Особенности систем макромира

Уровень организации систем, относимых к макромиру, исследован, пожалуй, лучше всего. Это естественно — ведь макромир, к которому относят мир объектов, видимых невооруженным глазом — это наша привычная среда обитания. С точки зрения классического естествознания, он полностью описывается законами классической механики, термодинамики и некоторых других, не менее «классических» дисциплин. Однако имеются два существенных отличия, на которые нельзя закрывать глаза при обзоре разных уровней организации. В макромире присутствуют живые системы, которые являются совершенно уникальными объектами, и сам вид макромира во многом определяется деятельностью человека и общества. О живых системах речь пойдет ниже, сейчас же необходимо рассмотреть особенности взаимодействия человека и окружающей среды.

Наука о таком взаимодействии носит название экология,т.е., дословно, «наука о доме». В ХХ в. человечество пришло к пониманию того, что планета Земля является единым домом для всех, на ней живущих, и строить взаимоотношения с природой следует, исходя из определенных принципов. Экология призвана решать проблемы, которые возникают в результате хозяйственной деятельности человека. Они были названы глобальными проблемами человечества.

Впервые о таких проблемах речь зашла еще в конце ХVIII в., когда английский экономист, священник и социолог Р. Мальтусопубликовал книгу «Опыт о законе народонаселения» (1798), в которой приводил некоторые закономерности развития человечества. В частности, Мальтус указывал, что рост населения Земли увеличивается в геометрической прогрессии, в то время как прирост продуктов потребления, (в первую очередь — пищи) — только в арифметической. Поэтому с каждым новым поколением увеличивается число людей, не имеющих возможности пользоваться средствами существования, поставляемых природой. Человечество, по Мальтусу, движется не по пути прогресса к повышению благосостояния, а к нищете и голоду. Несмотря на то, что продуктов потребления в абсолютном выражении производится все больше, число людей, имеющих к ним доступ, ограничено, поэтому в процентном отношении в каждом новом поколении все больше голодных и необеспеченных людей.

Мальтус призывал бороться с этой проблемой при помощи так называемых «естественных факторов регулируемости населения» К таким факторам он относил войны, эпидемии и т.п. явления, сокращающие население Земли.

Теория Мальтуса была отвергнута большинством ученых как антигуманная и реакционная, однако, при всей недопустимости методов, предлагаемых Мальтусом, следует признать, что он сумел разглядеть настоящий бич современного человечества — перенаселенность.

В 70-х гг. ХIX в. численность населения земного шара составляла приблизительно один миллиард человек. В тридцатые годы прошлого века она увеличилась до двух миллиардов, т.е. для прироста в один миллиард потребовалось около шестидесяти лет. В следующие шестьдесят лет — к концу ХХ века — прирост составил уже четыре миллиарда, а население Земли выросло до шести миллиардов человек. По оценкам некоторых экспертов, если темпы роста населения сохранятся, то уже к 30-м годам ХХ1 века население будет увеличиваться на один миллиард человек каждые десять — двенадцать лет. Это является основой для всех остальных глобальных проблем человечества.

К числу таких проблем в первую очередь относится истощение плодородности почвы и ее эрозия. Возрастающие потребности в пище приводят к повышению интенсивности обработки почвы, в результате плодородный слой истощается; многократное механическое воздействие приводит к нарушению внутренней структуры почвы, под влиянием таких факторов как ветер, дожди и другие климатические процессы происходит вымывание плодородного слоя. Именно этот процесс и называется эрозией. Повышение интенсивности обработки почвы, призванное увеличить количество продуктов питания, приводит к обеднению, истощению и в конечном итоге — к снижению этого количества.

