картина мира естествознание. Физическая картина мира
 Скачать 395.15 Kb.
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Основные понятия и вопросы | | |
| Картина мира: | Мировоззрение: | |
| естественнонаучная | научное | |
| стихийно-эмпирическая | стихийно-эмпирическое | |
| Концепция | ненаучное | |
| Кумулятивизм | Парадигма | |
| Принцип | Самоорганизация | |
| Развитие | Системный подход | |
| Реализм научный | Теория | |
| Революция: | Фундаментальный закон | |
| в науке | Эволюция | |
| в обществе | | |
1. Чем отличается естественнонаучная картина мира от естествознания?
2. Какая связь существует между концепциями и картиной мира?
3. Что такое практическая картина мира?
4. Чем она отличается от научной картины мира?
5. Какая связь существует между сменой картин мира и научными революциями?
6. Как взаимосвязаны и взаимодействуют картины мира и философия?
7. Почему нельзя включать философские категории в картину мира?
8. Каковы соотношения между парадигмами, концепциями естествознания и научной картиной мира?
9. Почему ошибочен кумулятивистский взгляд на развитие науки?
10. В чем заключается несостоятельность тезиса Т. Куна о выделении нормального и экстраординарного периодов в развитии науки?
11. В чем состояла революция в естествознании в конце XIX — начале XX в.?
12. В чем особенности современной научно-технической революции?
Литература
Основная:
Дышлевый П.С, Яценко Л.В. Что такое общая картина мира. М., 1984.
Кун Т. Структура научных революций. М., 1975.
Пахомов Б.Я. Становление современной научной картины мира. М., 1985.
Планк М. Единство физической картины мира. М., 1966.
Степин B.C., Кузнецова Л.Ф. Научная картина мира в культуре техногенной
цивилизации. М., 1996. Философия науки. Современные философские проблемы областей научного
знания. М., 2005.
Дополнительная:
Эйнштейн А. Физика, философия и научный прогресс // Собр. научных
трудов: В 4 т. Т. 4. Философия естествознания. М., 1966. Философия: энциклопедический словарь / Под ред. А.А. Ивина. М., 2004.
Электродинамическая картина мира.
18-19 века. Основоположниками считаются Эрстед, Фарадей, Максвелл. Началось это мировоззрение также с проблемы поиска элементарных объектов. В 18 веке наука познакомилась с тем, что материя существует не только в форме вещества ( вещество, устроенное заново), но и в форме поля (поле устроено из волн). В 18 веке основным объектом изучения стали не атомы, а волны. Первоначально познакомились только с существованием электромагнитного поля. Отсюда мировоззрение получило название электро-динамическая картина мира. Основная сила природы, которая исследуется в этот период и которая управляет волнами, - это сила электромагнетизма.
К концу 19 века в классической науке созрел кризис. Обусловлен он был несколькими причинами: 1. Возникло противоречие между механической и электродинамической картиной мира. И та и другая пытались описать мир, начиная от самых элементарных объектов, но оказалось, что атомы и волны имеют различные свойства. Мир устроенный из атомов допускает существование пустоты, отсюда основной свойство мира, в рамках механической НКН, является наличие дискретности (прерывности). Волны протяжены по своей природе, они заполняют все пространство, отсюда в таком мире пустоты существовать не может. И основным свойством такого мира являетсяконтинуальность (длительность, протяженность).
2 . Были обнаружены явления, которые сочетали в себе свойства и частиц и волн (явление света).
Этот кризис привел к смене научного мировоззрения.
Неоклассическая картина мира.
19 век – 60 годы 20 века. 1897 Дж. Томсон электрон – первую элементарную частицу. Открытие электрона породило целый ряд научных проблем:
1. Открытие других элементарных частиц. Как решалась: открытие новых элементарных частиц продолжается до сих пор, к настоящему времени обнаружено около 350. В настоящее время частицы не открывают, а синтезируют. Для этого существует большой адронный коллайдер.
2. Проблема изучения структуры атома: как расположены частицы внутри. В 30 годы 20 века появилась «планетарная модель атома» .
3. Изучение свойств элементарных частиц.
Свойства элементарных частиц.
1. Элементарные частицы обладают массой. По массе делятся на разные классы.
2. Частица обладает энергией.
3. Частица обладает временем жизни.
4. Частицы участвуют в разных типах взаимодействия.
5. Частицы обладают взаимопревращаемостью. Это свойство присутствует только в микромире.
6. У частиц имеются свои античастицы. Античастицы – такие же частицы, но они противоположны данной по какому-то одному признаку, как правило, по электрическому заряду.
7. Частицы обладают электрическим зарядом (+-0).
8. Корпускулярно-волновой дуализм. Означает, что в микромире элементарные объекты обладают двойной природой. Они имеют свойства частиц, и имеют свойства волн. Также, как например, свет обладает двойной природой. Корпускулярная природа света проявляется в фотоэффекте, а волновая в дифракции.
9. Открытие корпускулярно-волнового дуализма послужило к разрешению конфликта между механической и электродинамической картиной мира.
Свойства и классификации эл частиц, и кварки.
Квантово-полевая картина мира и ее основные принципы
В конце ХIХ - начале XX вв. последовал ряд открытий, которые не вписывались в существовавшую научную картину мира. Революционная ситуация, сложившаяся в естествознании в начале XX в., связана с появлением двух новых теоретических концепций - квантовой механики и специальной теории относительности.
Во второй половине 19 в. в результате исследования теплового излучения был открыт ряд законов: Кирхгофа, Стефана-Больцмана, Вина. Однако из теории, основанной на традиционных представлениях об электромагнитных излучениях, следовало, что энергия теплового излучения на всех частотах (во всем интервале длин волн) равнялась бесконечности, что противоречило закону сохранения энергии. Особенно ярко это противоречие проявлялось в области коротких длин волн, поэтому оно получило название «ультрафиолетовой катастрофы».
В 1900 г. Макс Планк для выхода из этой ситуации предложил следующую гипотезу (впоследствии названную квантовой гипотезой Планка): электромагнитное излучение испускается отдельными порциями - квантами, величина которых пропорциональна частоте излучения. Гипотеза Планка фактически стала началом новой, квантовой, физики (старая при этом получила название классической). Таким образом, если в классической физике считалось, что энергия может изменяться непрерывно и принимать любые, сколь угодно близкие значения, то согласно квантовым представлениям, она может принимать лишь дискретные значения, равному целому числу квантов энергии
В 1905 г. А. Эйнштейн, приняв гипотезу Планка, расширил ее, предположив, что свет не только излучается квантами, но и распространяется и поглощается тоже квантами (названными впоследствии фотонами). Таким образом, свет представляет собой поток световых частиц - фотонов. В истории развития учения о свете сменяли друг друга корпускулярная теория света (Ньютон) и волновая (Р. Гук, Ч. Гюйгенс, Т. Юнг, Ж. Френель), представлявшая свет как механическую волну. В 70-х годах после утверждения теории Максвелла под светом стали понимать электромагнитную волну. В начале 20-го века на основе экспериментов было неопровержимо доказано, что свет обладает как волновыми, так и корпускулярными свойствами. Было также обнаружено, что в проявлении этих свойств существуют вполне определенные закономерности: чем меньше длина волны, тем сильнее проявляются корпускулярные свойства света.
