Мирзадинов Р.А. Концепции современного естествознания (эколого-эволюционный подход) - файл n1.doc

Мирзадинов Р.А. Концепции современного естествознания (эколого-эволюционный подход)
скачать (686.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1541kb.01.07.2007 23:22скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
Мирзадинов Р.А.
Концепции современного естествознания (эколого-эволюционный подход) – Алматы, 2005, 194 с.


Рекомендовано к изданию УМО Казахского национального аграрного университета

Рецензенты:

Аралбаев Н.К., дбн, профессор

Байшагиров Д.А., двн, профессор

Редактор Исмагулова Б,Х., кпн

В основу настоящего учебника положен курс лекций, прочитанных в течение ряда лет в различных вузах Республики Казахстан: Казахском национальном университете имени аль-Фараби, Казахском национальном аграрном университете и университете «Кайнар».

Для изложения принята эколого-эволюционная концепция, используя которую можно объяснить все остальные концепции. А именно: переход физической эволюции в химическую, химической в биохимическую, биохимической в биологическую, биологическую в эволюцию человека, а эволюцию человека в социальную.

Все эти концепции объясняют окружающий нас мир, что и является предметом изучения естествознания.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………

5

I. ЭВОЛЮЦИЯ ЗНАНИЙ………………………………….

10

1.1. Эволюция науки……………………………………….

10

1.2. Структура научного познания………………………...

16

1.3. Методы научного познания…………………………...

19

2.3. Логика и парадигмы научного познания…………….

23

II. ЭВОЛЮЦИЯ ВСЕЛЕННОЙ…………………………...

25

2.1. Становление идеи эволюции Вселенной …………...

25

2.2. Модель эволюции Вселенной………………………..

33

2.3. Эволюция и строение галактик и звездных систем...

41

2.4. Эволюция Солнечной системы………………………

46

III. ЭВОЛЮЦИЯ ЗЕМЛИ…………………………………

53

3.1. Зарождение Земли и формирование

оболочек геосферы…………………………………………


53

3.2. Круговорот вещества планеты.

Принцип актуализма…………………….…………………


58

3.3. Эволюция континентов. Теория мобилизма.

Литосферные плиты. ………………………………………


60

IV ЭВОЛЮЦИЯ ЖИЗНИ …………………………………

63

4.1. Эволюция жизни……………………………………….

63

4.2. Эволюция форм жизни………………………………..

70

4.3. Эволюция человека…………………………………....

79

4.4. Эволюция речи и мышления………………………….

83

V. ЭВОЛЮЦИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА…….

95

5.1. Периодизация становления общества………………..

95

5.2. Эволюция половых взаимоотношений

и семьи……………………………………………………...


99

5.3. Эволюция власти

в первобытных обществах…………………………………


113

5.4.Коэволюция цивилизаций и первобытных обществ……………………………………………………...


121

5.5.Остатки первобытности

в классовых сообществах…………………………………


127

5.6.Эволюция этносов……………………………………...

131

5.7.Эволюция религий……………………………………..

137


VI. МЕХАНИЗМЫ, ФАКТОРЫ И ТРИГГЕРЫ

ЭВОЛЮЦИИ БИОТЫ И БИОСФЕРЫ…………………...



156

6.1. Механизмы биологической эволюции……………….

157

6.2. Становление катастрофизма……………………….…

159

6.3. Причины кратерообразования и

сопровождающие его явления……………………………..


160

6.4. Рифтогенез, радиоактивность и жизнь……………….

163

6.5 Магнитосфера Земли и ее роль

в развитии биосферы…………………….………………...


166

6.6. Гибель динозавров…………………………………….

167

6.7. Краткопериодичные скачки и антропогенез………...

172

6.8. Переломные эпохи в развитии кроманьонца………..

175

6.9. Катастрофические изменения уровня моря………….

181

6.10. Магнитные бури и их влияние на биосферу………..

184

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………….

187

Хронология наиболее важных событий…………………..

189

Список литературы………………………………………...

191


ВВЕДЕНИЕ
Современный человек с момента рождения до самой смерти живет в двух, как бы внешне не взаимосвязанных, мирах - в реальном (естественном) природном и искусственном техно- и психосоциальном окружении. Причем, искусственное техно- и психосоциальное окружение человека преобладает над естественным.

Искусственное окружение представлено техносредой и обществом. Техносреда - это все что создано руками человека (домашние животные, лекарства, одежды, механизмы, здания, дороги и т.д.). Техносреда является промежуточной, переходной формой окружения человека от природы к психосоциальной среде. Техносреда является творением ума и рук человека, иначе говоря, знания или науки. Техносреда создана человечеством (смоделирована) в результате длительного и детального изучения природы. Психосоциальная среда (общество) обусловлена, моделируется и эволюционирует на основе, характерных для данного социально – общественного строя, социально-политических институтов. Они представлены правовым и идеологическим базисом, уровнем и характером социально-экономического развития общества, бытующими в этом обществе семейными, групповыми, клановыми, национальными, религиозными, профессионально-образовательными традициями, обычаями и многими другими причинами. Причем, влияние техносреды и давление психосоциальной среды на человека высоко. Поэтому, без определенного уровня знаний о закономерностях развития общества и природы, науки и техники ориентироваться в современной жизни довольно трудно.

В англоамериканской классификации психосоциальную среду считают объектом изучения общественных (гуманитарных) наук и относят к разделу «fiction». Это слово имеет ряд значений - 1. беллетристика, 2. вымысел, выдумка, фикцию. Данную науку противопоставляют естественным и техническим. Естественные и технические науки называют и относят к разделу «science» - 1. наука 2. естественные науки (собирательно) и 3. знание.

В психосоциальном окружении человека функционирует огромное количество ложнонаучных, религиозных, мистических представлений, которые непрерывно воздействуют на сознание современного человека. Подлинная наука, как и все рациональное знание, несовместима с этими представлениями. Игнорирование же научного миропонимания может повлечь за собой опасные индивидуальные и социальные последствия. Эта опасность увеличивается во много раз, когда наблюдается союз политической власти, религии и псевдонауки. Примерами являются инквизиция, религиозный фундаментализм и фанатизм, фашизм и другие измы, гонения на кибернетику, генетику и т. д.

В результате развития науки, наша жизнь очень сильно меняется даже в течение одного поколения. Поток информации об окружающей среде увеличивается каждые несколько лет. Современный человек не успевает воспринять эту информацию соответствующим образом. Это связано с тем, что по мере дальнейшего общественного прогресса появляются новые научные дисциплины и их ответвления. Процесс дробления науки привел к тому, что сейчас насчитывается более 15 тысяч научных дисциплин. Конечно, при этом значительно возрастают точность и глубина наших знаний о явлениях природы и общества. Однако, одновременно ослабевают связи между отдельными научными дисциплинами и взаимопонимание между учеными. Дело доходит до того, что специалисты разных отраслей одной и той же науки нередко не понимают теорий и методов исследования других отраслей и ее конечных результатов. К счастью, сама наука выработала средства и методы для преодоления ограниченности чисто дисциплинарного подхода к изучению мира. Новый подход принято называть интегративным (объединяющим), или междисциплинарным, хотя последний термин менее точен.

В развитых капиталистических странах на науку сегодня затрачивается 2-3% валового национального продукта. Без этого невозможны ни достаточная обороноспособность страны, ни ее производственное могущество. Наука развивается по экспоненте: объем научной деятельности, в том числе мировой научной информации в XX веке, удваивается каждые 10-15 лет. Растет численность, как ученых, так и наук. В 1900 году в мире было 100 тысяч ученых, сейчас - более 5 миллионов (один из тысячи человек, живущих на Земле).

Насколько нужно знать принципы (концепции) современной науки человеку, который, скорее всего, никогда сам не будет работать в ней? Дело в том, что наука - это не только совокупность знаний, фактов и т. д. и т. п.; это одно из наиболее важных культурно-социальных явлений наших дней. О науке можно сказать, что это:

  1. отрасль культуры;

  2. способ познания мира;

  3. производительная сила, преобразующая как природу, так и самого человека - здесь господствует прагматизм и рационализм;

  4. специальный институт (в понятие института здесь входит не только высшее учебное заведение, но и наличие научных обществ, академий, лабораторий, журналов и т. п.).

Многое в нашей новокапиталистической жизни строится в соответствии с научной методологией. Хотя человечеству далеко до научной организации труда, тем не менее, научные принципы функционируют во многих видах деятельности. Чтобы их успешно применять, надо их знать - растущее капиталистическое производство, требует новых природных ресурсов, технологий и машин. Для осуществления этих потребностей и нужно знать современные научные концепции в качестве производительной силы капиталистического общества.

Резкое увеличение численности человечества, с одного миллиарда с небольшим в 1900 году до 6 миллиардов к 2000 году, повышение грамотности масс, революция в науке и научно-технический прогресс не повлек такого же роста культурности и мировоззренческой образованности. Формирование науки и ее успехи сопровождались и сопровождаются возникновением различных ложнонаучных и околонаучных представлений. Рядом с мало оплачиваемой астрономией хорошо уживается высокооплачиваемая астрология, с психологией - парапсихология и т.д. Успехи науки соседствуют с невежеством и дикостью - распространяются различные формы мистики, оккультизма, религий и лженаук в обновленном виде. Незнание общих принципов развития общества и природы, мировоззренческих концепций, соответствующих научной картине мира, часто приводит к религиозному или национальному экстремизму.

Повышение общего кругозора, культуры мышления и формирования научного мировоззрения студента-гуманитария во многом определяется его знакомством и усвоением наиболее важных концепций, которые выработала наука на протяжении всей истории своего развития. Формированию концептуальных взглядов на окружающую действительность, развитию эрудиции, компетентности и общей культуры должно способствовать изучение данного предмета.

