Праблема грунтоўных сусветных канстант

Такім чынам, тэрмін “сіметрыя” эвалюцыянаваў у навуковай культуры – і ў семантычным плане, і з пункту погляду сферы свайго ўжывання. У выніку згаданай эвалюцыі грунтоўнае значэнне ў яго разуменні набыў момант інварыянтнасці сістэмы пры пэўных пераўтварэннях. У сучаснай яго інтэрпрэтацыі дадзены момант заняў цэнтральнае месца. Першапачаткова пераважнымі сферамі ўжывання дадзенага тэрміна былі матэматыка і эстэтыка. У Новы час, аднак, ён увайшоў у слоўнік фізікаў, а адпаведная праблематыка – у абсяг фізічных даследаванняў. У сучаснай фізіцы дадзенай праблематыцы надаецца грунтоўнае значэнне. Пры гэтым сіметрыя разглядаецца ў шчыльнай узаемасувязі з асіметрыяй і згаданы разгляд спалучаецца з аналізам іх суадносінаў з парадкам і беспарадкам. Дадзеныя суадносіны маюць досыць неадназначны характар: сіметрыя не заўжды звязаная з больш упарадкаванымі структурамі, чым асіметрыя. Фактычна, арганізацыя Сусвету і яго падсістэм адбываецца на аснове ўзаемадзеяння дадзеных фактараў. Асіметрыя істотным чынам спрыяе ёй, і грунтоўнае значэнне ў гэтым плане мае феномен спантаннага парушэння сіметрыі. Розныя віды сіметрычных пераўтварэнняў звязаныя з пэўнымі законамі захавання (сіметрыя адносна пераўтварэнняў у часе, напрыклад, – з законам захавання энергіі). У другой палове ХХ ст. асаблівае значэнне набыла ідэя лакальнай калібравальнай сіметрыі, якая характарызуе інварыянтнасць паводзінаў фізічнай сістэмы пры адвольных пераўтварэннях у прасторы і часе. Ёй належала грунтоўная роля ў працэсе распрацоўкі сучаснай тэорыі элементарных часціц (Стандартнай мадэлі). На дадзены момант прынцыпы сіметрыі і захавання працягваюць выконваць істотную эўрыстычную функцыю ў фізічным пазнанні.

ПЫТАННІ І ЗАДАННІ

1. Паспрабуйце разгледзець апісаныя ў тэксце параграфа метамарфозы ў разуменні і ўжыванні тэрміна “сіметрыя” ў кантэксце развіцця навуковай культуры і ў агульнакультурным кантэксце. Ці выглядаюць яны ў Вашых вачах заканамернымі? Чаму?

2. Якія высновы філасофскага парадку Вы зрабілі б з таго, што і сіметрыя, і асіметрыя задзейнічаныя ў арганізацыі Сусвету і яго падсістэм?

3. Пастарайцеся ўзгадаць, што і ў якой сувязі даводзілася пра законы захавання ў параграфах, прысвечаных класічнай механіцы і класічнай тэрмадынаміцы.

4. Як падкрэслівалася вышэй, І.Кант лічыў законы і прынцыпы адпачаткова, да ўсякага досведу наяўнымі ў нашым розуме і бачыў іх прызначэнне ва ўпарадкаванні разнастайнага эмпірычнага матэрыялу. Прааналізуйце ў гэтым кантэксце прынцыпы захавання і сіметрыі. Ці не з’яўляюцца яны досыць яскравым сведчаннем правамернасці кантаўскай пазіцыі?

5. Паспрабуйце прааналізаваць прынцыпы захавання і сіметрыі ў эстэтычным кантэксце, у кантэксце эстэтычных асноў сучаснага прыродазнаўства.

