Федор Константинов - Диалектика природы и естествознания

Ярким подтверждением такого вывода служит рассмотрение вопроса о конечности и бесконечности времени. Известно, что, согласно «горячей» модели, Вселенная в прошлом имела «начало» во времени (состояние космологической сингулярности). Время ее существования конечно и насчитывает около 18 млрд. лет. Однако в другой системе координат, вблизи сингулярной точки пространство так сжато, что преобразуются все основные параметры и время становится бесконечным. Очевидно, противоречия здесь возникают от неправомерной экстраполяции координатного времени. К характеристике области сингулярности, видимо, неприменимо не только метрическое пространство — время, но и привычное временное топологическое отношение «до — после». Не случайно А. Эйнштейн предупреждал, что при больших плотностях поля и вещества уравнения поля и даже входящие в них переменные должны терять смысл. Как отмечал Э. М. Чудинов, с точки зрения философа-материалиста, оперирующего более общим понятием времени, «начало» времени «может рассматриваться как результат попыток осмыслить развитие Вселенной в рамках какого-либо специального типа времени, например координатного времени» [124].

Для такого более общего подхода важны особые топологические структуры с «размытыми» гранями топологически различных многообразий, в которых устраняются «барьеры» между конечными и бесконечными величинами (неопределенность границы). Таким образом, современные тенденции развития физики и астрономии, вскрывая диалектическое единство конечного и бесконечного, подтверждают, что «они — едино суть» [125].

Исследование понятий конечного и бесконечного показало, что их содержание также диалектически противоречиво. Это противоречие состоит в отношении между относительным и абсолютным моментами универсального содержания конечного и бесконечного. Обогащая диалектико-материалистическую концепцию неисчерпаемости материи, это положение выполняет методологическую функцию в объяснении старых и построении новых астрономических теорий.

Вопрос о развитии астрономического знания имеет важное философское значение. Он предполагает анализ того, «каким образом из незнания является знание, каким образом неполное, неточное знание становится более полным и более точным» [126].

Позитивисты трактуют рост астрономического знания метафизически. Они абсолютизируют или количественный, непрерывный аспект его (кумулятивные концепции), или качественные изменения, моменты прерывности в его развитии (некумулятивные концепции). Марксизм-ленинизм исходит из того, что прогресс любой науки, в том числе и астрономии, происходит на основе единства количественных и качественных, прерывных и непрерывных изменений. Развитие форм астрономического знания характеризуется переходом от низшего к высшему, от простого к сложному, от старого к новому [127]. Оно представляет собой единство эволюционных и революционных изменений, смены исторических форм знания. Остановимся вкратце на основных этапах развития астрономического знания.

Античные мыслители разрабатывали математическую теорию видимого с Земли движения планет и Солнца. Так, Птолемей, размышляя над природой созданной им геоцентрической системы, указывал на исходные положения философского порядка. Они были заимствованы из трудов Аристотеля как космолого-астрономические принципы строения мира. Вместе с тем Птолемей опирался на астрономические опытные данные, которые, по его мнению, подтверждали центральное положение Земли [128]. Ему пришлось конструировать геометрические модели мира и выбирать из них те, которые соответствовали приведенным соображениям [129]. В конечном счете ими оказались круговые орбиты с эпициклами движения планет. Такие представления о строении Солнечной системы оказались громоздкими и внутренне противоречивыми.

В трудах античных мыслителей приводились также доказательства того, что размеры Солнца больше по величине не только Луны, но и Земли (А. Самосский), выдвигались отдельные догадки о движении Земли вокруг «центрального огня» (Филолай), видимое движение небосвода объяснялось вращением Земли (X. Сиракузский), высказывались соображения об обращении Меркурия и Венеры вокруг Солнца (Гераклит и Экфант).

Эти догадки древних послужили исходными элементами для создания Коперником гелиоцентрической теории. В обосновании системы мира Н. Коперника значительную роль сыграли эмпирические наблюдения Г. Галилея, математические вычисления И. Кеплера и философские принципы Дж. Бруно. Как видно, создатели этой теории не ограничивались использованием эмпирических знаний, они опирались и на другие предпосылки, в том числе, мировоззренческого порядка.

В новое время ограниченность системы Коперника была преодолена, что знаменовало выход исследования за пределы Солнечной системы. В этот период было установлено собственное (пекулярное) движение звезд (Галилей, Брадлей, Майер). Затем были открыты кратные (двойные) звезды, представляющие собой целостную гравитационную систему, определены яркости звезд. После этого В. Гершелем была поставлена эпохальная для астрономии задача: провести обзор всех объектов звездной Вселенной и выяснить ее строение и функционирование.

В основе решения данной задачи в ньютоновской космологии лежали определенные идеализации (космологические постулаты): предполагалось, что средняя плотность распределения звезд и их светимость постоянны (однородность); Вселенная стационарна, т. е. в однородной Вселенной не происходит изменений в распределении объектов и их светимости; метрически бесконечное пространство изотропно (равноправно по всем направлениям); законы физики, открытые на Земле, действуют повсеместно.

Однако ньютоновская космология оказалась не в состоянии решить ряд возникших в ней противоречий. Например, по данным фотометрии, свечение ночного неба от звезд должно быть столь же ярким, как и от Солнца, а на самом деле это не так. По данным термодинамики, вся Вселенная должна приближаться к тепловому равновесию, в результате которого она пришла бы к состоянию «тепловой смерти». Это тоже не подтверждалось.

Современная астрономия разрешила отмеченные выше противоречия и создала новые представления о Вселенной. «Горячая» модель Фридмана — Леметра — Гамова с нестационарной метрикой пространства-времени была подтверждена открытием явления разбегания галактик и реликтового теплового излучения. Это вызвало революцию в астрономии XX в. В ее основе лежит релятивистская (эйнштейновская) космология, базирующаяся на следующих положениях: 1) гравитационное поле выступает универсальным взаимодействием в мегамире; 2) оно описывается в уравнениях Эйнштейна геометрическими характеристиками; 3) «материальное» содержание Вселенной выражается тензором энергии-импульса. Релятивистские теории в астрономии можно разделить на пять основных типов: 1) однородная и изотропная (т. е. свойства ее объектов не зависят от направления и места) статическая Вселенная; 2) однородная и изотропная эволюционирующая Вселенная; 3) однородная анизотропная Вселенная; 4) Вселенная, в которой мировое пространство-время приобретает «необычные» топологии; 5) неоднородная анизотропная Вселенная.