В настоящее время намечены основные пути разрешения этого противоречия. Следует отметить, что повышение плодородности почвы за счет химических удобрений не дает долговременного эффекта, т.к. вместе с почвой вымываются и удобрения. Поэтому сейчас основным направлением считается генная инженерия, позволяющая не приспосабливать почву под культурные растения, а, наоборот, приспосабливать растения под разные виды почв. Такой подход позволил использовать в сельском хозяйстве земли, ранее считавшиеся непригодными для обработки, например, солончаки и песчаники. Однако отношение общественного мнения к продуктам, полученным при помощи генной инженерии, остается настороженным. На упаковках продуктов, полученных при применении таких методов, обязательно должна быть информация о том, что продукт имеет измененные генные качества. Такая настороженность имеет некоторые основания, однако по иерее развития генной инженерии проблема продовольствия, видимо, будет решена.

Существует и иное мнение на продовольственную проблему, опирающееся непосредственно на работу Мальтуса. Во второй половине ХХ в. возникла так называемая теория золотого миллиарда. Она утверждает, что ресурсов Земли может хватить для обеспечения жизненных потребностей одного миллиарда людей, поэтому необходимо принимать меры по снижению численности населения до этой цифры. Производить такое снижение планируется путем введения определенных цензов рождаемости. В качестве первого примера такого ценза обычно называют здоровье.

Сторонники теории золотого миллиарда предлагают запретить рождение детей в семьях, в которых есть выявленные наследственные заболевания. Аргументы в пользу такого ценза лежат на поверхности — казалось бы, какой смысл рожать детей, заранее зная, что они будут неизлечимо больны? Доводы этического и чисто человеческого плана последователи Мальтуса обычно не принимают во внимание, утверждая, что нужно исходить из строгой рациональной целесообразности. Возражением, опровергающим неомальтузианцев, является развитие науки. Например, такая болезнь как фенилкетонурия еще в середине ХХ века считалась неизлечимой. Однако в 60-е годы был синтезирован фермент, недостаток которого и вызывал это заболевание, в результате чего сейчас фенилкетонурия успешно лечится медикаментозными средствами.

Вторая глобальная проблема, с которой сталкивается человечество в наши дни — проблема дефицита энергии. Все энергоносители классифицируются по трем группам — восполнимые, условно восполнимые и невосполнимые источники энергии.Восполнимыми источниками энергии называются такие, которым для восстановления энергетического запаса достаточно времени жизни одного поколения людей. К восполнимым относятся в первую очередь леса, реки, источники, использующие термическую энергию Земли и т.д. Условно восполнимые источники — торфяники. Для восстановления определенного запаса энергии в них необходимо время, сравнимое с жизнью нескольких поколений людей. Невосполнимые источники энергии — нефть, газ, каменный уголь. Эти продукты образовывались под воздействием определенных микроорганизмов и климатических факторов на протяжении миллионов лет, и пополнения их запасов в настоящее время не происходит. Проблема усугубляется тем фактом, что продукты переработки этих энергоносителей являются наиболее востребованными в современной цивилизации — это бензин, мазут и т.д.

Выходов из создавшейся ситуации видится два. Первый — атомная энергия. Количество энергии, заключенной в ядре атома, неимоверно велико. Полная энергия тела, как известно, равна произведению его массы на квадрат скорости света. Использование полной энергии всего лишь ста грамм вещества могло бы обеспечить электроэнергией полумиллионный город. Однако на пути использования ядерной энергии стоит ряд проблем. Во-первых, не всякое вещество на современном этапе развития физики может быть расщеплено. Для ядерных реакций пригодны только радиоактивные, т.е. неустойчивые элементы — уран, плутоний и некоторые другие, причем не любые их изотопы, а только вполне определенные. Производство топлива для атомных электростанций представляет собой сложнейшую технологическую задачу, решаемую в настоящее время всего в нескольких государствах мира. Во-вторых, контролируемая ядерная реакция также представляет собой значительную сложность. При малейшем сбое она может выйти из под контроля, что приводит к переходу медленной реакции расщепления к быстрой, т.е к ядерному взрыву. Эта проблема привела к негативному отношению к атомной альтернативе со стороны большинства людей. Катастрофы атомных электростанций, произошедшие в конце ХХ века, сформировали резко отрицательное общественное мнение. Наиболее известным примером является авария на Чернобыльской АЭС в 1986 году, однако были и другие случаи сбоев в системах безопасности атомных станций в разных странах.