В 1924 г. французский физик Л. де Бройль выдвинул смелую гипотезу: корпускулярно-волновой дуализм имеет универсальный характер, т.е. все частицы, имеющие конечный импульс, обладают волновыми свойствами. При проявлении у микрообъекта корпускулярных свойств его волновые свойства существуют как потенциальная возможность, способная при определенных условиях перейти в действительность (диалектическое единство корпускулярных и волновых свойств материи).
Таким образом, корпускулярные и волновые свойства микрообъекта являются несовместимыми в отношении их одновременного проявления, однако они в равной мере характеризуют объект, т.е. дополняют друг друга. Эта идея была высказана Н. Бором (1927 г.) и положена им в основу важнейшего методологического принципа современной науки, охватывающего в настоящее время не только физические науки, но и все естествознание - принципа дополнительности. Для полного описания квантово-механических явлений необходимо применять два взаимоисключающих (дополнительных) набора классических понятий, совокупность которых дает наиболее полную информацию об этих явлениях как о целостных. С точки зрения этого принципа, состояния, в которых взаимно дополнительные величины имели бы одновременно точно определенное значение, принципиально невозможны, причем если одна из таких величин определена точно, то значение другой полностью неопределенно. В общем случае дополнительными друг к другу являются, например, направление и величина момента количества движения, кинетическая и потенциальная энергия, напряженность электрического поля в данной точке и число фотонов и т.д. Таким образом, принцип дополнительности фактически отражает объективные свойства квантовых систем, не связанных с существованием наблюдателя.
Двойственная природа микрочастиц поставила науку перед вопросом о границах применимости понятий классической физики в микромире. В классической механике всякая частица движется по определенной траектории и всегда имеет вполне определенные (точные) значения координаты, импульса, энергии. Микрочастица, напротив, обладая волновыми свойствами, не имеет траектории, а значит, не может иметь одновременно определенных (точных) значений координаты и импульса. Меру этой неопределенности (неточности) в значениях координаты и импульса, энергии и времени нашел в 1927 г.
В Гейзенберг, дав общее описание эффекта воздействия инструментов измерения на измеряемые объекты микромира, В результате им был сформулирован принцип неопределенности, математическое выражение которого называется соотношением неопределенностей Гейзенберга:
Δx х Δv > h/m,
где Δx - неопределенность (погрешность измерения) пространственной координаты микрочастицы, Δv - неопределенность скорости частицы, m - масса частицы, а h – постоянная Планка.
Принцип соответствия, имеющий важное философское и методологическое значение, может быть сформулирован следующим образом: теории, справедливость которых была экспериментально установлена для определенной группы, с появлением новой теории не отбрасываются, а сохраняют свое значение для прежней области явлений, как предельная форма и частный случай новых теорий. Таким образом, классическая механика является предельным случаем квантовой механики и релятивистской механики.
Ранее считалось, что устройство мира можно познавать, не вмешиваясь в него, не влияя на протекающие в нем процессы, т.е. находясь вне абсолютной физической реальности. Эйнштейн не включал в понятие «физическая реальность» акт наблюдения, а Бор считал его важным элементом физической реальности. Картина реальности в квантовой механике становится как бы двуплановой: с одной стороны в нее входят характеристики исследуемого объекта, а с другой - условия наблюдения. Таким образом, в КПКМ появляется принцип относительности к средствам наблюдения. Принцип относительности Галилея гласит: "Никакими механическими опытами, произведенными в инерциальной системе отсчета, невозможно определить, движется ли эта система равномерно и прямолинейно, или находится в покое". Иными словами: все законы механики инвариантны (неизменны, т.е. имеют один и тот же вид) во всех инерциальных системах отсчета, ни одна не имеет преимущества перед другой.
Эйнштейн обобщил принцип относительности Галилея на все явления природы. Принцип относительности Эйнштейна гласит: "Никакими физическими опытами, произведенными в инерциальной системе отсчета, невозможно определить, движется ли эта система равномерно и прямолинейно, или находится в покое". Не только механические, но и все физические законы одинаковы во всех инерциальных системах отсчета. Принцип относительности явился первым постулатом, который Эйнштейн положил в основу созданной им теории относительности. Второй постулат - принцип постоянства скорости света: скорость света в вакууме одинакова во всех инерциальных системах отсчета, по всем направлениям. Она не зависит от движения источника света и наблюдателя. При сложении любых скоростей результат не может превысить скорость света в вакууме, т.е. эта скорость - предельная.
Теория, созданная А. Эйнштейном для описания явлений в инерциальных системах отсчета, основанная на приведенных выше двух постулатах, называется специальной теорией относительности (СТО). В СТО протяженность и длительность меняются в движущихся системах отсчета, одновременность событий не абсолютна и зависит от выбора системы отсчета. Механика больших скоростей, где скорость приближается к скорости света, называется релятивистской механикой. Она опирается на два постулата Эйнштейна и не отменяет классическую механику, а лишь устанавливает границы ее применимости СТО подтверждена обширной совокупностью фактов и лежит в основе всех современных теорий, рассматривающих явления при релятивистских, т.е. близких к скорости света, скоростях.
Резюмируя вышесказанное, можно выделить следующие характерные особенности квантово-полевой картины мира: сложились новые, квантово-полевые представления о материи, которые определяются как корпускулярно-волновой дуализм - наличие у каждого элемента материи свойств волны и частицы; одной из основных особенностей элементарных частиц является их универсальная взаимозависимость и взаимопревращаемость; ушли в прошлое и представления о неизменности материи. В современной физике основным материальным объектом является квантовое поле, переход его из одного состояния в другое меняет число частиц окончательно утверждаются представления об относительности пространства и времени, зависимость их от материи. Пространство и время перестают быть независимыми друг от друга и, согласно теории относительности, сливаются в едином четырехмерном пространственно-временном континууме.
Эти новые мировоззренческие подходы к исследованию естественнонаучной картины мира оказали значительное влияние как на конкретный характер познания в отдельных отраслях естествознания, так и на понимание природы, научных революций в естествознании. Квантово-полевая картина мира и в настоящее время находится в состоянии становления. С каждым годом к ней добавляются новые элементы, выдвигаются новые гипотезы, создаются и развиваются новые теории.
Принципы относительности в современном естествознании
Важную роль в создании научной картины мира сыграл принцип относительности одного из основоположников современного естествознания Галилея - принцип равноправия всех инерциальных систем отсчета в классической механике, который утверждает, что никакими механическими опытами, проводящимися в какой-то инерциальной системе отсчета, нельзя определить, покоится данная система или движется равномерно и прямолинейно.
