Современная наука о материальном единстве и многообразии мира

⇐ ПредыдущаяСтр 13 из 84Следующая ⇒

Диалектико-материалистическая концепция материального единства мира, а также единстве неисчерпаемости строения и свойств материи была подтверждена достижениями науки XX в., и прежде всего физики. Противопоставление континуальности и дискретности, столь взволновавшее физиков начала века, нашло свое диалектическое выражение в квантовой механике, в которой было открыто такое свойство материи, как ее одновременно корпускулярное и волновое строение. Этим синтетическим свойством обладают, например, фотоны — частицы света, у которых благодаря открытиям Эйнштейна, Бора и Шредингера была зафиксирована единая корпускулярно- волновая природа. Диалектический способ мышления в физике нашел яркое выражение в фундаментальном принципе дополнительности, согласно которому ни корпускулярное, ни волновое описание материальных свойств микромира в отдельности не может дать исчерпывающего представления об известных науке фактах, и только их диалектическое совмещение обеспечивает адекватность научных выводов. За внешней формальной противоречивостью ученые увидели отражение сущностных свойств единой материальной субстанции, которая вместе с тем не исчерпывалась и этими корпускулярно-волновыми представлениями. Субстанция едина во всех своих формально противоречивых свойствах — это отныне неоспоримый, теоретически и экспериментально подтвержденный факт.

Какова же картина мира и его внутреннего единства с позиций современной науки?

С одной стороны, материя имеет «зернистое», прерывистое строение: элементарные частицы, атомы, молекулы, звезды и их системы, галактики и т. п. С другой стороны, она обладает непрерывностью: разные виды нолей — гравитационные, электромагнитные, ядерные и др. Вещество и поле — вот два основных известных науке вида существования материи. Вещество

определяется как то, что имеет механическую массу (массу покоя). Это как бы иерархически выстроенные структуры, начиная с атома и кончая сколь угодно большими небесными телами. Сами атомы также имеют сложную структуру: они состоят из элементарных частиц — протонов и нейтронов, образующих ядро, а также электронов, вращающихся вокруг ядра с огромной скоростью. Ныне науке известно множество иных элементарных частиц — мезоны, гипероны, нейтрино ¹ и др. Они существуют как в составе атомов, так и в свободном плазменном состоянии, например в космических реликтовых излучениях, «приходящих» к нам из прошлого Вселенной. Наукой открыты и античастицы — антипозитрон и др., характеризующиеся обратным знаком электрического заряда. Элементарные частицы, так же как и фотоны, обладают корпускулярно-волновыми свойствами — они и прерывны, и непрерывны (будучи одновременно и частицей и волной), им свойственны и масса, и определенный электрический заряд.

Материя в виде вещества существует в многообразных состояниях. Наиболее распространенное состояние вещества во Вселенной — плазма, то есть такое его состояние, которое образовано из электрически заряженных частиц — электронов и ионов, еще не вступивших в атомарные и молекулярные связи. Это и звезды, и туманности, и межзвездный газ. В известной науке части Вселенной твердое, жидкое и газообразное состояние вещества крайне редки.

К «непрерывным» видам материи относятся поля, то есть материя, не имеющая массы покоя. Поля связывают частицы материи, позволяют им взаимодействовать и тем самым существовать. Без полей тяготения ничто не связывало бы звезды в галактики, а само вещество — в звезды. Не было бы ни Солнечной системы, ни самого Солнца, ни планет. Вообще все тела перестали бы существовать: без электрических и магнитных полей ничто не связывало бы атомы в молекулы, а электроны и ядра — в атомы.

Однако границу между веществом и полем нельзя понимать как абсолютную в том смысле, что будто бы в мире существуют одни и те же, никак не изменяемые поля и одни и те же постоянные и неизменные частички вещества. Такое представление вело бы к дуализму. Глубинное единство субстанции мироздания выражается в том, что понятия вещества и поля взаимно отно-

¹ Благодаря тонким экспериментам физикам удалось получить данные, позволяющие судить о наличии у нейтрино — одной из самых «неуловимых» частиц — массы покоя. А это проливает новый свет на наши представления о строении Вселенной, о процессах образования галактик, о реакциях, происходящих в недрах Солнца.

сительны. Их относительность есть не только требование диалектики, вытекающее из принципа субстанциального единства мира, но и экспериментально подтвержденный и научно апробированный факт ¹. Наукой установлено, что грани между полем и веществом относительно постоянны лишь в макроскопическом мире, доступном чувственному восприятию. В царстве же микроявлений они как бы стираются, и вещество и поле могут переходить друг в друга. Так, мезоны, будучи частицами вещества, являются вместе с тем и квантами определенного поля.

Таким образом, все возникающие в науке противоречия во взглядах на строение материи суть результат того «огрубления», которое, в свою очередь, есть результат относительности наших знаний об объективной действительности. Научная мысль постоянно «дорисовывает» и «перерисовывает» картину мира, которая выступает перед нами как бесконечное многообразие форм бытия материи и царящих в нем свойств, связей, закономерностей, покоящихся на прочном фундаменте субстанциального единства мира. Наука движется от одного уровня осмысления единства мира через изучение многообразия к новому уровню понимания его единства.