Выходом из ситуации энергетического кризиса видится использование так называемых альтернативных источников энергии. На современном этапе развития возможно преобразование в энергию, приемлемую для практического использования человеком (в первую очередь — в электричество) энергии Солнца, ветра, морских приливов и т.д. Солнечные батареи давно используются на космических станциях и в районах с большим количеством солнечных дней в году, ветроэлектростанции установлены в местностях с постоянными ветрами, т.е. человек пытается отказаться от использования невосполнимых источников энергии.

Помимо продовольственной и энергетической проблем, существуют и другие, связанные с развитием различных технологий. Знаменитые озоновые дыры в атмосфере представляют собой участки, в которых разрушен озоновый слой. Озон представляет нестабильную молекулу кислорода О3, которая при воздействии определенного излучения — ультрафиолетового или гамма-излучения — поглощает энергию, в результате чего происходит превращение неустойчивой молекулы О3 в устойчивую О2 — тот кислород, которым мы дышим. Озоновый слой поглощает жесткое солнечное и космическое излучение, не позволяя ему достичь земной поверхности. При нарушении этого слоя активные частицы попадают на землю, вызывая ряд заболеваний, прежде всего — онкологических. Также под действием такого излучения могут возникать различные мутации, что приводит к возникновению наследственных заболеваний. Возникновение озоновых дыр — типичный пример побочного эффекта, возникающего на ранних стадиях развития некоторых технологий, когда невозможно просчитать все возможные негативные последствия.

Еще одной проблемой, связанной с технологической деятельностью человека, является проблема глобального потепления. Переработка огромного количества вещества и энергии привела к появлению так называемого парникового эффекта. Солнечные лучи, падающие на землю, частично поглощаются земной поверхностью, а частично отражаются обратно в атмосферу и далее — в космос. В последние три десятилетия значительно повысилось содержание в атмосфере углекислого газа, в результате чего ее прозрачность снизилась. Отраженный солнечный свет, ранее уходивший в космос, теперь рассеивается в атмосфере, нагревая ее. Углекислый газ создает своеобразную оболочку вокруг Земли, не позволяющую энергии свободно проходить через атмосферу, именно поэтому данное явление и получило название парникового эффекта.

Последствия этого могут быть катастрофическими. Парниковый эффект приводит к глобальному потеплению на Земле, в результате чего меняется климат всех районов. Повышение среднегодовой температуры приводит к таянию полярных льдов, что грозит затоплением значительных участков земной поверхности. Повышение уровня мирового океана всего лишь на один метр приведет к тому, что будет затоплено более семидесяти процентов суши. Пути решения этой проблемы в настоящее время достаточно неопределенны.

Помимо вышеуказанных, существует еще множество проблем, связанных с экономической деятельностью человека, с развитием науки и возникновением новых технологий. Все это дало толчок к появлению новой дисциплины, призванной ответить на вопрос об ответственности человечества в научном творчестве — этики науки. Основателем этой дисциплины, изучающей нравственные аспекты научной деятельности, считается английский ученый Г. Спенсер. Идеи этики науки развивались такими мыслителями как Дж. Хаксли, П. Тейяр де Шарден, А. Печчеи, В.И. Вернадский и другими. В основе научной этики лежат следующие принципы (по Дж. Хаксли):

1. Человек несет ответственность не только за самого себя, но и за будущее всей планеты, эту ответственность он не может переложить ни на Бога, ни на судьбу или случайность.

2. Человек представляет собой часть природы, один биологический вид из множества других, существующих на Земле.

3. Целью развития человеческого общества не является только материальное благополучие, общество потребления представляет собой тупик общественного развития, оно превращается в пресыщенное, отягощенное проблемами и пороками.

4. Наука должна стремиться повысить качество жизни всего человечества, сохраняя при этом окружающую среду, а не увеличивать количество продуктов потребления для отдельных групп населения за счет всего остального мира.

