Теория развития Вселенной

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.