Что же такое концепция? Результатами научных исследований являются теории, законы, модели, гипотезы, эмпирические обобщения. Все эти понятия, каждое из которых имеет свое определенное значение, можно объединить одним словом «концепции». То есть, под термином «концепция» понимается система взглядов, то или иное понимание явлений, процессов или единый, определяющий замысел, ведущая мысль какого-либо произведения.

Среди выработанных наукой методологических подходов наиболее фундаментальной представляется концепция эволюции. Эволюционная концепция составляет по сути дела ядро современной научной картины мира. Опираясь на нее, мы можем правильно понять и объяснить все остальные концепции естествознания, раскрывающие связи и отношения процессов общества и природы.

К концепциям науки относится и проблема классификации наук. Впервые пытался осуществить ее О. Конт. Он предложил так называемую линейную классификацию, располагая науки от общего к частному, от менее сложного, к более сложному и специфическому. Б. Кедров создал классификацию наук, согласуя принцип координации и субординации научного знания. Он выделил классификацию естественных, гуманитарных наук и технических знаний. Но уже сложившееся деление культуры на гуманитарную и естественнонаучную сохраняется. Оно продолжает существовать до сих пор - в Англии даже система образования строго делится на гуманитарную и естественно-техническую.

Несколько иной аспект возникает при сравнении науки и искусств. Наука представляет собой результат систематических согласованных усилий многих людей в процессе изучения окружающей среды, направленных на накопление опыта и разработке представлений, пригодных для его толкования. Искусство же представляет собой интуитивные попытки отдельного лица вызвать чувства, напоминающие о некоторой душевной ситуации в целом.

Наука есть знание. У науки традиционно сложились два направления. Одно является описанием истории общества и техносреды, другое - истории природы. То или иное направление науки может исторически определять лики культуры. Разумеется, в период технической цивилизации складываются тенденции абсолютизации естествознания. Этот исторический факт показывает попытки выявить и объяснить место и роль естествознания в рамках культуры. Естествознание рассматривается как культурная ценность. И она неизбежно должна быть противопоставлена чему-то иному, в данном случае гуманитарной культуре: физики - лирики.

В связи с этим существуют две крайние точки зрения по вопросу соотношения естественнонаучной и гуманитарной культур. Сторонники первой из них заявляют, что именно естествознание с ее точными методами исследования должно стать образцом, которому должны подражать гуманитарные науки. Наиболее радикальными представителями этой точки зрения являются позитивисты, которые считают идеалом науки математическую физику, а методом построения любого научного знания - аксиоматико-дедуктивный способ математики. Защитники антипозитивистского направления в истории, социологии, психологии и других гуманитарных науках утверждают, что подобный взгляд не учитывает всей сложности и специфики гуманитарного исследования и потому является явно утопическим и мало продуктивным.

Можно сказать, что наука является одним из видов человеческой деятельности, которая вырабатывает систематизированные теоретические знания. Наука является непосредственной производительной силой общества - она является формой самопознания человека.

Главной целью общего образования, и соответственно предметом курса «концепции современного естествознания» является, не столько задача приобретения новых знаний, сколько задача формирования научного рационального мышления и представлений об окружающем мире в целом, воплощенных в современной естественнонаучной картине мира. Иначе говоря, формирование концептуальных взглядов на окружающую действительность, развитие эрудиции, компетентности и общей культуры.
Наука не знает ответа на все вопросы, она знает, что на некоторые вопросы нет ответа

I. Эволюция знаний

1.1.Эволюция науки

Наука возникла на основе знаний, необходимых для выживания человека. Человек учился использовать травы для пищи и как лекарства, изучал повадки животных и приручал их, экспериментировал с рудами и научился выплавлять металлы. Экспериментируя с природой, человек придумал огромное количество способов сделать свою жизнь удобнее. Сегодня мы обязаны науке множеством вещей для удобства, здоровья и развлечений, которые мы считаем само собой разумеющимся. В современном понятии "наука" отражены пройденные человечеством пути, представлены формы использования науки как культурно-исторического явления, которое служило орудием и средством формирования человека.

Главным фактором эволюции науки, как системы знаний, которые необходимо было сохранять, накапливать и передавать, явилось изобретение письменности. Пиктографическое (рисуночное) письмо шумеров появилось около 3200 лет до нашей эры. Около 3000 лет до нашей эры в Египте возникла система письменности, которую называют иероглифической. В ней для обозначения букв, звуков и слов используют символы. Около 2800 до нашей эры соседи шумеров вавилоняне, ассирийцы и персы преобразовали пиктографическое письмо в клинопись. И, наконец, около 1300 лет до нашей эры в Сирии был создан первый алфавит. Он состоял из 32 букв, каждая из которых соответствовала отдельному звуку. Древние греки заимствовали эту систему, и она стала предшественницей латинского алфавита.

В древнем мире недостаточность знаний приводила к обожествлению сил природы, и люди, изучающие их, становились одновременно жрецами богов. Египетские жрецы - астрономы считали небо огромными часами и по расположению луны и звезд узнавали время разлива Нила и сроки празднования тех или иных праздников. Первый календарь, состоящий из 365 дней, ввел египетский жрец по имени Имхотеп.

Шумеры (около 4000-3200 лет до н. э.) изобрели десятичную систему счета и были искусными математиками и астрономами.

Вавилоняне (1900 - 600 лет до н. э.) умели предсказывать движения планет и звезд, пользуясь таблицами с описаниями перемещений планет, составленных на основе многолетних наблюдений. Они хотели уточнить календарь и предсказать будущее. Вавилоняне давали созвездиям имена своих богов. Эти знания легли в основу древнегреческой астрологии.

Общепринято мнение, что первоистоки современной науки - из древнегреческой культуры, чему способствуют ссылки основоположников современной науки Н.Коперника, И.Кеплера, Г.Галилея на работы мыслителей Древней Греции. Древние греки, пытаясь глубоко понять и изучить окружающий мир, ставили много вопросов, проделывали различные вычисления, наблюдали и классифицировали окружающий мир. Они впервые поняли необходимость естественнонаучного, а не божественного, объяснения причин и следствий наблюдаемых явлений и предметов. Но самым главным достижением древних греков было не отрицание божественного происхождения мира, а создание учения об атомном строении веществ и первых академий и лицеев как учебных заведений. Идеи атомистики оказали существенное влияние на творчество Бойля, Ньютона, Ломоносова, Дальтона, Авогадро, Лавуазье, Менделеева и других выдающихся естествоиспытателей. Благодаря их усилиям, на базе идей атомистического учения, еще до экспериментального подтверждения существования атомов, была разработана физико-химическая теория строения вещества. На ее основе в XIX в. были достигнуты поразительные успехи в области химии.

Идеи греков стали известны Европе через арабов. Все нынешние произведения древних греков мы знаем в переводах с арабского на латынь. Арабские ученые сохранили и передали средневековой Европе идеи античности. Арабское средневековье не только впитало знания и философию древних греков, но и имело значительные научные достижения. В арабском мире, особенно в эпоху между 900 и 1200 гг., процветали науки и искусства. Арабские мыслители создали алгебру. У них даже поэты были вначале математиками и уже потом поэтами. Развитие крупных городов послужило источником развития медицины. Произведение Абу Али ибн Сины (Авиценны), выходца с территории нынешнего Узбекистана, "Канон медицины" практически до 17 века был каноном для всех врачей.

Арабские мыслители подарили науке не только методологические установки, но и множество терминов - аль хебри - алгебра, аль хемия - алхимия, аль хогол – алкоголь и др. В науке, как правило, многие явления обозначаются латинскими и греческими словами, и эти слова воспринимаются как термины. Они и являются терминами. Но арабские ученые создали именно сами термины, которые уже потом были переведены на латынь. Каждая наука имеет свой язык, выраженный совокупностью понятий и терминов. Многие слова греческого языка наряду с латынью используются в виде научных терминов. Однако сами термины были изобретены арабами.

Знания передавались посредством книг, которые переписывались вручную. Этим занимались писцы. Книг было мало, и стоили они очень дорого. С изобретением бумаги и книгопечатания, печатник за один день работы мог напечатать столько страниц, сколько писцу не переписать и за год. Книги и брошюры стали общедоступными, что способствовало распространению новых идей.

Считается, что первые печатные тексты появились в VIII в. в Японии. Это были молитвы, отпечатанные с резных деревянных форм, покрытых изображениями и подписями («Алмазная сутра» - самая ранняя печатная книга. 868 г. н.э.). Для создания такой печатной формы требовалось много времени, и с нее можно было отпечатать только одну страницу. Примерно в 1045 г. Ли Чен, член императорского суда в Китае, изобрел разборный шрифт. Он сделал глиняные изображения каждого китайского иероглифа и разместил их на особой деревянной раме. Эти знаки можно было coбирать и разбирать, составляя из них новые страницы.

В XV в. немецкий первопечатник Иоганн Гутенберг (ок. 1400-1468), незнакомый с китайской методикой, создал свой собственный разборный печатный шрифт. Он отлил каждую букву из металла. Буквы, из которых составлялись слова, собирали на деревянной раме и помещали в пресс. Затем их покрывали краской и сверху клали бумажный лист. Так можно было напечатать тысячи экземпляров, а затем переходить к печатанию следующих страниц. К 1500 г. в Италии работало 100 печатных станков, в Испании - 30.

Современная наука возникла в недрах новоевропейской цивилизации в XVI - XVII веках, после массового распространения книгопечатания. Причем, книгопечатание возникло и развивалось как коммерческая деятельность. Немецкий философ К. Ясперс говорит о двух этапах становления науки.