Целью научной деятельности, таким образом, является объединение людей и переход к более совершенному обществу. Каждый ученый, независимо от сферы своих научных интересов, должен помнить об ответственности за свою деятельность. Нравственную основу такого подхода можно увидеть в одной из формулировок категорического императиваИ. Канта: «Всегда рассматривай человека как цель и никогда — как средство». На современном этапе развития науки можно несколько расширить этот принцип, сказав, что нельзя использовать как средство и окружающий мир, если при этом ему наносится непоправимый ущерб. В качестве примера можно рассмотреть одну из частных дисциплин, входящих в состав этики науки — биоэтику.

Биоэтика возникла в конце сороковых годов прошлого века в связи с окончанием Второй мировой войны. Судебный процесс над нацистскими преступниками, состоявшийся в 1946—1948 гг. в городе Нюрнберг, открыл обществу многие факты использования человеческого материала для различных экспериментов, проводимых в фашистских концентрационных лагерях. Врачи, ставившие такие эксперименты, были признаны военными преступниками, но проблема эксперимента на человеке стала первой проблемой биоэтики — дисциплины, возникшей на стыке медицины, юриспруденции и философии.

Эксперименты на человеке необходимо проводить для исследования множества проблем, возникающих при развитии медицины. Даже обучение студентов-медиков было бы невозможным без постановки так называемых демонстративных экспериментов. Однако существует ряд правил, которые и были выработаны биоэтикой и которых необходимо придерживаться при всяком исследовании. Во-первых, это правило информированного согласия.

Информированным согласием называется добровольное согласие человека на эксперимент, полученное при предоставлении полной информации обо всех возможных последствиях этого эксперимента, известных к моменту его проведения.Очевидно, что абсолютно все последствия и результаты эксперимента предугадать невозможно, иначе не было бы смысла в его проведении. Испытание новых лекарств, например, всегда является определенным риском. Поэтому нередки случаи, когда их разработчики ставят эксперимент на самих себе. Однако вся имеющаяся информация должна быть предоставлена испытуемому.

Второе правило экспериментов на человеке — это правило уязвимых групп.Существует шесть групп населения, которые называются уязвимыми и при экспериментах с которыми необходима особенная осторожность. К таким группам относятся дети, беременные женщины, инвалиды по психическому заболеванию, заключенные, военнослужащие и студенты-медики.

Три первые группы не вызывают никаких вопросов — дети и инвалиды по психическому заболеванию не способны адекватно оценить всю степень опасности эксперимента, поэтому понятие информированного согласия к ним не может быть применено. Беременные женщины могут дать информированное согласие, однако помимо своего собственного организма они несут ответственность за еще одну человеческую жизнь — жизнь плода, развивающегося в утробе матери. Поскольку у него информированного согласия получить невозможно, то беременные женщины включаются в уязвимые группы.

Заключенные представляют собой группу населения, частично лишенную гражданских прав, поэтому эксперименты над ними запрещены безоговорочно. Так же обстоит дело и с военнослужащими, которые обязаны выполнять любой приказ вышестоящего начальника. Протестовать против проведения эксперимента над собой, если на то дан прямой приказ, военнослужащие не могут, поэтому их согласие на эксперимент может быть вынужденным, а не добровольным.

Эти две группы относятся к тем, над которыми эксперименты категорически запрещены. В первых трех группах эксперименты разрешаются, но при соблюдении определенных условий. Самым важным из них является невозможность проведения эксперимента на других группах населения. В самом деле, если речь идет об испытании нового препарата, призванного купировать приступы шизофрении, испытывать его можно только на конкретной категории больных — испытания на любых других людях будут невозможными. В таких случаях эксперимент производится с согласия опекунов больного, если речь идет об инвалиде по психическому заболеванию, или с согласия родителей или лиц, их заменяющих — при эксперименте на детях.

