Естествознание и Вселенная

Ни одна из планет земной группы не имеет развитой системы  спутников, что характерно для планет группы Юпитера. Планетоподобный спутник  Земли – Луна – близок по размерам к планете Меркурий. Два спутника Марса – Фобос и Деймос –  имеют неправильную форму, напоминая  небольшие астероиды. До сих пор, как о происхождении Луны, так  и о происхождении спутников  Марса нет ясного представления.

Три из четырех планет земной группы обладают заметной атмосферой. Атмосфера каждой планеты несет  отпечаток особенностей ее развития. Атмосфера Земли кардинально  отличается от атмосфер других планет: в ней низкое содержание углекислого  газа, высоко содержание молекулярного  кислорода и относительно велико содержание паров воды. Две причины  создают выделенность атмосферы  Земли: вода океанов и морей хорошо поглощает углекислый газ, а биосфера насыщает атмосферу молекулярным кислородом, образующимся в процессе растительного  фотосинтеза. Расчеты показывают, что  если освободить всю поглощенную  и связанную в океанах углекислоту, убрав одновременно из атмосферы весь накопленный в результате жизнедеятельности растений кислород, то состав земной атмосферы в своих основных чертах стал бы подобен составу атмосфер Венеры и Марса.

Относительно малые размеры  Марса не позволили ему удержать плотную атмосферу. Возможно, что  раньше, когда шли процессы активного  выделения газов из недр планеты, атмосфера Марса была намного  плотнее, чем теперь. Условия у  его поверхности были более мягкие, без столь резких перепадов дневных  и ночных температур. В марсианской  атмосфере очень мало паров воды, соответственно отсутствует облачность. Но движения разреженной атмосферы  временами достигают такой силы, что в общепланетном масштабе возникают мощные пылевые бури, поднимающие  массы песка на высоту многих километров. Тогда поверхность планеты надолго  скрывается за непроницаемой завесой.

Успехи науки и техники  сделали доступным прямое изучение планет Солнечной системы, открыв принципиально  новые возможности для сравнительного познания нашей собственной планеты. Тем самым открыта новая страница в постижении окружающего нас  мира, но на ней пока записаны лишь первые строки. Все еще остается нерешенным вопрос: что выделило Землю среди  семейства планет одного с ней  типа так, что она смогла стать  обителью жизни? Поиск ответа на этот вопрос может проходить только на путях движения от частного к общему, от планеты Земля с существующей на ней жизнью к осознанию космической  природы жизни – этого важнейшего звена самоорганизации вещества в процессе развития материи.

 ГИПОТЕЗА ПРОИСХОЖДЕНИЯ  ВСЕЛЕННОЙ

Все концепции возникновения  вселенной условно можно разделить  на две:

• Концепции возникновения вселенной без участия осознающего фактора (Творца, «Вселенского разума» и т. д.) – в основном, научные – не признающие одухотворённость творения и понятие Творца, или, иными словами, «осознающего создателя», и опирающиеся на другие допущения;
• Концепции сотворения мира – в основном, религиозные – признающие Творца в качестве первопричины.

Момент во времени, когда  появился мир (Вселенная, звезды, планеты  и т. п.), существует несколько научных  и религиозных систем датировок.

• Согласно библейским источникам, период времени от сотворения мира Богом до Рождества Христова насчитывал от 3483 до 6984 лет.
• Теория Большого Взрыва, широко распространённая в современной физике, оценивает появление Вселенной около 13 миллиардов лет назад. Самая ранняя известная эпоха это Планковское время (10⁻⁴³ секунд после Большого Взрыва)
• В индуизме день Брахмы, состоящий из 1000 периодов по 4 юги (4,320 миллиардов лет). По прошествии этого периода наступает ночь Брахмы, равная по продолжительности Кальпе. Считается что нынешний Брахма находится на 51 году своей жизни, что соответствует 220,32 миллиардов лет.