Математически принцип относительности Галилея выражает инвариантность уравнений механики относительно преобразований координат движущихся точек (и времени) при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой - преобразований Галилея. Впервые положение об относительности механического движения было высказано Галилео Галилеем в 1638 г. в его труде «Диалог о двух основных системах мира - птоломеевой и коперниковой». Там же сформулирован один из фундаментальных принципов физики - принцип относительности. Галилей использовал наглядный и образный метод изложения. Он писал, что находясь «в помещении под палубой корабля» и проводя опыты и наблюдения над всем, что там происходит, нельзя определить, покоится ли корабль, или же он движется «без толчков», то есть равномерно и прямолинейно. При этом подчеркивались два положения, составляющие суть принципа относительности:
1) движение относительно: по отношению к наблюдателю «в помещении под палубой» и к тому, кто смотрит с берега, движение выглядит по-разному;
2) физические законы, управляющие движением тел в этом помещении, не зависят от того, как движется корабль (если только это движение равномерно). Иначе говоря, никакие опыты в «закрытой кабине» не позволяют определить, покоится кабина или движется равномерно и прямолинейно.
Таким образом, Галилей сделал вывод, что механическое движение относительно, а законы, которые его определяют, абсолютны, то есть безотносительны. Эти положения коренным образом отличались от общепринятых в то время представлений Аристотеля о существовании «абсолютного покоя» и «абсолютного движения».
Принцип относительности Галилея органически вошел в созданную И. Ньютоном классическую механику.
«Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние» - так Ньютон сформулировал закон, который сейчас называется первым законом механики Ньютона, или законом инерции.
Система отсчета, в которой справедлив закон инерции: материальная точка, когда на нее не действуют никакие силы (или действуют силы взаимно уравновешенные), находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, - называется инерциальной. Всякая система отсчета, движущаяся по отношению к ней поступательно, равномерно и прямолинейно, есть также инерциальная.
Теория относительности - физическая теория пространства и времени. В частной (специальной) теории относительности рассматриваются только инерциальные системы отсчета. Явления, описываемые теорией относительности, называются релятивистскими (от лат. «относительный») и проявляются при скоростях, близких к скорости света в вакууме (эти скорости тоже принято называть релятивистскими).
Существует фактически две различных теории относительности, известных в физике, одна из них называется специальной (частной) теорией относительности, другая - общей теорией относительности. Альберт Эйнштейн предложил первую из них в 1905 г., вторую - в 1916 г. Принимая во внимание, что специальная теория относительности связана, в первую очередь, с электрическими и магнитными явлениями и с их распространением в пространстве и времени, общая теория относительности была разработана, прежде всего, чтобы иметь дело с тяготением. Обе теории сосредотачиваются на новых подходах к пространству и времени, подходах, которые отличаются глубоко от тех, которые используются в каждодневной жизни; но релятивистские понятия пространства и времени неразрывно вплетаются в любую современную интерпретацию физических явлений в пределах от атома до вселенной в целом.
Особенности эволюционных процессов в природе и их отличие от динамических и статистических процессов
относительность естествознание эволюционный
Эволюционные процессы характеризуются необратимостью во времени и случайностью изменения хода процесса. Канонической иллюстрацией этих свойств является теория Дарвина [3, cc.53-54]. Эволюционные процессы представляют собой разновидность динамических процессов (процессов протекающих во времени).
В динамических теориях явления природы подчиняются однозначным (динамическим) закономерностям, а статистические теории основаны на объяснении процессов вероятностными (статистическими) закономерностями.
К динамическим теориям относятся классическая механика (создана в XVII-XVIII вв.), механика сплошных сред, т. е. гидродинамика (XVIII в.), теория упругости (начало XIX в.), классическая термодинамика (XIX в.), электродинамика (XIX в.), специальная и общая теория относительности (начало ХХ в). К статистическим теориям относятся статистическая механика (вторая половина XIX в.), микроскопическая электродинамика -(начало ХХ в.), квантовая механика (первая треть ХХ в.)
Таким образом, XIX столетие получается столетием динамических теорий; ХХ столетие - столетием статистических теорий. Значит, динамические теории соответствовали первому этапу в процессе познания природы человеком, тогда как на следующем этапе главную роль стали играть статистические теории.
Современную концепцию детерминизма можно сформулировать следующим образом: динамические законы представляют собой первый, низший этап в процессе познания окружающего мира; статистические же законы более совершенно отображают объективные связи в природе: они являются следующим, более высоким этапом познания.
Статистические теории не являются однозначными, а только вероятностными. Вероятностными они называются потому, что заключения, основанные на них, не следуют логически из имеющейся информации, а потому не являются достоверными и однозначными. Информация при этом носит статистический характер, законы, выражающие эти процессы, называются статистическими законами, и этот термин получил в науке большое распространение.
В классической науке статистические законы не признавали подлинными законами, так как ученые в прошлом предполагали, что за ними должны стоять такие же универсальные законы, как закон всемирного тяготения Ньютона, который считался образцом детерминистического закона, поскольку он обеспечивает точные и достоверные предсказания приливов и отливов, солнечных и лунных затмений и других явлений природы. Но при этом, статистические же законы признавались в качестве удобных вспомогательных средств исследования, дающих возможность представить в компактной и удобной форме всю имеющуюся информацию о каком-либо предмете исследования.
Статистическими, например, являются законы квантовой механики, касающиеся движения микрочастиц; они не в состоянии определить движение каждой отдельной частицы, но определяют движение группы, того или иного множества.
Подлинными законами считались именно детерминистические законы, обеспечивающие точные и достоверные предсказания.
Отношение к статистическим законам принципиально изменилось после открытия законов квантовой механики, предсказания которых имеют существенно вероятностный характер.
Таким образом, исторически детерминизм выступает в двух следующих формах [1, сс.321-322]:
1) лапласовый, или механистический, детерминизм, в основе которого лежат универсальные законы классической физики;
2) вероятностный детерминизм, опирающийся на статистические законы и законы квантовой физики.
Рассматривая проблему соотношения между динамическими и статистическими закономерностями, современная наука исходит из концепции примата статистических закономерностей [1, сс.322-323]. Не только динамические, но и статистические законы выражают объективные причинно-следственные связи. Более того, именно статистические закономерности являются фундаментальными, более глубокими по сравнению с динамическими закономерностями, они ярче выражают указанные связи.
В отличие от динамических законов, статистические законы не позволяют точно предсказать наступление или ненаступление того или иного конкретного явления, направление и характер изменения тех или иных его характеристик. На основе статистических закономерностей можно определить лишь степень вероятности возникновения или изменения соответствующего явления. Динамические теории не противостоят статистическим, а включаются в рамки последних как предельный случай. Это хорошо видно на примере классической механики, которую можно рассматривать как предельный случай квантовой механики [1, сс.323-324].
