Словарь ключевых терминов

Вследствие потери системной устойчивости в зоне бифуркации фундаментальную роль приобретают случайные факторы. Это обстоятельство имеет важное значение в процессах социокультурной динамики и приводит к новому, нелинейному пониманию соотношения необходимости и свободы воли. В рамках нелинейного мышления свободу следует понимать не как осознанную необходимость, а как возможность выбора среди виртуальных альтернатив, но одновременно и нравственную ответственность за этот выбор.

?

Большой Взрыв— сингуляртность пространства—времени, приведшая к возникновению 13,7 миллиардов лет назад и последующей эволюции нашей Вселенной. Согласно стандартной космологической модели, Вселенная возникла как результат этой сингулярности. Теоретическим обоснованием этой теории явилось решение нестационарных уравнений относительности, полученное в 1922 г. А.А. Фридманом. В пользу этой теории свидетельствуют два экспериментальных факта. Во-первых, это открытие разбегания далеких галактик, сделанное в 1929 г. на основании регистрации красного смещения в спектрах их излучений. Во-вторых, это открытие реликтового фонового излучения с температурой 3,5 °К, равномерно заполняющего космос. Это открытие было сделано в 1964 г. А. Пен- зисоми Р. Вильсоном. В 1948 г. Г. Гамов теоретически показал, что если на ранних стадиях после Большого взрыва

Тема 5

Вселенная была очень горячей, то впоследствии в процессе ее расширения свободный фотонный газ должен был охладиться примерно до 5° К, что и наблюдалось на экспериментах.

Согласно современным космологическим теориЯхМ, возникновение Вселенной явилось следствием фазового перехода квантового вакуума.

33              43

ответствовали планковским масштабам — 10- см, 10- с. А. Гут, С. Хокинг, А.Д. Линде показали, что в промежуток

34              32

времени от 10- до 10- с Вселенная испытывала стадию сверхбыстрого, или инфляционного, расширения, когда ее размеры увеличились в Ю30 раз. В процессе расширения Вселенной началось формирование элементарных частиц, а ко времени порядка 100 миллионов лет звезд и галактик.

Вакуум — в житейском понимании пустота, отсутствие реальных частиц. Но даже в классическом понимании сосуд, из которого откачали воздух, заполнен электромагнитным излучением, поступающим с его стенок. В квантовой механике вводится понятие физического вакуума как основного состояния квантовых полей, обладающих минимальной энергией и нулевыми значениями импульса, углового момента, электрического заряда, спи- наидр.

Физический, или квантовый, вакуум также не является

пустотой: он содержит виртуальные частицы, которые

2 2

рождаются в нем за промежутки времени порядка Ю с как следствие квантовых флуктаций в соответствии с соотношениями неопределенности Гейзеиберга. Хотя индивидуально виртуальные частицы (электроны, протоны и др.) наблюдать нельзя, как ансамбль они оказывают при- борно регистрируемое воздействие на свойства реальных частиц.

Вакуум — фундаментальное понятие, т. к. его свойства определяют свойства всех относительных состояний материи. Все, что происходит в нашем мире, обусловлено в конечном счете измерениями геометрических характеристик квантового вакуума.

Гносеология — общее учение о познании, его структуре, методах, принципах, закономерностях функционирования и развития.

Квантовая механика — теория, описывающая свойства и законы движения физических объектов, для которых размерность действия (эрг х с) сопоставима с планковским масштабом h = 6,62 х Ю-27 эргх с. Этому условию удовлет-

воряют микрочастицы, а потому можно сказать, что квантовая механика — это наука, описывающая свойства микромира.

Квантовая механика включает в себя систему специальных понятий и соответствующий им математический аппарат. Законы квантовой механики образуют фундамент наук о строении вещества. Методы квантовой механики позволили решить большое количество научных задач: расшифровка атомных спектров, объяснение периодической системы элементов Д.И. Менделеева, строение и свойства атомных ядер, теория фотоэффекта, физики твердого тела и полупроводников, ядерные и термоядерные реакции и др. В области макромасштабов уравнения квантовой механики переходят в уравнения обычной классической механики.

Космология — наука, изучающая Вселенную как единое целое, ее строение и эволюцию.

Термин «космология» образован из греческих kosmos — мир, гармония и logos — учение, слово. Теоретическим базисом космологии является физическая теория, а ее экспериментальные методы основаны на использовании астрономических наблюдений и специальных космических аппаратов.

