Современная научная картина мира
Основы современной космологии. Открытие Хаббла, модель горячей Вселенной. Квантовая теория гравитации. Православное богословие о творении мира. Детерминизм Лапласа и неопределённость квантовой механики. Особенности соотношения детерминизма и вероятности.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 23.08.2011 |
| Размер файла | 97,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
4. Антропный принцип
4.1 Антропный принцип
В настоящее время учёными утверждается поразительный факт устойчивости структуры Вселенной к флуктуациям различного рода. Можно указать бесчисленное количество явлений в физическом устройстве мира, которые абсолютно необходимы для существования в ней таких сложных систем, как человек.
В.Г. Кречет в своем докладе утверждает, что «абсолютно во всем, начиная от констант, определяющих интенсивность гравитационного, слабого, электромагнитного и сильного взаимодействий и вплоть до основных биологических предпосылок, мы обнаруживаем, что космос в целом, наши Солнце и Земля настолько точно подогнаны к нам, что без них было бы невозможно существование условий для жизни и человека…».
Рассмотрим параметры «точной настройки», начиная с характеристик «Большого взрыва»:
1. Скорость расширения. Факт расширения Вселенной есть результат особого точного распределения скоростей разлёта. Точный выбор начальных условий так уникален, что «если бы через 1 секунду после Большого взрыва скорость расширения оказалась на 1*10-15 меньше, то произошло бы повторное сжатие Вселенной, и она не достигла бы своего современного состояния» в противном случае, при чуть большей скорости расширения, формирование галактик не произошло бы вообще. В настоящее время Вселенная расширяется со скоростью почти совпадающей с критической, не позволяющей избежать обратного коллапсирования.
2. Формирование элементов. Поразительна чувствительность физической реальности к отношению массы протона, нейтрона и электрона. Масса нейтрона немного больше суммарной массы протона и электрона, что делает возможным реакцию электрона и протона с образованием нейтрона. Поэтому «изменение массы протона или нейтрона всего лишь на тысячную долю приводит к нарушению указанного соотношения и к уничтожению атома, - пишет В.Г. Кречет, - так, что во Вселенной не стало бы разнообразия элементов и все вещество состояло бы из нейтронов и нейтрино».
«Если бы электрический заряд электрона, - пишет Стивен Хокинг, - был чуть-чуть другим, звёзды либо не сжигали бы водород и гелий, либо не взрывались». Такие величины как заряд, масса элементарных частиц «имеют сравнительно немного значений, при которых возможно развитие какой бы то ни было разумной жизни».
3. Соотношение частиц и античастиц. Реликтовый фон показал, что после «Большого взрыва» избыток частиц над античастицами составлял всего лишь 1*10-9 от общего числа частиц. «Если бы их осталось чуть больше или чуть меньше (или не осталось вовсе, будь их число равным), - пишет Иен Барбур, - существование нашего материального мира было бы невозможно». Если законы физики склонны к симметрии между частицами и античастицами, то в чём причина небольшой асимметрии?
Для более полной картины нужно рассмотреть чувствительность структуры современной Вселенной по отношению к основным константам.
1. Если бы слабое ядерное взаимодействие было только на 0,3% слабее или на 0,2% сильнее, то жизнь была бы невозможной.
2. Увеличение сильного ядерного взаимодействия привело бы к избытку гелия после Большого взрыва, и звёзды не смогли бы рождать тяжёлые элементы.
3. Изменение электромагнитного взаимодействия приводит к нестабильности химических соединений: при усилении образуются лишь тяжёлые соединения, а при ослаблении - лишь лёгкие.
4. Существование звёзд определяется балансом между физическими взаимодействиями (сильным, слабым, гравитационным и электромагнитным). Астрофизики утверждают, что изменение интенсивности любого из взаимодействий на 1*10-40 повлечёт за собой катастрофу для звёзд типа Солнца (П. Девис).
5. Изменение соотношения между электромагнитным и гравитационным взаимодействиями приводит к изменению структуры галактик: увеличение приводит к быстрому выгоранию звёзд массой меньше 1,4 массы Солнца, а уменьшение не позволяет образоваться звёздам массой больше 0,8 массы Солнца, и, как следствие, приводит к отсутствию тяжёлых элементов в галактике.
