 |
Современная научная картина мира
|
|
|
|
Содержание
Введение
. Наука и религия
1) Понятие науки
) Понятие религии
2. Картина мира
1) Современная научная картина мира
2) От микромира до человека
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Современное общество делит людей на верующих в Бога, на атеистов разделяющих взгляды науки, и на людей которые видят взаимосвязь между религий и наукой. Вследствие этого возникает полемика взаимоотношений науки и религии.
Знакомясь с историей развития Земли, можно проследить, как на фоне постоянных войн, борьбы за власть появляются учения, пытающиеся показать каждому человеку его настоящее лицо, цели и задачи, место в космической эволюции. Такими учениями являются мировые религии, которые дают людям понимание смысла жизни, цели существования на Земле. И, безусловно, некоторые ищут смысл жизни не в слепой вере в Творца и творение, но и пытаются найти в научных познаниях.
В наше время в науке идёт процесс роста и развития. То, что не давно, считалось незыблемо - твердым, оказалось собранием пустот. Вещество, которое считалось неразрушимым, подверглось расщеплению и превращением в энергию. Джон Дальтон, английский химик и физик, казалось до недавнего времени, дал следующий твердый «факт»: «Атом неделим, вечен и неразрушим». В действительности оказалось, что атом не имеет ни одного из этих трех качеств.
Успехи науки в познании мира побуждают многих верующих людей серьезно задуматься над истинностью основ религиозных утверждений, а некоторых из них и порвать с религией.
Развитие науки наглядно демонстрирует эффективность научного подхода к познанию и освоению мира - подхода, основанного на изучении фактов, строгих доказательствах и практической проверке любых умозаключений. Характерными чертами являются: динамизм, отрицание слепой веры как основы для любых выводов и заключений, настойчивый поиск естественных причин и естественных закономерностей любых явлений природы и общества, отчетливое понимание относительного характера достигнутого знания, бесконечного разнообразия и качественной неисчерпаемости реального мира, диалектический подход к осмыслению окружающего, убежденность в принципиальной познаваемости всех происходящих в мире явлений.
|
|
|
В сравнении с научным подходом, религиозный подход к пониманию действительности должен выглядеть в глазах современного образованного человека легковесным и бездоказательным. Не случайно во второй половине XX столетия многие руководители церкви и религиозные теоретики стали предпринимать настойчивые попытки обосновать религию с помощью новейших научных данных. С предельной откровенностью это выразил в 1951 году глава римской католической церкви папа Пий XII: «Итак, сотворение мира во времени - и потому есть творец, следовательно, есть Бог: вот те сведения, которых мы требуем от науки».
Вместе с тем люди, склонные к религиозному пониманию мира, но обладающие достаточно высоким уровнем образованности и располагающие информацией о новейших достижениях научно-технической революции, уже не могут удовлетворяться наивными религиозными представлениями о действительности. Нередко идут попытки осмыслить свою религиозность с позиций науки, подвести под научный фундамент, а иногда стараются придумать для себя «особые» религиозные или полурелигиозные системы взглядов.
«Те, кто под воздействием целенаправленного религиозного воспитания в семье, - пишет кандидат философских наук Юрий Петрович Зуев, - или вследствие каких-либо неблагоприятных обстоятельств личной судьбы оказались верующими, будучи людьми достаточно образованными, получая разнообразную информацию, не могут верить слепо, не рассуждая. Их религиозность приобретает не стихийный, а осознанно-активный характер».
|
|
|
Примером может служить идея бесконечности материального мира с идеей Бога, английского астрофизика Эдуарда Милна: «Для сотворения бесконечной Вселенной нужен более могущественный бог, чем для сотворения конечной, чтобы создать простор для бесконечной игры эволюционных сил, нужен более великий бог, чем для того, чтобы завести механизм раз и навсегда. Мы освобождаем идею бога от мелкости, которая была ему приписана наукой прошлого».
Аналогичную позицию занимает и современная русская православная церковь. Чем основательнее научное познание природы, утверждает, например, митрополит Никодим, чем больше познает человек величие мироздания, тем больше свидетельствует ему премудрость, благость и всемогущество создателя всей вселенной.