Отдельной уязвимой группой являются студенты-медики. Эта категория не является ограниченной в правах или недееспособной, однако существует причина, по которой они выделяются в такую группу. Дело в том, что любой студент определенным образом ограничен в правах, он во многом зависит от преподавателя, однако преподавателю, скажем, языкового ВУЗа не придет в голову ставить медицинские эксперименты на своих студентах. Иное дело — преподаватель-медик, которому для научной работы зачастую бывают необходимы результаты эксперимента на людях. Поэтому при обучении на студентах-медиках разрешается ставить только так называемые демонстрационные эксперименты, которые должны наглядно показывать те или иные стороны изучаемой медицинской дисциплины. Требование к демонстрационному эксперименту одно — он не должен причинять вреда здоровью. Взятие крови для приготовления мазка, испытание на кресле Барани для показа работы вестибулярного аппарата — все это примеры демонстрационных экспериментов.

Помимо эксперимента на людях, важнейшей проблемой биоэтики является проблема установления жизни и смерти, к которой примыкает целый ряд сопутствующих проблем. С точки зрения закона, умершим считается человек, у которого погибла кора головного мозга, т.е перестала существовать личность. Однако при определении смерти в реальных, а не лабораторных условиях зачастую нет возможности оценить электромагнитный потенциал клеток коры, по которому только и можно судить об их гибели. Как определить, является ли больной, находящийся в состоянии комы, юридически умершим или нет? Подобные случаи зачастую ведут к претензиям к врачам со стороны родственников больного, вплоть до суда — крайне сложно убедить человека, что возможна фиксация смерти при работающих сердце, печени и других органах. Юриспруденция полна случаев обвинения врачей в прекращении оказания медицинской помощи подобных случаях.

Еще одна важнейшая проблема, к которой на протяжении истории человечества не раз обращались врачи, философы, теологи — проблема прерывания беременности. С какого момента можно считать плод в утробе матери полноценным человеком? Религиозные деятели утверждают, что с момента зачатия — уже в это время душа будущего человека вселяется в его тело. Медики говорят, что развитие нервной системы начинается с12 недели беременности, поэтому в большинстве стран приняты законы, запрещающие или ограничивающие прерывание беременности после этого срока. Однако единого мнения на этот счет не существует, и по поводу того, считать ли аборт убийством или нет, до сих пор идут ожесточенные споры.

В настоящее время проблема усугубляется возможностью использования клеток зародыша и плаценты (так называемого абортивного материала) в медицине. В последние годы широкое распространение получил метод омоложения организма при помощи стволовых клеток, т.е. клеток недифференцированных, могущих встраиваться в любые органы и ткани. Ситуация, когда недобросовестный врач убеждает будущую мать сделать аборт, мотивируя это физиологическими показаниями, а на самом деле — имея заказ на абортивный материал, вполне реальна. Решением этой проблемы некоторые считают законодательное запрещение абортов, однако история показывает, что во всех обществах, где такое решение было принято, это приводило лишь к резкому повышению числа криминальных абортов. Такая статистика была в СССР в конце 30-х — начале 40-х годов прошлого века, во франкистской Испании, в ряде других государств. Очевидно, что запрещающими методами проблему подобной сложности не решить, необходим комплексный подход, в котором на первом месте стоит личность врача и ответственность его прежде всего перед самим собой.

Следующая проблема, которая не имеет на сегодняшний день однозначного решения — проблема эвтаназии. Дословно в переводе с греческого это означает «хорошую смерть». На первый взгляд, данное понятие является катахрезой — совмещением несовместимостей. Смерть не может быть хорошей по определению. Однако подобный подход не всегда верен. Эвтаназией называется прекращение врачом жизни своего смертельно больного пациента по его просьбе с целью прекращения его страданий. Сторонники эвтаназии опираются на состояние больных, которые зачастую испытывают мучения, ослабить которые современная медицина не в силах. Конечно, речь здесь идет в первую очередь об онкозаболеваниях на последней стадии развития. Даже сильнодействующие наркотические препараты не могут в этой ситуации снять боль. Поэтому, если диагноз установлен и помочь больному медицина не в силах, следует прекратить его страдания путем прекращения жизни — вот главный аргумент сторонников эвтаназии. Он звучит чрезвычайно убедительно, однако не менее убедительны и возражения на него. С врачебной точки зрения, первый аргумент «против» — это возможность врачебной ошибки. С той или иной степенью вероятности такая возможность существует всегда, и ее следует непременно учитывать. Второе возражение носит более общий характер и называется «надежда на чудо». Даже в случае правильно поставленного диагноза всегда остается крошечная вероятность, что в организме включатся какие-либо внутренние защитные механизмы, в результате чего болезнь отступит. Пусть эта вероятность чрезвычайно мала, однако найдется ли врач, который даст гарантию, что именно его пациент, просящий об эвтаназии, не попадет в число этих счастливчиков?