I этап: - становление логически и методически осознанной науки - древнегреческая наука и параллельно зачатки научного познания мира в Китае и Индии.

II этап: - возникновение современной науки с конца средневековья и решительно утверждающейся с XVII в. Именно в XVII в. произошло то, что дало основание говорить о научной революции - радикальной смене основных компонентов содержательной структуры науки, выдвижении новых принципов познания, категорий и методов. Рене Декарт - французский математик и философ, Галилео Галилей - итальянский астроном, Уильям Гарвей - английский медик, Иоганн Кеплер - немецкий астроном, Исаак Ньютон - английский математик, механик, физик и астроном, Роберт Бойль - английский химик и физик, Роберт Гук - англичанин, усовершенствовавший микроскоп голландца Ханса Янсена и ряд других ученых заложили основы современной науки. Основной причиной явилось то, что именно в XVII в. наука стала рассматриваться в качестве способа увеличения благосостояния населения и обеспечения господства человека над природой. Современник Декарта Ф. Бэкон, также много сил потративший для обоснования необходимости развития науки как средства покорения природы, выдвинул знаменитый афоризм: «Знание - сила». Ф. Бэкон пропагандировал эксперимент как главный метод научного исследования, нацеленный на то, чтобы пытать мать-природу. Именно пытать. Определяя задачи экспериментального исследования, Ф. Бэкон использовал слово «inquisition», имеющее ряд значений - от «расследования», «следствия» до «пытки», «мучения». С помощью такой научной инквизиции раскрывались тайны природы (сравните русское слово «естествоиспытатель»). Именно в XVII веке были созданы Королевское научное общество в Лондоне (1662) и Королевская Академия Наук в Париже (1666).

Стиль мышления в науке с тех пор характеризуется следующими двумя чертами: 1) опора на эксперимент, поставляющий и проверяющий результаты; 2) господство аналитического подхода, направляющего мышление на поиск простейших, далее неразложимых первоэлементов реальности (редукционизм).

Ученые считают, что современная наука возникла и развивалась в Европе XVI века далеко не случайно. Причина возникновения науки - своеобразный тип новоевропейской культуры сделавшей опору на рациональность деятельности. Рациональность и породила науку как феномен западной культуры. Социальным стимулом развития науки стало растущее капиталистическое производство, которое требовало новых природных ресурсов и машин. Для осуществления этих потребностей и понадобилась наука в качестве производительной силы общества. Тогда же были сформулированы и новые цели науки, которые существенно отличались от тех, на которые, ориентировались ученые древности.

Западную культуру называют рациональной, и она оказалась очень хорошо увязана с капиталистическим производством. Западная культура сформировалась как сверхрациональная система, позволяющая за счет разделения труда и технических нововведений (тоже следствие капиталистического рационализма) получать максимальную прибыль.

В современной науке нашла свое выражение специфическая черта западной культуры - ее деятельная направленность. Ни один капиталист не выделит деньги на научные исследования, если он не убедится в прибыльности конечных результатов.

Однако не все изобретения и научные воззрения встречались однозначно и принимались соответственно. Например, гениальное изобретение Бартелеми Тимонье (1830), основанное на переносе игольного ушка с конца в начало иглы, позволило создать швейную машинку. Когда же начали выпускать швейные машины, то портные, опасаясь потерять работу, подняли бунт и разгневанная толпа уничтожила 80 швейных машин. Успехи Гутенберга в книгопечатании привлекли внимание торговца Иоганна Фуста. Он оказал вначале финансовую поддержку Гутенбергу, но затем, стремясь получить быструю прибыль, начал в 1455 г. против него судебный процесс. Выиграв процесс, Фуст конфисковал у первопечатника все печатные станки и открыл новое дело вместе со своим зятем, который прежде работал у Гутенберга подмастерьем. Теория эволюции, несмотря на увеличивающиеся с каждым годом доказательства и даже официального признания Ватиканом глобальности эволюции в 1967 и 1982 гг, до сих пор подвергается многими религиозными деятелями сомнению, попыткам критики и даже отрицания.

Современная наука превратилась в мощнейшее средство познания и преобразования окружающей среды и общества. Вспомним только сотовые телефоны и интернет, автомобили и пробки на улицах, пропаганду богатой жизни, безработицу и нищих на улицах. Все это характерные черты общественной формации называемой капитализмом. В основе этой формации и капиталистических отношений лежит техническая культура и экстенсивное использование ресурсов окружающей среды. Этот тип общественных отношений развит на базе использования естественных и технических наук как непосредственной производительной силы общества. Иначе говоря, социальным стимулом развития науки стало растущее капиталистическое производство, которое требовало новых природных ресурсов и машин. Для осуществления этих потребностей и понадобилась наука в качестве производительной силы общества. Распад системы социализма сталинского типа привел к распространению современных капиталистических отношений во всем мире. Потому капиталистическая техническая культура, со всеми ее противоречиями, является идолом и идеалом современного мирового сообщества. Поэтому все страны включились в гонку за прибылью и подражание могущественным капиталистическим странам.
1.2 Структура научного познания
Науку - определяют как особый рациональный способ познания мира, основанный на эмпирической проверке или математическом доказательстве.

А.А.Горелов оригинально рассмотрел структуру научного познания, на примере легенды открытия Ньютоном закона всемирного тяготения. Считается, что когда на голову Ньютона упало яблоко, Ньютона внезапно озарило, и он открыл закон Всемирного тяготения. При этом не берется тот случай что яблоки падали не раз голову других людей и этот факт не вызвал у них такого же озарения.

Рассмотрим случай падения яблока = эмпирический факт, который стал отправной точкой научного исследования, стал тем самым научным фактом. Можно ждать падения новых яблок, чтобы определить, действительно ли они падают всегда. Это уже можно назвать способом или методом исследования. Он называется наблюдением и в некоторых областях естествознания остается единственным и главным эмпирическим методом исследования. Например, в астрономии.

Однако нет необходимости ждать произвольного падения яблок на голову. Можно потрясти яблоню и посмотреть, как будут вести себя яблоки, т. е. провести эксперимент, испытать объект исследований. Эксперимент представляет собой вопрос, который мы задаем природе и ждем от нее ясного ответа. Отличительной особенностью научного эксперимента является то, что его может воспроизвести каждый исследователь в любое время.

Трясение яблони, как простейший из возможных экспериментов, убеждает нас, что все яблоки ведут себя совершенно одинаково. Однако, чтобы вывести физический закон, мало одних яблок. Нужно рассмотреть и другие тела, причем, чем меньше они похожи друг на друга, тем лучше.

Оказывается, что большинство тел также падают на Землю, как будто на них действует какая-то сила. Можно предположить, что это одна и та же сила во всех случаях. Но на Землю падают не все тела. Это не относится к Луне, Солнцу и другим небесным телам, имеющих большую массу и удаленных от Земли на значительное расстояние. Налицо различие в поведении тел, над которым тоже стоит задуматься. Есть ли что-либо общее в поведении тел, которые на первый взгляд ведут себя совершенно различно. Найти аналогии в различиях - необходимый этап научного исследования. Не над всеми телами можно провести эксперимент.

Если же мы все-таки считаем эксперимент необходимым, то можем провести его на моделях, т. е. на телах, размеры и масса которых пропорционально уменьшены по сравнению с реальными телами. Результаты модельных экспериментов можно считать пропорциональными результатам взаимодействия реальных тел.

Но и модельный эксперимент не является последним из возможных. Может иметь место мысленный эксперимент. Для этого понадобится представить себе тела, которых вообще не существует в реальности, и провести над ними эксперимент в уме.

Затем необходимо записать результаты эмпирических исследований, для того чтобы каждый желающий мог их проверить и убедиться в их правильности, то есть провести фиксацию результатов исследований. Но для того чтобы записать результаты необходимо обобщить результаты исследования и четко объяснить понятия и термины на основе имеющегося теоретического знания.

Формирование понятий относится к следующему уровню исследований, который является не эмпирическим, а теоретическим. Понятия и термины играют в науке особую роль. Объяснение термина (а это и представляет собой определение понятия) позволяет нам понять данную вещь в ее глубочайшей сущности («понятие» и «понять» - однокоренные слова). Научные термины и знаки - не что иное, как условные сокращения записей, которые иначе заняли бы гораздо больше места.

Принцип фальсифицируемости научных положений, т. е. их свойство быть проверяемыми на практике и опровергаемыми, остается в науке непререкаемым.

Совокупность нескольких законов, относящихся к одной области познания, называется теорией. Подтвержденная на практике теория считается истинной вплоть до того момента, когда будет предложена новая теория, лучше объясняющая известные эмпирические факты, а также новые эмпирические факты, которые стали известны уже после принятия данной теории и оказались противоречащими ей.

Схематично структуру научного познания можно представить следующим образом:

Эмпирический факт научный факт наблюдение реальный эксперимент модельный эксперимент мысленный эксперимент фиксация результатов эмпирического уровня исследований эмпирическое обобщение использование имеющегося теоретического знания формулирование гипотезы проверка ее на опыте формулирование новых понятий введение терминов и знаков определение их значения выведение закона создание теории проверка ее на опыте принятие в случае необходимости дополнительных гипотез.

Итак, наука строится из наблюдений, экспериментов, гипотез, теорий и аргументации. Наука в содержательном плане - это совокупность эмпирических обобщений и теорий, подтверждаемых наблюдением и экспериментом. Причем творческий процесс создания теорий и аргументации в их поддержку играет в науке не меньшую роль, чем наблюдение и эксперимент.