И хотя наука неизменно и убедительно вскрывает полную несостоятельность любых попыток обоснования религии с помощью современных естественнонаучных данных, на некоторых верующих или неустойчивых в своем мировоззрении людей подобная фальсификация научных данных нередко производит определенное впечатление.
Религиозные представления возникли во времена, когда человек чувствовал себя беспомощным перед лицом природных явлений и болезней. Наука находилась в зародыше, а потому и чудеса казались возможными (ведь чудо - это, по определению, то, что не подтверждается научными данными, научным анализом). Сегодня же верить в воскрешение из мертвых, загробную жизнь, рай, ад - значит отрицать современную науку.
К великому сожалению, подавляющее большинство из семи миллиардов людей, обитающих сейчас на Земле, остаются необразованными. Смотреть телевизор, пользоваться сотовым телефоном и летать на самолете еще не значит быть цивилизованным человеком. У нас в России население, насколько знаю, более образованно, чем в большинстве других стран. Но эта образованность поверхностна и обычно имеет гуманитарный уклон. Мало кто не ответит на вопрос об авторах «Евгения Онегина» и «Войны и мира». Но вот спросите, почему меняются сезоны (зима, весна, лето, осень). Мой опыт свидетельствует о том, что даже люди с высшим образованием часто дают неверный ответ (например, ссылаются на изменение расстояния от Земли до Солнца). Между тем правильный ответ (наклонение земной оси к плоскости эклиптики, в которой находятся Солнце и орбита Земли) известен уже 500 лет!
|
|
|
Вообще, совершенно ясно, что в молитвенные дома (церкви, мечети, синагоги) ходят не только религиозные люди. Ходят и по традиции, и вспоминая близких, и надеясь найти утешение в горе. Здесь позволю себе заметить, что я сам не только никогда не был «воинствующим безбожником», но и завидовал и завидую истинно верующим. В тяжелые минуты вера в Бога - способна утешить, облегчить страдания, легче воспринимать мысли о смерти. Тем более недопустимы гонения на религию, введение запретов в этой области (не говорю об изуверских сектах). Разум, однако, дан человеку не для того, чтобы поддаваться эмоциям и идти на поводу у предрассудков и обветшалых верований седой древности, Знакомство с богословием лишь укрепило мои атеистические убеждения, то есть интуитивное суждение о том, что существует лишь природа и управляющие ею законы, которые познает разум и руководимая им наука.
Вместе с тем нет оснований считать, что все высокообразованные люди являются в настоящее время неверующими или не исповедуют какую-либо религию. Например, известный космолог Жорж Леметр (1894-1966) был даже католическим священником. Согласно опубликованным в 1998 году данным опроса членов Национальной академии наук США, верующими назвали себя 7% опрошенных. К сожалению, у нас нет подобных сведений, касающихся членов Российской академии наук.
Цель данной работы заключается не столько рассмотрение защиты Православия или науки, а показ совершенной невозможности сравнивать эти две сферы человеческой деятельности.
1. Наука и религия
наука религия культурный ценность
1) Понятие науки
«Если человек начнёт с определённости, то он закончит сомнениями; но если он начнёт с сомнений, то закончит определённостью» - Френсис Бекон.
|
|
|
Для того что бы говорить о науке, нужно определиться, что будет пониматься под наукой. Как известно, существует большая область человеческих знаний, которые принято называть наукой. Ниже приведено одно из определений науки.
Наука - сфера человеческой деятельности, направленная на выработку и систематизацию объективных знаний о действительности. Основой этой деятельности является сбор фактов, их постоянное обновление и систематизация, критический анализ и, на этой базе, синтез новых знаний или обобщений, которые не только описывают наблюдаемые природные или общественные явления, но и позволяют построить причинно-следственные связи с конечной целью прогнозирования. Те теории и гипотезы, которые подтверждаются фактами или опытами, формулируются в виде законов природы или общества.
