Место и роль человека во Вселенной.

Введение
Место и роль человека во Вселенной
Заключение
Список литературы

Место и роль человека во Вселенной.

Таким образом, мы видим, что сам факт существования разумной жизни накладывает весьма жесткие условия на структуру и строение Вселенной, в которой она существует. И оказывается, что эти ограничения намного более впечатляющи, нежели простое требование достаточного времени существования Вселенной.
В физике существует ряд постоянных, которые, по современным данным, имеют одно и то же значение в любой точке наблюдаемой Вселенной, поэтому они получили название фундаментальных, или мировых, констант. Это название оправдано еще и тем, что их численные значения существенным образом влияют на структуру и строение окружающего мира. К таким постоянным относятся: постоянная всемирного тяготения, постоянная Планка, скорость света, масса протона, масса электрона, постоянная Хаббла (для нашей эпохи) иряд др.
Вопрос о полном наборе фундаментальных постоянных ученые всего мира обсуждают уже более 20 лет, но до сих пор не достигли согласия. Оказалось, что числовые значения этих констант не могут быть любыми или иметь широкий разброс значений, а существование разумной жизни делает их выбор почти однозначным. Для доказательства этого утверждения обратимся к данным, которые приводит доктор физико-математических наук И. Д. Новиков в книге «Как взорвалась Вселенная».
Известно, что простейший и наиболее распространенный атом во Вселенной — водород. Он достаточно стабилен, если его не подвергать внешним воздействиям. Но почему электрон не может вступить в реакцию с протоном, т. е. почему не происходит реакция р+е – n+v, удовлетворяющая всем законам сохранения и действительно наблюдаемая на ускорителях. Оказывается, сумма масс покоя протона и электрона меньше, чем масса нейтрона. Значит, чтобы эта реакция произошла, атому водорода надо сообщить дополнительную энергию извне. Нейтрон массивнее протона на delta m=1,3 МэВ, а масса электрона всего m e=0,5 МэВ. Значит, атом водорода будет стабилен, если сумма масс протона и электрона будет меньше массы нейтрона. Если бы масса электрона была другая, то, как показывают расчеты, атом водорода не мог бы «прожить» более 30 ч., т. е. во Вселенной не существовало бы главного ядерного горючего для звезд, а значит не было бы и обычных звезд, необходимых для возникновения и развития жизни. Изменения массы протона (938,28 МэВ) или нейтрона (939,57 МэВ) хотя бы на одну тысячную также должно привести к описанным выше катастрофическим последствиям.
Но это ограничение снизу. Рассмотрим теперь ограничение сверху. Изотоп водорода — дейтерий, точнее его ядро, дейтон, состоит из нейтрона и протона. Удельная энергия связи их равна 2,2 МэВ. Почему в этом ядре нейтрон не распадается по той же схеме, как и нестабильный свободный нейтрон. Дело в том, что при распаде нейтрона энергия движения образовавшихся частиц возникает за счет разности масс нейтрона и протона. Если предположить, что энергия нейтрино мала, да еще надо затратить энергию на образование электрона, то для кинетической энергии разлета частиц остается всего 0,8 МэВ. Чтобы вылететь из ядра, частицам надо еще преодолеть энергию связи 2,2 МэВ. Поэтому дейтон и стабилен. Но почему это так важно? Образование дейтерия — первый шаг в цепочке ядерных превращений, ведущих от водорода к более тяжелым элементам, которых не было в ранней Вселенной. Ныне эти реакции идут в недрах звезд. Без дейтерия стали бы невозможны все известные пути образования элементов тяжелее водорода, не возник бы углерод, а значит и известная нам форма жизни. Из факта существования разумной жизни следует неравенство 0,5 МэВ< delta m<2,7 МэВ. То есть, это удивительно узкий интервал по сравнению с космическими перепадами параметров.
Теперь о постоянной сильного взаимодействия. Если бы она была несколько меньше, то сложные ядра были бы неустойчивы, а значит стали бы невозможными ни ядерные реакции в звездах, ни образование известных химических элементов. И как следствие — не возникла бы наша форма жизни.
Макроструктура. Из астрономии известно, что в звездах с массой порядка солнечной (и меньше) в верхних слоях существует конвективное перемешивание. В более массивных звездах этого нет. Анализ показывает: если бы значение постоянной тяготения О было больше, то звезды не имели бы конвективных слоев, а, следовательно, и планет, т. е. не возникла бы и жизнь. Расчеты показывают, что должно выполняться неравенство аg>а^12(m p / m e) - m p, m e массы протона и электрона где ag=(G*m p^2) / (h*c), (где G - гравитационная постоянная, h - постоянная планка, c - скорость света)— безразмерная величина, характеризующая гравитационное взаимодействие и названная постоянной «гравитационной тонкой структуры». Если бы гравитация (G) была чуть слабее, а электромагнетизм (е) чуть сильнее и электрон чуть массивнее, то все звезды были бы красными карликами. Наоборот, едва заметное отклонение в другую сторону — и все они были бы голубыми гигантами. Ни у тех, ни у других нет конвективных слоев со всеми вытекающими отсюда последствиями.