Однозначного решения этой проблемы нет до сих пор, и сторонники и противники эвтаназии приводят все новые и новые аргументы в пользу своей точки зрения. Следует отметить, что существует единственная страна, в которой эвтаназия разрешена — это Королевство Нидерланды. Во всех остальных странах она запрещена законодательно.

От эвтаназии следует отличать так называемый ассистированный суицид. Это предоставление врачом своему смертельно больному пациенту средств либо информации для совершения самоубийства с целью облегчить его страдания. Ассистированный суицид имеет много общего с эвтаназией, однако имеется и существенное отличие. При эвтаназии убийство совершает врач, его действия являются непосредственной причиной смерти. При ассистированном суициде участие врача лишь косвенное, решение принимает сам пациент, и он же его выполняет. Врач, таким образом, освобождается от ответственности. Конечно, речь в данном случае идет об ответственности не перед законом, а перед самим собой и пациентом. Для врача вариант ассистированного суицида, разумеется, предпочтительнее. А для пациента? В этом случае он совершает самый страшный, с точки зрения западноевропейской морали, грех — самоубийство. Подобный выбор возможен как в одну, так и в другую сторону, однозначного ответа дать невозможно. В Голландии, где ассистированный суицид, как и эвтаназия, разрешен, существует специальный аппарат, состоящий из внутривенной системы, к которой подсоединены две капельницы. В одной из них находится безобидный раствор, в другом — быстродействующий безболезненный яд. Врач, устанавливая систему, подключает капельницу с нейтральным раствором. На системе установлен переключатель, позволяющий подать в нее яд, и пациент сам принимает решение — переключаться ему на капельницу с ядовитым раствором или нет.

Проблемы биоэтики не исчерпываются вышеизложенным материалом. Трансплантация органов, клонирование и другие технологии, возникшие с развитием медицины — все это входит в сферу интересов данной дисциплины. Она служит ярчайшим примером синергетической науки, возникшей на стыке нескольких наук и исследующей ответственность человека за результаты исследований.

Системы мегамира

Под мегасистемами понимаются системы, состоящие из космических объектов. Это звезды и планетные системы, галактики (скопления звезд), метагалактики (скопления галактик) и вселенная в целом. Научные взгляды на мегамир эволюционировали вместе с развитием естественных наук. Первой научной картиной Вселенной была механистическая, основанная на механике Ньютона. Существовало пять важнейших постулатов классической механики относительно космологических представлений:

1. Вселенная существует безотносительно к условиям познания. Этот постулат означал, что независимо от наличия или отсутствия во Вселенной разумной жизни, способной наблюдать за ходом ее развития, мировые физические законы действуют одинаково.

2. Пространство и время Вселенной абсолютны и не зависят от свойств и качеств материальных объектов, расположенных в ней. Этот постулат подробно разбирался в разделе, посвященном классическому типу рациональности.

3. Пространство и время метрически бесконечны и безграничны в любом направлении. Это высказывание постулирует структуру Вселенной с точки зрения метрических характеристик.

4. Пространство Вселенной однородно и изотропно (обладает одинаковыми свойствами в любой точке).

5. Вселенная стационарна. Это положение утверждает неизменность мира: могут изменяться отдельные вещи, но мир в целом сохраняет свои характеристики.