Науки подразделяются на:
Естественные науки - разделы науки, отвечающие за изучение внешних по отношению к человеку природных явлений. Естественные науки используют как инструмент науки формальные, в основном математику и логику, для моделирования природных процессов. К естественным наукам относятся относятся физика, химия, биология, астрономия, география, геология.
Социальные науки - науки применяющие научный метод для изучения человеческого поведения и моделирования социальных моделей. К социальным наукам относятся экономика, социология, юриспруденция и прочие.
Гуманитарные науки - науки, изучающие человека в сфере его духовной, умственной, нравственной, культурной и общественной деятельности. По объекту, предмету и методологии изучения часто отождествляются или пересекаются с социальными науками.
Гуманитарные и социальные науки часто пересекаются друг с другом по причине общего объекта изучения - человека. Так что здесь классификацию можно считать довольно условной.
Так же существуют формальные науки, к которым относятся: математика, логика, кибернетика, теоретическая информатика, теория информации, теория систем, теория принятия решений, статистика, некоторые аспекты лингвистики. В противоположность естественным и социальным наукам формальные науки в известном смысле логически и методологически независимы от эмпирических методов. В формальных науках подход к исследуемым объектам абстрактен, вместе с тем получаемые результаты находят приложение при изучении всех областей реальности.
Из выше написанных определений видно, что все разные виды наук ставят перед собой совершенно разные цели. В данной работе рассматриваются лишь науки естественные. Многие суждения о естественных науках так же будут справедливы и для других видов наук. Говоря о науке, стоит также упомянуть о некоторых научных методах и понятиях.
|
|
|
Научный метод - совокупность основных способов получения новых знаний и методов решения задач в рамках любой науки.
Метод включает в себя способы исследования феноменов, систематизацию, корректировку новых и полученных ранее знаний. Умозаключения и выводы делаются с помощью правил и принципов рассуждения на основе наблюдаемых и измеряемых данных об объекте. Базой получения данных являются наблюдения и эксперименты. Для объяснения наблюдаемых фактов выдвигаются гипотезы и строятся теории, на основании которых формулируются выводы и предположения. Полученные прогнозы проверяются экспериментом или сбором новых фактов.
Важной стороной научного метода, его неотъемлемой частью для любой науки, является требование объективности, исключающее субъективное толкование результатов. Не должны приниматься на веру какие-либо утверждения, даже если исходят от авторитетных учёных. Для обеспечения независимой проверки проводится документирование наблюдений, обеспечивается доступность для других учёных всех исходных данных, методик и результатов исследований. Это позволяет не только получить дополнительное подтверждение путём воспроизведения экспериментов, но и критически оценить степень адекватности экспериментов и результатов по отношению к проверяемой теории.
Теория - система знаний, обладающая предсказательной силой в отношении какого-либо явления. Теории формулируются, разрабатываются и проверяются в соответствии с научным методом.
Стандартный метод проверки теорий - прямая экспериментальная проверка («эксперимент - критерий истины»). Однако часто теорию нельзя проверить прямым экспериментом (например, теорию о возникновении жизни на Земле), либо такая проверка слишком сложна или затратна (макроэкономические и социальные теории), и поэтому теории часто проверяются не прямым экспериментом, а по наличию предсказательной силы.
Стоит также упомянуть, что в науке нет абсолютов и любая теория, будь то теория относительности (специальная и общая), теория поля, теория эволюции, впервые сформулированная Дарвиным, или любая другая теория, не является абсолютным знанием или «истиной». С развитием технологий становятся доступными ранее невозможные или труднореализуемые возможности проведения экспериментов или верификации.
Но критерий научности эмпирической теории, сформулированный К. Р. Поппером в 1935 году. Теория удовлетворяет критерию Поппера в том случае, если существует методологическая возможность её опровержения путём постановки того или иного эксперимента, даже если такой эксперимент ещё не был поставлен. Согласно этому критерию, высказывания или системы высказываний содержат информацию об эмпирическом мире только в том случае, если обладают способностью прийти в столкновение с опытом, или более точно - если можно систематически проверять, то есть подвергнуть проверкам, результатом которых может быть их опровержение.
