Виктор Комаров - Тайны пространства и времени

Однако в истории науки нередко складываются парадоксальные ситуации. К их числу можно отнести и создание квантовой теории поля, которая представляет собой синтез отвергавшейся Эйнштейном квантовой механики и разработанной тем же Эйнштейном специальной теории относительности. В свою очередь, на основе этой теории была построена квантовая электродинамика, описывающая взаимодействие между электронами и фотонами и с очень большой степенью точности подтвержденная многочисленными экспериментами. Оказалось, что электромагнитные взаимодействия заряженных частиц обусловлены тем, что эти частицы обмениваются фотонами.

Затем аналогичная теория была создана и для сильных взаимодействий – квантовая хромодинамика. В основе этой теории лежит представление о том, что составные части атомных ядер – нуклоны состоят из особых элементарных частиц, обладающих дробными электрическими зарядами – кварков. В настоящее время считается, что в природе существуют кварки нескольких различных типов или «ароматов», и для каждого кварка имеется соответствующий антикварк. Что же касается взаимодействия кварков в нуклонах, то квантовая хромодинамика объясняет его обменом особыми безмассовыми частицами – глюонами.

Развитие квантовой хромодинамики позволило значительно расширить существовавшие ранее представления о глубинных свойствах материи и приступить к созданию единой теории, объединяющей все известные элементарные частицы. Суть ее состоит в том, что основные физические взаимодействия – слабое, электромагнитное, сильное и гравитационное – проявляются как разные только при сравнительно небольших энергиях, а при достаточно высоких энергиях они сливаются, объединяются.

Вообще для современной теоретической физики характерно стремление к обобщениям – к тому, чтобы обнаружить скрытое сходство в, казалось бы, разнородных явлениях.

Конец XX столетия ознаменовался весьма важными открытиями и теоретическими разработками в области астрономии и астрофизики.

Как известно, мы живем в расширяющейся Вселенной. Все окружающие нас скопления галактик взаимно удаляются. Впервые на это обстоятельство указал ленинградский математик А. Фридман, обнаруживший в уравнениях ОТО нестационарное решение, не замеченное Эйнштейном. В дальнейшем этот теоретический вывод был подтвержден открытием так называемого красного смещения в излучении галактик, которое свидетельствовало об удалении этих источников излучения.

Еще спустя некоторое время была разработана теория «горячей расширяющейся Вселенной», согласно которой она образовалась в результате «Большого взрыва» первоначального необычайно плотного сгустка космического вещества – своеобразного «первоатома». Эта теория долгое время считалась общепринятой, но затем обнаружился ряд обстоятельств, которые она объяснить не смогла.

Тогда возникла еще одна, как бы «дополнительная» теория, относящаяся к самому начальному этапу формирования Вселенной и способная преодолеть возникшие трудности. Более подробно мы познакомимся с этой теорией несколько позже, поскольку она имеет непосредственное отношение к распределению материи в пространстве мироздания.

И даже самый интригующий вопрос: что заставило материю нашей Вселенной формироваться именно в звездные системы – галактики? – не считается в наши дни бесперспективным.

Таковы главные события, характеризующие постнеклассический этап развития физики и астрофизики в XX столетии. Вполне естественно, что они внесли немало нового и в научную картину мира и в соответствующий этой картине стиль научного мышления.

В последние годы в произведениях научно-популярной, научно-художественной и научно-фантастической литературы часто встречаются такие слова как «загадка», «тайна», «неизвестное», «неведомое» и им подобные. И это не случайно. Дело не только в том, чтобы привлечь внимание читателей к этим книгам. А в том, что по существу процесс научного исследования представляет собой не что иное, как своеобразный увлекательный детектив, цель которого – раскрытие тайн природы.

Такая цель не может не увлекать и тех людей, которые непосредственно участвуют в научных исследованиях, и тех, кто интересуется достижениями и проблемами современной науки.

Способность познавать окружающий мир, раскрывать причины явлений и закономерные связи и зависимости между ними – одна их удивительнейших способностей человека! Благодаря ей он открыл фундаментальные законы мироздания, проник в целый ряд сокровенных тайн строения материи, в загадочные глубины микромира. Полученные знания помогли людям буквально из земли, воды и воздуха создать впечатляющий мир техники – машины, станки, самолеты, космические ракеты, межпланетные корабли, орбитальные станции… Приступив к успешному освоению космоса, человечество превратилось в космическую цивилизацию!

Естествознание XX столетия, в особенности его второй половины, вышло на принципиально новые рубежи. Напрашивается одно любопытное сравнение. Современные психологи считают, что так называемый биологический возраст того или иного человека определяется не столько числом фактически прожитых лет, сколько количеством тех жизненно важных проблем, которые ему еще предстоит решить! Человек, который уже не ставит перед собой никаких задач, которому уже нечего в этом мире совершить, очень быстро из него уходит.

То же относится и к науке. Если не остается больше никаких проблем, если получен ответ на «последний вопрос» и не возникает новых – значит, наука исчерпала себя, значит, она обречена, не способна развиваться дальше!

Но, судя по всему, современной науке это не угрожает. Опыт показывает, что каждая решенная научная проблема, как правило, порождает несколько новых. Это своеобразная лавина, цепная реакция. И «берутся» эти вопросы не «с потолка», они возникают вместе с новым знанием, вырастают из него. Иными словами, у науки есть своя собственная «логическая последовательность». Новые проблемы не могут возникнуть до того, как наука не достигнет определенного уровня понимания явлений в той или иной области.

Например, вопрос о том, какие силы удерживают частицы в ядрах атомов, не мог появиться до того, как стало известно, что атом представляет собой сложное образование, которое состоит из положительно заряженного ядра, обладающего определенной внутренней структурой, и существующей вокруг него электронной оболочки.

Однако для того, чтобы правильно сформулировать очередные научные задачи, необходимо не только владеть определенной суммой уже достигнутых знаний, но и понимать закономерности развития науки и перспективы ее дальнейшего развития в данной области, ее реальные возможности. Не случайно народная мудрость утверждает, что порой об уме и способностях человека легче судить по его вопросам, нежели по его ответам.