Таким образом, структура научного исследования очень сложна. Чудес в науке не бывает: от падения яблока на голову Ньютона, до открытия им закона всемирного тяготения - дистанция огромного размера. И этот путь не может быть пройден мгновенно. Только в результате длительных наблюдений над происходящими в природе явлениями, проведения экспериментов, обобщения и размышлений над сутью происходящих явлений, формулирования новых понятий и так далее, Ньютон смог сформулировать свой закон. Однако, в процессе изучения сущности и логики явлений, проведения соответствующих аналогий, открытие могло прийти как внезапное озарение в результате падения яблока.
1.3. Методы научного познания
Структура научного исследования, описанная выше, представляет собой в широком смысле способ научного познания или научный метод как таковой. Метод - это совокупность действий, призванный помочь достижению желаемого результата. Один из основателей эмпирической науки Ф. Бэкон сравнил метод познания с циркулем. Способности людей различны, и для того, чтобы всегда добиваться успеха, требуется инструмент, который уравнивал бы шансы и давал возможность каждому получить нужный результат. Таким инструментом и является научный метод.

Метод не только уравнивает способности людей, но также делает их деятельность единообразной, что является предпосылкой для получения единообразных результатов всеми исследователями.

Современная наука держится на определенной методологии - совокупности используемых методов. В то же время каждая наука имеет не только свой особый предмет исследования, но и специфический метод, свойственный предмету.

Имеются существенные различия между методологиями естественнонаучного и гуманитарного познания, вытекающими из различий исследуемых ими предметов. В методологии естественных наук обычно не учитывают индивидуальность предмета, поскольку его становление произошло давно и находится вне внимания исследователя. В истории, например, наблюдают становление предмета в его индивидуальной полноте.

Методология социального познания отличается от естественнонаучного из-за различий в самом предмете:

1) социальное познание дает саморазрушающийся результат («знание законов биржи разрушает эти законы», - говорил основатель кибернетики Н. Винер);

2) если в естественнонаучном познании все единичные факторы равнозначны, то в социальном познании это не так.

Поэтому методология социального познания не только обобщает факты, но и имеет дело с индивидуальными фактами большого значения. Именно из них проистекает и ими объясняется объективный процесс. Отсюда специфичность методологии гуманитарного познания.

В современной науке намечается тенденция к сближению естественнонаучной и гуманитарной методологий, но все же различия, и принципиальные, пока остаются.

Научные методы подразделяется на эмпирические и теоретические методы.

К эмпирическим методам относятся:

1) наблюдение - целенаправленное восприятие явлений объективной действительности;

2) описание - фиксация средствами естественного или искусственного языка сведений об объектах;

3) измерение - сравнение объектов по каким-либо сходным свойствам или сторонам;

4) эксперимент - наблюдение в специально создаваемых и контролируемых условиях, что позволяет восстановить ход явления при повторении условий.

К научным методам теоретического уровня исследований следует отнести:

1) формализацию - построение абстрактно-математических моделей, раскрывающих сущность изучаемых процессов действительности;

2) аксиоматизацию - построение теорий на основе аксиом - утверждений, доказательства истинности которых не требуется;

3) гипотетико-дедуктивный метод - создание системы дедуктивно связанных между собой гипотез, из которых выводятся утверждения об эмпирических фактах.

Классификация методов исследований является довольно сложной проблемой, однако общепринято подразделение их на три группы - общенаучные, интернаучные и частнонаучные. Общенаучные методы основаны на применении логических приемов к объекту исследования, характерных для всех наук и объединяющих все, чем располагает в настоящее время логика научного исследования: наблюдение и эксперимент, анализ и синтез, предположение и гипотезу, индукцию и дедукцию, аналогию, классификацию и систематизацию, генетический метод и т.д. Интернаучные методы включают экстраполяцию, интерполяцию, моделирование, ретроспекцию, проспекцию, экспертные оценки и т.д. Частнонаучные представляют наиболее многочисленную группу.

Среди общенаучных можно выделить такие методы, как:

- анализ - расчленение целостного предмета на составные части (стороны, признаки, свойства или отношения) с целью их всестороннего изучения;

- синтез - соединение ранее выделенных частей предмета в единое целое;

- абстрагирование - отвлечение от ряда несущественных для данного исследования свойств и отношений изучаемого явления с одновременным выделением интересующих нас свойств и отношений;

- обобщение - прием мышления, в результате которого устанавливаются общие свойства и признаки объектов;

- индукция - метод исследования и способ рассуждения, в котором общий вывод строится на основе частных посылок;

- дедукция - способ рассуждения, посредством которого из общих посылок с необходимостью следует заключение частного характера;

- аналогия - прием познания, при котором на основе сходства объектов в одних признаках заключают об их сходстве и в других признаках; или другими словами -аналогия - транспозиция отношений из одной области знаний в другую, исторические аналогии, пространственные аналогии и т.д.;

- классификация - разделение всех изучаемых предметов на отдельные группы в соответствии с каким-либо важным для исследователя признаком (особенно часто используется в описательных науках - многих разделах биологии, геологии, географии, кристаллографии и т. п.).

В процессе исследования наиболее часто используются следующие интернаучные методы:

- экстраполяция - мысленное развитие или расчет вскрытых на некотором историческом промежутке тенденций, т.е. перенесение выводов или законов изменения функций из области наблюдения в область, лежащую вне отрезка наблюдения;

- интерполяция - нахождение показателей, параметров, функций, отсутствующих в динамическом ряду явлений, на основе вскрытой взаимозависимости членов ряда;

- моделирование - создание логической, информационной или графической конструкции, подобной явлениям и процессам, имеющим место в действительности, т.е. описание объектов в упрощенной форме; моделирование - изучение объекта (оригинала) путем создания и исследования его копии (модели), замещающей оригинал с определенных сторон, интересующих исследователя;

- ретроспекция - исследование истории развития объекта исследования для получения систематизированного описания, т.е. динамического ряда переменной объекта исследования во временной последовательности;

- экспертные оценки - представляющие собой высказывания экспертов или эксперта.

Для анализа объектов со сложной структурой и с большим числом переменных применяют:

- декомпозицию - т.е. расчленение большой задачи на несколько простых и последующим синтезом;

- селекцию - отбор, выбор существенных факторов, отсев нереальных вариантов, ранжирование альтернативных гипотез и отбор наиболее приемлемых;

- агрегирование, т.е. объединение детальных характеристик в более обобщенные.

Если объект не сложен по структуре, для его анализа применяют дезагрегирование, т.е. детализацию структуры от обобщенных характеристик к частным.

Ни один из названных способов или каких-либо методов, взятый сам по себе, не может обеспечить значительную степень достоверности, обоснованности, точности исследования. Чаще всего лишь совокупность методов в определенных сочетаниях оказываются эффективными.
1.4. Логика и парадигмы научного познания
Инструментарий исследования включает различные приемы, процедуры, методы, методики, способы, системы и методологию. Приведенный ряд понятий выстраивается в следующую логическую систему. Прием - конкретная форма теоретического или практического подхода к исследованию, одна или несколько математических или логических операций, направленных на получение конкретного результата в процессе исследования. Процедура - ряд приемов, обеспечивающих выполнение определенной совокупности операций. Метод - сложный прием, упорядоченная совокупность простых приемов, направленных на разработку исследования в целом. Методика - упорядоченная совокупность приемов, процедур, операций, правил исследования на основе одного или чаще определенного сочетания нескольких методов. Методология - область знания о методах, способах, системах исследования. Способ - получение и обработка информации об объекте на основе однородных методов разработки исследования. Система - упорядоченная совокупность методик, технических средств, предназначенная для исследования сложных явлений или процессов.

Результаты научного познания завершаются формированием понятий. Понятийность науки проявляется в четкой логической структуре, состоящей из согласованного между собой набора аксиом, теорем и выводов. Понятия связаны в многомерную структуру. Теория - это развернутое понятие. Любая научная теория - геометрия Евклида или Н.И.Лобачевского, квантовая механика или современная космогония, прослеженные в процессе их формирования, могут быть примерами построения понятий. Формирование понятий - сложный процесс, который идет постоянно. Каждая наука является системой понятий, которые подчиняются определенным закономерностям.

Наука не является простым накоплением и даже обобщением фактов, т. е. тем, что называют кумулятивным процессом. Факты всегда стремятся объяснить с помощью гипотез и теорий. Среди них в каждый определенный период выдвигается наиболее общая или фундаментальная теория, которая становится парадигмой, или образцом для объяснения известных фактов и предсказания неизвестных фактов. Такой парадигмой в свое время служила теория движения земных и небесных тел, построенная Ньютоном, поскольку на нее опирались все ученые, изучавшие конкретные механические процессы. Точно так же все исследователи, изучавшие электрические, магнитные, оптические и радиоволновые процессы, основывались на парадигме электромагнитной теории, которую построил Д.К. Максвелл.

Понятие парадигмы, которое ввел американский ученый Томас Кун (1922-1996) для анализа научных революций, подчеркивает важную их особенность - смену прежней парадигмы новой, переход к более общей и глубокой теории исследуемых процессов. По его мнению, развитие науки можно разделить на два этапа:

нормальный, когда ученые заняты применением парадигмы к решению конкретных проблем частного, специального характера (так называемых головоломок),

экстраординарный, связанный с поиском новой парадигмы.