Иначе говоря, согласно критерию Поппера, - научная теория не может быть принципиально неопровержимой. Тем самым, согласно этой доктрине, решается проблема демаркации - отделения научного знания от ненаучного.
Кстати именно благодаря существованию этого критерия Герц, пытаясь опровергнуть теорию Максвелла подтвердил её экспериментально и подарил миру искровой радиоприёмник. В результате проведённых опытов Герц обнаружил, что если в генераторе будут происходить высокочастотные колебания (в его разрядном промежутке проскакивает искра), то в разрядном промежутке резонатора, удалённом от генератора даже на 3 м, тоже будут проскакивать маленькие искры. Таким образом, искра во второй цепи возникала без всякого непосредственного контакта с первой цепью. Проведя многочисленные опыты при различных взаимных положениях генератора и приёмника, Герц приходит к выводу о существовании электромагнитных волн, распространяющихся с конечной скоростью. Будут ли они вести себя, как свет? Герц проводит тщательную проверку этого предположения. После изучения законов отражения и преломления, после установления поляризации и измерения скорости электромагнитных волн доказал их полную аналогию со световыми. Всё это было изложено в работе «О лучах электрической силы», вышедшей в декабре 1888 году. Этот год считается годом открытия электромагнитных волн и экспериментального подтверждения теории Максвелла.
Благодаря своим опытам Герц пришёл к следующим выводам:
) Волны Максвелла «синхронны» (справедливость теории Максвелла, что скорость распространения радиоволн равна скорости света);
) Можно передавать энергию электрического и магнитного поля без проводов.
В 1887 по завершении опытов вышла первая статья Герца «Об очень быстрых электрических колебаниях», а в 1888 - ещё более фундаментальная работа «Об электродинамических волнах в воздухе и их отражении».
Герц считал, что его открытия были не практичнее максвелловских: «Это абсолютно бесполезно. Это только эксперимент, который доказывает, что маэстро Максвелл был прав. Мы всего-навсего имеем таинственные электромагнитные волны, которые не можем видеть глазом, но они есть». «И что же дальше?» - спросил один из студентов. Герц пожал плечами, он был скромный человек, без претензий и амбиций: «Я предполагаю - ничего».
Но даже на теоретическом уровне достижения Герца были сразу отмечены учёными как начало новой «электрической эры».
2) Понятие религии
Определений религии множество. Карл Маркс утверждал, что «религия - специфическая форма общественного сознания, отличительным признаком которой является фантастическое отражение в сознании людей господствующих над ними внешних сил». Согласно Фрейду, религия - это тезисы, высказывания о фактах и обстоятельствах внешней или внутренней реальности, сообщающие нечто такое, что не обнаруживаем и что требует веры. Более широкое определение дает Фромм, который под религией понимает «любую разделяемую группой людей систему мышления и действия, позволяющую индивиду вести осмысленное существование и дающую объект преданного служения».
Религия возникла тысячелетия назад, но не потеряла своего значения для людей. Споры вокруг сущности религии не стихают. До сих пор не известны ответы на вопросы: куда идти и зачем жить? В чем смысл жизни?
Для одних выход - в возврате к религии. Не с тем, чтобы уверовать, но чтобы спастись от невыносимого сомнения. Из этого следует, что только священники профессионально занимаются душой, и говорят от имени идеалов любви, истины, справедливости.
Но в Древней Греции, например, функцию "целителей душ" выполняли и философы, которые в заботе о человеческом счастье и душе опирались не на откровение, а на авторитет разума. Главная цель и предмет изучения был человек. Эта традиция была продолжена в эпоху Возрождения, а уже во время Просвещения достигла своей вершины.
Впоследствии человек, обезумев от материального процветания и успехов в покорении природы, перестал считать самого себя первой заботой - и в жизни, и в теоретическом исследовании. Разум уступил место интеллекту - простому инструменту для манипулирования вещами и людьми.