Первой научной системой мира явилась геоцентрическая система, разработанная К. Птолемеем (II в. н. э.). В XVI в. Н. Коперник проанализировал недостатки этой модели и обосновал необходимость перехода к гелиоцентрической системе.. Открытие Коперника стимулировало развитие физической теории. Впервые использовав телескоп для наблюдения небесных явлений, Г. Галилей получил многочисленные экспериментальные свидетельства в пользу гелиоцентрической системы мира. И. Ньютон открыл закон всемирного тяготения и разработал классическую механику, с помощью которой удалось теоретически описать большинство небесных явлений.

В начале 1922 г. А. А. Фридман нашел нестационарные решения общей теории относительности, а в 1929 г. Э. Хаббл открыл эффект красного смещения в спектрах излучения далеких галактик. Из открытий Фридмана и Хаббла следовало, что Вселенная расширяется, причем этот процесс начался 13,7 миллиардов лет назад в процессе так называемого Большого Взрыва, когда Вселенная имела микроскопические размеры.

Современная космология опирается на мощную экспери- ментальную базу: радиоастрономические, инфракрасные,

рентгеновские и другие методы наблюдения.

Открытия в области космологии для развития физической теории имеют принципиальное значение для совершенствования современного миропредставления.

Натурфилософия — общее учение о природе, законах ее существования и развития как одной из «сфер» бытия, существенно отличающегося от других его «сфер» — общества, культуры, сознания, человека.

Научная картина мира — совокупность общих представлений науки определенного исторического периода о фундаментальных законах строения и развития объективной реальности.

Нелинейная наука — научное направление, исследующее процессы в открытых нелинейных системах. Нелинейная наука включает в себя комплекс близко родственных смежных научных дисциплин: термодинамику необратимых процессов (И. Пригожий), теорию катастроф (Р. Том, В.И. Арнольд), синергетику, или теорию самоорганизующихся систем (Г. Хакен, СП. Курдюмов). Методы нелинейной науки находят широкое применение не только в естественно-научных исследованиях, но также в сфере гуманитарных научных дисциплин (социо- и фу- туросинергетика, демография, образование и др.). По своему влиянию на культуру и развитие цивилизации в XX в. нелинейная наука занимает третье — в порядке очередности, но не по важности — место вслед за теорией относительности и квантовой механикой.

Нелинейная наука послужила основой существенного уточнения современной общенаучной парадигмы и привела к возникновению нового феномена в рамках системы научного миропредставления — нелинейного, или синер- гетического, мышления.

Онтология — философское учение о бытии, его основных видах, подсистемах, «сферах», общих закономерностях их строения, функционирования, динамики и развития.

Самоорганизация — фундаментальное понятие синергетики, означающее упорядочивание, т.

открытости и нелинеиности являются причинои этого процесса. Открытость — это свойство систем, проявляющееся в их способности к обмену веществом, энергией и информацией с окружающей средой, а нелинейность — многовариантность путей эволюции. Математически нелинейность проявляется в наличии в системе уравнений величин в степенях выше первой либо в зависимости коэффициентов от свойств среды.

Процесс, альтернативный самоорганизации — автодезорганизация, или диссипация. Диссипация — это процесс рассеяния энергии, ее превращение в менее организованные формы — в конечном счете в тепло. Эти процессы диструкции могут иметь разную форму: диффузия, вязкость, трение, теплопроводность и т. д. Самоорганизация может вести к переходу системы в устойчивое состояние — аттрактор (attrahere на латыни означает притяжение). Отличительное свойство состояния аттрактора состоит в том, что оно как бы притягивает к себе все прочие траектории эволюции системы, определяемые различными начальными условиями. Если система попадает в конус аттрактора, она неизбежно эволюционирует к этому состоянию, а все прочие промежуточные состояния автоматически диссипируют, затухают.

Теория относительности — наука, основной смысл которой состоит в утверждении: в нашем мире не происходит ничего, кроме кручения пространства и изменения его кривизны. Возникновение теории относительности связано с неудачей обнаружить движение Земли относительно эфира, который, согласно представлениям классической физики, должен был заполнять космическое пространство. Соответствующий эксперимент был в 1887 г. поставлен А. Майкельсоном и Э. Морли и неоднократно повторен впоследствии. Чтобы объяснить этот результат, X. Лоренц выдвинул гипотезу о сокращении длины тел вдоль направления их движения. Но это была всего лишь теория ad hoc. Решение проблемы было найдено в 1905 г. А. Эйнштейном в его работе по специальной теории относительности.

относительности (ОТО) — фактически теорию гравитации. Причиной тяготения, согласно этой теории, является искривление пространства вблизи массивных тел. В качестве математического аппарата в ОТО использован тензорный анализ.

Из теории относительности следует род важных следствий. Во-первых, закон эквивалентности массы и энергии. Во- вторых, отказ от гипотез о мировом эфире и абсолютных пространстве и времени. В-третьих, эквивалентность гравитационной и инерционной масс.