При таком подходе новая парадигма оказывается никак не связанной с прежними исследованиями и поэтому ее возникновение остается необъясненной. В действительности же, как видно из примеров аномальных фактов, т. е. фактов, противоречащих парадигме, процесс анализа, критического осмысления и оценки существующей парадигмы происходит уже на стадии нормальной науки. Поэтому резкое, и тем более абсолютное, противопоставление указанных этапов развития науки - совершенно необоснованно, и оно встретило убедительную критику со стороны многих ученых.
II.Эволюция Вселенной
2.1 Становление идеи эволюции Вселенной

Идея эволюции Вселенной, в том числе и жизни, в настоящее время, в среде ученых естествоиспытателей, практически не подвергается сомнению. Однако так было не всегда. Как и всякая великая научная идея, она прошла сложный путь становления, пока не стала главенствующей в науке. Даже Ватикан вынужден был официально признать всеобщность эволюции. Так, например, в труде New Catholic Encyclopedia, было признано что «Общая эволюция, и даже эволюция человеческого организма, является, по-видимому, самым правдоподобным научным объяснением происхождения» (1967, том V. с. 694). Развитие науки и всестороннее внедрение эволюционных идей привело к тому, что в религиозных средах возникла необходимость детального рассмотрения проблем эволюции. И именно эволюции было посвящено в 1982 году специальное заседание Высшего Ученого Совета католической церкви в Ватикане. Двенадцать ученых богословов единодушно пришли к заключению: «Мы убеждены, что огромное количество доказательств, бесспорно, позволяет применять концепцию эволюции к людям и другим приматам» (D.M. Lovestein Twelve Wise Man at the Vatican// Nature. 30.09.1982. c. 395).

Эти ссылки взяты из книги «Жизнь - как она возникла? Путем эволюции или путем сотворения?», выпущенной тиражом 27 млн экземпляров на 24 языках в 1992 году, издательством Watchtower Bible and Tract Society of New York. Inc. International Bible Students Association. Brooklin, New York, USA, 1992, с. 185.

Эволюция Вселенной является научным фактом, всесторонне обоснованным многочисленными астрофизическими наблюдениями и имеющим под собой прочный теоретический базис всей физики.

Основы современной науки о Вселенной заложил Эйнштейн, создавший в 1916 теорию относительности. Он записал уравнения для равномерно заполненной звездами Вселенной и получил решение, в котором кривизна пространства была такой, что оно «замыкалось» само на себя. Размеры такой «замкнутой» Вселенной были конечны, и границ у нее не было. В модели имелась одна трудность: притяжение звезд друг к другу должно было бы стянуть замкнутую Вселенную в точку. Поэтому Эйнштейну пришлось дополнить свои уравнения неким придуманным полем, которое призвано было породить своего рода «антигравитационную» силу, способную уравновесить гравитацию и удержать Вселенную от сжатия.

Эйнштейн считал, что его модель в силу ее «соответствия реальности» — единственное возможное решение уравнений теории тяготения. Когда российский математик Александр Фридман в серии статей, опубликованных в 1922 — 1924 годах, показал, что эти уравнения допускают целый спектр решений, только не статичных, а динамических, Эйнштейн встретил работу Фридмана в штыки. Впоследствии, после личного письма разъяснения Фридмана, признал свою неправоту и даже назвал работу Фридмана «проясняющей», но не более того. В черновике было даже хуже: «Трудно приписать этим расчетам какое-либо физическое значение». Еще несколько лет подряд Эйнштейн упорно держался своей статичной модели с «космологической постоянной». Идея нестационарности Вселенной получила подтверждение только в 1929 г., когда первоначально астроном В.М.Слайфер, а затем Э.Хаббл, на основе многочисленных наблюдений, установили факт расширения Вселенной. Лишь только тогда, когда Хаббл доказал, что Вселенная действительно расширяется, Эйнштейн окончательно отрекся от «космологической постоянной», и признал введение этой постоянной в уравнения тяготения «самой большой ошибкой своей жизни».

В работах Фридмана еще не было подчеркнуто, что любое расширение Вселенной должно иметь «начало». Важность этого момента первым осознал бельгийский аббат-ученый, Жорж Леметр, опубликовавший знаменитую работу «К теории первичного атома», в которой, независимо от Фридмана, нашел решение уравнений тяготения для расширяющейся замкнутой Вселенной. В исходном состоянии его модель представляла собой небольшой статичный «шарик», в котором гравитация была уравновешена космологической постоянной; в какой-то момент («начало») шарик получал некий толчок наружу и, поскольку равновесие сил при этом нарушалось, начинал расширяться. Этот исходный шарик Леметр назвал «первичным атомом».

Так возникло первое представление о «начале Вселенной», впрочем, пока еще без названия и даже без того эффектного взрыва, каким мы представляем себе рождение Вселенной сегодня. Нынешнее название этому безымянному «началу начал» дал, как ни странно, заядлый противник теории Леметра — знаменитый английский астрофизик Фред Хойл. «Может ли теория быть научной, — возмущался Хойл с лекционных трибун, — если ее придумал поп, а одобрил папа римский?!». Причем, Ватикан не просто одобрил теорию, но даже объявил ее научным подтверждением доктрины «сотворения мира». Именно Хойл на одной из своих публичных лекций обозвал внезапное раздувание «первичного атома» Биг Бэнгом, в переводе с английского «Большой хлопушкой», и это насмешливое прозвище неожиданно для автора закрепилось в качестве научного термина. У Хойла были основания высмеивать «Большую хлопушку». В то время у теории Биг Бэнга не было других экспериментальных подтверждений, кроме хаббловских, а они были на тот период сомнительны.

Следующий шаг в развитии теории Биг Бэнга – Большого Взрыва сделал ученик Фридмана - Георгий Гамов, который в 1931 году эмигрировал из СССР в США. Будучи специалистом в физике элементарных частиц (он учился у Резерфорда и Бора), Гамов понял, что те огромные плотности, которые неизбежно должны были царить в «первичном атоме» Леметра, создавали необходимые условия для синтеза атомных ядер из более элементарных и легких частиц. Но он осознал также, что такой синтез может пойти по разным путям в зависимости от температуры Биг Бэнга, то есть от того, была ранняя Вселенная горячей или холодной.

В «горячем» Биг Бэнге, по расчетам Г.Гамова, столкновения исходных частиц должны были вести к образованию ядер водорода, затем — через тяжелый водород, дейтерий, — ядер гелия и частично лития. Но поскольку при высоких температурах скорости частиц были достаточны, чтобы разрушить ядра дейтерия, то и образование гелия приостанавливалось.

В «холодном» же Бэнге синтез гелия должен был продолжаться. Гамов был убежден, что «первичный атом» («идем», в его терминологии) имел температуру в миллиарды градусов, и потому нынешняя Вселенная должна состоять на 75 процентов из водорода и дейтерия и лишь на 25 процентов из гелия и какой-то ничтожной доли лития. (В нынешней Вселенной есть еще около 0,000001 процента более тяжелых атомов, но они были созданы позднее, в «печах» так называемых сверхновых звезд.).

Позднее астрономические наблюдения подтвердили полную точность предсказаний Гамова и его модели «горячей» ранней Вселенной. Но в сороковые годы, когда эта теория только создавалась, она вызывала серьезные возражения, прежде всего потому, что Гамов вслед за Хабблом и Леметром принимал в расчеты достаточно малый возраст Вселенной. И тогда в поисках других подтверждений своей теории горячего Биг Бэнга Гамов выдвинул новую идею.

На сей раз, он указал, что горячая ранняя Вселенная неизбежно должна была порождать мощнейшее излучение на всех длинах волн. Фотоны это излучения совместно с первыми родившимися элементарными частицами (сейчас мы знаем, что это были кварки, нейтрино и электроны) создавали ту «первичную плазму», которая и была новорожденной Вселенной. Плотность этой плазмы была так велика, что фотоны то и дело натыкались на частицы и меняли направление полета. В результате они не столько летали, сколько «ползали» в этой гуще. (Отдаленным и слабым подобием этого «ползанья» может служить движение фотона, выходящего из недр нашего Солнца. Ученые подсчитали, что из-за столкновении с частицами вещества этот фотон тратит миллион лет (!) на то, чтобы добраться до поверхности Солнца, и всего восемь с лишним минут, чтобы долететь оттуда до Земли.).

Но поскольку Вселенная расширялась, она продолжала охлаждаться, и в какой-то момент (позднее было подсчитано, что это произошло примерно через 300 тысяч лет после Биг Бэнга) температура плазмы упала до 3000 — 2700 градусов. При такой температуре средняя энергия фотонов (снижавшаяся вместе с температурой) вдруг стала меньше кулоновского притяжения электронов и протонов друг к другу. Электроны и протоны смогли беспрепятственно объединиться в атомы водорода («рекомбинировать»). Оказавшись связанными в атомах, эти частицы перестали мешать движению фотонов, и Вселенная внезапно стала «прозрачной» для излучения: произошло так называемое расцепление света и вещества. Излучение отделилось от вещества и повело совершенно независимую жизнь. Оно, конечно, осталось в той же Вселенной, куда еще ему было деться, но, начиная с этого момента, практически перестало взаимодействовать с веществом. Такое «остаточное излучение», рассудил Гамов, может быть важным свидетельством в пользу теории «горячего» Биг Бэнга.

Где, однако, искать следы того, что произошло через 300 тысяч лет после Биг Бэнга, то есть практически 15 миллиардов лет назад? Ученики Гамова - Альфер и Харманн - занялись этим вопросом и в 1948 году опубликовали статью. В ней утверждалось, что следы этого остаточного излучения (которое за 15 миллиардов лет должно было остыть, по их оценке, до 10 градусов Кельвина) могут, и по сей день, сохраняться в космосе и именно там их и следует искать. Но они сочли, что следы эти слишком слабы, чтобы их обнаружить, и поэтому вся их идея вскоре забылась без последствий.

