Концепции современного естествознания: конспект лекций

Итак, законы сохранения энергии и импульса связаны с однородностью времени и пространства, закон сохранения момента импульса – с симметрией пространства относительно вращений. Законы сохранения зарядов связаны с симметрией относительно специальных преобразований волновых функций, описывающих частицы.

Тема 4. СОВРЕМЕННЫЕ ВЗГЛЯДЫ НА ПРОИСХОЖДЕНИЕ И УСТРОЙСТВО ВСЕЛЕННОЙ

4.1. Общие принципы современной астрономии

Астрономия – одна из древнейших наук, переживающая в XX в. новое рождение. Слово «астрономия» происходит от греческих astron – звезда и nomos – закон. Современная астрономическая наука изучает процессы, протекающие в макро– и мегамире. Небесная механика, астродинамика, астрометрия изучают закономерности макроуровня; внегалактическая астрономия и космология – процессы мегау-ровня. Различие между макро– и мегамиром проводится следующим образом: объект относится к мегауровню, если его размеры превышают 109пк. При изучении процессов в мегамире современная астрономия апеллирует к тем данным, которые получены в «обычной» астрономии макромира и физике микромира.

XX в. можно назвать веком астрономической и космологической научной революции: новые открытия не просто подтолкнули развитие самой науки, но радикально изменили взгляд человека на происхождение и устройство Вселенной, свое место в мире и т. п. Выводы, которые формулируются в астрономии и космологии, имеют фундаментальный мировоззренческий характер и существенно влияют на те цели, которые ставит перед собой человечество.

Новые открытия происходили в астрономии на протяжении всего XX в.: в 1929 г. было обнаружено явление разбегания галактик; в 40-е гг. – существование больших скоплений звезд, которые распадаются после своего возникновения; в 50-е гг. открыты явления распада групп галактик; в 1963 г. – квазары и нейтронные звезды. Во второй половине XX в. началось практическое освоение космоса, которое стало дополнительным толчком для развития прикладных исследований в астрономии.

Следствием научной революции стало изменение способов познания и той картины мира, которая создается на основе этих исследований. Во-первых, благодаря новым техническим достижениям существенно расширилась область наблюдаемой Вселенной, т. е. изменился эмпирический фундамент астрономии. Во-вторых, в качестве теоретической базы стала рассматриваться уже не классическая физика, а квантовая механика и квантовая хромодинамика (3.3, 3.4, 3.5). В-третьих, современная астрономия отказалась от классических представлений о пространстве и времени и приняла в качестве своего теоретического основания релятивистскую концепцию пространственно-временного континуума

(3.2). В-четвертых, открытие нестационарности Вселенной, имевшее наиболее серьезные мировоззренческие последствия, привело к фундаментальному пересмотру представлений человека о мегамире и протекающих в нем процессах (4.2). В-пятых, современная астрономическая наука учла фактор активности субьекта познания, что выразилось в так называемом антропном космологическом принципе

(7.3). В-шестых, развитие эмпирических и теоретических исследований привело к отказу от идеи единственности нашей Вселенной и обсуждению гипотезы «множественности вселенных» (3.3, 7.3).

В отличие от классического экспериментального естествознания, в котором теоретические гипотезы выдвигались, как правило, для обьяснения уже открытых эмпирических фактов, современная астрономия развивается скорее обратным образом. Все новейшие представления о происхождении и развитии Вселенной (или вселенных) являются результатами математического моделирования и экстраполяции известного знания на новые области. Таким образом, сначала выдвигается теоретическая гипотеза и создается математическая модель, затем из нее делаются определенные выводы, и только потом они проверяются экспериментальным путем. Безусловно, выводы астрономии должны получать опытное подтверждение или опровержение, т. е. подвергаться процедурам верификации или фальсификации (1.2). Этим утверждается научный статус астрономии. Однако поскольку прямые подтверждения или опровержения сложны, существенно возрастает роль косвенных экспериментальных свидетельств. Но порой даже косвенная экспериментальная проверка отодвигается на десятилетия. Некоторые исследователи философских проблем астрономии вообще считают, что в ряде случаев экспериментальное подтверждение или опровержение теоретических космологических моделей в принципе невозможно. В связи с этим ведутся дискуссии о возникновении нового типа рациональности, который напрямую связан с характером современной астрономической науки (1.2).

4.2. Основные космологические гипотезы. Происхождение Вселенной