Стивен Хокинг пишет: «…Вероятность появления Вселенной, подобной нашей, в результате события вроде Большого взрыва минимальна. Мне представляется, - продолжает он, - что отсюда следуют явные богословские выводы». Хокинг утверждает, что «вполне вероятно, что законы даны Богом, и Он предоставил Вселенной развиваться в соответствии с ними… Но какими он выбрал начальное состояние и начальную конфигурацию Вселенной?» Для науки это по-прежнему остается вопросом. Поэтому на вопрос: «почему начало Вселенной было именно таким» наука даже в лице атеистически настроенного Хокинга отвечает, что « не иначе как деянием Бога, Которому захотелось создать таких живых существ как мы».
4.2 Критика антропного принципа: случайность
Несмотря на основательную убедительность положений антропного принципа, в научном мире существует несколько способов объяснения «точной настройки» Вселенной. Они основаны на возможном существовании миллиардов миров с различными постоянными. «…Неудивительно, - пишет Барбур, - что случайно в одном из них могли сложиться как раз такие постоянные, которые оказались подходящими для появления именно наших форм жизни». Поэтому противники антропного принципа утверждают, что его аргументация не выдерживает никакой критики в концепции бесконечного множества миров.
Перечислим основные многомировые концепции.
1. Концепция пульсирующей Вселенной. Её сторонники полагают, что во Вселенной каждый Большой взрыв предупреждается Большим схлопыванием. Таким образом, Вселенная, каждый раз проходя во время Большого взрыва через квантовую неопределённость, получает совершенно непредсказуемые физические характеристики, подобно игровому автомату или бросанию кости. В результате очередного схлопывания-взрыва появилась, наконец, и наша Вселенная, в которой могли зародиться и мы.
2. Концепция многочисленных изолированных миров утверждает, что в результате одного Большого взрыва «Вселенная могла разделиться на множество миров с различными постоянными или даже с различными законами». Эти миры, расширяясь, удалялись друг от друга со скоростью превышающей любое взаимодействие, что сделало невозможным их взаимное сообщение. Поэтому мы могли оказаться в таком мире, где возможна только такая жизнь, какую мы видим.
3. Квантовая многомировая концепция. Она была подробно рассмотрена во второй части дипломной работы. Предполагаемое этой концепцией множество миров также может удовлетворить вполне вероятному существованию такого мира, как наш. Однако недоказуемость этой гипотезы не позволяет рассматривать её серьёзно.
4. Теория квантовых вакуумных флуктуаций также утверждает существование множества миров. Квантовая теория допускает кратковременное нарушение законов сохранения энергии. В связи с этим «энергия, необходимая для создания Вселенной, - пишет Иен Барбур, - могла быть заимствована лишь на фантастически короткий момент, однако, возможно, этого было достаточно для того, чтобы все пришло в движение. Кроме того, необходимая энергия могла быть крайне малой или даже нулевой, если принять во внимание отрицательную гравитационную энергию».
Перечисленные выше теории предполагают, что пригодная для жизни комбинация физических постоянных возникла случайно среди множества других миров, которые безжизненны. Джон Лесли считает, что «гипотеза Бога объясняет тонкую настройку проще и правдоподобнее гипотез многих миров. Все эти теории слишком надуманы, крайне умозрительны, и не поддерживаются никакими независимыми доказательствами, тогда как в поддержку веры в Бога можно привести другие виды свидетельств».
4.3 Теория вневременного Наблюдателя
Как было отмечено выше, вблизи сингулярности Вселенной квантовые процессы занимали определяющее значение. Это заставляет физиков и богословов задуматься: случаен ли наш мир или он продуман. Известным положением в квантовой теории является редукция волнового пакета - из всех возможных значений, имеющих ненулевую вероятность, с помощью акта измерения (наблюдения) выявляется определённое значение параметра микрочастицы. Волновая функция, содержащая в момент сингулярности информацию всех возможных Вселенных, также должна была редуцировать и из квантовой неопределённости дать ход истории Вселенной с определёнными характеристиками. Это подвигает богословов размышлять о Наблюдателе, который актом наблюдения мог «выявить» из ничего ту Вселенную, в которой могли бы жить такие существа, как мы.