Креациони́зм (от лат. creare – создавать) – теологическая или метафизическая концепция, в рамках которой основные формы органического мира (жизнь), человечество, планета Земля, а также мир в целом, рассматриваются как целенаправленно созданные Творцом или Богом.

В настоящее время креационизм  представляет собой широкий спектр концепций – от сугубо богословских и философских до претендующих на научность, однако общим для этой совокупности является то, что эти  концепции отвергаются современным  научным сообществом

Согласно одной из альтернативных теорий (так называемой «бесконечно  пульсирующей Вселенной»), мир никогда  не возникал и никогда не исчезнет (или по другому рождается и  умирает бесконечное количество раз), но обладает периодичностью, при  этом под сотворением мира понимается точка отсчета после которой  мир строится заново (она же обозначает и конец мира).

Большо́й взрыв (от англ. Big Bang) – гипотетическое начало расширения Вселенной, перед которым Вселенная находилась в сингулярном состоянии с гигантскими температурой и плотностью.

Первоначально теория Большого взрыва называлась «динамической эволюционирующей моделью». Впервые термин «Большой взрыв» применил Фред Хойл в своей лекции в 1949 (сам Хойл придерживался гипотезы «непрерывного рождения» материи при расширении Вселенной). Он сказал: «Эта теория основана на предположении, что Вселенная возникла в процессе одного-единственного мощного взрыва и потому существует лишь конечное время… Эта идея Большого взрыва кажется мне совершенно неудовлетворительной».

По современным представлениям, наблюдаемая нами сейчас Вселенная  возникла 13,73 ± 0,12 млрд лет назад из некоторого начального «сингулярного» состояния с температурой примерно 10³² K (Планковская температура) и плотностью около 10⁹³ г/см³ (Планковская плотность), и с тех пор непрерывно расширяется и охлаждается. Ранняя Вселенная представляла собой однородную и изотропную среду с необычайно высокой плотностью энергии, температурой и давлением. В результате расширения и охлаждения во Вселенной произошли фазовые переходы, аналогичные конденсации жидкости из газа, но применительно к элементарным частицам.

Приблизительно через 10⁻³⁵ секунд после наступления Планковской эпохи (Планковское время – 10⁻⁴³ секунд после Большого взрыва, в это время гравитационное взаимодействие отделилось от остальных фундаментальных взаимодействий) фазовый переход вызвал экспоненциальное расширение Вселенной. Данный период получил название Космической инфляции. После окончания этого периода строительный материал Вселенной представлял собой кварк-глюонную плазму. По прошествии времени температура упала до значений, при которых стал возможен следующий фазовый переход, называемый бариогенезисом. На этом этапе кварки и глюоны объединились в барионы, такие как протоны и нейтроны. При этом одновременно происходило асимметричное образование как материи, которая превалировала, так и антиматерии, которые взаимно аннигилировали, превращаясь в излучение.

Дальнейшее падение температуры  привело к следующему фазовому переходу – образованию физических сил и элементарных частиц в их современной форме. После чего наступила эпоха нуклеосинтеза, при которой протоны, объединяясь с нейтронами, образовали ядра дейтерия, гелия-4 и ещё нескольких лёгких изотопов. После дальнейшего падения температуры и расширения Вселенной наступил следующий переходный момент, при котором гравитация стала доминирующей силой. Через 380 тысяч лет после Большого взрыва температура снизилась настолько, что стало возможным существование атомов водорода (до этого процессы ионизации и рекомбинации протонов с электронами находились в равновесии).

После эры рекомбинации материя  стала прозрачной для излучения, которое, свободно распространяясь  в пространстве, дошло до нас в  виде реликтового излучения (отклонение энергии от вещества), которое связано с существованием первоначального сверхплотного сгустка вещества и излучения. Сгусток есть нечто иное, как сама Вселенная, и Земля находится внутри него. Реликтовое излучение является источником звездной энергии.

