Виктор Комаров - Тайны пространства и времени

Автор:Мы постоянно употребляем термин «Вселенная» в разных смыслах и в разных контекстах. Что же такое Вселенная?

Зельманов:Можно сказать, что Вселенная – это предмет изучения астрономии; астрономия – наука о Вселенной. Но астрономия, как и любая конкретная наука, изучает материальный мир со стороны некоторых интересующих данную науку аспектов… Таким образом, Вселенная – это материальный мир, рассматриваемый со стороны его астрономических аспектов.

Автор:Что же представляют собой эти «астрономические аспекты» материального мира?

Зельманов:Для ответа на этот вопрос нам необходимо обратиться к одному из самых поразительных эмпирических фактов – к факту существования последовательности материальных структурных образований разных масштабов и различной степени сложности – от элементарных частиц до Метагалактики. Эту последовательность иногда называют структурно-масштабной лестницей. Ступенями этой лестницы служат элементарные частицы и атомные ядра, атомы и молекулы, макроскопические тела, космические тела, системы космических тел вплоть до Метагалактики. Такова известная нам в настоящее время часть структурно-масштабной лестницы, которая охватывает гигантский интервал масштабов, составляющий более 40 порядков – от 10 -13сантиметра до 10 28сантиметра.

С точки зрения масштабов человек принадлежит к классу макроскопических тел, а Земля, на которой мы живем, – к классу космических тел. Это обстоятельство – положение человека на структурно-масштабной лестнице – определяет применяемые им методы изучения объектов, составляющих различные ступени той же лестницы: от макроскопических тел в сторону меньших масштабов – главным образом эксперимент, прежде всего физический эксперимент, от космических тел в сторону больших масштабов – астрономические наблюдения.

Это значит, что Вселенная – это материальный мир, изучаемый в больших масштабах.

Автор:А что вы понимаете под материальным миром?

Зельманов:С моей точки зрения, понятие материального мира в принципе равнозначно понятию материи. В словосочетании «материальный мир» подчеркивается целостность материи, это – материя как целое. Целостность же материального мира – это единство всех его аспектов. А когда речь идет о Вселенной, мы рассматриваем только материю, взятую в больших масштабах, и уже тем самым ограничиваем себя, в частности, рассмотрением неживой материи и вообще отвлекаемся от существования всех других ее аспектов, не связанных с этими большими масштабами.

Автор:Но Вселенную изучает не только астрономия, но и космология. В чем различие между ними?

Зельманов:Космология – один из разделов астрономии. В отличие от других ее разделов, изучающих конкретные космические объекты с различных точек зрения; космология претендует на изучение Вселенной как целого. Точнее, космология – есть физическое учение о Вселенной как целом, включающее в себя теорию всего охваченного астрономическими наблюдениями мира как части Вселенной.

Автор:Если я вас правильно понял, вы различаете теорию и учение.

Зельманов:Совершенно верно. Учение – более общее понятие, чем теория. Теория – такое учение, которое может и должно быть проверено эмпирическими данными. Учение же может быть такой проверке и не доступно. Что же касается космологии, то поскольку она основывается не только на эмпирических данных, но и на основных законах физики, на основных физических теориях, область применимости которых в принципе выходит далеко за пределы охваченного наблюдениями мира, то она может представлять собой именно учение о Вселенной как целом.

Автор:Но выводы этого учения, которые выходят за границы охваченного наблюдениями мира, очевидно, не доступны непосредственной эмпирической проверке. Что же в таком случае может явиться критерием справедливости космологических построений?

Зельманов:Таким критерием может служить сохранение выводов космологии при замене основных физических теорий, лежащих в ее основе, новыми теориями, более общими и, следовательно, опирающимися на несравненно более широкий круг фактов.

Разумеется, кроме эмпирических и физико-теоретических данных для космологии весьма существенны и философские принципы, поскольку она соприкасается с коренными вопросами философии и, кроме того, не может обойтись без далеко идущих обобщений и экстраполяции.

Автор:В научной литературе встречаются термины: «Вселенная Эйнштейна», «Вселенная Фридмана», «Вселенная Наана», в том числе и «Вселенная Зельманова». Как это понимать?

Зельманов:Под этими терминами имеются в виду различные модели, то есть теоретические схемы Вселенной, соответствующие разным представлениям о ней как целом.

Автор:Однако существует мнение, согласно которому разные теоретические «вселенные» – это действительно реальные космические системы, существующие где-либо в пространстве мироздания.

Зельманов:Говорить о реальном существовании других вселенных имеет смысл лишь в том случае, если самый факт их существования допускает проверку или непосредственную, или хотя бы косвенную, теоретическую. В частности, теория инфляционной Вселенной допускает теоретическую возможность существования бесчисленного множества обособленных космических миров. Нельзя исключить, что дальнейшее развитие этой теории логически свяжет факт существования множества вселенных с какими-то реальными свойствами каждой из них: в том числе и той, в которой мы живем. Это будет означать, что между различными вселенными все же существует некая взаимная связь. Хотя эта связь и будет отличаться от обычной причинно-следственной связи. А это означает, что косвенные подтверждения существования других вселенных могут быть в принципе обнаружены и при изучении нашей собственной Вселенной.

Автор:Как известно, наши взгляды на мир в значительной степени связаны с существованием в природе законов сохранения. Можно ли представить себе такие условия, при которых эти законы не действуют? Что в таком случае произойдет? Могут ли существовать в природе законы еще более общие?

Зельманов:Современная физика действительно знает ряд законов сохранения, однако не все они универсальны! Некоторые из них, например, при сильных взаимодействиях выполняются, а при слабых – нет. Но наиболее общие законы сохранения остаются справедливыми всегда, по крайней мере во всех известных нам случаях. К их числу относятся законы сохранения массы, энергии, количества движения, момента количества движения.