Однако спустя пятнадцать лет идея горячей ранней Вселенной и «остаточного излучения» была переоткрыта заново. Ее переоткрывателем стал Роберт Дикке, в начале шестидесятых годов возглавивший в Принстоне отдел исследования гравитации. Дикке, независимо от Гамова, своим путем пришел к гипотезе горячей ранней Вселенной и к выводу, что такая Вселенная должна была оставить по себе некое «остаточное излучение». В отличие от Гамова и его учеников, Дикке решил поискать следы этого излучения. Практическую часть задачи он поручил своим ученикам, Роллу и Вилкинсону, а теоретическую — Пиблзу. Пиблз быстро подсчитал, что остаточное излучение должно быть изотропным и холодным (он тоже оценил его нынешнюю температуру примерно в 10 градусов Кельвина).

Именно эти результаты Пиблз доложил в начале 1965 года на лекции в Принстонском университете.

А за год до этой лекции, два молодых радиоастронома - Арно Пензиас и Роберта Вильсон, были приняты на работу в фирму «Лаборатории Белл» для обслуживания новой радиоантенны, предназначенной для слежения за американским спутником «Эхо». Спутник передавал на сантиметровых волнах, и антенна была самым чувствительным по тем временам детектором волн в этом диапазоне. Наблюдение за спутником занимало немного времени, и молодые радиоастрономы испросили согласия начальства в свободное время заняться исследованиями по специальности. Существование космических источников радиоволн было открыто совсем недавно, и их изучение привлекало многих. Вильсон давно рвался исследовать радиоизлучение газового ореола, окружавшего, по его убеждению, наш Млечный Путь.

Предварительно, однако, следовало исключить возможные помехи, а для этого проверить антенну на такой длине волны, которая заведомо не излучается никакими источниками. Пензиас и Вильсон выбрали для проверки «пустую» длину волны 7,35 сантиметра, направили свой раструб в небо и мгновенно поняли, что антенна не в порядке, потому что она регистрировала посторонний сигнал. У него была очень низкая температура, но самое странное состояло в том, что его величина не менялась даже при систематическом обшаривании всего небосвода. Сигнал, идущий от любого космического источника, Солнца или Млечного Пути, не мог покрывать собою все небо равномерно. Дело выглядело так, будто он приходил от Вселенной в целом.

Попытки Пензиаса и Вильсона устранить загадочную помеху растянулись почти на год.

Именно в это время физик Джим Пиблз, ученик выдающегося экспериментатора Дикке, прочел лекцию в соседнем Принстонском университете. Эту лекцию слушал радиоастроном из Вашингтона Тернер и рассказал о ней своему коллеге Бурке. А этот Бурке по случаю оказался приятелем Пензиаса. В результате этой цепочки случайностей Бурке, услышав от Пензиаса в телефонном разговоре о настырной помехе, посоветовал ему обратиться за советом к Дикке в Принстон, тем более что Принстон находится недалеко. Пензиас знал Дикке и знал, что они затеяли какой-то радиоастрономический проект, но какой именно, не имел понятия. И хорошо, что не имел, иначе не получил бы Нобелевскую премию.

К этому времени в Принстоне практически уже была готова установка для поиска остаточного излучения. Говорят, что когда Дикке по звонку Пензиаса снял трубку и услышал о «неустранимой помехе» и ее странных особенностях — изотропности и низкой температуре, он повернулся к своим ученикам, случайно оказавшимся в кабинете, и сказал им: «Ребята, нас обскакали». Он мгновенно понял, что молодым радиоастрономам в Холмделе улыбнулась неслыханная удача: сами того не зная, не понимая сущности, они совершили великое открытие века — обнаружили то остаточное излучение, в котором запечатлелся облик Вселенной на огненной заре ее долгой жизни. В сущности, «прорубили окно» в невероятную вселенскую рань, где скрывались тайны Биг Бэнга. Пензиас и Вильсон сфотографировали нашу Вселенную в ее младенчестве, когда ей было всего 300 тысяч лет отроду.

Дикке с учениками приехали на Холмдел, убедились, что их действительно «обскакали», и договорились: Пензиас и Вильсон пишут в «Астрофизический журнал» о своем открытии, а Дикке с учениками направляют туда же теоретическую статью с объяснением этих результатов. Пензиас и Вильсон были довольны: они не хотели связывать свое открытие с тем или иным толкованием. Эта осторожность пошла им на руку. Прочитав статью Дикке и его учеников, Гамов пришел в ярость, поскольку его вклад в теорию Большого Взрыва в ней попросту игнорировался. Последовал обмен разъяснениями, но это не помогло. В кругах физиков возникло ощущение некой неловкости, почти скандала, тем более что Альфер и Харманн вскоре после этого вообще ушли из физики. В результате, когда в 1978 году зашла речь о Нобелевской премии за открытие остаточного излучения, никто из замешанных в скандал теоретиков ее не получил — она была разделена между Пензиасом и Вильсон.

Но самое интересное в этой истории состояло в том, что в конце 1964 года, когда будущие лауреаты возились со своей «чертовой помехой», на другой сторонке земного шарика, в Москве, два молодых физика Новиков и Дорошкевич, опубликовали обзор всех известных на тот момент источников космического радиоизлучения. В конце обзора они бегло упомянули, что существует, возможно, еще и остаточное излучение ранней горячей Вселенной. Об этом не раз говорил им их учитель Яков Зельдович. Они предположили, что это излучение существует в сантиметровых волнах, где его не перекрывают другие источники, но оно так ничтожно, что обнаружить его могут лишь очень чувствительные телескопы. Самым подходящим для этого инструментом, заключали авторы, была бы антенна «Лабораторий Белл» в Холмделе. До Холмдела, однако, этот обзор дошел лишь через много лет. Пензиас упомянул об этом обзоре в своей Нобелевской речи 1978 года.

Еще позже стало известно, что остаточное излучение наблюдали многие экспериментаторы еще в пятидесятых годах (один из них, Шмонаев, даже сделал на этом диссертацию), но никто не догадался, что именно они наблюдают. Рядом с ними не было ни Дикке, ни Зельдовича.

Открытие расширения Вселенной было только открытием механики Вселенной. Необходимо было выяснить конкретные физические процессы, протекающие в расширяющейся Вселенной, процессы, которые протекали и в далеком прошлом, когда состояние вещества во Вселенной сильно отличалось от сегодняшнего, и процессы более близкие к нам, когда формировались небесные тела, их системы, и, наконец, процессы нашего времени и будущего.

Вселенную в целом изучает наука, называемая космологией, т. е. наукой о космосе. Выводы космологии называются моделями происхождения и развития Вселенной. Почему моделями? Дело в том, что одним из основных принципов современного естествознания является представление о возможности проведения в любое время управляемого и воспроизводимого эксперимента над изучаемым объектом. Только если можно провести бесконечное, в принципе, количество экспериментов и все они приводят к одному результату, на основе этих экспериментов делают заключение о наличии закона, которому подчиняется функционирование данного объекта. Лишь в этом случае результат считается вполне достоверным с научной точки зрения.

К Вселенной это методологическое правило остается неприменимым. Наука формулирует универсальные законы, а Вселенная уникальна. Это противоречие, которое требует считать все заключения о происхождении и развитии Вселенной не законами, а лишь моделями, т. е. возможными вариантами объяснения. Строго говоря, все законы и научные теории являются моделями, поскольку они могут быть заменены в процессе развития науки другими концепциями, но модели Вселенной как бы в большей степени модели, чем многие иные научные утверждения.
2.2 Модель эволюции Вселенной
В 1922 году А. А. Фридман выявил, согласно теории относительности Эйнштейна, эволюционирующий характер Вселенной. Затем В.М.Слайфер обнаружил, что большинство галактик (36 из измеренных им 41) удаляется и скорость удаления доходит почти до 2000 км/с. Приближались к нам только несколько галактик. Как выяснилось позже, Солнце движется вокруг центра нашей Галактики со скоростью около 250 км/с, и большая часть «скоростей приближения» этих нескольких ближайших галактик связаны именно с тем, что Солнце сейчас движется к этим объектам. (Для далеких объектов можно измерять скорость удаления или приближения, пользуясь эффектом Доплера. Согласно этому эффекту у приближающегося источника света все длины волн, измеренные наблюдателем, уменьшены, смещены к фиолетовому концу спектра, а для удаляющегося источника - увеличены, смещены к красному концу спектра). И наконец в 1929 г., американский астроном Эдвин П. Хаббл (1889-1953) установил разбегание галактик от первоначально единой точки. Эта точка была названа Центром Вселенной а само событие, после которого начала формироваться Вселеннная, - Большим Взрывом.

Достижения современная физики (релятивистской и квантовой) позволили разработать модель эволюционирующей Вселенной. В настоящее время лучше всего описывает (моделирует) характер и поведение выявленных и наблюдаемых объектов Вселенной общая теория относительности, сформулированная А. Эйнштейном в 1916 году. В ней воедино связаны три измерения пространства и одно измерение времени. Образуемое при этом четырехмерное пространство-время является искривленным. Искривление пространства объясняется наличием во Вселенной вещества и энергии.

Из современной классической общей теории относительности моделируются три возможных варианта существования Вселенной во времени:

1) Вселенная может существовать бесконечно долго в прошлом и будущем.

2) Вселенная может иметь начало или конец.

3) Вселенная может периодически меняться во времени.

Знаменитый физик Стивен Хокинг, в ставшей бестселлером книге "Краткая история Вселенной", а затем и его коллеги показали, что, скорее всего, имеет место второй вариант, а также рассчитали время Большого Взрыва: Вселенная началась из состояния, при котором плотность вещества была бесконечно большой, а кривизна пространства-времени - бесконечно малой. Законы физики в таком состоянии должны быть иными, чем мы сейчас наблюдаем. И в настоящее время все ученые сходятся в том, что первоначально Вселенная находилась в условиях, которые трудно вообразить, исходя из атомно-молекулярного строения материи на Земле.