Таким образом, согласно современной научной концепции, можно говорить о всеобщности, универсальности вероятностного подхода. Это означает, в частности, что деление фундаментальных теорий на динамические и статистические является, строго говоря, условным.
В современной концепции детерминизма органически сочетаются необходимость и случайность. Признание самостоятельности статистических, или вероятностных, законов, отображающих существование случайных событий в мире, дополняет прежнюю картину строго детерминистического мира. В результате в новой современной картине мира необходимость и случайность выступают как взаимосвязанные и дополняющие друг друга аспекты объяснения окружающего мира.
Психологические особенности неуспевающих школьников
Для всех неуспевающих школьников характерна, прежде всего, слабая самоорганизация в процессе учения: отсутствие сформированных способов и приемов учебной работы, наличие устойчивого неправильного подхода к учению.
Неуспевающие учащиеся не умеют учиться. Они не хотят или не могут осуществлять логическую обработку усваиваемой темы. Эти школьники на уроках и дома работают не систематически, а если оказываются перед необходимостью подготовить урок, то либо делают это наспех, не анализируя учебного материала, либо прибегают к многократному чтению его с целью заучивания наизусть, не вникая в сущность заучиваемого. Эти учащиеся не работают над систематизацией усваиваемых знаний, не устанавливают связей нового материала со старым. Вследствие этого знания неуспевающих имеют бессистемный, фрагментарный характер [6, с.24-25].
Такой подход к учению приводит к систематической интеллектуальной недогрузке, что в свою очередь ведет к значительному снижению темпов умственного развития этих школьников и еще больше усиливает их отставание от одноклассников.
Низкая самоорганизация неуспевающих школьников проявляется также в низком уровне овладения такими психическими функциями как память, восприятие, воображение, а также в неумении организовать свое внимание, как правило, на уроках неуспевающие школьники невнимательны. Воспринимая учебный материал, они не стремятся воссоздать его в виде образов, картин.
Педагогам массовой школы хорошо известно, что дети, стойко не усваивающие школьную программу, имеют отрицательные особенности характера и нарушения поведения. Всестороннее исследование особенностей психического развития неуспевающих школьников - диагностический психологический эксперимент, подробное биографическое изучение, наблюдение за поведением на уроках и во внеурочной деятельности, беседы с родителями и учителями - позволило выявить ряд условий, способствующих формированию искажений в развитии личности детей [10, с.448].
Первым и наиболее важным фактором становление отрицательных черт характера является нежелание учиться, отвращение неуспевающего ребенка к всякого рода учебной работе. Стойкие трудности в усвоении материала, постоянное чувство неуспеха естественно приводят к тому, что такие дети избегают самого процесса приготовления уроков, рвут тетради, прячут учебники, плачут в ответ на школьные требования. Они начинают прогуливать занятия, дома лгать, обманывать, говорить, что “ничего не задано", а в школе - что “забыл книги дома” и т.д. В этих поступках начинает просматриваться эмоциональное искажение, зачатки отрицательных черт характера уже в первые шесть месяцев, в течение первого года обучения. Такие особенности поведения формируются очень быстро и уже ко второму полугодию такие дети очень заметны в массовой школе [11, с.180].
К этому времени (то есть ко второму классу) присоединяется следующий фактор - конфликтные отношения с учителями. На первый взгляд, кажется, что эти отношения носят негативный характер, даже складывается мнение о предвзятом отношении педагогов к неуспевающим детям. Учителя грубо к ним обращаются, кричат на них, делают замечания в оскорбительной форме, жалуются родителям, обсуждают друг с другом в открытой форме, при других школьниках. В тоже время, беседы и тщательное наблюдение позволяют понять, что такое поведение учителей вызвано беспомощностью, неумением работать с такими детьми, особым вниманием к ним, минимальными успехами в учебе. Здесь используются все доступные средства. Повышенным тоном, нотациями и морализаторством педагоги пытаются привлечь внимание слабоуспевающих учеников, включить их в учебную работу, заставить заниматься.
Стойкая конфликтная ситуация приводит к тому, что и неуспевающие дети через короткое время начинают дерзить в ответ, грубить учителю, демонстративно уходить с уроков, срывать учебный процесс. У неуспевающих школьников возникают и закрепляются разнообразные отрицательные черты характера - конфликтность, злобность, аффективная возбудимость.
Аналогичные проблемы возникают у стойко неуспевающих детей по отношению к родителям. Поведение родителей является еще более сложным и противоречивым. Чаще всего родители неуспевающих учеников имеют претензии к школе, обвиняют учителей (“они плохо учат”), учебную программу, но при наблюдении в неформальной обстановке отчетливо видно, что эти же родители постоянно упрекают детей именно учебными проблемами. Уставших детей сажают сразу после школьных занятий учить домашние задания, сидят вместе с ними, нанимают репетиторов, часто применяют физические наказания, кричат - “бездари…лентяи" и т.д. Тем самым родители окончательно теряют доверие своих детей, постоянными конфликтами усугубляют домашнюю обстановку и их неуспевающие дети начинают уходить на “улицу”. Становятся постоянными уходы из дома, возвращение домой поздно вечером, дети всячески врут, пытаясь выкрутиться из создавшейся ситуации. Это происходит уже к концу третьего класса [17, с.117].
В основу типологии неуспевающих школьников многие авторы кладут изученные или причины неуспеваемости. Так поступает, в частности, Л.С. Славина: типы неуспевающих выделяют ее по доминирующей причине. Одну группу неуспевающих составляют те учащиеся, у которых отсутствуют действенные мотивы учения, другую - дети со слабыми способностями учения, третью - с неправильно сформировавшимися навыками учебного труда и не умеющие трудиться [30, с.165].
Коллектив под руководством И.В. Дубровиной объединил психологические причины, лежащие в основе неуспеваемости, в две группы: к первой, из которых отнесли недостатки познавательной деятельности в широком смысле слова (школьник плохо понимает, не способен качественно усваивать школьные предметы и т.д.), а по второй - недостатки в развитии мотивационной сферы детей (недостаточная сформированность основных психологических процессов) [28, с.286].
В младшем школьном возрасте хорошо видно, что отрицательные черты характера, нарушения поведения формируются отставлено во времени, с интервалом полгода после трудностей обучения, конфликтов с учителями и родителями.
Естественно, что после конфликтов с учителями и родителями неуспевающие дети сами становятся агрессивными, драчливыми, неуправляемыми, злобными и по отношению к сверстникам. Заметно, что в первых классах более развитые и умные сверстники (видя, как к неуспевающим относятся учителя и родители), также начинают демонстрировать при всяком удобном случае свою неприязнь. Это выражается более тонко, в виде издевок, обидных прозвищ, игнорирования слабоуспевающих учеников. Ответные реакции неуспевающих детей возникают несколько отставлено во времени (через 6 месяцев - 1 год), но они очень обнаженно и грубо проявляются. Неуспевающие школьники дерутся, нецензурно бранятся, воруют, пропускают школьные занятия. Уже к четвертому классу все поведение этих детей пронизано отрицательными чертами характера.
