Виктор Комаров - Тайны пространства и времени

Расходятся последователи упомянутых концепций и в способах исследования. «Классики» придерживаются метода построения теоретических моделей. Любое предположение они стараются облечь в математическую форму и с помощью введения вспомогательных «подгоночных» параметров получить желаемый результат – согласовать модель с фактами.

Академик же Амбарцумян считал, что к построению математической теории можно приступать только при наличии достаточного количества фактов.

Как мы уже отмечали, основу неклассической науки составили такие фундаментальные физические теории как специальная и общая теории относительности и квантовая механика. Неклассическая наука определяла характер естествознания вплоть до 70-х годов XX столетия. Но затем, в результате использования в естествознании компьютерных технологий, подход к изучению тех или иных проблем изменился. Если раньше исследование природы развивалось по отдельным, в значительной мере обособленным направлениям, то для современного естествознания стал характерным комплексный подход к исследованию различных, часто разнородных, на первый взгляд, явлений.

Еще Эйнштейн пытался создать единую теорию, которая объединила бы электромагнитные явления и гравитацию. Однако ему не были тогда известны сильные (ядерные) и слабые (с участием нейтрино) взаимодействия. К тому же он принципиально отвергал квантовую механику. Поэтому в то время его попытки к успеху не привели.

Однако в истории науки нередко складываются парадоксальные ситуации. К их числу можно отнести и создание квантовой теории поля, которая представляет собой синтез отвергавшейся Эйнштейном квантовой механики и разработанной тем же Эйнштейном специальной теории относительности. В свою очередь, на основе этой теории была построена квантовая электродинамика, описывающая взаимодействие между электронами и фотонами и с очень большой степенью точности подтвержденная многочисленными экспериментами. Оказалось, что электромагнитные взаимодействия заряженных частиц обусловлены тем, что эти частицы обмениваются фотонами.

Затем аналогичная теория была создана и для сильных взаимодействий – квантовая хромодинамика. В основе этой теории лежит представление о том, что составные части атомных ядер – нуклоны состоят из особых элементарных частиц, обладающих дробными электрическими зарядами – кварков. В настоящее время считается, что в природе существуют кварки нескольких различных типов или «ароматов», и для каждого кварка имеется соответствующий антикварк. Что же касается взаимодействия кварков в нуклонах, то квантовая хромодинамика объясняет его обменом особыми безмассовыми частицами – глюонами.

Развитие квантовой хромодинамики позволило значительно расширить существовавшие ранее представления о глубинных свойствах материи и приступить к созданию единой теории, объединяющей все известные элементарные частицы. Суть ее состоит в том, что основные физические взаимодействия – слабое, электромагнитное, сильное и гравитационное – проявляются как разные только при сравнительно небольших энергиях, а при достаточно высоких энергиях они сливаются, объединяются.

Вообще для современной теоретической физики характерно стремление к обобщениям – к тому, чтобы обнаружить скрытое сходство в, казалось бы, разнородных явлениях.

Конец XX столетия ознаменовался весьма важными открытиями и теоретическими разработками в области астрономии и астрофизики.

Как известно, мы живем в расширяющейся Вселенной. Все окружающие нас скопления галактик взаимно удаляются. Впервые на это обстоятельство указал ленинградский математик А. Фридман, обнаруживший в уравнениях ОТО нестационарное решение, не замеченное Эйнштейном. В дальнейшем этот теоретический вывод был подтвержден открытием так называемого красного смещения в излучении галактик, которое свидетельствовало об удалении этих источников излучения.

Еще спустя некоторое время была разработана теория «горячей расширяющейся Вселенной», согласно которой она образовалась в результате «Большого взрыва» первоначального необычайно плотного сгустка космического вещества – своеобразного «первоатома». Эта теория долгое время считалась общепринятой, но затем обнаружился ряд обстоятельств, которые она объяснить не смогла.

Тогда возникла еще одна, как бы «дополнительная» теория, относящаяся к самому начальному этапу формирования Вселенной и способная преодолеть возникшие трудности. Более подробно мы познакомимся с этой теорией несколько позже, поскольку она имеет непосредственное отношение к распределению материи в пространстве мироздания.