Данные постулаты были попытками объяснить фундаментальные свойства нашего мира с точки зрения классической механики. Однако принятие некоторых из них привело к появлению парадоксов, объяснить которые Ньютоновская механика не в силах. Первый, наиболее очевидный такой парадокс носит название фотометрического парадокса. Сущность его заключена в следующем:

Если во Вселенной существует изотропность материи, то она (материя) должна быть равномерно распределена по всему пространству нашего мира. Из такого равномерного распределения логически вытекает, что количество материи во Вселенной бесконечно, т.к. бесконечно пространство. Следовательно, все области пространства, видимые невооруженным глазом, должны давать равномерное свечение, и вместо звездного неба мы должны были бы наблюдать равномерно фосфорецирующий небосвод. Фотометрический парадокс поставил под сомнение третий постулат Ньютона.

Существует еще один неразрешимый в рамках классической механики парадокс, известный как гравитационный:

Если в бесконечном пространстве существует бесконечное количество материальных объектов, обладающих массой, то эти объекты должны давать в каждой точке пространства бесконечный гравитационный потенциал. Если бы это было так, то любой материальный объект Вселенной, подвергаясь воздействию бесконечно большой силы, должен был бы иметь бесконечно большое ускорение, однако этого не происходит. На самом деле в любой точке Вселенной этот потенциал конечен.

Для преодоления этих противоречий пришлось отказаться от некоторых постулатов. Первым, разумеется, был отброшен третий постулат. В 1917 г. Эйнштейн предположил, что для существования в том виде, в котором она есть, Вселенная должна быть безграничной, но не бесконечной. Это, на первый взгляд, само по себе противоречивое высказывание, имеет глубокий физический смысл. Оно предполагает, что мир бесконечен во времени, но конечен в пространстве. Вселенная предстает в виде некоего цилиндра, замкнутого пространственно. Однако пространство и время в эйнштейновском представлении выступают взаимосвязанными, т.е. наш мир обладает свойствами пространственно-временного континуума, в котором время, наравне с длиной, шириной и высотой, является неотъемлемой характеристикой, связанной с тремя вышеназванными. Построение геометрической модели такого мира стало возможным после появления неевклидовой геометрии Римана-Лобачевского.

После принятия такой модели пришлось отказаться и от второго и четвертого постулатов. Пространство и время стали восприниматься как относительные и взаимозависимые величины. В таком случае говорить о равномерности распределения вещества и энергии во Вселенной было уже невозможно. Таким образом снимались гравитационный и фотометрический парадоксы.

Представление об изотропности пространства нашего мира сейчас также поставлено под сомнение. Если бы Вселенная действительно была изотропной, то она должна была бы быть линейной системой, в то время как в современной науке принята нелинейная модель. Пространственная структура представляется не однородной, а ячеистой. Воздействие одной и той же силы на соседние участки пространства приводит к различным результатам. Это явление получило названиеэффект баттерфляй(от англ. batterfly — бабочка). Взмах крыльев бабочки в одной точке не вызывает никакого действия, если эта точка пространства приходится на середину ячейки, однако такой же взмах, произведенный в узле пространства, может вызвать проявление значительных сил, вплоть до появления урагана на другом конце планеты. Эффект бабочки свидетельствует о нелинейном характере нашего мира.

В 1922 г. русский ученый А. Фридман доказал, что вселенная не может быть стационарной. Присутствие гравитационных сил, действующих между телами, обладающими массой, должно приводить к пульсации пространства. Следовательно, и пятый постулат Ньютона был отброшен. В настоящее время Вселенная расширяется, что было доказано в 1929 г. американским астрономом Э. Хабблом, открывшим эффект красного смещения спектра света, исходящего от далеких галактик. Это было интерпретировано как результат движения этих галактик от центра Вселенной и получило название «разбегания галактик».

Доказательство нестационарности вселенной послужило поводом для исследования ее эволюции. Стало очевидным, что Вселенная должна иметь начало. В настоящее время существуют несколько точек зрения на происхождение нашего мира. Первая, наиболее древняя, утверждает креационистский подход: Вселенная была создана неким творцом, Богом-демиургом, который и установил все физические законы нашего мира. В наиболее явном виде эта концепция является сугубо религиозной, однако существуют научные направления, в той или иной мере склоняющиеся к идее творения. Данный подход, например, выражается так называемым антропным принципом в космологии.