Причины неуспеваемости ребенка в школе могут быть самые разнообразные. И необязательно предполагать главной причиной "ненормальность" ребенка или его не старательность. Порой причины неуспеваемости могут быть обусловлены поведением окружающих, а не самого ребенка или определенная ситуация. В любом случае к вопросу неуспеваемости надо подходить индивидуально и решать его не напором, а внимательным изучением причин и их устранением [11, с.39].
Одной из основных причин неуспеваемости младших школьников является неготовность к обучению, которая выражается в трёх разных аспектах.
Первый аспект: личностная готовность. Она выражается в отношении ребёнка к школе, к учебной деятельности. Ребёнок должен обладать развитой мотивацией и хорошей эмоциональной устойчивостью.
Второй аспект: интеллектуальная готовность ребёнка к школе. Он предполагает:
Дифференцированное восприятие;
Аналитическое мышление;
Рациональный подход к действительности;
Логическое запоминание;
Интерес к знаниям, к процессу их получения за счёт дополнительных усилий;
Овладение на слух разговорной речью и способностью к пониманию и применению символов;
Развитие тонких движений рук и зрительно - двигательных координаций.
И третье: социально-психологическая готовность к школьному обучению. Этот аспект предполагает:
Развитие у детей потребности в общении с другими;
Умение подчиняться интересам и обычаям детской группы;
Способность справляться с ролью школьника.
Существуют и "внешние" причины, "проблемы учителя": стиль отношений с детьми и родителями, содержание обучения и методика преподавания, сама личность учителя и т.п.
Трудности в обучении имеют также дети с различного рода задержками психического развития. Для них характерна эмоциональная незрелость, крайне низкая интеллектуальная работоспособность, повышенная утомляемость, нервное истощение. Принципом школы является обучение каждого нашего ученика в рамках доступной ему программы. Мы создаём реабилитационное образовательное пространство для детей, имеющих отклонения физические, интеллектуальные или психические. С момента открытия школы и по сей день в школе действуют классы коррекционно-развивающего обучения, где дети также получают соответствующее государственным стандартам образование.
Игнорирование учителем типов восприятия также может послужить причиной неуспеваемости. Аудиально-ориентированные дети плохо воспринимают написанное на доске или в учебнике, зрительно - ориентированные могут не воспринимать на слух объяснения учителя, а кинестетикам нужно для восприятия информации всё потрогать. Для успешности обучения всех учеников мы ведём преподавание сразу с учётом всех типов восприятия. Во - первых, каждый ребёнок понимает материал, подаваемый в его ведущей системе, во - вторых, это способствует развитию у ученика других каналов восприятия и позволяет их развивать. При этом материал раз к разу воспринимается ребёнком всё лучше [30, с.86].
Психологическая коррекция при неуспеваемости предполагает воздействие на индивидуальный механизм приобретения знаний у данного ребенка, то есть на развитие его познавательных способностей вообще, а не усвоение отдельной дисциплины.
У неуспевающих школьников имеются два отличия от успевающих. Первое - различия в уровнях познавательной активности. Это проявляется в том, что "успевающие" проявляют более высокий интерес и готовность к решению разнообразных познавательных задач, способность к самостоятельному поиску вариантов, выделению непонятного, незнакомого; умеют сформулировать вопросы, чтобы пояснить для себя то, что непонятно. "Неуспевающие", поставленные перед необходимостью решения какой-либо познавательной задачи, не проявляют к ней интерес, начинают беседовать на посторонние темы или говорят первое, что приходит в голову. При этом для них более важным является не прояснение для себя какой-то информации, а оценка их ответа взрослым, и, соответственно, вопросы, которые они задают, - не о сути задачи, а об их ответе: "Так?" "Я правильно сказал?" Однако если детей специально побуждают задавать вопросы о том, что им непонятно, то они "научаются спрашиванию" и начинают достаточно часто обращаться к взрослым за разъяснениями, даже если раньше это не было им свойственно [21, с.158].
Таким образом, психологические особенности неуспевающих школьников состоят в слабой самоорганизации в процессе учения: отсутствие сформированных способов и приемов учебной работы, наличие устойчивого неправильного подхода к учению.
О путях устранения школьной неуспеваемости пойдет речь в следующем параграфе.
КОСМОЛОГИЧЕСКИЕ КОНЦЕПЦИИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ВСЕЛЕННОЙ
1. Современная космологическая картина мира и модели Вселенной
Вселенная (Универсум) - это весь существующий материальный мир, безграничный во времени и пространстве и бесконечно разнообразный по формам, которые принимает материя в процессе своего развития. Часть Вселенной, охваченная астрономическими наблюдениями, называетсяМетагалактикой, или нашей Вселенной. Размеры Метагалактики очень велики: радиус космологического горизонта составляет 20 млрд. световых лет. Световым годом называют расстояние, которое световой луч, движущийся со скоростью 300000 км/с, преодолевает за один год, т.е. составляет 10 триллионов км.
Строение и эволюция Вселенной изучаются космологией. Космология - один из тех разделов естествознания, которые по своему существу всегда находятся на стыке наук. Космология - это междисциплинарная наука, она использует достижения и методы физики, математики, философии.Предмет космологии - весь окружающий нас мегамир, вся «большая Вселенная», ее задача состоит в описании наиболее общих свойств, строения и эволюции Вселенной. Ясно, что выводы космологии имеют большое мировоззренческое значение.
Современная астрономия не только открыла грандиозный мир галактик, но и обнаружила уникальные явления: расширение Метагалактики, космическую распространенность химических элементов, реликтовое излучение, свидетельствующие о том, что Вселенная непрерывно развивается.
С эволюцией структуры Вселенной связано возникновение скоплений галактик, обособление и формирование звезд и галактик, образование планет и их спутников. Сама Вселенная возникла примерно 20 млрд. лет тому назад из некоего плотного и горячего протовещества. Сегодня можно только предполагать, каким было это прародительское вещество Вселенной, как оно образовалось, каким законам подчинялось, и что за процессы привели его к расширению. Существует точка зрения, что с самого начала протовещество с гигантской скоростью начало расширяться. На начальной стадии это плотное вещество разлеталось, разбегалось во всех направлениях и представляло собой однородную бурлящую смесь неустойчивых, постоянно распадающихся при столкновениях частиц. Остывая, и взаимодействуя на протяжении миллионов лет, вся эта масса рассеянного в пространстве вещества, концентрировалась в большие и малые газовые образования, которые в течение сотен миллионов лет, сближаясь и сливаясь, превращались в громадные комплексы. В них в свою очередь возникали более плотные участки - там впоследствии и образовались звезды и даже целые галактики. Предположительно, в результате гравитационной нестабильности в разных зонах образовавшихся галактик смогли сформироваться плотные «протозвездные образования» с массами, близкими к массе Солнца. Начавшийся процесс сжатия ускорился под влиянием собственного поля тяготения. Процесс этот сопровождается свободным падением частиц облака к его центру - происходит гравитационное сжатие. В центре облака образуется уплотнение, состоящее из молекулярного водорода и гелия. Возрастание плотности и температуры в центре приводит к распаду молекул на атомы, ионизации атомов и образованию плотного ядра протозвезды.