Сусвет, які мы жывем, уражвае сваёй веліччу і прыгажосцю, багаццем фарбаў і формаў, разнастайнасцю структур (прыгадаем Кантава “зорнае неба нада мной”!) Арганізаванасць, структураванасць характарызуе яго на ўсіх ягоных узроўнях – ад утвораных, магчыма, праз узаемадзеянні кваркаў пратонаў і нейтронаў да гіганцкіх касмічных структур, найвялікшай з якіх на нашым чалавечым даляглядзе з’яўляецца бачны ўніверсум, які пашыраецца. У пэўным яго сегменце (можа быць, нават не ў адным) паўсталі звышскладаныя – актыўныя і аўтаномныя – макраструктуры, на вяршыні якіх – здольныя да рэфлексіі над найглыбейшымі пытаннямі быцця істоты.

Сучасная навука сведчыць, аднак, што наш Сусвет мог бы быць зусім іншым (нават шэрым і аднастайным). Справа ў тым, што яго ўласцівасці (памеры і энергетычныя ўзроўні атамаў, маса і працягласць існавання зорак, характарыстыкі жывых істотаў і г.д.) абумоўленыя шэрагам фізічных канстант (і таму да іх цалкам правамерна дадаюцца эпітэты “грунтоўныя” і “сусветныя”). Адметнасцю гэтых канстант з’яўляецца іх незалежнасць ад адзінак вымярэння: яны аднолькавыя ва ўсіх сістэмах такіх адзінак [18, c.71-72]. У якасці прыкладаў найважнейшых з іх можна прывесці суадносіны хуткасці электрона ў найменшым энергетычным стане ў атаме вадарода і хуткасці святла (гэта канстанта тонкай структуры; яна роўная 1/137); суадносіны масы электрона і масы пратона, якія складаюць прыкладна 1/1836; суадносіны сілы гравітацыйнага і сілы электрамагнітнага ўзаемадзеяння паміж электронам і пратонам, лікавае значэнне якіх вельмі і вельмі малое – 10^-39 [18, c.71-72].

У дадзенай сувязі паўстае шэраг надзвычай важных пытанняў, на якія сучасная фізіка дае толькі ў найвышэйшай ступені гіпатэтычныя адказы. Хоць згаданыя канстанты ўводзяцца ў ёй найчасцей як адвольныя велічыні, навукоўцы тым не менш засяроджана шукаюць, ці не існуе прынцып, які задае іх. І калі так, дык што ён уяўляе сабой? Акрамя таго, чаму значэнні грунтоўных канстант зададзеныя менавіта такім чынам, што дапускаюць узнікненне жыцця? І ці здольная навука ўвогуле справіцца з гэтай “тонкай наладкай” універсуму (дастаткова нязначнага іх змянення, каб зрабіць жыццё немагчымым) пры дапамозе сваіх уласных, рацыянальных сродкаў, не клічучы на дапамогу рэлігію? [43, c.144]

Трэба адзначыць, што ў сучаснай фізіцы рабіліся спробы адказаць на некаторыя са згаданых пытанняў на аснове грунтоўных тэарэтычных абагульненняў. Так, у 1919 г. нямецкі матэматык і фізік Т.Калуца (1885-1954) прапанаваў тэорыю, што грунтавалася на ўяўленні пра 5-мерную прастору-час. У яе рамках першая і трэцяя са згаданых вышэй канстант былі вытлумачаныя як зададзеныя палямі, што змяняюцца ў прасторы-часе. Такім чынам, яны знайшлі ў ёй тэарэтычнае абгрунтаванне, згубіўшы разам з тым статус канстантных велічынь [18, c.72].