Вера - это тоже разум, более того, народная мудрость, концентрированная в тысячелетиях истории. И если, как пишет В.Л. Гинзбург, "передний фронт физики ушел так далеко от человека", что не в состоянии объяснить ему свои открытия, то это всего лишь ущербность переднего фронта, не более того. Когда идеи Альберта Эйнштейна стали использоваться атеистами, то раввин Нью-Йорка срочно телеграфировал ученому, задав вопрос: "Верите ли Вы в Бога?". Телеграфный ответ Эйнштейна был таков: "Я верю в Бога Спинозы, который обнаруживается во всеобщей гармонии всех вещей, а не в Бога, который интересуется судьбами и делами людей".
Таким образом, нет оснований считать Эйнштейна, равно как и Спинозу, атеистами. Что касается И.П. Павлова, который упоминается в статье академика Гинзбурга, то в таком сокровенном для каждого человека вопросе, как тысячелетняя вера предков, не стоит полагаться на суждения пусть даже самой замечательной женщины. Павлов был интуитивно, а быть может, и вполне сознательно, воцерковленным человеком. С атеизмом надо быть осторожней. Мы насытились им до отвращения. Пусть он останется частью интимного мира человека, как и вера. Кстати, математически стройную концепцию Лейбница о вездесущности Бога разрушили не физики, а успехи дарвинизма и геологии. Однако эти успехи, как сейчас уже очевидно, оказались сильно преувеличены.
Современник Спинозы и крупнейший ум средневековья Блез Паскаль предупредил будущие поколения: "Атеизм свидетельствует о силе ума, но силе весьма ограниченной". Это предупреждение и сейчас остается актуальным. В.И. Вернадский также был убежден, что "отделение научного мировоззрения и науки от одновременно или ранее происходившей деятельности человека в области религии, философии или искусства невозможно".
Науки бурно развиваются, но вечные истины о добре и зле, внушенные религией, непреодолимы. Вместе с тем в Мировой истории были факты гонения науки религией (например - средневековая инквизиция), хотя даже в то время наука делала большие успехи.
В XVI веке Николай Коперник (1473 - 1543), развивая представления некоторых древнегреческих астрономов, построил гелиоцентрическую картину Солнечной системы, и лишь в начале XVII века, менее 400 лет назад, справедливость таких представлений была доказана Галилео Галилеем (1564 -1642) и Иоганном Кеплером (1571 -1630). Но сколь мало знали тогда о мире за пределами Солнечной системы, видно хотя бы из того, что даже Кеплер считал, что существует сфера неподвижных звезд, «состоящая изо льда или кристалла». Расстояние от Земли до Солнца составляет 149 миллионов километров, свет проходит этот путь за восемь минут.
В настоящее время человечеству имеет представление о строении Вселенной в масштабах порядка 10 миллиардов световых лет. Вот одна из характеристик пути, который наука проделала за четыре столетия. Если гипотеза, что все вещество состоит из атомов, возникла еще в античные времена, то в XX веке это было не только подтверждено, но так же было открыто строение атомов, доказано существование атомного ядра, протонов и нейтронов. Наконец, появилось понятие о кварках, из которых состоят нуклоны и мезоны.
На этом фоне успехов науки вера в Бога и религия (теизм) выглядят совершенно иначе, чем в далекие времена. Существование Бога и вера в него - тоже «интуитивные суждения», но, по сути дела, застывшие с древности или, во всяком случае, со времени образования соответствующей религии (скажем, с VII века, когда возник ислам). С религией органически связана вера в чудеса, например, в христианстве - с верой в непорочное зачатие, воскрешение из мертвых и так далее, а для науки характерны гибкость и отрицание чудес. Под влиянием фактов наука совершенствуется, религия же догматична и в своей основе остается неизменной, если не говорить о схоластических богословских спорах, появлении ересей, то в таком случае, здесь нет возможности детально обсуждать затронутые вопросы, и приходится ограничиться лишь рядом замечаний.
Совершено спорным остается вопрос об отождествлении атеистов с «воинствующими безбожниками», связи с тем что это столь же необоснованно, как, например, отождествление всех исповедующих христианскую религию с инквизиторами. К этому можно добавить, что в 2000 году отмечается не только рождение Иисуса Христа, но и 400 - летие со времени сожжения христианскими инквизиторами Джордано Бруно (1548 - 1600). Но возлагать на всех христиан ответственность за деятельность инквизиции нелепо!