Существует гипотеза о цикличности состояния Вселенной. Возникнув когда-то из сверхплотного сгустка материи, Вселенная, возможно, уже в первом цикле породила внутри себя миллиарды звездных систем и планет. Но затем неизбежно Вселенная начинает стремиться к тому состоянию, с которого началась история цикла, красное смещение сменяется фиолетовым, радиус Вселенной постепенно уменьшается и, в конце концов, вещество Вселенной возвращается в первоначальное сверхплотное состояние, по пути к нему, безжалостно уничтожив всяческую жизнь. И так повторяется каждый раз, в каждом цикле на протяжении вечности!
К началу 30-х годов сложилось мнение, что главные составляющие Вселенной - галактики, каждая из которых в среднем состоит из 100 млрд. звезд. Солнце вместе с планетной системой входит в нашу Галактику, основную массу звезд которой мы наблюдаем в форме Млечного Пути. Кроме звезд и планет, Галактика содержит значительное количество разреженных газов и космической пыли.
Конечна или бесконечна Вселенная, какая у нее геометрия - эти и многие другие вопросы связаны с эволюцией Вселенной, в частности с наблюдаемым расширением. Если, как это считают в настоящее время, скорость «разлета» галактик увеличится на 75 км/с на каждый миллион парсек, то экстраполяция к прошлому приводит к удивительному результату: примерно 10-20 млрд. лет назад вся Вселенная была сосредоточена в очень маленькой области. Многие ученые считают, что в то время плотность Вселенной была такая же, как у атомного ядра. Проще говоря, Вселенная тогда представляла собой одну гигантскую «ядерную каплю». По каким-то причинам эта «капля» пришла в неустойчивое состояние и взорвалась. Такой процесс называется Большим взрывом.
При данной оценке времени образования Вселенной предполагалось, что наблюдаемая нами сейчас картина разлета галактик происходила с одинаковой скоростью и в сколь угодно далеком прошлом. А именно на таком предположении и основана гипотеза первичной Вселенной - гигантской «ядерной капли», пришедшей в состояние неустойчивости.
В настоящее время космологи предполагают, что Вселенная не расширялась «от точки до точки», а как бы пульсирует между конечными пределами плотности. Это означает, что в прошлом скорость разлета галактик была меньше, чем сейчас, а еще раньше система галактик сжималась, т.е. галактики приближались друг к другу с тем большей скоростью, чем большее расстояние их разделяло. Современная космология располагает рядом аргументов в пользу картины «пульсирующей Вселенной». Такие аргументы, однако, носят чисто математический характер; главнейший из них - необходимость учета реально существующей неоднородности Вселенной. Окончательно решить вопрос какая из двух гипотез - «ядерной капли» или «пульсирующей Вселенной» - справедлива, мы сейчас не можем. Потребуется еще очень большая работа, чтобы решить эту одну из важнейших проблем космологии.
Идея эволюции Вселенной сегодня представляется вполне естественной. Так было не всегда. Как и всякая великая научная идея, она прошла долгий путь своего развития, борьбы и становления. Рассмотрим, какие этапы прошло развитие науки о Вселенной в ХХ столетии.
Современная космология возникла в начале XX в. после создания релятивистской теории тяготения. Первая релятивистская модель, основанная на новой теории тяготения и претендующая на описание всей Вселенной, была построена А. Эйнштейном в 1917 г. Однако она описывала статическую Вселенную и, как показали астрофизические наблюдения, оказалась неверной.
В 1922-1924 гг. советским математиком А.А. Фридманом были предложены общие уравнения для описания всей Вселенной, меняющейся с течением времени. Звездные системы не могут находиться в среднем на неизменных расстояниях друг от друга. Они должны либо удаляться, либо сближаться. Такой результат - неизбежное следствие наличия сил тяготения, которые главенствуют в космических масштабах. Вывод Фридмана означал, что Вселенная должна либо расширяться, либо сжиматься (модель пульсирующей Вселенной). Отсюда следовал пересмотр общих представлений о Вселенной. В 1929 г. американский астроном Э. Хаббл (1889-1953) с помощью астрофизических наблюдений открыл расширение Вселенной,подтверждающее правильность выводов Фридмана.
Начиная с конца 40-х годов нашего века, все большее внимание в космологии привлекает физика процессов на разных этапах космологического расширения. В выдвинутой в это время Г.А. Гамовым теории горячей Вселенной рассматривались ядерные реакции, протекавшие в самом начале расширения Вселенной в очень плотном веществе. При этом предполагалось, что температура вещества была велика и падала с расширением Вселенной. Теория предсказывала, что вещество, из которого формировались первые звезды и галактики, должно состоять в основном из водорода (75%) и гелия (25%), примесь других химических элементов незначительна. Другой вывод теории - у сегодняшней Вселенной должно существовать слабое электромагнитное излучение, оставшееся от эпохи большой плотности и высокой температуры вещества. Такое излучение в ходе расширения Вселенной было названо реликтовым излучением. К тому времени появились принципиально новые наблюдательные возможности в космологии: возникла радиоастрономия, расширились возможности оптической астрономии. В 1965 г. экспериментально наблюдалось реликтовое излучение. Это открытие подтвердило справедливость теории горячей Вселенной.
Современный этап в развитии космологии характеризуется интенсивным исследованием проблемы начала космологического расширения, когда плотности материи и энергии частиц были огромными. Руководящими идеями являются новые открытия в физике взаимодействия элементарных частиц при очень больших энергиях. При этом рассматривается глобальная эволюция Вселенной. Сегодня эволюция Вселенной всесторонне обосновывается многочисленными астрофизическими наблюдениями, имеющими под собой прочный теоретический базис всей физики.
Даже схематичная и общая характеристика идеи возникновения всего (Вселенной) из ничего, или из вакуума, вызывает у человека немало удивления. Но этим дело не ограничилось. По мере того как ученые проникали в детали этого процесса, перед ними открывались все более удивительные вещи. Первая из них связана с так называемым фундаментальными постоянными, которые нередко называют мировыми константами. Принято отличать простые постоянные величины от фундаментальных универсальных постоянных. Например, Земля имеет постоянную массу, но существуют другие планеты, масса которых существенно отлична от земной. Значит, масса планеты не является универсальной постоянной. Тогда как масса электрона или масса протона всюду во Вселенной одинакова, это - универсальные постоянные. Общее число фундаментальных универсальных постоянных невелико (заряд протона, постоянная Планка, скорость света, гравитационная постоянная Ньютона и т.д.). Но оказывается, что для довольно полного описания природы требуется совсем немного таких параметров. Причем, они чуть ли не однозначно определяют строение и свойства физических объектов Вселенной. А поскольку эти постоянные возникли на ранних этапах Вселенной, когда объектов даже не существовало, то мы очевидно имеем право утверждать, что универсальные постоянные предопределяют структуру нашей Вселенной. Этот вопрос приобретает еще большую остроту, если учесть, что мировые константы не изолированы, а очень тонко подстроены друг под друга и оказывают свое влияние на структуру и свойства Вселенной в разных сочетаниях и все вместе как согласованный ансамбль. Может ли возникнуть такое совпадение случайно?
