Научная картина мира

 Мироздание стационарно (лат. stationarius - неподвижный), утверждали ученые Нового времени. Оно, конечно же, в каких-то деталях и частностях может немного меняться, но, по крупному счету, оно всегда пребывает в одном и том же состоянии. А если оно неизменно, значит, возможно нарисовать полную и законченную научную картину мира, к которой нечего будет добавить, и в которой нечего будет исправлять. Не меняется мир, не меняются и научные представления о нем. Надо только до конца открыть и исчерпать все механические законы, по которым устроена и существует Вселенная. А поскольку законов этих не так уж много, то получение окончательного знания о мире и обретение полной истины - не за горами, считали представители классического естествознания. Оно еще и потому называется классическим, что считало свои знания о мире исчерпывающими, а научную картину его - завершенной, нарисованной до конца.

Вспомним, первую или древнюю картину мира мы сравнивали с живописным полотном. Античный мир рисовал ее с большой долей выдумки и фантазии, поэтому она являлась прекрасной и завораживающей, но сходство с реальностью было минимальным. Так и художник, создавая свою композицию, более стремится выразить в ней свои мысли и чувства, а не - с точностью воспроизвести изображаемый им объект. Его произведение поэтому получается красивым, но зачастую в очень малой степени сходным с реальностью. Если продолжить наше сравнение, то вторую или ньютоновскую механистическую картину мира можно уподобить черно-белой фотографии: сходство с реальностью стало в сотни раз более высоким, однако все краски и оттенки исчезли, появилась какая-то скучная безжизненность, неинтересная статичность (то есть - неподвижность). Фотография, конечно же, точно воспроизводит объект, но, как уже говорилось, достаточно часто мы ей предпочитаем красочный рисунок.

1.5 Деизм

Отказавшись от древних представлений о пантеистической силе, растворенной в мире, наука Нового времени стала рассматривать его в качестве огромного механизма, а мировое совершенство - объяснять неизменными законами, действующими во Вселенной. Однако при таком взгляде на мироздание естественно возникает вопрос - откуда взялись эти законы, почему они именно такие, а не другие, в силу чего они неизменны. И вообще - каким образом появился грандиозный механизм мира, что было его причиной? Не мог же он возникнуть из ничего. Ведь если он существует, значит откуда-то он взялся, так как все, что существует происходит из какой-либо предшествующей причины. Естествознание Нового времени не могло не отвечать на вопрос о происхождении мира. Но отвечало оно на него очень кратко, формально, - более для того, чтобы отделаться от этого вопроса, а не для того, чтобы действительно решать его.

Таким ответом был деизм (лат. deus - Бог). Это представление, по которому мир создан Богом. Однако после создания грандиозного мирового механизма и наделения его всеми необходимыми законами, говорят деисты, Бог самоустранился. Мир существует, с точки зрения деизма, сам по себе, он управляется своими естественными законами, а Бога после его самоустранения нигде, никак и никогда нет, и не может быть. Да и зачем он нужен миру, если механические законы вечны, неизменны и всегда будут поддерживать мироздание в одном и том же состоянии. Мир, управляемый этими законами самодостаточен, то есть - для его существования никто и ничто не требуется. Это в Средние века считалось, что материальный, физический мир без ежесекундного контроля потустороннего, или внешнего по отношению к нему Бога рассыплется в прах, превратится в Хаос, поэтому Бог постоянно держит в своих руках несовершенное мироздание, не позволяя ему погибнуть. Но если мир - это совершенный и безупречный механизм, как считалось в Новое время, тогда его не надо контролировать и оберегать. Точно так же, как и часовой механизм, он работает сам по себе точно и безупречно безо всякого вмешательства “часовщика” - Бога.

Причем вселенческий механизм не может сломаться или испортиться, или дать хоть малейший какой-нибудь сбой, потому что он создан совершенным Богом, и поэтому - навеки совершенен. В деизме Бог представляет собой полную противоположность теистическому пониманию божества. Теизм (греч. theos - Бог) - это такое представление о Боге, по которому он является надприродной всемогущей личностью, Творцом мироздания. Все начинается с него и им заканчивается. Он находится в центре наших мыслей и чувств, в центре нашего внимания, незримо присутствуя во всем, что нас окружает и руководя всем, что мы делаем. И, наоборот, в деизме Бог превращается в формальную безличную первопричину мира, исходную точку существования, после декларации (то есть - после заявления) которой мы напрочь о нем забываем и далее интересуемся только естественным миром и его законами, а не причиной его появления. Понятие о Боге нужно деизму только для того чтобы один раз ответить на один единственный вопрос: “Откуда взялся мир?” “Создан Богом” - отвечает деизм и навсегда забывает о Боге, идея которого деизму, как видим, фактически не нужна. Следовательно, возможно утверждать, что в деизме почти нет Бога, и поэтому данное воззрение очень близко к атеизму - представлению, по которому Бога вообще нигде, никак и никогда нет.

