Теория развития Вселенной
ВОЛГОГРАДСКАЯ АКАДЕМИЯ
ГОСУДАРСТВЕННОЙ СЛУЖБЫ
КАФЕДРА ФИЛОСОФИИ И
КУЛЬТУРОЛОГИИ
ПРЕДМЕТ : КОНЦЕПЦИЯ
СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
РЕФЕРАТ НА ТЕМУ: ТЕОРИЯ
РАЗВИТИЯ ВСЕЛЕННОЙ
ВЫПОЛНИЛ:
СТУДЕНТ
ГРУППЫ УЗ-304
ЗОЛОТОВЕРХОВА
Н.Б.
ПРОВЕРИЛ:
МУХА
Т.П.
г. ВОЛГОГРАД, 1997
Одним из важнейших революционных сдвигов
естествознания XX века является прочно вошедшая в арсенал современного
естествознания идея эволюции материи на всех уровнях, идея развития Вселенной
как целого.
Еще 40-50 лет назад
астрофизики изучали типы небесных тел, известные с глубокой древности, -
планеты, звезды, рассеянное (диффузное) вещество. Они интересовались в первую
очередь равновесными состояниями космических объектов, например звезд. Конечно,
и тогда были известны отдельные нестационарные, взрывающиеся объекты, но они
рассматривались как нечто аномальное и случайное. Однако прогресс современной
астрофизики показал, что одной из наиболее характерных черт охваченной
наблюдениями области Вселенной является колоссальное качественное многообразие
объектов и типов их изменений. Особенно существенными были открытия объектов,
качественно отличных от всех ранее известных, например, ядер галактик -
массивных и сверхплотных тел, в которых часто протекают активные нестационарные
процессы.
Со всей очевидностью
выяснилось, что взрывные процессы во Вселенной представляю собой закономерные
фазы развития многих типов небесных тел; в одних случаях они связаны с
рождением новых небесных объектов, в других - с переходом таких объектов (
например звезд ) в новые физические состояния, сопровождающиеся перестройкой их
структуры.
Подобное истолкование
нестационарных объектов во Вселенной было подсказано диалектической концепцией
развития, особенно представлениями о внутренних противоречиях как источнике
развития и переходе количественных изменений в качественные.
Таким образом, один из
наиболее принципиальных результатов современной астрофизики состоит в том, что
свойства космических объектов и их внутреннее строение обусловлены развитием
этих объектов, т.е. могут быть объяснены лишь с эволюционной точки зрения. А
это означает, что принципы единства и развития материи в исследованиях
Вселенной выступают как методологические ориентиры, неотделимые друг от друга.
Многие черты эволюционных
процессов во Вселенной пока еще не прояснилось в достаточной мере. Например,
многие астрономы считают, что галактики, звезды, планеты образуются из
рассеянного, диффузного вещества, путем его уплотнения, тогда как, по мнению
других, эволюционные процессы развертываются в противоположном направлении -
от плотного или сверхплотного состояния к менее плотному. Ясно, что вопрос о
природе вещества, из которого сформировались наблюдаемые нами космические
системы и механизмы этих процессов, является естественнонаучным,
астрономическим и астрофизическим вопросом. Он должен решаться и будет решен
на основе анализа наблюдательных данных, причем можно надеяться, что это
произойдет в не слишком отделанное будущем. Не исключено, что в какое - то
время одержит верх одна из конкурирующих в астрономии эволюционных концепций, а
возможно в какой-то форме осуществится их синтез.
Но обсуждаемая проблема
имеет и существенный философский аспект. В самом деле, для материалистической
диалектики как теории развития представляет большой интерес вопрос - какова
общая направленность процессов космической эволюции : совершается ли она только
всегда только в одном каком-то направлении или во всей Вселенной имеет место
диалектическое взаимодействие противоположных направлений эволюционного
процесса?
В свое время Ф.Энгельс
нарисовал в “Диалектике природы” грандиозную картину круговорота материи во
Вселенной. Это круговорот не означает непрестанного повторения или
воспроизведения одного и того же. Напротив, круговорот материи во Вселенной
включает бесконечные качественные преобразования состояний и форм движущейся
материи. Прогрессивное развитие от некоторого первоначального состояния материи
до высшего - мыслящего духа, согласно Энгельсу, пробивало себе дорогу в ходе
взаимодействия различных процессов.