Современная космология обнаруживает сопряженность, «взаимозависимость» Вселенной и человека, и фиксирует это обстоятельство в содержанииантропного космологического принципа (АКП), согласно которому Вселенная должна быть такой, чтобы в ней на некотором этапе эволюции допускалось существование разумного мыслящего существа - наблюдателя (Б. Картер, Р. Дирак). Хотя существует широкое неприятие антропного принципа как ненаучной идеи, но без сколько-нибудь строгого физического и логического обоснования.
Изучая связь между мегаскопическими параметрами Вселенной и условиями появления в ней разума, ученые сделали вывод о том, что глобальные свойства нашей астрономической Вселенной, включая появление в ней разумной жизни, обусловлены тонкой подстройкой, соответствием ряда постоянных параметров: констант физических взаимодействий, значений масс электрона, протона, нейтрона, трехмерности физического пространства. Мегаскопические свойства Метагалактики оказались связанными со свойствами микромира.
Антропный принцип космологии основывается на выявленной наукой тонкой согласованности фундаментальных постоянных из различных областей естествознания. Весьма незначительное отклонение в значениях каждой из них приводит к нарушению их целостной системы, что существенно меняет весь сценарий мироздания и делает невозможным существования в нем человека. Структура Вселенной, как показал анализ, оказывается весьма неустойчивой относительно численных значений этих констант. Так двухкратное увеличение массы электрона на ранних стадиях эволюции Вселенной превратило бы все вещество в ней в нейтроны, кардинальным образом изменив структуру мира и не оставив в нем места для человека. Поэтому факт существования человека во Вселенной свидетельствует, что ее строение обусловило появление разумного наблюдателя.
АКП, рассматривая человека как органическую и актуальную составную часть Вселенной, по-новому включает человека в течение материальных процессов природы и позволяет использовать сам факт существования человека в качестве эвристического принципа современной космологии. Задавая процедуру выбора среди различных вновь создаваемых неравновесных моделей Вселенной, отвергая стационарные модели, он выполняет роль своеобразного методологического запрета. Методологическое значение АКП в системе современного естествознания просматривается в его содержательном единстве с флуктуационной гипотезой Л. Больцмана, теорией самоорганизации Г. Хакена и теорией диссипативных структур И. Пригожина. Отражая тенденцию к космизации современной науки, АКП переводит синергетику на новый, космический уровень. Возможно, что само существование человека как наблюдателя закодировано в универсальных закономерностях самоорганизации эволюции, проявляющихся через стохастические механизмы в процессе появления различных структур - от космических до социальных.
космологический вселенная жизнь мир
2. Проблема существования и поиска жизни во Вселенной
Представления о том, что Вселенная обитаема, были широко распространены в древности. Можно назвать много имен античных мыслителей от Анаксагора и Демокрита до Лукреция Кара, придерживавшихся этих взглядов. Их аргументы были глубокими, хоть и носили умозрительный характер. Смысл их рассуждений сводился к следующему: поскольку мир образован из единой субстанции (либо воды, либо огня, либо атомов) и подчиняется общему логосу (закону), то в разных частях Вселенной, как и на Земле, должны с необходимостью возникнуть жизнь и разум. Аналогичной аргументации, хотя и в естественнонаучных терминах, в начале ХХ века придерживались К.Э. Циолковский, В.И. Вернадский, П. Тейяр де Шарден и др. Так, К.Э. Циолковский научно обосновал возможность межпланетных сообщений при помощи ракет, что спустя несколько десятилетий было воплощено в жизнь.
Начиная с 50-х годов ХХ столетия, на первый план выдвигается направление, связанное с поиском радиосигналов. Поскольку радиотелескопы уже в 50-х гг. были способны фиксировать сигналы, посланные с межзвездных расстояний, то впервые в истории науки открылась возможность поставить поиск сигналов внеземных цивилизаций на опытную научную основу. Первые работы по поиску радиосигналов были выполнены в 1960 году в США Ф. Дрейком, а затем В.С. Троицким в СССР. В 60-х годах ХХ столетия работы по поиску внеземных цивилизаций приобретают характер международных программ получивших название SETI и CETI. Это аббревиатура английских слов, где первая означает поиск внеземных цивилизаций, а вторая - связь с ВЦ. Можно сказать, что с выдвижением этих международных программ проблема существования и поиска жизни во Вселенной стала научной дисциплиной, включающей как теоретические, так и экспериментальные исследования. К середине 80-х годов в СССР, США и некоторых других странах было выполнено несколько десятков программ экспериментальных поисковых работ по обнаружению сигналов разных диапазонных частот электромагнитных волн. Как отмечал В.С. Троицкий, в настоящее время вся совокупность наук позволяет сделать «неопровержимый вывод о возможности и большой вероятности существования жизни, в том числе разумной, в подходящих для этого местах Вселенной, в частности в нашей Галактике». Физика и астрономия установили факт тождественности физических законов во всей видимой части Вселенной. Астрономия показала, что Солнце и наша Галактика (Млечный Путь) по различным параметрам являются «средними», рядовыми объектами Вселенной среди множества себе подобных. Этот вывод получен современными учеными, но его логика эквивалентна рассуждениям античных мыслителей, поэтому, у нас нет оснований пренебрегать взглядами древних мыслителей.
К тому же, для того чтобы возникла жизнь, необходимы определенные атомы. Все живое состоит в основном из водорода, кислорода, азота, углерода и незначительного количества более тяжелых элементов от фосфора и кальция до железа. Эти элементы, как сейчас установлено, возникли в недрах звезд первого поколения. По завершении эволюции звезды следовал ее взрыв, при этом ее оболочка срывалась и разбрасывалась в окружающее пространство. Из этого звездного пепла затем образовывались звезды второго поколения вместе с их планетами, которые содержали необходимые химические элементы и многие низкомолекулярные соединения.
Сложные органические молекулы на образовавшихся планетах могли возникнуть в ходе последующего теплового процесса. Суть этого процесса - в разогреве недр планеты вследствие радиоактивного распада урана, тория и калия -40 и в выносе на поверхность планеты расплавленных масс. Взаимодействие с водой низкомолекулярных полимеров могло привести к образованию сложных органических соединений, послуживших основой для эволюции открытых каталитических систем с последующим образованием простейших живых организмов.