Но теория Большого взрыва не может объяснить причину «первотолчка», не дает ответа, почему мощность взрыва была именно такой, какой была, –  не больше, и не меньше. Теория не может  также объяснить причину крупномасштабной однородности Вселенной, но одновременно в меньших масштабах допускает  наличие в прошлом отклонений от однородности, которые привели  впоследствии к возникновению галактик. При этом предполагается, что расширение происходит с большой степенью однородности и изотропности, а удаленные друг от друга неоднородности причинно между  собой не связаны.

2. История развития естествознания

Закон трех стадий О. Конта  предполагает наличие трех стадий в  развитии как науки в целом, так  и каждой дисциплины и даже каждой научной идеи: теологической (религиозной), метафизической (философской), позитивной (научной). В теологическом состоянии  человеческий дух, направляя свои исследования на внутреннюю природу вещей, считает  причиной явлений сверхъестественные факторы. В метафизическом состоянии  сверхъестественные факторы заменяются абстрактными силами или сущностями. Наконец, в позитивном состоянии  человеческий дух познает невозможность  достижения абсолютных знаний, отказывается от исследования происхождения и  назначения существующего мира и  от познания внутренних причин явлений  и стремится, комбинируя рассуждение  и наблюдение, к познанию действительных законов явлений, т.е. их неизменных отношений последовательности и  подобия.

В настоящее время естествознание определяется с двух позиций:

– это совокупность наук о природе, взятых как единое целое. В таком определении подчеркивается многообразие природы и, следовательно, множество наук о ней;

– это наука о природе  как единой целостности. В этом определении  подчеркивается единство и нерасчлененность природы и, следовательно, существование  единой науки о ней.

В развитии естествознания можно выделить пять основных закономерностей:

1. Аккумуляция знаний  – "Всякая новая научная  теория не отвергает начисто  предшествующую, а включает ее  в себя на правах частного  случая, т.е. устанавливает для  прежней теории ограниченную  область применимости, и при этом  обе теории могут мирно сосуществовать" (Н. Бор).

2. Конкуренция научных  программ, т.е. возможность одновременного  сосуществования различных концепций,  которые объясняют или направлены  на объяснение одного и того  же явления или фрагмента реальности.

3. Революционный характер  развития, т.е. процесс радикальной  коренной ломки старых, занимавших  господствующее положение в науке  научных парадигм и теорий. Это  радикальная перестройка методов  получения нового знания, включая  изменения в самих нормах и  идеалах научности.

4. Систематичность развития, т.е. безостановочное, непрекращающееся  развитие, придающее науке характер  прогрессивно развивающейся системы.

5. Цикличность развития. Например, периодическая активность  космических объектов влияет  на проявление всех жизненных  процессов на Земле, включая  интеллектуальную работу мозга.  Это, в свою очередь, сказывается  на периодической повторяемости  научных открытий. Данное научное  предположение было выдвинуто  в работах А.Л. Чижевского.

Изучение природы всегда было фундаментом практической деятельности человека, опытной и идейной базой  эволюции его мировоззрения. Осознавая  себя в процессе взросления, люди всегда задавались проблемой, какой мир  их окружает, где они находятся.

В настоящее время преобладают  две концепции изучения истории: презентизм (рассказ о прошлом  с современной точки зрения) и  антикваризм (рассказ о прошлом  глазами современников). При этом на практике история в большей  степени опирается на частные (отдельные) для человечества события и личности. С концептуальной точки зрения более  важны события (революционные или  эволюционные), которые качественно  изменяли условия существования  человечества – сначала технологические, а затем, как следствие этого  социально-политические. Например, первоначально  не капитализм вызвал появление понятия "машина", а, наоборот, появление  машин, а далее и фабрик создало  основу для изменения социального  устройства общества. Исходя из этих концептуальных позиций, мы с Вами и попытаемся проследить историю развития знаний людей о  мире в котором мы живем.

При изучении истории необходимо придерживаться, как минимум, нескольких принципов, без которых этот процесс  во многом теряет смысл для последующего развития человечества:

·  принцип дополнительности – позволяет уточнить процедуру историко-научного анализа, что снимает проблему понимания прошлого (действия совершенные в других, прошлых условиях);