Таким образом, инквизиция, преследовавшая науку, не смогла остановить процесс научного познания мира.
Картина мира
Современная научная картина мира
Научная картина мира отличаться от религиозных представлений о мире, основанных на авторитете пророков, религиозной традиции, священных текстах и так далее.
Вследствие этого, религиозные представления более консервативны в отличие от научных, меняющихся в результате обнаружения новых фактов. В свою очередь, религиозные концепции мироздания могут изменяться, чтобы приблизиться к научным взглядам своего времени.В основе получения научной картины мира лежит эксперимент, который позволяет подтвердить достоверность тех или иных суждений.
В основе религиозной картины мира лежит вера в истинность тех или иных суждений, принадлежащих какому-либо авторитету. Тем не менее, вследствие переживания всевозможных "эзотерических" состояний, не только религиозного или оккультного происхождения, человек может получить личный опыт, подтверждающий определенную картину мира, но в большинстве случаев попытки построить на этом научную картину мира относятся к лжеучению.
Для того что бы коротко и понятно представить современную научную картину мира, были сформулированы тезисы, за которыми стоят достаточно серьёзные теории, критика которых требует, как минимум, ознакомление с этими теориями и чёткого их понимания.
Первая теория - рождение Вселенной. В соответствии с данными космологии, Вселенная возникла в результате взрывного процесса, получившего название Большой взрыв, произошедшего около 14 миллиардов лет назад. Теория Большого взрыва хорошо согласуется с наблюдаемыми фактами. Например, расширением Вселенной и преобладанием водорода, благодаря чему можно сделать верные аргументы, в частности, о существовании и параметрах реликтового излучения.
Необходимо отметить, что факт Большого взрыва с высокой долей вероятности является доказанным, но объяснения его причин и подробные описания того, как это происходило, пока относятся к разряду гипотез.
Ещё одна из самых распространенных теорий - это эволюция Вселенной. Благодаря расширению и остыванию Вселенной, впервые мгновения существования нашего мира, привело к следующему фазовому переходу - образованию физических сил и элементарных частиц в их современной форме.
Доминирующие гипотезы сводятся к тому, что первые 300-400 тысяч лет Вселенная была заполнена только ионизированным водородом и гелием. По мере расширения и остывания Вселенной перешли в стабильное нейтральное состояние, образовав обычный газ. Предположительно через 500 миллионов лет зажглись первые звёзды, а сгустки вещества, образовавшиеся на ранних стадиях благодаря квантовым флуктуациям, превратились в галактики.
В результате термоядерных реакций в звёздах были синтезированы более тяжёлые элементы. Во время взрывов сверхновых звёзд образовались ещё более тяжёлые элементы. В молодых галактиках процесс образования и гибели звёзд шёл очень бурно. Чем массивнее звезда, тем быстрее гибнет и рассеивает бо́льшую часть своего вещества, обогащая пространство разнообразными химическими элементами. После взрывов вещество сгущалось снова, в результате чего зажигались звёзды следующих поколений, вокруг которых образовывались планетные системы. Высказывание Джеймса Джинса "наши тела состоят из пепла угасших звезд" полностью подтверждает действительность.
Что же касается образований планетных систем, то образование звёзд и планетных систем изучает наука космогония. Под действием гравитации в газопылевых облаках формируются сгущения с образованием вращающихся газопылевых дисков. Основная масса вещества концентрируется в центре диска, где растёт температура, в результате чего начинается термоядерная реакция и вспыхивает звезда, что неоднократно было зафиксировано учёными при наблюдении в телескоп. В остальных частях диска образуются планеты.
Как показывают исследования последних лет, планетные системы вокруг звёзд весьма распространены. В Галактике имеется несколько сотен миллиардов звёзд.
Солнечная система образовалась около 5 миллиардов лет назад. Планета Земля находится в периферийной части Галактики (Млечный путь).