Дальнейшие исследования
показали, что круговорот материи во Вселенной взаимосвязан с необратимостью
процессов космической эволюции, выражаемой принципом развития энтропии. Логично
предположить, что необратимая эволюция иерархии структурных уровней космических
систем, образующих нашу Метагалактику, при одних условиях совершается от более
плотных состояний к менее плотным ( одним из примеров такого процесса может
служить переход от сверхплотного состояния, в котором находилась Метагалактика
в начальной стадии своей эволюции, к ее последующим состояниям), в других - она
происходит, вероятно, в направлении уплотнения вещества.
В этой связи особое место
занимает вопрос о философском статусе второго начала термодинамики. Это закон в
прошлом неоднократно вызывал философские дискуссии именно с материалистической
точки зрения, так как казалось, что он неизбежно приводил к пресловутой
тепловой смерти мира. Но релятивистская космология показала, что наша
Вселенная, находящаяся в нестационарных внешних условиях, в качестве каковых
выступают метрические свойства пространства-времени (т.е. гравитационное поле),
несмотря на действие второго начала, не достигает полного равновесия (тепловой
смерти)
Второе начало
термодинамики ( принцип увеличения энтропии) выражает необратимость всех
известных реальных процессов, а тем самым необратимые изменения самых общих,
известных современной науке форм материи. В такой трактовке принцип увеличения
энтропии можно рассматривать как естественнонаучное выражение общефилософского
принципа развития. Как закон сохранения и превращения энергии является
естественнонаучным выражением общей идеи несотворимости и неуничтожимости
материи, так второе начало является одним из естественнонаучных выражений идеи
развития.
Для современной науки
характерно, что чем глубже она проникает в микромир, тем больше возможностей
открывается для понимания крупномасштабной структуры Вселенной. Последняя не
является вечной и неизменной, а представляет собой результат развития материи,
своеобразную реализацию тех потенциальных возможностей, которые были заложены в
глубинах микромира.
Элементарный уровень
организации материи включает наряду с элементарными частицами еще и такой
необычный физический объект как вакуум. Физический вакуум - не пустота, а
особое состояние материи. В вакуум погружены все частицы и все физические тела.
В нем постоянно происходят сложные процессы, связанные с непрерывным появлением
и исчезновением так называемых “виртуальных частиц”.
Виртуальные частицы - это
своеобразные потенции соответствующих типов элементарных частиц, их “вакуумные
корни”, частицы, готовые к рождению, но не рождающиеся, возникающие и
исчезающие в очень короткие промежутки времени. При определенных условиях они могут
вырваться из вакуума, превращаясь в “нормальные” элементарные частицы, которые
живут относительно независимо от породившей их среды и могут взаимодействовать
с ней.
Первые шаги по пути
исследования субэлементарного уровня материи привели к принципиально новым
идеям о качественном многообразии вакуума. Выяснилось, что физический вакуум
способен скачком перестраивать свою структуру. такие переходы из одного
состояния к другому, связанные с резким изменением характеристик системы, в
физике называют фазовыми (известным их примером служат переходы воды в пар и
лед). Физический вакуум тоже оказался способным к фазовым скачкам.
Эти новые идеи
современной физики микромира послужили опорой необычных представлений о
развитии нашей астрономической Вселенной, о ее возникновении путем взрыва,
связанного с массовым рождением элементарных частиц в результате одного из
фазовых переходов вакуума. Взаимодействие объектов субэлементарного уровня и
возникающих на их основе элементарных частиц служит фундаментом для образования
более сложных материальных систем. Из элементарных частиц строятся атомы,
которые являются качественно специфическим видом материи.
Элементарные частицы,
ядра атомов, ионы ( атомы, потерявшие часть электронов на электронных
оболочках) могут образовать особое состояние материи, подобие газа, которое
называется плазмой. Огромные плазменные тела, стянутые
электромагнитными гравитационными полями, образуют звезды, представляющие
особый уровень организации материи. В их недрах протекают ядерные реакции, в
ходе которых одни частицы превращаются в другие, и за счет этого звезды
постоянно излучают энергию.
Звезды выступают как
своеобразная кузница атомов. Благодаря протекающим в них превращениям
элементарных частиц образуются ядра атомов, а на периферии и в окрестностях
звезд, при понижении температуры, а также в результате выбросов вещества из
звезд при их взрывах, возникают атомы. В результате взаимодействия атомов
формируется следующий уровень организации материи - молекулы. За
молекулами следует уровень макротел (жидких, твердых, газообразных).