Эти условия, называемые сингулярными, характеризуются наличием сверхвысоких температур, давления и вся материя Вселенной находилась в минимальном объеме. Такое допущение вполне согласуется с установлением расширения Вселенной, которое могло начаться с некоторого момента, когда она находилась в очень горячем, сверхплотном состоянии, и постепенно охлаждалась по мере расширения. Такая модель "горячей" Вселенной впервые была выдвинута Г. А. Гамовым и впоследствии названа стандартной.

Невольно возникает вопрос - возможно ли сжатие материи до подобного состояния? И на этот вопрос нынешняя космология и физика отвечают положительно.

В модели атома Резерфорда основная масса атома (более 99%) сосредоточена в его ядре, а вокруг него, на огромных расстояниях, вращаются электроны. Если собрать оголенные от электронной оболочки ядра всех атомов Земли и плотно упаковать их, то они поместятся в одной спичечной коробочке. То есть, даже для привычного для нас, атомно-молекулярного состояния веществ, имеется теоретическая возможность сжатия материи до незначительного объема.

Сравнительно недавно обнаружено космические объекты, обладающие яркостью, превышающей яркость галактик в десятки раз. У многих из них красное смещение линий в спектрах составляет почти 200 %. Это указывает на их большую удаленность от Солнечной системы (очевидно, несколько тысяч мегапарсек). Эти объекты имеют сравнительно малые угловые размеры, огромную массу и похожи на звезды. Излучаемая ими энергия в десятки раз превышает энергию самых мощных галактик. Эти небесные тела получили название квазизвездных объектов, или, сокращенно, квазаров. Кроме того, известны космические объекты называемые «черными дырами». В квазарах и "черных дырах" материя находится в отличающемся от привычного нам по физике и химии атомно-молекулярного состояния. В "черных дырах" материя сжата до невообразимо малого объема и обладает такой массой, что преодолеть силу тяготения не может даже свет.

Таким образом, существует возможность, что материя может находиться в ином состоянии, чем известное нам по физике и химии атомно-молекулярное состояние веществ. Традиционно мы, вспоминая элементарные частицы атома, называем протоны и нейтроны, из которых состоит ядро, и электроны. Очень долго подумав, можем вспомнить про нейтрино. Практически, для среднестатистического человека, знать больше и не надо. Такие частицы как барионы, лептоны, гипероны, бозоны, кварки, мюоны и др. многие из нас не слышали. Но физики, на сегодняшний день, насчитывают около трехсот единиц элементарных частиц, из которых слагается материя, как в эволюционном так и в атомно-молекулярном состоянии, и различают четыре типа физических взаимодействий. Непосредственно мы можем воспринимать два типа физических взаимодействий: гравитационные и электромагнитные.

Гравитационные взаимодействия, т. е. силы тяготения, которые действуют на все макротела и притом на достаточно далеких расстояниях. Именно они, как хорошо известно, определяют движения планет, звезд, галактик и других космических систем; Гравитационное взаимодействие во много раз слабее электромагнитного

Электромагнитные силы, которые играют решающую роль при образовании молекул, химических соединений, кристаллов и всех тел и систем, которые занимают промежуточное положение между микромиром и мегамиром, состоящим из космических объектов и систем. Электромагнитное взаимодействие в 100-1000 раз слабее ядерного взаимодействия.

Остальные два типа физических взаимодействий (ядерные = сильные и слабые) непосредственно не воспринимаются человеком, но играют существенную роль при образовании разнообразных объектов микромира.

Сильные ядерные взаимодействия имеют место между адронами (от греч. «адрос» - сильный), к которым относятся барионы (греч. «барис» - тяжелый) - это нуклоны (протоны и нейтроны), гипероны и мезоны. Сильные взаимодействия возможны только на больших расстояниях (радиус примерно 10-13 см.). Сильные взаимодействия открыты Э. Резерфордом в 1911 году одновременно с открытием атомного ядра (этими силами объясняется рассеяние альфа-частиц, проходящих через вещество). Согласно гипотезе Юкавы (1935 г.) сильные взаимодействия состоят в испускании промежуточной частицы - переносчика ядерных сил. Это пи-мезон, обнаруженный в 1947 году, с массой в 6 раз меньше массы нуклона, и найденные позже другие мезоны. Нуклоны окружены «облаками» мезонов. Нуклоны могут приходить в возбужденные состояния - барионные резонансы - и обмениваться при этом иными частицами. При столкновении барионов их облака перекрываются и «возбуждаются», испуская частицы в направлении разлетающихся облаков. Из центральной области столкновения могут испускаться в различных направлениях более медленные вторичные частицы. Ядерные силы не зависят от заряда частиц. В сильных взаимодействиях величина заряда сохраняется.

Слабые ядерные взаимодействия слабее электромагнитного, но сильнее гравитационного. Радиус действия на два порядка меньше радиуса сильного взаимодействия. За счет слабого взаимодействия светит Солнце (протон превращается в нейтрон, позитрон и нейтрино). Испускаемое нейтрино обладает огромной проницающей способностью - оно проходит через железную плиту толщиной миллиард км. При слабых взаимодействиях меняется заряд частиц. Слабое взаимодействие представляет собой не контактное взаимодействие, а осуществляется путем обмена промежуточными тяжелыми частицами - бозонами, аналогичными фотону. Бозон виртуален и нестабилен.

Таким образом, состояние материи, в котором нет, привычных нам, элементарных частиц и ни одного типа физического взаимодействия, называют сингулярным. От английского singular = 1) необычный, странный, своеобразный; 2) необыкновенный; исключительный; 3) странность, своеобразие, особенность; 4) специфичность. Современная физика доказывает, что из этого сингулярного состояния эволюционировали все известные нам элементарные частицы.

Стандартная модель предполагает, что начальная температура внутри сингулярности превышала 1053 градусов по абсолютной шкале Кельвина, в которой начало шкалы отсчета соответствует -273 градусам шкалы Цельсия. Плотность материи должна быть выше 10т/см3. В подобном состоянии неизбежно должен был произойти взрыв невообразимой силы, с которым связывают начало эволюции в стандартной модели Вселенной, называемой, поэтому, также моделью "Большого Взрыва".

Предполагают, что этот взрыв сопровождался сначала быстрым, а потом более умеренным расширением и соответственно постепенным охлаждением Вселенной. Определения возраста Вселенной по продолжительности этого расширения имеют значительный разброс (от 13 до 20 млрд), но большинство расчетов физической эволюции Вселенной показывает что Большой Взрыв произошел примерно 15 млрд лет тому назад.

Исследуя содержание гелия во Вселенной, Фред Хойл сделал интересное открытие: в звездах мог возникнуть не весь гелий, имеющийся во Вселенной; большая его часть - до 90% - должна была образоваться в другом месте. Первым кандидатом на эту роль стала ранняя Вселенная. Вскоре было доказано, что именно там и появился гелий. Через 3 минуты после взрыва из нуклонов образовалась смесь легких ядер: 2/3 водорода и 1/3 гелия. В момент, когда возникли нейтральные атомы водорода и гелия, вещество сделалось прозрачным для фотонов, и они стали излучаться в мировое пространство. В настоящее время такой остаточный процесс наблюдается в виде реликтового излучения. Это реликтовое излучение является подтверждением Большого взрыва.

Возможность обнаружения реликтового излучения было предсказано физиками-теоретиками в соответствии с моделью "горячей" Вселенной. Реликтовое излучение было открыто совершенна случайно в 1965 г. сотрудниками американской компании «Bell», Арно Пензиасом и Робертой Вилсон, при отладке рупорной радиоантенны, созданной для наблюдения спутника «Эхо». Они обнаружили слабый фоновый радиошум, приходящий из космоса, не зависящий от направления антенны. Дикке, Пиблс, Ролл и Вилкинсон сразу же дали космологическое объяснение измерениям Пензиаса и Вилсона, как доказательства горячей модели Вселенной.

В последующие годы многочисленные измерения реликтового излучения были проведены на различных длинах волн от десятков сантиметров до долей миллиметра. Реликтовое излучение не возникло в каких-либо источниках подобно свету звезд или радиоволнам, родившимся в радиогалактиках. Реликтовое излучение существовало с самого начала расширения Вселенной. Оно было в том горячем веществе Вселенной, которое расширялось от сингулярности. Реликтовое излучение сохранилось до наших дней и наблюдается именно как реликт, или остаток, от той весьма отдаленной эпохи образования нейтральных атомов водорода и гелия. Остальные химические элементы образовались из этого дозвездного вещества в результате ядерных реакций.

В общих чертах формирование Вселенной, согласно стандартной модели, представляется следующим образом. Когда температура Вселенной после взрыва упала до 6 млрд. градусов по Кельвину, первое время после взрыва там существовала в основном смесь электронов и позитронов. Пока эта смесь находилась в тепловом равновесии, количество частиц разного рода оставалось приблизительно одинаковым. Между частицами происходили непрерывные столкновения, в результате чего возникали пары фотонов, а из столкновения последних - электрон и позитрон.

После дальнейшего расширения Вселенной и соответственно понижения ее температуры возникли более тяжелые ядерные частицы - протоны и нейтроны. Самым же главным результатом этой стадии микроэволюции нашей области Вселенной было образование крайне незначительного перевеса вещества над излучением, которое оценивается примерно как излишек одного протона или нейтрона на миллиард фотонов. Как раз из этого излишка в процессе дальнейшей физической эволюции возникло то огромное богатство и разнообразие материальных образований, явлений и форм, начиная от атомов, молекул, кристаллов, минералов и кончая разнообразными планетами, звездами и звездными ассоциациями, галактиками и скоплениями галактик.