Вопрос об устройстве Вселенной, является одним из важнейших. Главное свойство Вселенной - расширение, которое происходит постоянно. Если взять для примера, представить планету Земля в центре мира, чем дальше расположен объект от нашей галактики, тем быстрее удаляется от Земли.
Видимое вещество во Вселенной структурировано в звёздные скопления - галактики. Галактики образуют группы, которые, в свою очередь, входят в сверхскопления галактик. Сверхскопления сосредоточены в основном внутри плоских слоёв, между которыми находится пространство, практически свободное от галактик.
Таким образом, в очень больших масштабах Вселенная имеет ячеистую структуру. Однако на ещё больших расстояниях (свыше 1 миллиарда световых лет) вещество во Вселенной распределено однородно.
Помимо видимого вещества во Вселенной присутствует тёмная материя, проявляющаяся через гравитационное воздействие. Тёмная материя, как и обычное вещество, также сосредоточена в галактиках. Природа тёмной материи пока неизвестна. Кроме того, имеется гипотетическая тёмная энергия, которая является причиной ускоренного расширения Вселенной. По одной из гипотез, в момент Большого взрыва вся тёмная энергия была «спрессована» в маленьком объёме, что и послужило причиной взрыва (в соответствии с другими гипотезами, тёмная энергия может проявляться лишь на больших расстояниях).
Согласно расчётам, свыше 70 % массы во Вселенной приходится на тёмную энергию (если перевести энергию в массу по формуле Эйнштейна), свыше 20 % - на тёмную материю и лишь около 5 % - на обычное вещество.
Основываясь на теории Эйнштейна, Герман Минковский создал элегантную теорию, которая описывает пространство и время как 4-мерное пространство - время (пространство Минковского). В пространстве - времени расстояния абсолютны, так как одинаковы для любого наблюдателя.
Создав специальную теории относительности, Эйнштейн в общей теории относительности включил в рассмотрение гравитацию. Согласно общей теории относительности, массивные тела искривляют пространство-время, что и обуславливает гравитационные взаимодействия. При этом природа гравитации и ускорения одна и та же - что можно почувствовать при ускорении или гравитации в том случае, если совершить криволинейное движение в пространстве-времени. Эти эффекты проявляются, к примеру, в необходимости корректировать часы на навигационных спутниках GPS.
Перед современной физикой стоит задача создания общей теории, объединяющей квантовую теорию поля и теорию относительности. Это позволило бы объяснить процессы, происходящие в чёрных дырах и, возможно, механизм Большого взрыва.
Если рассмотреть теорию элементарных частиц, которым присущ корпускулярно-волновой дуализм: с одной стороны, частицы представляют собой единые, неделимые объекты, с другой стороны, вероятность их обнаружить «размазана» по пространству. При некоторых условиях такая «размазанность» может принимать даже макроскопические размеры.
Квантовая механика описывает частицу, используя волновую функцию, физический смысл которой пока неясен, однако квадрат модуля определяет не место нахождения частицы, а где бы могла находиться и с какой вероятностью.
Таким образом, поведение частиц носит принципиально вероятностный характер: вследствие «размазанности» вероятности обнаружить частицу в пространстве, не возможно с абсолютной уверенностью определить местоположение и импульс, но в макромире дуализм незначителен.
В природе существуют четыре фундаментальные силы и все физические явления обусловлены всего четырьмя видами взаимодействий, которые представлены в порядке убывания силы:
1. сильное взаимодействие соединяет кварки в адроны и удерживает протоны и нейтроны в составе атомного ядра (действует на расстояниях порядка 10−15 м);
2. электромагнитное взаимодействие действует между частицами, имеющими электрический заряд, и «ответственно» за явления электромагнетизма;
. слабое взаимодействие обусловливает большинство распадов элементарных частиц, взаимодействия нейтрино с веществом и др. (действует на расстоянии порядка 10−18 м);
. благодаря гравитационному взаимодействию объекты, имеющие массу, притягиваются друг к другу.