История донесла до нас эпизод из беседы Наполеона с известным французским астрономом и математиком 18 в. Пьером Лапласом. “Почему в своих сочинениях, - спросил его Наполеон, - вы ни в одном месте не упоминаете о Боге?” “Я не нуждался в этой гипотезе”, - гордо ответил ученый. Слова Лапласа можно понимать так. Если для объяснения мира мне потребовалось бы представление о сверхъестественном и всемогущем существе, если я никак не смог бы объяснить мироздание без этого представления, тогда, конечно же, мне пришлось бы говорить о Боге. Но если я вполне могу описать мир одними только естественными причинами, если я в состоянии постичь происходящее без ссылки на высшие и таинственные силы, якобы управляющие мирозданием, тогда представление о Боге мне совсем ни к чему. Приблизительно то же самое утверждал деизм, все дальше уводя человеческую мысль от бездоказательной веры, умозрительных утверждений, фантазий и вымыслов, заставляя ее экспериментировать и доказывать.

2. Основные черты эйнштейновской научной картины мира

На рубеже прошлого и нынешнего столетий произошла третья в истории человечества научная революция. Просуществовав около трех столетий и добившись огромных научных результатов, классическое естествознание исчерпало свои возможности и уступило место третьей научной картине мира, которая стала называться неклассической, или современной, или эйнштейновской – по имени ее наиболее выдающегося представителя – знаменитого ученого 20 в. Альберта Эйнштейна.

Если характерной чертой первой научной картины мира был геоцентризм, а второй – гелиоцентризм, то одной из важных особенностей третьей научной картины мира стал релятивизм (латинское слово “relativus¹ переводится как “относительный”) – представление, по которому ни Земля, ни Солнце, ни какой-либо другой объект не может быть центром Вселенной, потому что у нее вообще нет центра; а вернее таким центром можно считать любую точку, только этот центр будет условным, или относительным.

Если вторая научная революция ознаменовала собой переход от геоцентризма к гелиоцентризму, то естествознание, сформированное третьей научной революцией, принципиально отказалось от всякого центризма вообще, полагая, что “привилегированных”, или особенно выделенных систем отсчета во Вселенной нет, т.к. все они равноправны. Причем любое утверждение имеет смысл, только будучи “привязанным” к какой-либо конкретной системе отчета, соотнесенным с ней; а это означает, что любое наше представление, в том числе и вся научная картина мира, релятивны, или относительны.

В силу геоцентрического взгляда, равно как и гелиоцентрического, Вселенная, у которой есть центр, также имеет и границы (одно обусловливает другое). С точки зрения релятивизма она безгранична (отсутствие центра неразрывно связано с невозможностью границ и наоборот). Важно отметить, что понятия “безграничность” и “бесконечность” часто воспринимаются как равнозначные, а утверждение о безграничности Вселенной отождествляется с тезисом о ее бесконечности. В естествознании вышеупомянутые понятия обозначают не одно и то же. По современным научным представлениям Вселенная безгранична, но не бесконечна. Это положение кажется, на первый взгляд, довольно странным и непонятным. Для того, чтобы разобраться в нем рассмотрим простой пример.

Представим себе отрезок и зададимся вопросом: безграничен ли он? Конечно же, нет, т.к. у него есть границы – точки, между которыми он заключен. Так же отрезок и не бесконечен, потому что его длину можно измерить и выразить в какой-либо конечной числовой величине (10 мм, 5 см, 2 м, 1 км и т.п.). Теперь мысленно искривим этот отрезок и замкнем его, соединив концы. Что получилось? Отрезок превратился в окружность. Вновь зададимся вопросом: есть ли у этого кривого, замкнутого отрезка, или окружности границы? У окружности (обратите внимание – речь идет об окружности, а не о круге!) никаких границ нет (нельзя сказать, где она начинается и где заканчивается), т.е. она безгранична. Однако ее длина является такой же, как длина отрезка, из которого она образована, т.е. конечной. Получается, что окружность безгранична, но не бесконечна.

Обратимся еще к одному примеру. Представим себе сферу (обратите внимание – не шар, а сферу, т.е. искривленную плоскость, являющуюся поверхностью шара) и мысленно разомкнем, “распрямим” ее, чтобы она превратилась в плоскую геометрическую фигуру. Будут ли у последней границы? Да, будут. Теперь вновь искривим ее, свернем и замкнем в сферу. Есть ли у сферы границы? Конечно же, нет: она, как и окружность, нигде не начинается и нигде не заканчивается, т.е. является безграничной. Однако площадь сферы можно посчитать и выразить некой конечной величиной, так же, как и площадь плоской геометрической фигуры, в которую можно превратить сферу путем ее развертки на плоскости. Таким образом, сфера не бесконечна. Тем не менее, она безгранична.