Теория относительности нашла многочисленные экспериментальные подтверждения и используется в космологии, физике элементарных частиц, ядерной технике и др.

Торсионная физика — наука о торсионных полях, обусловленных кручением пространства (torsion означает кручение). Впервые задача кручения пространства на уровне уравнений ОТО была исследована в 1922 г. Э. Картаном. Из его теории следовало, что константа торсионного взаимодействия должна быть пренебрежительно мала. Однако в теории Картана допущена оплошность: отсутствует угловая система координат. Это упущение в 1980 г. было исправлено Г.И. Шиповым, который построил теорию физического вакуума с использованием угловых координат и коэффициентов кручения Г. Риччи. Эта теория позволила устранить ограничения, полученные Картаном. Альтернативную теоретическую модель торсионного поля предложил А.Е. Акимов. В этой модели использовано решение релятивистского квантового уравнения, полученное П. Дираком в 1929 г. Используя результаты теории Дирака, Акимов предположил, что квантовый вакуум содержит волновые свертки электронов и позитронов, обладающие нулевыми значениями массы, заряда и спина. Возмущение вакуума, по спину, вызванное внешним источником, и приводит к возникновению нового вида фундаментальных взаимодействий — торсионных полей. Кручение физического пространства — столь же фундаментальное свойство нашего мира, как и его искривление, предсказываемое теорией относительности. Существование торсионных полей подтверждено в многочисленных сериях экспериментов. Разработаны и получили практическое применение полупромышленные торсионные технологии производства улучшенных материалов.

Физика — наука, изучающая фундаментальные и наиболее общие свойства и законы движения объектов материаль-

Современная научная картина мира

ного мира. Понятия физика и физические законы — основа всего естествознания.

Термин «физика» (от греческого physis — природа) введен в науку Аристотелем. Развитие физики как современной науки началось после обоснования Н. Коперником ге-

I лиоцентрической системы мира: физика Аристотеля противоречила этой системе. Принципиальной важности шаг сделан Г. Галилеем, который превратил физику в экспериментальную науку. И. Ньютон ввел в физическую теорию математический аппарат изобретенного им (и независимо от него Г. Лейбницем) дифференциального и интегрального исчисления. Используя синтез экспериментальных и теоретических методов, Ньютон создал классическую механику, которая к началу XIX в. приобрела современную форму.

Целью физики является формулировка общих законов природы и объяснение конкретных явлений. Основные разделы физики: классическая механика, термодинамика и статистическая физика, теория электромагнетизма, теория относительности, квантовая механика. Физика служит научной основой большого числа технических приложений (гидромеханика, теория тепломассообмена, техническая механика, микроэлектроника и др.).

1 Вопросы для обсуждения             

1. Парадигма античной натурфилософии.
2. Гипотетическая физика Декарта и физика принципов Ньютона.
3. Метафизика в физике Ньютона.

I 4. Механистическая картина мира.

5. Философские основания PI принципы теории относительности.
6. Стандартная космологическая модель.
7. Философские основания и мировоззренческое значение квантовой механики.
8. Кручение пространства и изменение его кривизны как фундаментальная основа реальности.
9. Философские основания и принципы нелинейной науки и синергетического мышления.

10. Эволюционная парадигма в современной картине мира.

Твма 5

11. Принципы самоорганизации и бифуркационный характер эволюции открытых нелинейных систем.
12. Онтологические и гносеологические проблемы современной научной картины мира.

Литература

Владимиров Ю.В. Метафизика. М.г 2002. ГейзенбергВ. Физика и философия. Часть и целое. М., 1989. Кун Т. Структура научных революций. М., 2001. Курдюмов СПКнязева Е.Н. Основания синергетики. М.,

2002.

Лесков Л.В. Нелинейная Вселенная. М., 2003. Линде А. Д. Физика элементарных частиц и инфляционная космология. М., 1990.

Пенроуз Р. Новый ум короля. М.г 2003. Пригожий П., Стенгерс И. Порядок из хаоса. М., 2000. Современная философия науки. М., 1996. Теория познания и современная физика. Под ред. Ю.В. Сач- кова.М., 1984.

Хакен Г. Тайны природы. Синергетика: наука о взаимодействии. М.-Ижевск, 2003. . . • *

ХокингС. От Большого Взрыва до черных дыр. М., 1990. Шипов Г.И. Теория физического вакуума. М., 1997. Эйнштейн А., ИнфелъдЛ. Эволюция физики. М., 2001. Laszlo У. The Whispering Pound. A Personal Guide to the Emerging Vision of Science. Rockport MA, 1996