Особый тип макротел, который можно считать специфическим видом материи,
образуют планеты - тела со сложной внутренней структурой, имеющие ядро,
литосферу, а в ряде случаев атмосферу и гидросферу. Звезды и планеты составляют
планетные системы. Огромные скопления звезд, планетных систем, межзвездной
пыли и газа, взаимодействующих между собой, образуют особые объекты, которые
называют галактиками . Земля принадлежит к одной из таких галактик,
которая представляет собой гигантскую эллипсовидную спиралеобразную систему.
Основная масса звезд, относящихся к нашей галактике, сосредоточена в диске
размером сто тысяч световых лет по диаметру и толщиной в тысячу пятьсот
световых лет . Наше Солнце находится на окраине галактики и вращается вокруг ее
ядра, делая полный оборот за 200 млн. лет ( так называемый галактический год).
Ядро галактики, состоящее из очень плотного скопления звезд, разогретого
межзвездного газа и пыли, а возможно, и включающее гипотетически сверхплотные
тела, мы непосредственно наблюдать не можем. Солнце движется в настоящее время
в той части галактического пространства, где ядро закрыть от Земли обширной
пылевой туманностью. Через несколько млн. лет Земля выйдет из-за этого “экрана”
и тогда она будет подвержена излучениям, идущим от ядра. Сейчас ядро нашей
галактики спокойное; оно излучает постоянный поток энергии. Но в принципе ядра
галактик могут быть и активными, способными к выбросам за короткий промежуток
времени ( за несколько месяцев и даже недель) чрезвычайно больших количеств
энергии. Не исключено, что ядро нашей галактики через определенные промежутки
времени тоже может проявлять взрывную активность. Возможно, что если бы в
периоды взрывных процессов Земля не была экранирована пылевыми туманностями, а
была открыта, то излучения ядра влияли бы на состояние и развитие жизни на
ней. Важно осознавать, что и земная жизнь и человечество как ее часть зависят
от организации космоса. Поэтому знание принципов его организации столь
необходимо для понимания и происхождения земной жизни, и наших взаимодействий с
природой.
Галактики разных типов
образуют скопления- системы галактик, которые представляют собой особые
объекты, обладающие свойствами целостности. Если, несмотря на огромные
расстояния между галактиками ( в десятки, сотни млн. и более световых лет),
провести аналогию между молекулами макротела и галактиками в скоплениях, то
оказывается: такие скопления можно уподобить весьма вязкой среде.
Наконец, кроме скопления
галактик есть еще более высокий уровень организации материи - Метагалактика представляющая
собой систему взаимодействующих скоплений галактик. При этом взаимодействуют
они так, что удаляются друг о друга с очень большими скоростями. И чем дальше
отстоят они друг от друга, тем больше скорость их взаимного разбегания. Это
процесс называется расширением Метагалактики и представляет ее особое
системное свойство, определяющее ее бытие. Расширение Метагалактики началось с
момента ее возникновения. Согласно представлениям современной космологии,
Метагалактика возникла примерно 20 млрд. лет назад в результате Большого Взрыва.
Сам этот взрыв наука связывает с перестройками структуры физического вакуума, с
его фазовыми переходами от одного состояния к другому, которые сопровождались
выделением огромных энергий. Так что рождение нашей Вселенной (Метагалактики) -
не акт ее творения из ничего ( как это пытаются трактовать современные
теологи), а результат развития качественных преобразований одного состояния
материи в другое.
Современная наука
допускает возможность возникновения и сосуществования множества миров, подобных
нашей Метагалактике и называемых Внеметагалакическими объектами. Их сложные
взаимоотношения образуют многоярусную Большую Вселенную - материальный мир с
его бесконечным разнообразием форм и видов материи. Причем не во всех этих
мирах возможно то многообразие видов материи, которое возникает в истории
нашей Метагалакики.
СПИСОК
ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ :
1.Введение в философию. Учебник для
вузов. В 2 ч. Ч.2/ Фролов И.Т., Араб-Оглы Э.А. и др. - М.:Политиздат, 1989. -
639с.
2.Федосеев П.Н. “Философия и научное
познание”.-М., 1983