Согласно новейшим теориям, взаимодействие происходит благодаря переносу частицы-носителя взаимодействия между взаимодействующими частицами. Например, электромагнитное взаимодействие между двумя электронами происходит в результате переноса фотона между ними. Природа гравитационного взаимодействия пока точно неизвестна, предположительно происходит в результате переноса гипотетических частиц гравитонов.
Как предполагают, в момент Большого взрыва действовало единое взаимодействие, которое разделилось на четыре в первое мгновение образования мира.
От микромира до человека
Вещество, с которым жители планеты Земля сталкиваются ежедневно - это микромир. В состав входит атомное ядро, состоящее из протонов и нейтронов, а также электроны, «мерцающие» вокруг ядра (квантовая механика использует понятие «электронное облако»). Протоны и нейтроны относятся к адронам.
Атомы каждого химического элемента имеют в своём составе одно и то же количество протонов, называемое атомным номером или зарядом ядра. Однако количество нейтронов может различаться, поэтому один химический элемент может быть представлен несколькими изотопами. В настоящее время известно свыше 110 элементов, наиболее массивные из которых нестабильны.
Атомы могут взаимодействовать друг с другом, образуя химические соединения. Взаимодействие происходит на уровне электронных оболочек. Химические вещества чрезвычайно многообразны.
Наука пока не решила задачу точного предсказания физических свойств химических веществ.
В XIX веке считалось, что атомы являются первичными «кирпичиками» строения материи. Однако и в настоящее время остаётся открытым вопрос о том, существует ли предел деления материи, о котором говорил ещё Демокрит.
В отличие от микромира, живые организмы состоят из органических веществ, воды и минеральных соединений. Фенотипические признаки организмов в основном определяются набором генов, в которых записана большая часть наследственной информации. Количество генов может варьировать от нескольких генов у простейших вирусов до десятков тысяч у высших организмов.
Носителем генетической информации является ДНК - сложная органическая молекула, имеющая форму двойной спирали. Информация на ней «записана» в виде последовательности нуклеотидов, полимером которых она является. В генетическом коде используется лишь 4 «буквы» - нуклеотида; код един для всех земных организмов. Существуют очень немногочисленные исключения из этого правила, которые являются модификациями единого кода.
Генетическая информация реализуется при экспрессии генов в процессах транскрипции и трансляции. Передача генетической информации от родительской клетки дочерним происходит в результате копирования ДНК комплексом ферментов.
Генетика достигла впечатляющих успехов. Учёные умеют внедрять гены одних организмов в геномы других, клонировать живые существа, «включать» и «выключать» определённые гены и многое другое. Но это привносит проблемы морального плана.
Развитие жизни на Земле, в том числе усложнение живых организмов происходит в результате непредсказуемых мутаций и последующего естественного отбора наиболее удачных из них.
Развитие таких сложных приспособлений, как глаз в результате «случайных» изменений может показаться невероятным. Однако анализ примитивных биологических видов и палеонтологических данных показывает, что эволюция даже самых сложных органов происходила через цепочку небольших изменений, каждое из которых по отдельности не представляет ничего необычного. Компьютерное моделирование развития глаза позволило сделать вывод, что эволюция могла бы осуществляться даже быстрее, чем это происходило в реальности.
В целом, эволюция, изменение систем - есть фундаментальное свойство природы, воспроизводимое в лабораторных условиях. Для открытых систем это не противоречит закону возрастания энтропии. Процессы самопроизвольного усложнения изучает наука синергетика. Один из примеров эволюции неживых систем - формирование десятков атомов на основе лишь трёх частиц и образование миллиардов сложнейших химических веществ на основе атомов.
Если рассмотреть, химическую эволюцию, то этап, предшествовавший появлению жизни, в ходе которого органические, пребиотические вещества возникли из неорганических молекул под влиянием внешних энергетических и селекционных факторов, и в силу развертывания процессов самоорганизации, свойственных всем относительно сложным системам, которыми бесспорно являются все углеродсодержащие молекулы.
Согласно одной из теорий происхождения человека от современных человекообразных обезьян, расхождение предков обезьян и человека произо
|
|
|