Процессы физической эволюции Вселенной, продолжавшиеся не менее 10 млрд. лет, привели к образованию молекул и тем самым явились предпосылкой для начала макроэволюции Вселенной, в результате которой и возникли окружающие нас макротела, разнообразные их системы вплоть до галактических.

Следует особо отметить, что приведенная выше характеристика четырех типов взаимодействий относится лишь к их современному состоянию. В ходе физической эволюции Вселенной они соотносились иначе. На первоначальном этапе, когда Вселенная была достаточно горячей, ядерные силы находились в симметрии с гравитационными, а силы электромагнитного взаимодействия - со слабыми взаимодействиями. Только вследствие нарушения симметрии между сильными ядерными и гравитационными силами стало возможным образование небесных тел, галактик и других космических систем. В свою очередь нарушение симметрии между электромагнитными силами и слабыми взаимодействиями привело к образованию огромного множества тел, структур и систем, которые составляют окружающий нас видимый мир. Таким образом, благодаря разрушению симметрии между разными типами физических взаимодействий стало возможно не только возникновение микро- и макрообъектов, но также последующая взаимосвязанная эволюция микроскопической и макроскопической ветвей развития.

Микроэволюция обеспечила условия для развертывания макроэволюции. Освобождение гравитационных сил, произошедшее вследствие разрушения их симметрии с ядерными силами, примерно через 700000 лет после взрыва, привело к образованию звезд, галактик, их скоплений и других космических систем. В свою очередь гравитационные силы и ударные волны способствовали возникновению и развитию ядерных реакций внутри звезд и ядер галактик и их скоплений. Следовательно, микро- и макроэволюции взаимно обусловливали и дополняли друг друга, вот почему они представляют собой две ветви единого процесса. Отсюда становится ясным, что возникновение и эволюция физических, химических, геологических и других систем неорганической природы прочно укладывается в рамки космической и земной эволюции.

Отвечая на просьбу журналиста изложить суть теории относительности в одной фразе, Эйнштейн сказал: «Раньше полагали, что если бы из Вселенной исчезла вся материя, то пространство и время сохранились бы; теория относительности утверждает, что вместе с материей исчезли бы также пространство и время». Перенеся этот вывод на модель расширяющейся Вселенной, можно заключить, что до образования Вселенной не было ни пространства, ни времени.
2.3 Эволюция галактик и звездных систем
Вопрос об образовании и строении галактик изучает не только космология как наука о Вселенной - едином целом, но также и космогония (греч. «гонейа» означает рождение) - область науки, в которой изучается происхождение и развитие космических тел и их систем (различают планетную, звездную, галактическую космогонию). Галактики представляет собой гигантские скопления звезд и их систем, имеющие свой центр (ядро) и различную, не только сферическую, но часто спиралевидную, эллиптическую, сплюснутую или вообще неправильную форму. Галактик - миллиарды, и в каждой из них насчитываются миллиарды звезд.

Считается, что возникновение галактик произошло путем фрагментации разлетающегося сверхплотного дозвездного вещества (состоящего из самых тяжелых элементарных частиц - гиперонов). Предполагают, что оно находится в ядрах галактик и в нынешнее время. Модель расширяющейся Вселенной встретилась с несколькими трудностями, которые способствовали прогрессу астрономии. Разлетаясь после Большого Взрыва из точки с бесконечно большой плотностью, сгустки вещества должны слегка притормаживать друг друга силами взаимного притяжения, и скорость их должна падать. Но для торможения не хватает всей массы Вселенной. Из этого возражения родилась в 1939 году гипотеза о наличии во Вселенной так называемых «черных дыр», которые невозможно увидеть, но которые хранят 9/10 массы Вселенной (т. е. столько, сколько недостает).

Что представляют собой «черные дыры»? Если некоторая масса вещества оказывается в сравнительно небольшом объеме, критическом для данной массы, то под действием собственного тяготения такое вещество начинает неудержимо сжиматься. В результате сжатия растет концентрация массы и наступает момент, когда сила тяготения на поверхности становится очень большая. Для преодоления этого тяготения надо развить скорость большую, чем скорость света. Поэтому «черная дыра» ничего не выпускает наружу и не отражает. В «черной дыре» пространство искривляется, а время замедляется. Предположено, что «черные дыры» являются дозвездным веществом и находятся в ядрах галактик, являясь сверхмощным источником энергии.

В 1963 году были открыты квазары (квазизвездные радиоисточники) - самые мощные источники радиоизлучения во Вселенной. Светимость их в сотни раз больше светимости галактик, а размеры квазаров в сотни и более раз меньше размеров галактик. Было предположено, что квазары представляют собой ядра новых галактик, и видимо, процесс образования галактик продолжается и поныне.

Астрономические наблюдения показывают, что из ядер галактик происходит непрерывное истечение водорода. Атом водорода, главный «первокирпичик» всех химических элементов, является самым простым - состоит из одного протона в ядре и одного электрона на его орбите. Теория нуклеосинтеза предполагает, что из водорода в недрах звезд образуются, в процессе атомных реакций, более сложные атомы. Причем чем больше масса звезды, тем более сложные атомы синтезируются в ее недрах. Наше Солнце как обычная звезда производит только гелий из водорода (который дают ядра галактик), очень массивные звезды производят углерод - главный «кирпичик» живого вещества.

Теория нуклеосинтеза в звездах успешно объясняет физическую эволюцию и распространенность химических элементов в предположении, что первые звезды образовались из вещества, состоящего главным образом из смеси водорода и гелия. Рассматривая ядерные реакции по мере космологического расширения Вселенной и дальнейшего снижения температуры расширения, можно получить наблюдаемое в настоящее время соотношение между количеством различных химических элементов и изотопов. Из теории нуклеосинтеза вытекает, что Земля образовалась не из первичного вещества, а из вещества, прошедшего стадию нуклеосинтеза в звездах. Таким образом, необходимость объяснения происхождения всех элементов (в том числе и тяжелых - железа, свинца и т. д) на ранней стадии расширения Вселенной отпадает.

Рассуждая о возрасте нашей галактики Млечный Путь, некоторые астрономы утверждают, что она еще сравнительно молода, в ней идут процессы образования звезд. Допускается существование вращающихся газовых облаков. В процессе коллапса облака рождают звезды. Появляются различные звездные и газовые подсистемы. Анализируя состав молодых и старых звезд, можно определить этапы эволюции Галактики. Старые звезды отражают состав Галактики в начале ее эволюции. Соотношение такого свойства звезд, как металличность, говорит не только об эволюционных изменениях в Галактике, но и о химической эволюции Вселенной. Металличность молодых звезд выше, чем старых. Дело в том, что межзвездная среда получает тяжелые элементы, возникшие в процессе нуклеосинтеза в старых звездах, и они в готовом виде входят в состав вновь рожденных звезд.

Эволюция Вселенной свидетельствует о неравномерности процессов рождения звезд. Наблюдаются периоды их более и менее интенсивного развития. Они отражаются в формах звездных скоплений. Форма линзы с шарообразным утолщением в центре связана с прерывистостью звездообразования, а в случае, когда этот процесс непрерывен, появляются эллипсоидальные галактики. Молодые и старые звезды в Галактике распределены на ее разных участках. Возникают при этом две подсистемы с разными скоростями движения и с разными химическими свойствами.

Все небесные тела можно разделить на испускающие энергию звезды, и не испускающие - планеты, кометы, метеориты, космическую пыль. Энергия звезд генерируется в их недрах ядерными процессами при температурах, достигающих десятки миллионов градусов, что сопровождается выделением особых частиц огромной проницающей способности - нейтрино.

Звездный состав галактик весьма разнообразен. Звезды по современным понятиям - это плазма - сгустки сверхплотного и раскаленного, непрерывно клубящегося, газа. Бури иногда расплескивают это вещество так сильно, что выбрасывают на многие километры. Часть его падает обратно, а часть рассеивается в пространстве.

Процесс образования звезд можно представить на модели происхождения Солнца. Оно является рядовой желтой звездой. Рядовой потому, что видов звезд много: красные гиганты, белые карлики, пульсары, нейтронные звезды, квазары, черные дыры и многие другие. Все они могут возникать примерно одним и тем же путем. Периодически в зонах действия галактик появляются скопления межзвездного вещества. Их можно наблюдать современными приборами. Это так называемые протозвездные облака. Такие облака состоят в основном из водорода с небольшими примесями гелия и малой доли тяжелых элементов. Силы гравитации начинают сжимать их, выделяя центр, называемый глобулой. Как только она сформировалась, под действием дальнейшего сжатия повышается температура. Этот процесс сопровождается образованием зернышек железа, никеля и более тяжелых элементов. В слоях с более высокой температурой образуется кремний, метан, аммиак и более легкие элементы. Эти образования попадают в центральную плоскость газового диска, и в результате внутри него образуется кольцо. Собственное движение кольца сталкивает частицы, они слипаются и могут образовать материал для формирования астероидов, которые в свою очередь послужат основой для формирования планет.

Звезды различают по цвету, яркости, их массам и, наконец, по спектральным характеристикам. Могут быть звезды, у которых меняются блеск и спектр - переменные звезды (Тау Кита) и нестационарные (молодые) звезды, а также звездные ассоциации, возраст которых не превышает 10 млн. лет. Возможно, из них образуются сверхновые звезды, при вспышках которых происходит выделение огромного количества энергии нетеплового происхождения и образование туманностей (скоплений газов). Но состав звезд более или менее однообразен. Он, как правило, складывается из водорода и гелия.

Существуют очень крупные звезды - красные гиганты и сверхгиганты. А также, небольшие по размерам, нейтронные звезды, масса которых близка к массе Солнца, но радиус составляет 1/50000 от солнечного (10-20 км); они называются так, потому что состоят из огромного сгустка нейтронов.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации