Миронов В.В. Современные философские проблемы естественных_ технических и социогуманитарных наук (2006) (1184475), страница 44
Текст из файла (страница 44)
Точка зрения о рождении всей Вселенной из сингулярности, в начальный момент времени пользовалась у физиков и космологов наибольшим признанием. Вопрос о том, что было «до» сингулярности, многими из них считался бессмысленным, поскольку время, как считал еше Августин, должно было возникнуп, вместе со Вселенной. Лишь немногие исследователи осторожно высказывались в том смысле, что на этот вопрос в настоящее время нет разумного физического ответа. Некоторые космологи придерживались осциллируюшей модели Вселенной. Крупным вкладом в развитие фридмановской исследовательской программы стало создание ГА. Гамовым теории горячей Вселенной (1948 — 195б). Она разрабатывалась затем многими космологами.
Любопытно, что эта теория легла в основу космологического применения тех исследований, которые привели к созданито атомной бомбы. Используя локально-Физическое знание, полученное в земных лабораториях, Гамов предположил, что оно может быть экстраполировано и на условия ранней Вселенной. Таким образом, им был фактически использован принцип актуализма, который, в свою очередь, основывался на принципе единообразия Вселенной, ее однородности во времени.
На основе своей теории Гамов сделал вюкнейшее предсказание, распространив принцип единообразия на эволюцию Вселенной начиная с Большого взрыва. Он пришел к выводу, что Вселенная на ранней стадии эволюции была необычайно горячей. Из теории Гамова вытекало существование в современной Вселенной микроволнового фона радиоизлучения с очень низкой температурой — около 5оК.
Сам Гамов, однако, считал, что это излучение не может быть обнаружено, поскольку оно «тонет» в излучении звезд и других космических объектов. Теория Гамова сначала была принята более чем сдержанно. Как отметил С. Вайнберг, в основе этой сдержанности лежали социально-психологические факторы. По его словам, «первые три минуты столь удалены от нас по времени, условия на температуру и плотность так незнакомы, что мы стесняемся применять наши обычные теории статистической механики н ядерной физики»'. Подобное признание самим естествоиспытателем важности, даже приоритета социально-психологических факторов в оценке теоретической схемы встречается крайне редко.
Оно не вуалируется ссылками на конкретные затруднения рассматриваемой теории (эмпирические и теоретические), а выделяется в качестве самостоя- ' Вайнберг С. Первые три минуты. Современный взгляд на происхождение Вселенной. М.,!981. 159 2.2. Философские проблемы асгрономии и космологии тельного момента. Конечно, в известной мере эти факторы связаны н с определенными эпистемологическими соображениями, вытекающими из специфических для космологии условий познания, в частности необходимости экстремальных по своим масштабам экстраполяций.
А.Г Дорошкевич и И.Д. Новиков предсказали принципиальную возможность наблюдения космического фонового излучения, существование которого вытекало из теории Гамова. Оказалось, что фоновое излучение в узком участке спектра должно четко отделяться от суммарного излучения других источников и может быть обнаружено средствами радиоастрономии. К сожалению, эта работа осталась незамеченной.
Реликтовое излучение с температурой 2,7оК было открыто случайно. Оно стало «решающим экспериментом» для выбора между фридмановской космологией и ее нефридмановскими альтернативами (теории Ф. Хойла, Г Бонди и Т. Голда, Х. Альвена и др.). Как известно, большинство философов науки к гюнятию «решающий эксперимент» относятся скептически. Идея подобного эксперимента основана на существовании асимметрии между верификацией и фальсификацией, о которой давно уже говорят критически, и недостаточно согласуется с характером теоретического знания'. Терпяшую крушение гипотезу в рамках гипотетико-дедуктивной системы всегда можно видоизменить таким образом, что она окажется в согласии с новым экспериментом или наблюдением.
В этих совершенно справедливых соображениях не учитываются, однако, социально-психологические мотивы, которые играют в науке большую роль, но часто «выносятся за скобки» в эпистемологических исследованиях. Ту же картину можно обнаружить и при анализе современной космологии в связи с открытием микроволнового фонового излучения, которое справедливо рассматривается как одно из самых выдающихся научных достижений ХХ в. Р Пензиас и Р Уилсон получили за него Нобелевскую премию.
Открытие микроволнового фонового излучения стало крупнейшей сенсацией не только в космологии, но и далеко за пределами науки, как один из вызванных научными исследованиями «социокультурных взрывов». С одной стороны, очень многие увидели в этом открытии прямое подтверждение мировоззренческих идей о «сотворении мира».
С другой— противники идеи «сотворения мира», например Х. Альвен, считали, что именно подобные мировоззренческие интерпретации заставляют искать альтернативные объяснения реликтового излучения. Но его мнение было заглушено энтузиастами, которые увидели в открытии Пензиаса и Уилсона прямое подтверждение теории горячей Вселенной и фридмановской космологии в целом (не обязательно связывая эволюцию Вселенной с ' Условия возможности решагошего эксперимента смэ Мамчур ЕА. Проблемы социокультурной летерминапии научного познания. М., 1937.