Обратимся еще к самому очевидному свойству нашего мира — его трехмерности. Посмотрим, что произойдет, если размерность пространства будет иной. Рассмотрим два физических взаимодействия — электростатическое (описываемое законом Кулона) и гравитационное (описываемое законом всемирного тяготения Ньютона). В этих случаях сила обратно пропорциональна квадрату расстояния. Но уже И. Кант понял, что этот результат есть следствие трехмерности пространства. Почему электростатическая сила ослабевает с расстоянием r? Наглядно ответ можно получить так — с ростом г силовые линии поля, создаваемого неподвижным зарядом, распределяются по все большей поверхности сферы, охватывающей заряд и имеющей радиус r. Площадь сферы растет как r, значит, плотность силовых линий, пронизывающих сферу, уменьшается как 1 / r^2. Сказанное справедливо для трехмерного пространства. Если же пространство четырехмерно, то площадь четырехмерной сферы пропорциональна r^3, а для пространства n измерений площадь пропорциональна r^n-1. Значит, в этих пространствах закон изменения электростатической и гравитационных сил будет F=1/r^n-1 Теперь рассмотрим движение (например, электрона вокруг протона или планеты вокруг центральной звезды). Из аналитической механики известно, что для существования устойчивых круговых орбит необходимо, чтобы центробежные силы уменьшались с расстоянием быстрее, чем сила притяжения F. Иначе движение по кругу будет неустойчивым и любое малое возмущение приведет к тому, что заряд либо «упадет» в центр, либо улетит в бесконечность. Но отсутствие устойчивых орбит означает невозможность существования ни атомов, ни планетных систем. Значит, для их существования необходимая размерность пространства должна быть n < или = 31.
Таким образом, существует достаточно научных аргументов, свидетельствующих о том, что если исходить из очевидного факта наличия разумной жизни, то мы должны признать необходимость наложения вполне определенных ограничений на фундаментальные свойства Вселенной, в которой эта жизнь обитает. По существу такое заключение выводит антропный принцип. В зависимости от того, как далеко во времени существования Вселенной и в ее пространственных масштабах распространяются эти ограничения, различают слабый и сильный антропный принцип.
Б. Картер сформулировал слабый антропный принцип так: «То, что мы предполагаем наблюдать, должно удовлетворять условиям, необходимым для присутствия человека в качестве наблюдателя». Известный советский космолог А. Л. Зельманов дает сходную формулировку: «Мы являемся свидетелями данных процессов потому, что другие процессы протекают без свидетелей». Таким образом, влияние слабого антропного принципа распространяется только на тот отрезок эволюции Вселенной, когда в ней возникла разумная жизнь и требуется, чтобы именно в эту эпоху Вселенная удовлетворяла тем жестким условиям, которые были указаны выше.
Но обладает ли в этом случае сформулированный принцип какой-либо эвристической силой и не является ли он простой констатацией факта? Ведь сложные формы движения материи (сложные химические соединения, необходимые для разумной жизни) могли возникнуть во Вселенной только на определенном этапе ее эволюции. Таких условий не было в далеком прошлом Вселенной, когда не было еще ни звезд, ни планет. По-видимому, большие трудности для зарождения жизни (а тем более, разума) возникнут и в далеком будущем, когда погаснут звезды, а тем более позже, когда начнут распадаться тяжелые частицы, превращаясь в фотоны и нейтрино.
Можно сказать, что разумная жизнь может возникнуть во Вселенной во вполне определенный период — в эпоху, когда есть для этого условия. Следуя И. Д. Новикову, можно сказать, что Вселенная может «порождать наблюдателей» («свидетелей») только в нашу эпоху. Этот вывод позволяет объяснить совпадение времен, подмеченное Дираком. Можно показать, что промежуток времени 10^10 по порядку величины равен продолжительности жизни средней звезды, и возраст Вселенной примерно равен возрасту звезд. Когда возраст Вселенной намного превзойдет возраст звезд и они потухнут, зарождение и развитие жизни вплоть до разумной, станет уже невозможным. С другой стороны, тот же процесс невозможен и в заметно более раннюю эпоху, ибо для этого необходимо появление звезд и их длительное стабильное излучение. Еще один вывод слабого антропного принципа: наблюдатели могут появиться только при определенном наборе физических констант (включая и размерность пространства), при определенных физических законах. Если и были (и, возможно, есть?) вселенные с иными законами, в них никогда не возникнет разумная жизнь. В этом смысле, наша Вселенная такая, какой мы ее видим именно потому, что в ней есть мы.