Мы заметили, что искривление какого-либо геометрического объекта способно сделать его безграничным, но не бесконечным. Прямую линию можно условно назвать одномерным пространством, потому что она имеет только одно измерение, или, иначе говоря, задается только одной координатной осью – “х” или “у”. Плоскость можно условно назвать двухмерным пространством, т.к. она имеет два измерения, задается двумя прямыми, или двумя координатными осями – “х” и “у”. Привычное нам пространство, то, в котором мы находимся, является трехмерным, потому что оно задается тремя прямыми, или тремя координатными осями – “х”, “у”, “z”. Вселенная представляет собой трехмерное пространство. Искривление одномерного пространства (прямой линии) делает его замкнутым (окружность) и безграничным (но не бесконечным). Искривление двухмерного пространства (плоскости) приводит к тому, что оно становится замкнутым (сфера) и не имеет границ (но остается конечным). Так же и искривление нашего трехмерного пространства, или Вселенной превращает его в замкнутое и безграничное (но не бесконечное). Здесь может возникнуть вопрос: что такое искривление трехмерного пространства? Как его себе представить? Мы можем представить искривление одномерного пространства (прямая линия превращается в окружность) или – двухмерного (плоская фигура становится сферой), но мы принципиально не можем представить себе искривление трехмерного пространства, потому что сами являемся трехмерными существами.

Для пояснения приведем пример. Представим себе, что в некой плоскости живут двухмерные существа, которые передвигаются по ней во всех направлениях, но не могут покинуть ее, оторваться от нее (например, подняться над ней) в силу своей двухмерности. Теперь представим, что эта плоскость искривилась и замкнулась, превратившись в сферу. Двухмерные жители по-прежнему скользят по своей плоскости (теперь – сфере) во всех направлениях. Будут ли они замечать ее появившуюся кривизну? Не будут – для них она остается плоскостью. Если бы кто-то сказал им, что она искривлена, они не смогли бы себе это представить. Двигаясь по искривленной поверхности, они не воспринимают ее таковой. Кстати, это приводит к удивительным для них результатам. Отправляясь в своей плоскости строго вперед и двигаясь исключительно по прямой (как им кажется) линии, никуда не сворачивая, они, к своему величайшему изумлению, через какое-то время окажутся в той же точке, из которой начинали свой путь. Как двухмерные существа не в состоянии заметить, а также представить кривизну и замкнутость своей плоскости, так и мы – существа трехмерные – не можем заметить и представить кривизну своего трехмерного пространства и его замкнутость. Как то ни удивительно, но отправляясь по прямой линии в бескрайние глубины Вселенной, мы через некоторое время попадем туда же, откуда начинали свое путешествие. Этот необычный эффект обусловлен тем, что Вселенная представляет собой (с точки зрения современного естествознания) искривленное и замкнутое трехмерное пространство и является безграничной, но не бесконечной.

По поводу всего вышесказанного может возникнуть вопрос: каким образом в науке появился вывод об искривленности трехмерного пространства, если человек не в состоянии ни заметить, ни представить себе это. Такой вывод был сделан умозрительно. Там, где бессильны органы чувств и самое живое воображение, на помощь приходит умозрение: то, что нельзя увидеть глазами и наглядно представить, можно вывести умозрительным путем, т.е. усмотреть умом, помыслить. Например, почему мы запросто пользуемся понятием бесконечности, хотя ни увидеть ее, ни вообразить не можем? Потому что вполне способны уловить ее разумом, “увидеть” с помощью мысли.

Итак, одной из характерных черт современной научной картины мира является релятивизм. Другая такая черта – это математизация естествознания, которая, начавшись еще в 16-17 вв., продолжается до настоящего времени и играет в нынешней науке гораздо большую роль, чем в эпоху Галилея и Ньютона. Современная исследовательская мысль начала проникновение в такие области природы, где использование математического языка становится единственно возможным. Например, объекты микромира (атомы и элементарные частицы) вообще не поддаются точному описанию и объяснению с помощью естественного языка и поэтому представляют собой в сегодняшнем естествознании, по преимуществу, набор сложных математических записей, понятных и доступных только специалистам в этой отрасли науки.

Еще одна важная особенность третьей научной картины мира, отличающая ее от классического естествознания, заключается в антимеханицизме.

Вспомним, ньютоновская наука характеризовалась, прежде всего, механицизмом, согласно которому все многообразие природных явлений, в конечном итоге, сводится к простым механическим взаимодействиям между физическими телами; и с помощью механики, следовательно, научное познание может охватить и исчерпать всю природу. С точки зрения современных естественнонаучных представлений Вселенная не является огромной механической совокупностью составляющих ее объектов, а представляет собой нечто неизмеримо более сложное, чем механизм, хотя бы даже грандиозный и совершенный. Многообразие природных явлений не сводится к механическим взаимодействиям, потому что последними объясняется далеко не весь окружающий мир (как казалось Ньютону), но только маленькая его часть. Более того, сами механические взаимодействия не являются в природе базисными, основными, исходными, а представляют собой следствия пли проявления других, более глубоких, фундаментальных взаимодействий (сильных, слабых, электромагнитных, гравитационных).

Следующая характерная черта современного естествознания – это глобальный эволюционизм. Вторая, или классическая научная картина мира утверждала, что Вселенная неизменна. Одной из главных идей третьей, или эйнштейновской научной картины мира является утверждение о том, что все ныне существующее есть результат длительной эволюции, грандиозного мирового развития – от физического вакуума и хаоса элементарных частиц до высокоразвитых форм жизни, включая человека разумного (Homo Sapiens). Раньше Вселенная была совсем не такой, как сейчас, считает современная наука.