Согласно Копенгагенской интерпретации, вне акта наблюдения не существует пространственных материальных характеристик. Нарушение неравенств Белла подтверждает мысль о том, что «дополнительные свойства квантовых объектов не "существуют" независимо от наблюдателя и возникают (или "творятся") при наблюдении».
Придерживаясь такого мнения, В.Г. Кречет пишет: «В результате воздействия сознания внешнего по отношению к Вселенной Наблюдателя (Творца Вселенной) производится "выбор" из всех возможных состояний - квазиклассической Ш-функции, и Его творческим актом происходит редукция волнового пакета возможных Вселенных и "становление" "реальной" материальной Вселенной, имеющей классический предел эволюции».
Таким образом, по мнению некоторых мыслителей, само рождение Вселенной из квантовой неопределённости должно быть особым актом вневременного Наблюдателя.
В данной части дипломной работы были рассмотрены основные положения антропного принципа. Согласно этим положениям Вселенная представляется «идеально настроенной» для возможности возникновения жизни. «Тонкая настройка физических постоянных, - пишет Иен Барбур, - это именно то, что можно ожидать, если предположить, что жизнь и сознание были среди целей разумного и целеустремленного Бога». Однако нельзя сказать, что антропный принцип убедительно доказывает существование Бога, т.к. у атеиста всегда остаётся право признать существование мира или случайностью, или результатом действия Бога.
Физические законы мира, исследованные на устойчивость к флуктуациям космологических постоянных, говорят о поразительной неустойчивости нашего мира. Это положение делает беспочвенной идею самобытности мира.
Заключение
При изложении научной картины мира нами были представлены основные достижения естествознания в области научной космологии, квантовой теории и синергетики. В связи с ограниченным объемом дипломной работы представленный материал охватывает лишь область неживой материи.
Научная космология XX в. разрушила представления о мире как незыблемом вечном основании всякого бытия. Мир, согласно современным научным концепциям, есть динамично развивающееся целое, имеющее начало и конец.
Научное утверждение о творении «из ничего», предложенное космологией, с самого начала было принято многими богословами как подтверждение Божественного акта творения «из ничего». Оно часто использовалось ими в качестве прямого доказательства творения мира Богом. Вместе с тем, более глубокое изучение этого вопроса не даёт оснований считать богословское «ничто» в чем-то похожим на «ничто» научное. Причина в том, что учёные всегда будут стремиться дать определение научному «ничто», в то время как богословы считают философское «ничто» лежащим вне любых определений.
Согласно современным научным данным и теоретическим положениям, мир представляет собой гармоничное живое целое. Целостность его проявляется в гармоничных взаимодействиях всех частей, чем в корне подрывается редукционизм, укоренившийся в научном сознании ещё с эпохи Просвещения. Редукционизм подразумевает сводимость описания целого к описанию действия частей. Открытые наукой нелокальные аказуальные связи в квантовой механике и спонтанное зарождение упорядоченных структур под действием энтропийных процессов в синергетике доказали несводимость описания как атомных, так и молекулярных систем к описанию действия частей, их составляющих. Поведение элементов, входящих в систему, как единое целое, качественно отличается от поведения этих элементов, когда они находятся в изоляции.
Достижения квантовой механики и синергетики показали, что мир не является полностью детеминированным. Миру присуще вероятностное описание, в котором наряду со строгими законами существует и неопределённость. «Если бы в этом мире материя была автономно детерминирована, т. е. подчинялась бы собственным детерминистическим законам, - пишет Э.А. Тайнов, - (именно такова точка зрения механистического материализма), то, очевидно, свободы в таком мире не существовало бы: механицизм исключает свободу из-за отсутствия субъекта свободы в этом воображаемом мире… Никакой свободы в таком автономно закономерном материальном мире не существовало бы тоже, поскольку и здесь нет субъекта свободы, и у него нет шансов появиться из этого частично упорядоченного классического хаоса, как джину из бутылки». Неопределённость и вероятностный характер описания мира свидетельствуют о том, что мир подчинён законам, находящимся за его пределами.