Последний вывод допускает довольно глобальное обобщение, которое названо сильным антропным принципом. Б. Картер сформулировал его так: «Вселенная должна быть такой, чтобы в ней на некоторой стадии эволюции мог существовать наблюдатель». Этот принцип накладывает ограничения уже на все время существования Вселенной и всю ее структуру. Он утверждает, что Вселенная должна быть приспособлена для возникновения и развития жизни, и как законы физики, так и начальные условия подстраиваются так, чтобы обеспечить эволюцию жизни вплоть до ее разумной формы. В этом отношении сильный антропный принцип сродни религиозному объяснению мира: Бог сотворил мир, чтобы люди населяли его. Очевидно, что в этом случае слабый антропный принцип есть лишь частный случай сильного.
С физической и философской точек зрения представляется странным, что только существование разумной жизни должно объяснить структуру Вселенной. Сложившиеся физические условия могли бы привести к появлению человека, но вряд ли можно приписать разумной жизни возможность формулировать требования, обязательные для всей окружающей материи в любые временные эпохи.
В середине 80-х гг. А. Линде и А. Старобинский предложили такую модель возникновения Вселенной, которая предполагает, что природа действительно «пыталась и пытается создавать» бесконечное число вселенных с разной физикой, т. е. с разными наборами фундаментальных констант, с разной размерностью пространства и т. д. И тогда мы — наблюдатели — появились только в редчайшей из этих вселенных, нашей Вселенной, которая удовлетворяет всем требованиям, необходимым для возникновения и развития жизни вплоть до разумной формы, т. е. в том мире, который подчиняется сильному антропному принципу.
Таким образом, антропный принцип указывает на глубокое внутреннее единство закономерностей эволюции Вселенной, возникновения органического мира и возникновения человека и общества. Он указывает на существование некоторых универсальных жестких связей, определяющих целостный и системный характер нашей Вселенной, ее эволюции, ее способность образовывать сложные самоорганизующиеся системы.
Следует подчеркнуть, что антропный принцип имеет важное методологическое значение. Он служит одним из критериев отбора тех или иных гипотез и моделей в астрофизике и космологии. Предпочтение нужно отдавать той из них, в которой описание свойств объектов Вселенной допускает возможность эволюции Вселенной, ее качественного усложнения, восхождения ох простого к сложному, от низшего к высшему. Человек и является вершиной этой эволюции.
В литературе иногда появляются и трактовки антропного принципа в духе телеологии — мир создан Творцом для того, чтобы в нем возник человек. В любой эволюционирующей целостной естественной системе начальные, основополагающие характеристики неизбежно и закономерно связаны с ее конечными результатами и свойствами. Эти связи, закономерности обычно не лежат на поверхности. Нередко появляется соблазн подменить их сверхъестественными, телеологическими связями. Да, путь выявления объективных системных связей обычно сложен и тернист, но рано или поздно науке удается их раскрыть. Вселенная как целое — одна из таких эволюционирующих естественных систем. Телеологические трактовки антропного принципа приписывают такой системе сверхъестественную цель, подменяя объективные связи и закономерности произвольными предположениями, не имеющими под собой конструктивной базы. Но сама космология в этом не нуждается: практически все возникающие в ней вокруг антропного принципа конкретные задачи не сталкиваются с какими-либо принципиальными затруднениями и вполне доказательно и обоснованно решаются по мере накопления эмпирических и теоретических знаний.
По мере развития наших знаний об окружающем мире вырисовываются все более многочисленные и существенные связи между космическими процессами и биологическими явлениями на Земле. В свете этих открытий человека можно считать сыном Космоса.
Отчетливое понимание этих обстоятельств имеет огромное значение для мировоззрения человека, осознания им своего места во Вселенной.
Если Вселенная нестационарна, то ее прошлое и будущее не тождественны ее современному состоянию. И следовательно, человек должен стремиться к тому, чтобы, познавая настоящее окружающего нас мира, предвидеть и его будущее.
Начиная со второй половины XX века человек медленно, но неуклонно, пользуясь базой космонавтики, ракетной техникой, соответствующими науками, обеспечивающими космические полеты - ракетодинамикой, динамикой космического полета, техническими науками, начинает осваивать околоземное и межпланетное пространство. К.Э. Циолковский разработал план завоевания космического пространства, включающий в себя освоение околоземного пространства, создания искусственных спутников Земли, пилотируемых космических кораблей, орбитальных станций, исследование Луны, запуска межпланетных станций. Многие пункты его плана выполнены. Вокруг Земли движутся многочисленные искусственные спутники самого различного назначения: научные, экологические, метеорологические, навигационные, связные и т.д. Без ИСЗ уже не возможно функционирование народного хозяйства и современной науки. С первого полета в космос Ю.А. Гагарина в 1961 года начинается отчет пилотируемых полетов, точнее полетов космических кораблей с космонавтами на борту. Общий вывод из космических исследований тел Солнечной системы заключается в том, что они очень разнообразны; нет двух одинаковых планет, нет двух одинаковых спутников. Но самый любопытный факт, выявленный космическими аппаратами, - это не обнаружение на космических телах не только высокоразвитых форм жизни в Солнечной системе, но и жизни вообще в любой форме.