Принцип сохранении материи

Одним из атрибутов материи является ее несотворимость и неуничтожимость, что проявляется в совокупности многих естественнонаучных законов сохранения материи в процессе ее изменения. Процесс изменения форм и состояний материальной субстанции практически не ограничен. Так, физика открыла всеобщую превращаемость элементарных частиц, а также видов движения материи. Например, механическое движение вследствие трения приводит к накоплению внутренней энергии тела, к усилению теплового движения его молекул. Это движение, в свою очередь, может превратиться в электромагнитное и химическое. В микромире частицы вещества превращаются в излучение и, наоборот, полевые процессы могут привести к возникновению вещества. Однако в процессе всех этих взаимных превращений материя сохраняется как субстанция — основа всех изменений.

Закон сохранения и превращения материи гласит: какие бы процессы превращения ни происходили в мире, общий

¹ Современной финике вообще свойственно стремление к выявлению наиболее общих и как бы «простых» закономерностей, которые» наглядно отражали бы глубинное единство мира. Например, одной из самых привлекательных гипотез является сейчас теория так называемого Великого Объединения, в которой все четыре известные науке силы взаимодействия — электромагнетизм, гравитация, сильное и слабое взаимодействия — предполагается свести к одной фундаментальной форме материального взаимодействия, к единой теории поля.

субстанциальный баланс материи остается неизменным. Вещество может превратиться в другое вещество, поле — в другое поле, вещество — в поле, поле — в вещество, но никогда эта цепочка взаимных превращений не может оборваться в ничто. Материя не может произойти из ничего и не может в это ничто превратиться.

Принцип сохранения материи, так же как и принцип материального единства мира, при своем логическом развертывании приводит к утверждению двух других основных принципов диалектики — всеобщей связи и развития. Любой объект возникает, развивается, функционирует и гибнет лишь в связи с другими объектами. Рождение вещи означает не абсолютное рождение ее из ничего, а возникновение из другой вещи. Также и разрушение означает лишь ее превращение в другую вещь. Гибель частного, по словам А. И. Герцена, — исполнение той же необходимости, той же игры жизни, как возникновение его; она не жалеет об нем потому, что из ее широких объятий ничего не может утратиться, как ни изменяйся. Материальная субстанция во всех этих превращениях, рождениях и разрушениях остается незыблемой, то есть не возникающей и не исчезающей. Изменение материи осуществляется лишь в связи с ее сохранением, сохранение же выявляется лишь в процессе изменения ее форм.

Принцип несотворимости и неуничтожимости материи имеет большое мировоззренческое и методологическое значение. Он позволяет глубже и полнее понять процессы, происходящие в различных сферах реальности, и продолжает оставаться ведущим при формировании новейших гипотез о происхождении Вселенной.

Споры вокруг принципа сохранения, несотворимости и неуничтожимости материи вспыхнули с новой силой после того, как на смену идеи стационарности Вселенной, идеи, которая господствовала в науке, пришла идея изменяющейся Вселенной, рассматриваемой теперь не как статичная система, а как динамичный процесс изменения с постоянными переходами одного вида материи в другой. Поскольку идея развития как нельзя лучше сочетается с принципами материального единства мира и сохранения материи, постольку сама по себе идея постоянного изменения Вселенной не могла вызвать возражений. Споры вызвала не идея развития, а момент начала этого развития (происхождение Вселенной) и момент его конца (гибель Вселенной). Причем сначала возникли споры вокруг теорий гибели Вселенной, например, в результате рассеивания вещества в безграничном пространстве и лишь затем — споры вокруг теорий возникновения Вселенной в результате так называемого

Большого Взрыва. Если в первом случае некоторые ученые увидели теоретическую возможность уничтожения материи, то во втором — стал рассматриваться вопрос о сотворимости, возникновении материи «практически из ничего». Рассмотрим обе эти версии подробней.

Сначала о теории исчезновения вещества Вселенной. Вселенная, говорит английский астроном Дж. Джипс, живет своей жизнью и идет по дороге от рождения к смерти так же, как и все мы; наука не знает другого изменения, кроме перехода к старости, и никакого другого процесса, кроме движения к могиле. Мы видим, что звезды беспрестанно растворяются в радиации так же вечно и непрерывно, как ледяная гора тает в теплом море. Солнце сейчас весит на много биллионов тонн меньше, чем это было месяц назад. Так как другие звезды тают таким же образом, то и Вселенная в целом является теперь менее вещественной. Не только количество вещества уменьшается во Вселенной, но и то, что осталось, непрерывно разбегается в ледяной холод пространства с колоссально и зловеще увеличивающейся скоростью. Материальная Вселенная кажется уходящей подобно уже рассказанной сказке, растворяясь в небытии, как видение.