Осмысление положений квантовой теории остро поставило вопрос о субъективности человеческого познания. Наш образ мышления, понятия об окружающем мире вырабатывались в процессе общения с миром, а поэтому, строго говоря, субъективны. Поэтому Вернер Гейзенберг, осознавая необходимость надмирного, божественного Откровения для познания мира, писал: «…путем только рационального мышления никогда нельзя прийти к абсолютной истине».
Главным постулатом научной деятельности ученых является познаваемость мира, т.е. узнаваемость его проявлений по определённым законам. Это ещё раз свидетельствует об ограниченности мира и подчинённости его законам. Эти законы существования мира физиками-теоретиками признаются существующим вне нашего изменчивого тварного мира. Следовательно, их природа метафизична. В дипломной работе на примере рассмотрения волновой функции было показано, что осмысление достижений человечества требует привлечения метафизики. Эрвин Шрёдингер, один из основателей квантовой теории, писал, что теперь «мы не можем обойтись здесь без путеводной нити метафизики». Такое осмысление законов природы требует признания существования идеальных понятий, и, как следствие, признания идеального начала - Бога.
Осмысление научной картины мира в русле Православного богословия «…помогает непредубеждённому человеку увидеть, - пишет профессор А.И. Осипов, - что признание бытия Бога есть не плод фантазии человеческого сознания, но единственно логически оправданный постулат в разрешении вопроса о смысле человеческой и мировой жизни».
Божественное Откровение и основанное на нём Православное мировоззрение всегда будут путеводной звездой для людей, ищущих Истину через естественное откровение природы.
Список литературы
1. Библия. Книги Священного Писания Ветхого и Нового Завета. - М.: Изд. Московской Патриархии, 1990. - 1373 с.
2. Василий Великий, святитель. Творения иже во святых отца нашего Василия Великого архиепископа Кесарии Каппадокийской: В 5 т. Т1. Ч1. - Свято-Троицкая Сергиева Лавра. 1900 г. Репринтное издание. - М., 1991. -345 с.
3. Иоанн Дамаскин, преподобный. Точное изложение Православной веры. Кн.1. - СПб., 1894. Репринтное издание. - М.: Братство святителя Алексия - Ростов-на-Дону: Изд-во «Приазовский край», 1992. - 446 с.
4. Акимов Л.Е., Шипов Г.И. Торсионные поля и их экспериментальные применения. Препринт № 4. Международный институт теоретической и прикладной физики Российской Академии Естественных Наук, - М., 1995. - 31 с.
5. Барбур Иен. Религия и наука: история и современность / Пер. с англ. А. Федочука, под ред. А. Бодрова и А.Киселева. - СПб.: Библейско-богословский институт им. св. апостола Андрея, 2000. - 430 с.
6. Белокуров В.В., Тимофеевская О.Д., Хрусталев О.А. Квантовая телепортация - обыкновенное чудо. - Ижевск: НИЦ «Регулярная хаотическая динамика», 2000. - 256 с.
7. Бройль де Луи. Соотношение неопределённостей Гейзенберга и вероятностная интерпретация теории относительности. Пер. с франц. канд. физ.-мат. наук Н.В. Самсоненко. Под ред. Г.З. Зайцева. - М.: Мир., 1986. - 336 с.
8. Гейзенберг В. Физика и философия. Часть и целое / Пер. с нем. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989. - 400 с.
9. Глейк Дж. Хаос: Создание новой науки / Пер. с англ. М. Нахмансона, Е. Барашковой. - СПб.: Амфора, 2001. - 398 с.
10. Гоманьков В.И. Возникновение Вселенной//Той повеле, и создашася. - Клин: Фонд «Христианская жизнь», 1999. - С. 189-208. - (Серия: Православие сегодня. Современные учёные о сотворении мира).
11. Давыденков Олег, иерей. Догматическое богословие. Курс лекций. В 3 ч. Ч.III. - М.: Православный Свято-Тихоновский Богословский Институт, 1997. - 292 с.
12. В.П. Демуцкий, Р.В. Половин. Концептуальные вопросы квантовой механики / Успехи физических наук. - 1992. -№10, Т.162. - С.93-180.