Да падобных вынікаў прывяла і тэорыя струн: у ёй не змяшчаецца ніякіх грунтоўных, незалежных ад адзінак вымярэння канстант, усе адпаведныя велічыні вызначаюцца зменлівымі ў прасторы-часе палямі, звязанымі з гравітацыйным полем (якім задаецца ўсеагульная геаметрыя прасторы-часу). Асновай гэтай тэарэтычнай канструкцыі з’яўляецца абагульненае ўяўленне пра элементарную часціцу: яна падаецца тут у выглядзе выцягнутага ў адным вымярэнні аб’екта (“струны”), які, вібруючы, распаўсюджваецца ў прасторы. Дадзенае ўяўленне было прапанавана ўпершыню пры канцы 60-х гг. ХХ ст. для апісання пэўных з’яў, што маюць месца пры сутыкненні пратонаў і іншых часціц, якім уласцівае моцнае ўзаемадзеянне [77, c.528]. Трэба адзначыць, што і ў гэтай тэорыі, у якой пэўныя мікрачасціцы і іх масы знаходзяцца ў адпаведнасці з пэўнымі тыпамі вібрацыйнага руху згаданых аб’ектаў, паўстае неабходнасць увядзення дадатковых (скрытых, згорнутых, магчыма, да ўзроўню 10^-33 cм) вымярэнняў прасторы-часу (іх лік мусіць быць даведзены да 10 ці нават 26) [77, c.528]. Акрамя таго, у ёй не даецца адказ на пытанне, чаму характэрныя для нашага Сусвету фізічныя велічыні атрымалі менавіта такое значэнне, а не іншае: у сучаснай яе версіі (тэорыі “суперструн”)[101] паўстае безліч адпаведных магчымасцяў [18, c.73].

У рамках іншага тэарэтычнага падыходу, аднак, множнасць, вырыятыўнасць магчымага ўладкавання рэчаіснасці (множнасць магчымых універсумаў) робіцца зыходным пунктам для пошукаў адказу на пастаўленыя вышэй пытанні. Сярод прыхільнікаў дадзенай канцэпцыі адзначым С.Хокінга. Фізічнай падставай адпаведных яго даследаванняў з’яўляецца М-тэорыя[102]. Акрамя таго, ім быў задзейнічаны ў дадзеным кантэксце антропны прынцып.

Што да М-тэорыі, дык “дык яна не з’яўляецца тэорыяй у звычайным сэнсе. Яна складаецца з цэлай сукупнасці розных тэорый, кожная з якіх дае добрае апісанне пэўнай часткі фізічных сітуацый” [43, c.13]. (Такім чынам, С.Хокінг скептычна ставіцца да магчымасці стварыць адзіную грунтоўную фізічную тэорыю, тэорыю ўсяго. Толькі сістэма розных тэарэтычных пабудоў можа фігураваць у такой якасці.) Згодна з антропным прынцыпам (у выразнай форме прапанаваным упершыню ў 1973 г. англійскім астраномам Б.Картэрам) “сам факт нашага існавання вызначае, адкуль і ў які час мы можам назіраць універсум. Гэта азначае, што наша наяўнасць абмяжоўвае магчымыя прыкметы асяроддзя, у якім мы знаходзімся” [43, c.152]. У такой фармулёўцы згаданы прынцып выступае як слабы. Паводле моцнай яго версіі ў інтэрпрэтацыі С.Хокінга і яго аднадумцаў “факт нашага існавання задае абмежаванні не толькі для нашага асяроддзя, але і для формаў ды зместу законаў прыроды” [43, c.152].

Дзякуючы таму, што М-тэорыя дапускае існаванне розных універсумаў, яна дазваляе рацыянальна растлумачыць субтыльную прыдатнасць бачнага Сусвету да ўзнікнення складаных структур, жыцця і ў канчатковым выніку разумных істотаў. С.Хокінг і Л.Млодзінаў пішуць у дадзенай сувязі: “Як значэнне абумоўленых уласцівасцямі асяроддзя выпадковасцяў на ўзроўні Сонечнай сістэмы абмяжоўваецца нашымі ведамі пра тое, што існуюць мільярды такіх сістэм, гэтак і тонкія наладкі прыродных законаў растлумачваюцца існаваннем шматлікіх універсумаў” [43, c.163]. Сапраўды, няма нічога дзіўнага ў тым, што ў мностве спробаў прырода стварыла і такі складаны, багаты на формы і фарбы Сусвет, як наш. На жаль, праўда, ні антропны прынцып, ні канцэпцыя мультыверсуму не з’яўляюцца на сённяшні дзень бясспрэчнымі набыткамі навукі.

Дата добавления: 2014-10-31