Научные открытия XX века, их богословское осмысление

Русская Православная Церковь

Московский Патриархат

Тобольская Духовная Семинария

 

 

 

Дипломная работа

на тему

 

«Научные открытия XX века, их богословское осмысление».

 

 

 

 

 

 

Студента Важенина Романа

Курс 4

Научный руководитель

Иерей Дмитрий Кирьянов

 

 

 

 

 

 

 

 

Тобольск, 2003 г.

 

Содержание

Введение 3

Глава I. Физика 6

1.1. Природа  света 7

1.1.1. История открытий 7

1.1.2. Некоторая оценка 8

1.2. Пространство  и время 9

1.2.1. История возникновения теории  относительности 9

1.2.2. Достижения в теории относительности 13

1.3. Элементарные  частицы 13

1.3.1.Общие сведения об элементарных  частицах 13

1.4. Квантовая  механика 16

1.4.1. Что такое квантовая механика 16

1.4.2. История достижений квантовой  механики 17

1.4.3. Выводы квантовой механики 21

1.5. Эволюция  Вселенной 25

1.5.1. Расширяющаяся Вселенная 25

1.5.2. Модель горячей Вселенной 27

1.5.3. Формирование космических тел 31

1.5.4. Рождение звезды 33

1.5.5. Звёздная эволюция 34

1.6.7. Белые  карлики, нейтронные звёзды, чёрные  дыры 36

1.5.8. Наша Галактика – Млечный  Путь 39

1.5.9. Многообразие Галактик 42

1.5.10. Скрытая масса 44

1.5.11. История Солнечной Системы 45

1.5.11. Заключения из теории строения  Вселенной 46

1.6. Торсионное  излучение (поля) 48

1.6.1. Основные сведения 48

1.6.2. Свойства торсионных полей 50

1.6.3. Вакуум основа всего 51

1.5. Атомная  физика 52

1.5.1. Краткая история достижений  в области атомной физики. 52

1.6. Астрономия 54

1.6.1. Некоторые открытия 54

Глава II. Медицина 55

2.1. Трансплантация  органов 55

2.1.1. История трансплантации 55

2.2. Генетика 56

2.2.1. История открытий 56

Библиографический список. 59

 

 

Введение

Небеса поведают славу Божию,

творение же руку Его возвещает твердь

(Пс. 2 кафизма)

 

Представление о причинности  является основой естествознания. Естествоиспытатель убежден, что вопрос "почему?" законный, что на него может быть найден ответ. Содержание же точных наук, о которых пойдёт ниже речь, значительно более бедное. В точных науках законным является только вопрос "как?" - каким образом происходит данная цепь явлений. Поэтому точные науки являются науками описательными. Описание делается в четырехмерном мире, что означает возможность предсказания явлений. В этой возможности предсказания и заключается могущество точных наук. Обаяние этого могущества так велико, что часто заставляет забывать принципиальную неполноценность их базиса. Вероятно, поэтому философская концепция Маха, выведенная строго логически из основ точных наук, привлекла к себе большое внимание, несмотря на ее несоответствие нашим знаниям о мире и повседневному опыту

XX  век – век научный открытий и свершений. Познания человечества в области естествознания значительно возросли.

Механика Ньютона приводившая  к противоречиям при рассматривании объектов, движущихся с околосветовыми скоростями, подтолкнула гений человека разработать теорию, исключающие  эти противоречия. Так в начале XX века появилась теория относительности Эйнштейна.

Изучение строения атома  и описание его модели с помощью  волновой функции привело к выделению  в области физики особого направления  – квантовой физики.

Сопоставление теории описания макромира, в котором все процессы считаются детерминированными, с  квантовой механикой, где определённость в строгом смысле отсутствует, заставило  ученых задуматься над такими терминами как причина и следствие, что привело к революционным открытиям в понимании свойств времени, как физической величины.

Знакомство со строгой  логикой математических доказательств дает возможность пользоваться замечательным инструментом математического анализа. Этим инструментом можно из опытов естествознания извлекать далекие выводы и оценивать их достоверность. Постоянно встающий перед естествоиспытателем вопрос "почему?" ведет его все дальше в поисках глубоких принципов, охватывающих возможно более широкий круг явлений. В конечном счете, эти принципы должны выражать основные свойства материи, пространства и времени. Логика и математика превратили учение об этих общих свойствах Мира в точную науку - теоретическую механику, являющуюся гордостью человеческой мысли. По своему содержанию эта наука должна быть высшим обобщением наших знаний о мире и быть сутью естествознания.