С. 49 — 55. 1бО 2. Философскис проблеМы естествознания влиянием трансцендентных сил). По словам Я.Б. Зельдовича и И.Д. Новикова, втеория горячей Вселенной как теория огромного этапа эволюции Вселенной в настоящее время установлена окончательно»'. Что же касается альтернативных объяснений реликтового излучения (довольно искусственных), то отношение к ним научного сообщества стало почти безразличным. Обсуждались они мало и как-то неохопю. Слишком большим оказалось буквально шоковое воздействие, которое произвело открытие реликтового излучения. В этом смысле открытие реликтового излучения вполне можно рассматривать как своего рода врешающий эксперименты Консчно, он не обладал никакой логической принудительностью, а скорее имел сильнейший психологический эффект, предопределивший почти мгновенный выбор одной из конкурирующих между собой теорий. (Даже сели в чисто когнитивном плане можно было продолжать защиту нефридмановских космологий.) Именно такой эффект обычно н вызывают вес наиболее выдающиеся открытия в науке.
Тсория расширяющейся горячей Вселенной была исключительно эффективной исследовательской программой. Она позволила решить ряд проблем, относящихся к структуре и эволюции нашей Метагалактики. Вместе с тем эта теория сама столкнулась с рядом серьезных проблем.
Существует впечатляющий персчснь более десятка проблем, с которыми теория Фридмана не смогла справиться. Вот лишь некоторыс из них; 1) проблема плоскоспюсти (или пространственной евклидовости) Вселенной: близость кривизны пространства к нулевому значению, что на порядки отличается от «теоретических ожиданийь; 2) проблема размеров Вселенной: естественнее с ~очки зрения теории было бы ожидать, что наша Вселенная содержит не более нескольких элементарных частиц, а не 10зз по современной оценке — сше одно огромное расхождение теоретических ожиданий с наблюдениями(!); 3) проблема горизонта: достаточно удаленные точки в нашей Вселенной еше не успсли провзаимодействовать и не могут иметь общие параметры (такие, как плотность, температура, и др.), Но наша Вселенная, Метагалактика, в больших масштабах оказывается удивительно однородной, несмотря на невозможность причинных связей между се удаленными областями.
В космологии возникло общее понимание, что вблизи «начала» решающую роль начинают играть квантовые эффекты. Отсюда следовало, что необходима дальнейшая трансляция новых знаний из физики элементарных частиц и квантовой теории поля. Обсуждение космологических проблем на уровне НКМ привело к интереснейшим выводам.
Были выдвинуты два фундаментальных принципа, которые вызвали ° прогрессивный сдвиг» в космологии. ' Зельдович Я.Б., новиков Илт. Строение и злолюпия Всвлсннои. М., 1975. С. Ы9. !61 2.2. Философские проблемы астрономии и космологии !. Принцип квантового рождения Вселенной. Космологическая сингулирность является неустранимой чертой концептуальной структуры псквантовой космологии.
Но в квантовой космологии — это лишь грубое приближение, которое должно быть заменено понятием спонтанной флуктуации вакуума. 2. Принцип раздувания, согласно которому вскоре после начала расширения Вселенной произошел процесс ее экспоненциального раздувания. Он длился около 1О-за с, но за это время раздувающаяся область лолжна достигнуть, по выражению А.Д. Линде, «невообразимых размеровто Согласно некоторым моделям раздувания, масштаб Вселенной (в см) постигнет 10 в степени 1О'2, те. величин, на много порядков превышающих расстояния до самых удаленнгях объектов наблюдаемой Вселенной. Первый вариант раздувания был рассмотрен А.А.Старобинским в !979 г., затем последовательно появились три сценария раздувающейся Вселенной; сценарий А.
Гуса (1981), так называемый новый сценарий (А.Д. Линде, А. Альбрехт, П.Дж. Стейнхадт, 1982), сценарий хаотического раздувания (А.Д. Линде, 1986). Сценарий хаотического раздувания исходи~ из того, что механизм, порождающий быстрое раздувание ранней Вселенной, обусловлен скалярными полями, играющими ключевую роль как в физике элементарных частиц, так и в космологии. Скалярные поля в ранней Вселенной могут принимать произвольные значения; отсюда и название — хаотическое раздувание'.
Раздувание объясняет многие свойства Вселенной, которые создавали неразрешимые проблемы для Фридмановской космологии. Например, причиной расширения Вселенной является действие антигравитационных сил в вакууме. Согласно инфляционной космологии, Вселенная должна быть плоской. Линде даже рассматривает этот факт как предсказание инфляционной космологии, подтверждаемое наблюдениями. Не составляет проблемы и синхронизация поведения удаленных областей Вселенной. Теория раздувающейся Вселенной существенно иначе, чем фридмановская, рассматривает процессы космической эволюции.
Наша минивселенная, Метагалактика, возникла из вакуумной «пены». Следовательно, «до» начала расширения Метагалактики был вакуум, который современная наука считает одной нз физических форм материи. Тем самым понятие «сотворение мира», один раз встречающееся в текстах Фридмана и бесчисленное множество раз — в теологических, философских, да и собственно космологических сочинениях на протяжении большей части ХХ в., оказывается не более чем метафорой, не вытекающей из существа инфляционной космологии. Метавселенная, согласно теории, может вообще оказаться стационарной, хотя эволюция входящих в нее минивселенных описывается теорией Большого взрыва.
! Слк..7илде ДЛ Физика ел«ментарных частиц и инфляционная космология. М., !990. 162 2. Философские проблемм естествознания Хорошо известно, что современная физика отнюдь не рассматривает физический вакуум как пустоту. Это еще одна (наряду с веществом и полем) 4изииеская 4орма материи. Согласно квантовой теории поля, вакуум представляет собой невозбужденное состояние квантовых полей различных типов, которым отвечает минимальная энергия поля и отсутствие реальных частиц. Частицы вещества, согласно квантовой теории поля, — это «возбуждения» вакуума. Но вакуум буквально кишит виртуальными частицами, время существования которых определяется принципом неопределенности Гейзенберга.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
