Космос: наука и мифы

XX век

Наступил XX век — век социальных революций, постиндустриального информационного общества, век становления нового мира, устремленного в будущее. Глубокие социальные перемены в обществе шли параллельно с радикальными перестройками всей системы научных и технических знаний, взаимно влияя друг на друга и приводя к ускорению происходящих в мире изменений. Существенно переменились, наполнились новым содержанием и научные- представления о космосе во всех трех его основных ипостасях; Вселенная — смысл сущего — человек. В рамках брошюры нет возможности сколько-нибудь подробно проанализировать то богатство новых идей, которые внесло наше время в представления о космосе. Ограничимся поэтому в основном перечнем наиболее крупных концептуальных идей и кратким комментарием к некоторым из них. Вот этот перечень.

1. Концепция К. Э. Циолковского о человечестве как активной творческой силе, которая осваивает и преобразует космическое пространство.

2. Концепция В. И. Вернадского о ноосфере как о принципиально новом состоянии биосферы, основным отличительным признаком которого является выход научной мысли и технической деятельности человечества на такой уровень, когда они начинают оказывать огромное влияние на биогеоценоз.

3. Концепция глобализма и коэволюции ноосферы и окружающей природы.

4. Революция в информатике, возникновение информационного космоса.

5. Принцип дополнительности Н. Бора, определяющий методологию исследования внутренне противоречивых явлений с помощью взаимоисключающих классов понятий.

6. Концепция Вселенной как единой самоорганизующейся эволюционирующей системы, сближение проблем космологии и физики микромира.

7. Концепция И. Р. Пригожина о необратимости процессов в физике, химии, биологии, возникновение синергетики — науки о коллективных эффектах в процессах самоорганизации, возникновение теории катастроф.

8. Концепция множественности миров в онтологическом или субстанциональном смысле, согласно которой множественны не только конкретные физические проявления атрибутивных свойств материи (пространство, время и др.), но и сами типы этих атрибутивных свойств.

9. Революционные успехи в комплексе наук о живом и о человеке (генетика, молекулярная биология, биохимия, биофизика, психология).

10. Квантовая космология и различные варианты интерпретации роли наблюдателя.

11. Антропный принцип, установивший связь крупномасштабных параметров Вселенной, фундаментальных констант микромира и свойств биосферы.

12. Начало промышленного освоения космоса как новой среды производственной деятельности человечества, переход от классической космической триады к квадривиуму: Вселенная — смысл сущего — человек — индустриализация космоса.

Понимая, что этот перечень скорее всего носит дискуссионный характер, автор хотел бы остановиться более подробно на некоторых из затронутых вопросов. Вершиной развития космоса является разумная жизнь. Необходимые для ее возникновения физические и химические условия явились результатом исключительно большого числа весьма удачных совпадений. Даже самые малые изменения фундаментальных физических констант ведут к такому изменению теоретически мыслимых свойств Вселенной, что возникновение в ней жизни становится вообще невозможным (См. Розенталь И. Л. Вселенная и частицы. М., Знание, 1990, № 11). Этот факт послужил основой антропного принципа, сформулированного в трудах А. Дирака, Г. М. Идлиса, Б. Картера, Р. Дике, А. Уилера.

Существуют различные трактовки этого принципа. Согласно одной из них космос, который мы наблюдаем, является результатом преднамеренного плана. Большинство физиков и философов, естественно, не принимают этой креационистской интерпретации антропного принципа, предпочитая его истолкование, например, в качестве правила отбора различных вариантов теории микромира и космогонических моделей. В этой связи интересно отметить, что часть физиков-теоретиков (например, С. Хокинг и Ф. Хойл) полагает, что в конечном счете их коллективные усилия приведут к построению единой теории космоса. В этом случае, очевидно, отпадет и необходимость в антропном принципе. Тут, правда, возникает вопрос: не повторяется ли сегодня в теоретической физике ситуация, которая уже возникала ранее в XVIII в., а затем в конце XIX в., когда физики тоже считали, что физическая теория почти завершена?

Лет 25 назад тот же вопрос ставил советский физик-теоретик А. С. Компанеец. Допустим на минуту, что эту задачу удалось решить. В этом случае перед наукой сразу же возникнет новый, еще более сложный вопрос: не является ли сама эта новая физика продуктом преднамеренного плана ("постантропный" принцип!) и, следовательно, не имеется ли все же у Вселенной конечная цель? Вот как оценил Хокинг ситуацию, которая может сложиться, если эту полную теорию удастся создать: "Тогда мы все, философы, ученые и просто люди, сможем принять участие в обсуждении вопроса, почему же все-таки мы и Вселенная существуем".

Однако прежде чем (и если) сложится такая ситуация, физикам предстоит найти однозначный ответ на ряд весьма сложных фундаментальных вопросов, до сих пор остающихся неясными. К их числу относится проблема интерпретации квантовой космологии. Копенгагенская интерпретация квантовой механики, основанная на принципе дополнительности Бора, согласно которому любую пару некоммунитирующих величин (например, импульс и координата квантового объекта) следует рассматривать как дополнительные, сталкивается с принципиальными трудностями, когда речь идет о Вселенной в целом. Эти трудности настолько значительны, что приходится ставить вопрос о пересмотре классической формулы материалистической философии "материя первична, сознание вторично" и переходе к онтологическому признанию первичности бытия как более общей категории, в которой диалектически объединяются оба класса понятий.

Разрешения этих трудностей ищут на путях многомировой интерпретации или в рамках концепции- необратимых процессов, предложенной И. Р. Пригожиным. В основе многомировой интерпретации квантовой космологии, первоначально предложенной Г. Эвереттом около 30 лет назад, лежит предположение, что все макро- и микрообъекты, существующие во Вселенной, подчиняются законам квантовой механики и, следовательно, их поведение полностью описывается волновой функцией и уравнением Шредингера. Это уравнение описывает все физические процессы, включая процесс измерения (в копенгагенской интерпретации описание этого процесса требует введения чисто классического объекта — наблюдателя, что при переходе к Вселенной в целом и вызывает очевидные эпистемологические трудности). Однако при решении уравнения Шредингера возникает ряд слагаемых волновой функции, для которых не существует никаких правил отбора и которые поэтому приходится рассматривать как совершенно равноправные. Это означает, что каждое событие во Вселенной ведет к ее ветвлению на параллельно существующие миры, которые являются совершенно равноправными, не взаимодействуют между собой и образуют многомировую структуру Универсума.

Программа, развиваемая Пригожиным и его школой, пока не завершена. В ее основе лежит теория необратимости времени, в которой вводится новый физический принцип — "микроскопическое" второе начало термодинамики. Все рассмотренные подходы к проблемам квантовой космологии различаются весьма радикально. Выбор между ними еще предстоит сделать.