Поэтому иногда исключительное положение человека пытаются усматривать в том, что мы живем в такой "уникальной" Вселенной, где реализовался комплекс условий, сделавший возможным наше существование. Здесь акцент смещается с вопроса о центральном (привилегированном) положении человека во Вселенной на уникальность самой Вселенной. В связи с этим можно отметить, что уникальность нашей Вселенной относительна. A.М. Мостепаненко обращает внимание на возможность существования вселенных, в которых возникают неантропоморфные формы жизни и разума. Ту же мысль подчеркивает В.В. Казютинский, при этом он замечает, что "тогда мировоззренческие оценки антропного принципа неизбежно изменились бы". Не оспаривая это заключение, можно отметить, что если даже ограничиться рассмотрением только известных нам форм жизни, то и при этом нет оснований говорить об исключительности нашей Вселенной (и тем более об исключительности человека). То обстоятельство, что в ансамбле миров наша Вселенная принадлежит, может быть, к редкому классу обитаемых вселенных (познаваемому подмножеству) делает ее, в известном смысле, уникальной, но не более, чем уникальна планета с подходящими для возникновения жизни условиями среди множества всех других планет. Нелепо требовать, чтобы положение человека совершенно никак не выделялось ни в пространстве, ни во времени. Это означало бы доведение принципа Коперника до абсурда. Собственно, против этого и возражал Б.Картер, и, именно, в этом плане он отметил, что наше положение, хотя и не является центральным, но в известном смысле, оно неизбежно привилегированное. Особенно сильный резонанс (и острую критику) вызывает постановка Дж. Уилером вопроса: Не замешан ли человек в проектировании Вселенной более радикальным образом, чем мы думали до сих пор? Прежде всего, необходимо отметить, что понятие "проектирование Вселенной", при определенных условиях, вполне допустимо в рамках научного подхода. Речь идет о том, что жизнь и разум, будучи важными атрибутами материи, могут быть существенным и при том не только пассивным, но и активным фактором эволюции космоса. В концепции биосферы и ноосферы это выражается в планетарных масштабах. Но уже здесь намечается переход к следующей ступени, ибо, согласно В.И. Вернадскому, человек рассматривается не только как геологический, но и как космический фактор. Подтверждение этих взглядов можно видеть в изменении глобальных характеристик Земли, как космического тела (например, по уровню радиоизлучения) и в первых попытках освоения Солнечной системы.
К.Э. Циолковский развил концепцию ноосферы до вселенских масштабов. Он считал, что высокоразвитые внеземные цивилизации, освоившие наблюдаемую нами область Вселенной, в широких масштабах воздействуют на ход природных процессов. По выражению Е.Т. Фаддеева, они могут сознательно и по-новому организовывать материю, регулировать ход естественных событий. Сходных взглядов придерживался и известный американский астроном О. Струве. По его мнению, наука в середине XX века достигла уже такого уровня в изучении Вселенной, когда, наряду с классическими законами физики, необходимо принимать во внимание деятельность разумных существ. Н.С. Кардашев, в связи с проблемой поиска внеземных цивилизаций, высказал мысль о том, что расширение наблюдаемой области Вселенной может быть результатом сознательной деятельности суперцивилизаций.
В современных моделях эволюции космических цивилизаций рассматриваются различные варианты космокреатики, под которой подразумевается деятельность внеземного разума, направленная на фундаментальную перестройку структуры материального мира, включая, быть может, изменение его пространственно-временных свойств и некоторых основных законов. Ряд вариантов космокреатики (космогоническое конструирование, создание миров, конструирование законов природы) рассмотрены С. Лемом в "Сумме технологии". JI.В. JIecков указал на принципиальную возможность воздействия на другую метагалактику через микроскопическую горловину фридмона, а также путем воздействия на фридмон в целом с помощью ускорителей элементарных частиц. Им же рассмотрены модели эволюции, основанные на интеграционных процессах и приводящие к объединению космических цивилизаций, к образованию Метацивилизаций, а также - еще более высоких Иерархических структур. Творческие возможности таких Иерархий безграничны2.
Таким образом, понятие "проектирование" или "конструирование" Вселенной приобретает вполне содержательный смысл, если под Конструктором понимать не Личность, стоящую над Вселенной, а Коллективный Разум высокоразвитых Космических Иерархий (Космический Разум). Если не придавать большого значения роли Космического Разума, то под "Конструктором" можно подразумевать саму Природу.