В последние десятилетия астрономы обнаружили в туманностях до 50 различных, в том числе органических соединений. Были обнаружены соединения, являющиеся основой белков живых организмов. Ученые полагают, что в этих туманностях идет интенсивное звездообразование и, возможно, образуются планеты, содержащие низкомолекулярные соединения, которые не обязательно должны разрушиться в ходе конденсации планет.
Космология достаточно надежно установила пути эволюционного синтеза вещества во Вселенной от нуклеосинтеза тяжелых атомов до образования низкомолекулярных и высокомолекулярных органических соединений. Но с астрофизической точки зрения все еще не ясен переход от неживых органических соединений к живым, способных воспроизводиться по определенному генетическому коду. Хотя отдельные отрезки эволюционного пути материи Вселенной еще не ясны, общая цепь прогрессивной эволюции прояснилась и по современным представлениям выглядит следующим образом:
Атомные ядра.
Атомы.
Низкомолекулярные соединения
Высокомолекулярные соединения
Надмолекулярные соединения (начало жизни).
Прокариоты (организмы с неоформленным ядром).
Эукариотические формы (организмы, имеющие полноценное ядро).
Одноклеточные организмы.
Колониальные формы существования одноклеточных.
10. Многоклеточные организмы.
В.С. Троицкий суммировал научные данные, свидетельствующие об эволюции вещества во Вселенной, что, по всей видимости, открывает возможность существования внеземных цивилизаций:
Тождественность материи, физических и химических законов во Вселенной.
Ординарность Солнца и Галактики. Большое число солнцеподобных звезд в Галактике и подобных галактик во Вселенной.
Обилие двойных звезд, косвенные изменения которых указывают на возможность существования внесолнечных планет.
Обилие низкомолекулярных соединений, обнаруженных в Галактике и других галактиках.
Открытие химической эволюции Вселенной.
Существование биологической эволюции на планете Земля, эволюционное возникновение нашей цивилизации.
В.С. Троицкий не приемлет вывода об уникальности человеческой цивилизации. Он сформулировал гипотезу одноразового взрывного происхождения жизни во Вселенной в определенной фазе ее эволюции на подходящих планетах: жизнь - это высшая форма организации материи, и скорее всего она возникла однократно как закономерный этап эволюции Вселенной на сложившихся к тому времени планетах, и позднее она спонтанно не возникала. Из сказанного следует, что жизнь возникла примерно 4 млрд. лет назад. Это значит, что во Вселенной нет слишком большой разницы между технологическими цивилизациями. Может даже оказаться, что земная цивилизация первой вышла на технологический уровень, и мы временно одиноки.
В.Ф. Шварцман также не приемлет вывода об уникальности земной жизни. Он высказал мнение, согласно которому сигналы внеземных цивилизаций, возможно, нами уже принимаются, но «мощность» культурной традиции, в рамках которой они интерпретируются, пока не достаточна для того, чтобы осознать их искусственную природу. Наука, отмечает автор, наиболее развитая, но не единственная форма человеческого знания. Осознание, каких-либо космических сигналов как целенаправленных передач возможно лишь при использовании всей человеческой культуры, а не только науки.
Несмотря на масштабность поисков внеземных цивилизаций, эти работы пока не принесли успешных результатов. Еще в конце 70-х - начале 80-х гг. ученые разных стран вынуждены были констатировать, что «космос молчит». Так в настоящее время резюмируется отсутствие фактических свидетельств существования ВЦ, - свидетельств, находящихся выше порога наблюдательных возможностей, достигнутых земной цивилизацией.Многие авторы полагают, что вывод о молчании космоса может быть истолкован различными способами:
Во-первых, либо неверны наши теоретические предположения о внеземных цивилизациях и их возможностях;
Во-вторых, либо недостаточны наблюдательные данные;
В-третьих, неверна теория и внеземных цивилизаций нет вообще, а земля уникальна и цивилизация единственная на ней во всей Галактике.
Таким образом, «молчание космоса» не снимает проблемы существования и поиска жизни во Вселенной. Проделанное переосмысление теоретических посылок и методических приемов подготовило фундамент для дальнейшего продвижения исследований на качественно новом теоретическом и эмпирическом уровне.
Модели стационарной Вселенной. Уникальность Вселенной не позволяет провести экспериментальную проверку выдвигаемых гипотез и поднять их до уровня теорий, поэтому эволюция Вселенной может рассматриваться только в рамках моделей.
После создания классической механики научная картина мира основывалась на ньютоновских представлениях о пространстве, времени и гравитации и описывала неизменную во времени, т.е. стационарную, бесконечную Вселенную, созданную Творцом.
В XX в. появились новые теоретические основы для создания новых космологических моделей.
Прежде всего надо упомянуть космологический постулат, согласно которому устанавливаемые в ограниченной части Вселенной физические законы справедливы и для всей Вселенной. Кроме того, считается аксиомой однородность и изотропность крупномасштабного распределения вещества во Вселенной. При этом модель эволюции должна соответствовать так называемому антропному принципу, т.е. предусматривать возможность появления на определенном этапе эволюции наблюдателя (разумного человека).
Поскольку именно тяготение определяет взаимодействие масс и на больших расстояниях, теоретическим ядром космологии ХХ в. стала релятивистская теория гравитации и пространства–времени – общая теория относительности. Согласно данной теории распределение и движение материи определяют геометрические свойства пространства-времени и в то же время сами зависят от них. Гравитационное поле проявляется как «искривление» пространства-времени. В первой космологической модели Эйнштейна, созданной на основе общей теории относительности в 1916 г., Вселенная также стационарна. Она безгранична, но замкнута и имеет конечные размеры. Пространство замыкается само на себя.
Фридмановские модели нестационарной Вселенной. Эйнштейновская модель стационарной Вселенной была опровергнута в работах русского ученого А.А. Фридмана (1888 – 1925) , который в 1922 г. показал, что искривленное пространство не может быть стационарным: оно должно либо расширяться, либо сжиматься. Возможны три различных модели изменения радиуса кривизны Вселенной, зависящие от средней плотности вещества в ней, причем в двух из них Вселенная бесконечно расширяется, а в третьей – радиус кривизны периодически изменяется (Вселенная пульсирует).
Хотя открытие Э. Хабблом закона зависимости скорости удаления галактик от расстояния до них подтвердило расширение Вселенной, в настоящее время сравнение экспериментально оцененной плотности вещества с критическим значением данного параметра, определяющим переход от расширения к пульсации, не дает возможности однозначно выбрать сценарий дальнейшей эволюции. Эти две величины оказались близки, а экспериментальные данные - недостаточно надежны.
Расширение Вселенной в настоящее время является обоснованным и общепризнанным фактом, позволяющим оценить возраст Вселенной. В соответствии с наиболее распространенными оценками он составляет 1018с (