Теория развития Вселенной
Работа из раздела: «
Астрономия»
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.
Именно исследование диалектики этих противоположно направленных
процессов в их взаимосвязи позволит понять, например, как именно возникают
плотные и сверхплотные состояния космических объектов, которые как сейчас
выясняется, представляют собой одно из чрезвычайно распространенных
состояний материи во Вселенной. Разумеется, конкретные детали этих
процессов будут установлены, исходя из анализа фактических данных.
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
