеко за пределами орбит планет и обнаружили множество звезд и галактик, сосредоточенных во Вселенной. Новые открытия в современной астрономии дополнили эту картину представлениями о взрывающихся галактиках и квазарах, черных и белых «дырах» эволюционирующей Вселенной.

Прежняя упорядоченная Вселенная, представлявшаяся древним и средневековым наблюдателям планетной системой, в центре которой находится Земля, а в послекоперниковский период — Солнце, превратилась в полный динамизма мир различных эволюционных процессов, а также продуктов дезинтеграции и распада больших космических систем. Современную астрономию интересует в первую очередь эволюция окружающего нас мира — от Вселенной в целом до отдельных звезд, которые входят в состав еще более крупных образований — галактик, образующих скопления. В 80-е годы XX в. все более отчетливо стали вырисовываться две концепции — «горячей» и «холодной» Вселенной. В первой развитие Вселенной связывается со взрывами, очень высокими температурами, космическими лучами больших энергий, необычными турбулентными взрывчатыми лавами в галактиках, новыми типами горячих (молодых) галактик. Основные достижения в астрономии XX в. связаны с теорией «горячей» Вселенной.

Рассмотрение диалектики становления Вселенной, вопроса об основных стадиях развивающихся астрономических объектов необходимо начать с исследования наиболее общего космологического объекта — Вселенной в целом, поскольку эволюция и звезд и галактик определяется в конечном счете эволюцией Вселенной. Астрофизики наблюдаемую с помощью приборов область Вселенной называют метагалактикой, а физики — мегамиром, подчеркивая тем самым ее качественное отличие от тех областей природы, которые изучаются различными разделами современной физики, от макро- и микромира[94]. Нестационарность метагалактики, ее расширение свидетельствует об определенной эволюции наблюдаемой области Вселенной.

Результаты исследования метагалактики, ее пространственно-временных (хроногеометрических) и причинностных (импульсно-энергетических) аспектов в рамках однородной модели Вселенной показывают:

1. Космическая материя в пространстве метагалактики распределена по различным структурным образованиям: звездам, галактикам и скоплениям галактик — «сверхгалактикам».

2. В больших масштабах плотность галактик и сверхгалактик, а следовательно, усредненная по всему объему метагалактики плотность вещества везде одинакова: метагалактика в среднем однородна.

3. Метагалактика не только однородна, но и изотропна, т. е. свойства ее объектов не зависят от направления в пространстве. На это указывает однородность реликтового излучения.

4. Метагалактика нестационарна: скопления галактик «разбегаются». При этом скорости «разбегания» пропорциональны расстояниям между галактиками, и это соотношение носит линейный характер (закон Хаббла).

5. «Искривленный» характер пространственно-временной структуры метагалактики выявляется не только в отдельных частях вблизи тяготеющих масс звезд или галактик (локальные искривления), но и в глобальном масштабе мегамира.

6. В далеком прошлом метагалактика представляла собой образование огромной плотности и в результате «большого взрыва» разогрелась до очень высокой температуры (сингулярность). В этом, в частности, убеждает реликтовое излучение, представляющее собой остаток от очень «горячей» и мощной радиации, характерной для метагалактики на начальных этапах ее возникновения и эволюции.

Причины расширения наблюдаемой части Вселенной не выяснены. Существует мнение, что раз в современной метагалактике отсутствуют значительные концентрации массы материи в каком-нибудь выделенном участке, то метагалактика в целом находится в настоящее время в состоянии инерционного расширения[95].

Исходя из этой концепции, а также опираясь на диалектический принцип развития в исследованиях проблем астрономии, можно теоретически выделить несколько последовательных стадий развития Вселенной: а) досингулярная Вселенная; б) сингулярная Вселенная; в) расширяющаяся или сжимающаяся Вселенная; г) коллапсирующая Вселенная.

Конкретное изучение определенных стадий в эволюции Вселенной ведется в релятивистской космологии, общей теории относительности, в различных вариантах и подходах ныне создающейся квантовой теории гравитации и квантовой космологии. Достаточно полный учет разнообразных астрофизических процессов, протекающих на всех стадиях развития Вселенной, возможен в так называемой квантово-релятивистской космологии, основные принципы и физико-математический аппарат которой создаются в настоящее время[96].

Выяснение прошлого Вселенной не на каком-то отрезке времени, а в целом составляет «вопрос вопросов» современной космологии и внегалактической астрономии[97]. Выявление эвристического значения важнейшего принципа диалектики — принципа развития позволяет в наиболее полном виде понять диалектику эволюции астрономических объектов. Разработка с помощью общей теории относительности концепции расширяющейся, эволюционирующей Вселенной Фридмана — Леметра еще раз показала действенность этого принципа.

Первой космологической моделью, которая возникла в рамках общей теории относительности, была стационарная модель Вселенной, разработанная в 1917 г. А. Эйнштейном. В этой модели метрика пространства-времени рассматривалась как не зависящая от времени, и теория не учитывала эволюцию материи. В 1922 г. советский физик А. Фридман предложил нестационарную модель, в которой метрика пространства-времени изменялась. Так возникла теория нестационарной вселенной, которая была подтверждена экспериментально американским астрономом Хабблом. В 1929 г. он открыл явление «красного смещения», которое означало, что скорость движения удаленных галактик прямо пропорциональна расстоянию до них. Согласно теории расширяющейся однородной модели, на первых этапах после «большого взрыва» в развитии Вселенной образовались атомы легких элементов (водород и гелий), затем — звезды и галактики с атомами более тяжелых элементов, планетные системы и, наконец, на некоторых из них создались условия для возникновения живых организмов. Число таких сверхплотных участков (особых точек) в эволюции Вселенной может быть бесконечно велико. В этом случае периоды ее расширения от некоторого сверхплотного вещества (протоатома) сменяются периодами сжатия («красное смещение» сменяется «фиолетовым») — так возникает пульсирующая модель Вселенной.