13. Долгов А.Д. Космология ранней Вселенной //Долгов А.Д., Зельдович Я.Б., М.В. Сажин. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1988. - 199 с.
14. Захаров Михаил, протоиерей. Христианство и наука о происхождении Вселенной //Сб. "Христианство и наука" (Рождественские чтения - 2003). - М.: Изд-во Московской патриархии, 2003. - С. 318-340.
15. Зельдович Я.Б. Космология и ранняя Вселенная / Хокинг С., Израэль В. Общая теория относительности. // Пер. с анл. Я.А. Смородинского, Б.В. Брагинского. - М.: Мир, 1983. С.199. - 464 с.
16. Зеньковский В., протоиерей, проф. Основы Христианской философии. Т.II. Христианское учение о мире. - Париж, 1970. - 187 с.
17. Кадомцев Б.Б., Кадомцев М.Б. Коллапсы волновых функций // Успехи физических наук. - 1996, -№6, Том 166. - С. 651-659.
18. Копейкин Кирилл, протоиерей. Богословский и естественнонаучный взгляд на природу // Сб. "Христианство и наука" (Рождественские чтения - 2003). М.: Изд-во Московской патриархии, 2003. - С.40-93.
19. Кречет В.Г. Фундаментальная физика и богословие //Сб. "Христианство и наука" (Рождественские чтения - 2003). - М.: Изд-во Московской патриархии, 2003. - С.277-288.
20. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Теоретическая физика: Учебное пособие: В 10 т. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. - Т.II: Теория поля. - 7-е изд., испр.- 512 с.
21. Лосский В.Н. Очерк мистического богословия Восточной Церкви. Догматическое богословие. М., 1991. - 288 с.
22. Нейман И. Фон Математические основы квантовой механики / Пер. с нем. М.К. Поливанова и Б.М. Степанова; под ред. Н.Н. Боголюбова. - М.: «Наука», 1964. - 368 с.
23. Осипов А.И. Путь разума в поисках истины. (Основное богословие). - М.: Изд-во братства во имя св. блгв. кн. Александра Невского, 1999. - 384 с.
24. Первушин В.Н. Наука и богословие //Сб. "Христианство и наука" (Рождественские чтения - 2003). - М.: Изд-во Московской патриархии, 2003. -С.31-39.
25. Пригожин И. Введение в термодинамику необратимых процессов. - Ижевск: НИЦ «Регулярная хаотическая динамика», 2001. - 160 с.
26. Пригожин И. Конец определённости. Время, хаос и новые законы природы. - Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика». 2000. - 208 с.
27. Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант. К решению парадокса времени. / Пер. с англ. - М.: Эдиториал УРСС, 2000. - 240 с.
28. Розенталь И.Л. Элементарные частицы и космология (Метагалактика и Вселенная)//Успехи физических наук. - 1997. -№8, Том 167.- С.801-912.
29. Рьюз М. Наука религия: по-прежнему война? // Вопросы философии. - 1991. -№2.- С.39-42.
30. Святоотеческая хрестоматия // Сост. Николай Благоразумов, протоиерей. - М.: Круг чтения, 2001. - 687 с.
31. Стивен Хокинг. Краткая история времени от большого взрыва до чёрных дыр / Пер. с англ. Н. Смородинской. - СПб.: Амфора, 2000. - 286 с.
32. Стоугер Р. Уильям. Ключевые стадии развития физики при взаимодействии с философией и теологией //Сб. научных статей: Религия и наука: История, метод, диалог / Пер. с англ. Говоровой Ю.В., Усова А.С. - Архангельск: Поморский государственный университет им. М.В. Ломоносова, 2001. - С.143-156.
33. Тайнов Э.А. Трансцедентальное. Очерк православной метафизики. - 2-е изд, испр. и доп. - М.: Мартис-Пресс, 2002. - 216 с.
34. Трейман С. Этот странный квантовый мир. - Ижевск: НИЦ «Регулярная хаотическая динамика», 2002. - 224 с.
35. Уиллер Дж. Гравитация, нейтрино и Вселенная. - М.: Наука, 1962. - 315с.