Наука, несмотря на  ее значение и успехи, эмоционально воспринимается нами как наука сухая, и даже и скучная. Едва ли обманывает нас это ощущение. Скорее всего, оно указывает на неполноценность принципов точных наук. Дело заключается не в тех несовершенствах знаний, которые могут постепенно устраняться ходом научных исследований, а в глубокой неадекватности Мира точных наук и действительного Мира, в котором живем мы. Разрыв этот настолько глубокий, что в точных науках нет даже перспективы передать великую гармонию жизни и смерти, являющуюся сущностью нашего Мира. Нарушив эту гармонию, точные науки исследуют только процессы увядания и смерти¹. . .

Мы постараемся с мировоззренческой  позиции осмыслить достижения физики XX столетия. Это позволит нам увидеть окружающий мир не только глазами Библии, как творение Божие, но глазами современного человека, ищущему гению которого он смог открыться.

 

 

 

Открытие ДНК 

 

 

 

 

 

 

Глава I. Физика

Представление о материи  как о незыблемой тверди подверглось  в 20 веке решительному пересмотру. Атомы, из которых состоят все тела, расположены  на огромных, по сравнению с их собственными размерами, расстояниях. В свою очередь, и они сами состоят практически  из пустого пространства. Атомное  ядро занимает всего лишь одну триллионную  часть всего атомного объема. Остальное  пространство атома занято электронным  облаком, про носителей которого можно сказать, что они занимают какой-то объем чисто условно. Таким  образом, материя представляет собой  скорее крохотные островки субстанции в океане пустоты, нежели твердое  вещество, воспринимаемое нашими органами чувств. Да и природа этих островков - элементарных частиц выходит за рамки  обыденного здравого смысла. По современным  представлениям их следует рассматривать  в качестве эфемерных сгустков энергии, которые удивительным образом одновременно сочетают в себе корпускулярные и  волновые свойства. С точки зрения современной физики статусом реальности обладает лишь некоторая совокупность частиц, рассматриваемая как энергетическая среда, ни одна часть из которой не обладает полной независимостью от всего  остального. Таким образом, Вселенную  нельзя себе представить состоящей  из некоторых первичных "кирпичиков", которые могут существовать отдельно и независимо друг от друга. Мир задуман  и создан как единый гигантский пестрый  ковер, каждая из "ворсинок" которого не существует отдельно от всего целого, но имеет смысл лишь будучи вплетенной в его ткань, в рамках всеобъемлющего бытия².

1.1. Природа  света

1.1.1. История открытий

Со времен Исаака Ньютона  вплоть до XIX в. свет  воспринимался как поток частиц с определённой частотой пульсаций³. Представление света как волны имело место и в то время, но предпочтение было на стороне корпускулярной⁴. В 1799 г. английский физик Томас Юнг обнаружил явление интерференции, подтверждавшее волновую теорию света⁵. Его волновая теория была осмеяна, но спустя десять лет Юнга поддержал француз Огюстен Френель, который самостоятельно провел опыты, подтверждающие интерференцию света⁶. В довершение всего было определено уменьшение скорости света в воде, что противоречило корпускулярной теории Ньютона.

В 1819 году датский физик  Ханс Кристиан Эрстед обнаружил связь  между электричеством и магнетизмом, а французский физик Андре  Мари Ампер с блеском провёл математический и экспериментальный анализ⁷. Англичанин Майкл Фарадей, проводя свои эксперименты, обнаружил электрическое поле, и впервые ввёл это понятие. Его поддержал и полностью математически обосновал теорию поля шотландский физик Джеймс Клерк Максвелл⁸. Ему удалось построить удачную систему уравнений, описывающую электромагнитное поле. Он теоретически предсказал существование электромагнитных волн, распространяющихся со скоростью света, и имеющих те же волновые свойства света, о которых говорил Юнг и Френель. Максвелл наконец заявил, что свет и электромагнитные волны – это одно и тоже. Только через 9 лет после смерти Максвелла, в 1988 г. немецкий физик Генрих Герц генерировал и уловил радиоволны. Их поведение и свойства точно соответствовали предсказаниям Максвелла. Так происходило изменение представлений о свете и переход от корпускулярной теории к волновой.

В 1900 году немецкий физик  Макс Планк, изучая спектр излучений  чёрного тела, пришёл к выводу, что  соотношение  всегда остаётся постоянным. Поэтому он допустил, что энергия колебаний излучения менялась не плавно, а дискретно, как он сам называл квантами. Соотношение между энергией излучения и частотой называется постоянной Планка ћ. Его гипотеза, подтверждавшая эксперимент явилась подлинным переворотом в физике⁹.

Несколько позже, в 1905 г. молодой швейцарский физик Альберт Эйнштейн написал статью, в которой излагал квантовую теорию излучения и поглощения света в газах, объяснявшую эксперименты по фотоэлектрическому эффекту немецкого физика Филиппа Ленарда¹⁰. В его опыте энергия электронного потока, испускаемого из освещенной пластины была прямо пропорциональна частоте света¹¹. Понятие кванта, развитое Эйнштейном, было вполне применимо при рассмотрении материальных тел, но в применении к световой волне было революционным.