Антропный принцип известен в двух формулировках — слабой и сильной. Слабый антропный принцип определяется следующим образом: «Наблюдаемое значение всех физических и космологических величин не случайно, но продиктовано требованием обеспечить существование областей, где могла бы возникнуть жизнь на углеродной основе, а также требованием, чтобы возраст Вселенной был достаточно велик для того, чтобы это событие уже произошло». В такой формулировке антропный принцип был приведен в работе Дж. Барроу и Ф. Типлера «Антропный космологический принцип» (1986).

В таком виде антропный принцип является космологическим постулатом, однако при ближайшем рассмотрении можно уловить религиозный смысл этого тезиса. Подразумевается, что появление жизни и разума во Вселенной предопределено заранее какой-то причиной, исключающей элемент случайности. Данное причинное основание осуществляет выбор из множества возможностей и случайностей с тем, чтобы определить такое их сочетание, которое позволило бы появиться во Вселенной разумной жизни, и притом непременно на углеродной основе. Такая причина, даже не являясь Богом в религиозном понимании этого слова, все же отсылает нас к некоторой силе, существовавшей еще до рождения нашего мира, и способной влиять на законы его развития. В свое время выдающийся средневековый философ и теолог Аврелий Августин на вопрос, что делал Бог до того, как сотворил мир, остроумно заметил: «Создавал ад для тех, кто задает такие вопросы». Утверждение антропного принципа в космологии в его слабой формулировке сродни ответу Августина.

В сильной версии еще более усиливаются религиозные мотивы и тенденции. Одна из возможных формулировок сильной версии звучит так: «Вселенная должна обладать такими свойствами, которые на определенном этапе ее истории позволяют жизни развиваться». Развитие этого тезиса приводит Барроу и Типлера к выводу: разумный информационный процесс неизбежно должен возникнуть во Вселенной, и, однажды возникнув, он уже не может прекратиться. Как показывает практика, человечество не однажды стояло на пороге собственного уничтожения, и сейчас эта угроза еще далеко не миновала, поэтому говорить о необходимости вечного существования человеческой разумной жизни (а именно о ней идет течь) по меньшей мере преждевременно.

В противовес религиозным, или, как их еще называют, телеологическим концепциям, в настоящее время достаточно глубоко разработана физическая модель возникновения и развития Вселенной. Наибольшим признанием сейчас пользуется так называемая теория горячей Вселенной, авторами которой являются уже упоминавшийся русский физик А. Фридман и американский астроном русского происхождения Александр Гамов.

Согласно этой теории, изначально Вселенная существовала в виде некоего образования сверхвысокой плотности и температуры. Это образование получило название сингулярность(в научно-популярной литературе его часто называют «космическим яйцом»). Следует отчетливо представлять, что сингулярность не была материальным объектом, находившимся в пространстве нашего мира, она сама была этим пространством, сжатым до чрезвычайно малых размеров. Огромные плотность и температура объясняются тем, что вся материя Вселенной была сжата в этом пространстве. По сути, в космических масштабах можно говорить, что сингулярность была точкой, т.е. пространства как такового не существовало. Исходя из современного представления о мире следует признать, что в этом случае не существовало и времени. Вся материя сингулярности находилась в двух формах — вещества и энергии. Вещество в таких условиях могло существовать только в виде самых легких элементарных частиц — электрона и позитрона, которые при взаимодействии превращались в два кванта света: e + p = 2 ν. В нормальных условиях эта реакция также происходит, однако она является необратимой — при взаимодействии положительного и отрицательного заряда выделяются два кванта света, обратное же взаимодействие невозможно. В условиях сингулярности, при отсутствии категории времени, говорить о необратимости реакции невозможно и бессмысленно. Поэтому полагают, что при взаимодействии двух квантов света друг с другом в сингулярности происходило их обратное превращение в п