36. Флоровский Георгий, протоиерей. Восточные отцы IV века. - Репр. изд. Париж, 1931. - М., 1992. - 240 с.
37. Хакен Г. Тайны природы. Синергетика: учение о взаимодействии. - Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. - 315 с.
38. Хокинг Стивен. Краткая история времени от большого взрыва до чёрных дыр / Пер с англ. Н. Смородинской. - СПб.: Амфора, 2000. - 286 с.
39. Хокинг С., Пенроуз Р. Природа пространства и времени. - Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2000. - 160 с.
40. Шрёдингер Э. Лекции по физике. - Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001. - 160 с.
41. Шредингер Э. Мое мировоззрение//Вопросы философии.- 1994. -№9. - С.70-76.
42. Hugh Ross. Astronomical Evidences for a personal, Transcendental God//The Creation hypothesis. Scientific Evidence for an Intelligen Disiner. J.P. Moreland, editor, roreword by Phillipe Johnson. 1994. - P. 141-172.
43. Nancy R. Pearcey and Charles B. Thaxton. The Soul of Science: Christian Faith and Natural Philosophy. 1984 by International Bible Society. - 298 p.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Квантово-полевая (неклассическая) картина мира, суть ее принципов. Особенности принципов соответствия и суперпозиции. Концепция детерминизма, динамические и статистические закономерности. Принципы эволюционно-синергетической (современной) картины мира.
реферат [38,2 K], добавлен 30.10.2012Понятие "научная картина мира". Физика как ведущая дисциплина в классической научной картине мира. Историческая смена физических картин мира. Современная картина мира. Главный предмет синергетики. Исторические формы проблемы происхождения жизни.
контрольная работа [24,6 K], добавлен 04.02.2010Научная революция и работы Коперника, Кеплера, Галилея и Декарта. Механика Ньютона, атомы микромира и лапласовский детерминизм, теории газов. Электромагнитная картина мира в работах Фарадея, Максвелла и Лоренца. Теория относительности Эйнштейна.
реферат [599,1 K], добавлен 25.03.2016Понятие глобального эволюционизма, его виды, принципы. Современные научные подходы обоснования глобального эволюционизма. Теория нестационарной Вселенной. Глобальный эволюционизм как мировоззрение. Концепция биосферы и ноосферы. Современная картина мира.
презентация [2,4 M], добавлен 10.03.2015Понятие картины мира, ее сущность и особенности, история изучения. Сущность принципа глобального эволюционизма, его влияние на изменение представлений о картине мира в XIX веке. Синергетика как теория самоорганизации, ее роль в современном представлении.
контрольная работа [21,5 K], добавлен 09.02.2009Характеристика современной естественно-научной картины мира. Междисциплинарные концепции как важнейшие элементы структуры научной картины мира. Принципы построения и организации современного научного знания. Открытия XX века в области естествознания.
контрольная работа [21,9 K], добавлен 18.08.2009Основные гипотезы мироздания: от Ньютона до Эйнштейна. Теория "большого взрыва" (модель расширяющейся Вселенной) как величайшее достижение современной космологии. Представления А. Фридмана о расширении Вселенной. Модель Г.А. Гамова, образование элементов.
реферат [45,1 K], добавлен 24.02.2012Элементарные частицы материи. Теория "Большого взрыва". Научная картина устройства Вселенной А. Эйнштейна. Естественное обоснование горячей модели большого взрыва. Понятие стрелы времени, галактики, звезды. Солнце и Солнечная система. Описание Земли.
контрольная работа [27,6 K], добавлен 09.11.2010Представление о Большом Взрыве и расширяющейся Вселенной. Теория горячей Вселенной. Особенности современного этапа в развитии космологии. Квантовый вакуум в основе теории инфляции. Экспериментальные основания для представления о физическом вакууме.
презентация [2,7 M], добавлен 20.05.2012Философская рациональность Аристотеля. Механистическая картина мира. Теория эволюции Дарвина. Сдвиг интереса от физики в сторону биологии. Квантовая механика. Теория относительности. Синергетика. Энтропия.
реферат [16,1 K], добавлен 26.01.2007