1.1.2. Некоторая  оценка

Корпускулярно-волновая природа  света открыла человеку возможность  осмысления и волновой природы материи, а также передачи энергии на расстояние без видимого взаимодействия тел. Квантовая  природа света заставила по-новому рассматривать и описывать все  события в окружающем мире. Ученые физики основании подорвали веру в незыблемость и неизменность матери, как основы бытия.

1.2. Пространство  и время

1.2.1. История возникновения  теории относительности

Пространство и время  всегда занимали ум человека. Где мы находимся? Что такое время? Как  происходит движение? Долгое время  вслед за Платоном и Аристотелем  люди верили, что законы, царящие  на небесах, т.е. вне земли, полностью  отличаются от тех, которыми управляется  земля¹².

Опыт Майкельсона-Морли

Тайну времени редко кто  пытался открыть, да и то, объясняя её философски¹³. Только в 1687 г. Ньютон в своих «Началах» определяет пространство как бесконечное и однородное, а время – абсолютное и равномерное. Абсолютное время, по Ньютону происходило из бессмертия Бога¹⁴. Объявленные им свойства пространства дали ему возможность ввести понятия абсолютного покоя и движения, а также характеризовать равномерное и неравномерное движение. На практике же абсолютные пространство и время невозможны, что равносильно их отрицанию¹⁵. Когда Юнгом была опровергнута корпускулярная теория света Ньютона, то была введена среда, в которой должны были распространяться световые волны – эфир¹⁶, заполняющий всю вселенную. Полагали, что он неподвижен, и относительно него можно определить абсолютную скорость движения всех объектов, начиная с Земли¹⁷. Одной из таких попыток был проведённый в 1887 г. опыт Майкельсона – Морли. Несмотря на высокую точность¹⁸, опыт показал, что скорость света вдоль орбиты Земли и поперёк неизменны, что не подтверждало существование неподвижного эфира.

Четырёхмерный континуум: пространство-время-пространство-мир  по Минковскому.

Неопределённость существования  эфира подвигла многих физиков на различные, даже весьма остроумные гипотезы¹⁹. Лоренц начал работу и в 1904 году нашел математическое решение проблемы: вводя сокращение длины, он старался оставить неизменной форму уравнений Максвелла, но в его рассуждения вкрался какой-то изъян²⁰. С 1899 г. Анри Пуанкаре выдвинул гипотезу, которую в 1904 г. назвал принципом относительности²¹.

Принцип эквивалентности: поле тяготения эквивалентно по своему проявления ускоренной системе отсчёта.

Скорость  света с – предельная скорость передачи любых взаимодействий: относительная скорость движения двух тел, движущихся навстречу друг другу равна с, а не 2с

В июне 1905 г. Альберт Эйнштейн написал статью по проблеме, которая вскоре стала называться специальной теорией относительности²². В ней он рассматривает природу времени и движения между двумя противоречивыми принципами. С одной стороны, невозможно определить истинную скорость объекта, с другой – скорость света в пустоте одинакова и неизменна в любой системе отсчёта. Согласно Эйнштейну, «природа времени такова, что одновременность не связанных между собой событий относительна»²³. События, одновременные для одного объекта, строго говоря, не являются одновременными для другого. Так в корне было изменено понимание фундаментального понятия в физике – времени.

Другим понятием, претерпевшем на себе «относительность» стало  расстояние. В зависимости от скорости изменяется и линейные размеры тела. Они определяются скоростью тела относительно системы отсчёта через  нелинейное преобразование Лоренца²⁴.

Также другие важные физические характеристики: скорость, ускорение, сила, энергия зависят от времени  расстояния; таким образом, изменилась структура физики.

Следующим шагом в развитии понимания природы движения и  природы сил тяготения было выдвижение в 1907 г. принципа эквивалентности²⁵. Этот принцип говорит о том, все законы физики одинаково работают как ускоренной системе отсчёта, так и в поле тяготения неподвижного тела, которое создаёт ускорение падения, равное ускорению данной системы отсчёта²⁶. Ускорение тела, в таком случае, является относительным. Выводы, которым пришёл Эйнштейн были поразительны: если свет меняет свою траекторию в ускоренной системе отсчёта, то он также искривляется в гравитационном поле²⁷! Следовательно, скорость света не является постоянной, она уменьшается под действием гравитации. Вторым выводом является замедление времени в поле тяготения²⁸. Это замедление времени вблизи Солнца было подтверждено экспериментально в виде т.н. гравитационного красного смещения²⁹.