Несостоятельность этой гипотезы заключается не столько в том, что в ней не нашел должного выражения принцип взаимопревращаемости различных видов энергии и вещества, сколько в том, что здесь мыслится абсолютно независимо от материи существующее пространство, вдали которого в виде мельчайших элементов будто бы рассеется материя Вселенной. Согласно современным представлениям, пространство не есть акцидентальное ¹ по отношению к материальной субстанции свойство, но есть отражение ее сущностного строения. Известное нам по опыту пространство трех измерений есть выражение этой сущности лишь в видимом мире, на уровне же микро- и мегамиров оно обладает большим количеством измерений. Свертывание нескольких измерений пространства может привести к появлению того, что мы воспринимаем как вещество. Такая тесная связь между пространством и материей, их, по существу, тождество, открытое современной наукой, означает несостоятельность теории рассеивания вещества Вселенной вплоть до полного исчезновения, теории, в которой пространство мыслится внешним по отношению к будто бы рассеивающейся материи атрибутом.

Аналогичные проблемы возникают и по поводу гипотезы

¹ Акцидентальное (от лат. accidental — случай, случайность) — привносимое извне, случайное, не имеющее отношения к сущности свойство объекта.

происхождения Вселенной из Большого Взрыва. Сейчас эта гипотеза практически общепризнана и не вызывает сколько-нибудь серьезных возражений ¹. Смысл ее заключается в том, что около 15 млрд лет назад произошел взрыв сверхплотной материальной субстанции и то, что мы наблюдаем сейчас, есть результат этого взрыва. А наблюдаем мы разбегающуюся Вселенную ². Состояние материи, подвергшейся этому Большому Взрыву, и сама причина взрыва до сих пор наукой точно не установлены, и отсюда неизбежно возникают гипотезы, оспаривающие принцип несотворимости материи, вплоть до утверждения исконного христианского догмата о сотворении материи из ничего.

Сам факт непознанности состояния материи до взрыва и причин, его вызвавших, никак не противоречит принципам материального единства мира и несотворимости материи — развитие науки, как известно, уже не раз приводило к революционным изменениям во взглядах на конкретное строение материи и еще не раз приведет к таким изменениям, ни на йоту не затрагивая при этом материи как философской категории. Однако в связи с теорией Большого Взрыва, как и век назад, в среде ученых стали высказываться суждения, очень близкие по своему смыслу к физическому идеализму конца XIX в.: в результате конкретизации различных процессов, происходящих в разбегающейся вследствие взрыва Вселенной, заговорили о порождении вещества из так называемого физического вакуума, в котором происходит сложный процесс пространственно-временной флуктуации, ведущий к появлению вещества и различных полей. Но уже из научного значения самого термина «физический вакуум» следует, что это не есть ничто, а есть конкретный физический объект, имеющий материальную природу, неизвестную пока науке. Возможно, что так же, как это случилось в свое время с полем, в дальнейшем ученые придут к выводу, что здесь скрывается еще один, наряду с веществом и полем, вид материи: материя бесконечна в своих проявлениях, и единственным ее постоянным свойством является независимость от человеческого сознания. Так называемый «физический вакуум» порождает иллюзию происхождения материи из ничего во многом благодаря лишь своему не совсем

¹ См. об этом статьи одного из основателей современной космологии Я. Б. Зельдовича в кн.: Прошлое и будущее Вселенной. М., 1986, с. 11–45.

² Расширение Вселенной было теоретически предсказано советским ученым А. Д. Фридманом, а экспериментально обнаружено Э. Хабблом (1929 г.), когда он установил наличие так называемого «красного смещения» в спектрах удаленных галактик. Чем большее расстояние от Земли имеет определенный космический объект, тем большее смещение спектра от этого объекта в сторону красного цвета. Так Хаббл подтвердил идею расширения Вселенной.

удачному названию. Как раньше механистически мыслящие умы увидели в поле угрозу материи, понимаемой сугубо как вещество, так и теперь многие повторяют ту же ошибку: уже привыкнув, по выражению А. Эйнштейна, к полю, как к стулу, на котором сидят, забыв, что его открытие вызвало в свое время столь же бурные дискуссии, современные физики-идеалисты готовы видеть исчезновение материи, а вернее, ее возникновение из ничего в разработанном ими самими понятии физического вакуума. На самом же деле это реальный физический объект, природа которого материальна, а не только результат математических исчислений.

Итак, материя нигде и никогда не утрачивает своей способности ко все новым и новым превращениям. При этом мыслимы любые ее превращения, кроме двух — возникновения из ничего и перехода в ничто. Материи неоткуда взяться и некуда деться: она и источник, и причина, и следствие самой себя. Она бытийствует «в себе» и «для себя». Она едина в своем самобытии. Ничему и никому не обязана она своим существованием. Принцип сохранения материи нашел подтверждение и в таком положении современной науки: общая энергия Вселенной, в случае если она (Вселенная) мыслится замкнутой — а к этому склоняется большинство ученых, равна нулю (то есть количества отрицательных и положительных зарядов взаимоуравновешиваются). Из этого следует, что неуничтожимость и несотворимость, иными словами, всегда одно и то же количество материи, есть непременное условие самого существования мира: ведь энергия суть мера движения материи.

⇐ Предыдущая 8 9 10 11 121314 15 16 17 Следующая ⇒