ЧТО БЫЛО ДО БОЛЬШОГО ВЗРЫВА?
12.10.2005
Источник: Независимая газета-Наука,
Анна Пименова
125 проклятых вопросов современной науки
К своему 125-летию знаменитый научно-популярный журнал "Сайенс" опубликовал список величайших загадок, которые стоят перед современной наукой. Большая их часть касается насущных проблем человечества, но на первом плане -вечные философские вопросы. Авторы статьи, редакторы Дональд Кеннеди и Колин Норман, полагают, что, хотя ответов на эти вопросы пока нет, они могут появиться уже в ближайшие 20 лет.
Всего в списке 125 научных проблем. Для удобства редакция поделила их на 25 главных и 100 второстепенных. Первой в списке значится тайна, волновавшая человечество с древнейших времен: строение Вселенной и материи. Второй по значимости вопрос, не менее древний и столь же философский, - природа сознания. Как мыслительная деятельность связана с биологическими процессами, насколько они ее обусловливают? Остальные пункты касаются насущных задач, стоящих перед человечеством. Лечение болезней, продление жизни, проблемы экологии и демографии...
Мы попросили прокомментировать список "проклятых вопросов современной науки" доктора физико-математических наук, профессора МГУ им. М.В. Ломоносова, академика РАЕН Леонида Лескова.
- Леонид Васильевич, действительно строение материи и Вселенной - это тайна, волновавшая человечество с древнейших времен. Что мы знаем об этом сегодня?
- Я бы добавил к этому еще и происхождение Вселенной. Известны космологические теории, согласно которым Вселенная произошла 13-15 миллиардов лет назад в результате, как говорят астрономы, фазового перехода вакуума. Что это был за вакуум, что за переход - на эти вопросы ответов по сей день нет.
В момент своего рождения Вселенная имела размеры 10"" сантиметра. Эта цифра условна. Она означает тот предел, до которого работают все современные физические теории. Иначе говоря, точного ответа на вопрос, как же произошла Вселенная, какой она была до момента рождения, не существует.
- Но теперь-то мы знаем о Вселенной многое...
- Но гораздо больше мы не знаем. Существуют пространство и время, законы, которым подчиняется развитие Вселенной, -такие, как закон сохранения энергии, второе начало термодинамики и так далее. Существует материя, состоящая из элементарных частиц. Этих частиц очень много - открыто несколько сотен, а не открыто еще больше. Они взаимодействуют между собой сложным образом, тоже подчиняясь определенным закономерностям. Но тут возникает еще один загадочный вопрос: а где же все эти закономерности были, когда ничего не было? Это еще одна тайна.
Как правильно рассуждают редакторы журнала, одна из самых интересных загадок современной науки - это так называемая темная материя и темная энергия.
Данные последних лет, полученные с помощью самых современных земных и орбитальных телескопов, говорят о том, что приблизительно 75% энергии, которой располагает Вселенная, приходится на космический вакуум. А 20% - это действительно темная, или скрытая материя. Что это такое? Астрономы наблюдают поведение галактик, в которых, как известно, происходит движение звезд. И вот, сопоставив полученные теоретические результаты с тем, как звезды, согласно наблюдениям астрономов, вращаются на самом деле, ученые увидели странную вещь: для совпадения одного с другим вращающиеся массы должны быть в несколько раз больше. Это означает, что в галактиках присутствует нечто, о чем мы не догадывались: какая-то огромная скрытая масса. Она не светится, поэтому мы ее не видим. Ее и называли темной энергией. Благодаря этой энергии звезды на самом деле вращаются значительно быстрее, чем можно рассчитать теоретически. Но что это за энергия, что за материя в ней сокрыта, из чего она состоит? Ответа пока нет.
- Получается, на материю, которую мы осязаем, приходится лишь пять процентов сущего?
- Именно так. Вещество, из которого состоит наша Земля,
Солнце, другие планеты, оказывается, занимает ничтожную долю того, что есть на самом деле. Журнал утверждает, что сегодня самые сложные вопросы связаны с самыми большими и самыми малыми объектами. Самые большие - это Вселенная, галактики, а самые малые - это элементарные частицы. Их очень много - несколько сотен, а взаимодействий между ними всего четыре - гравитационные, электромагнитные, сильные и слабые (ядерные). У ученых есть желание свести их все к одному типу взаимодействий и создать, таким образом, некую Последнюю теорию Всего. Но пока этого еще не сделано.
- В статье утверждается, что "ученые убили мечту о машине времени".
- Не убили! Есть очень интересные работы на эту тему. Одну из них не так давно опубликовал академик РАН Игорь Новиков, теперешний директор обсерватории Ураниборг в Дании, основанной знаменитым астрономом Тихо Браге. Интересна и работа американского физика Алана Торна. Российский исследователь Николай Кардашев недавно издал любопытную книгу о проектах путешествий во времени, многие из которых звучат вполне научно. Составители вопросов, видимо, не совсем в курсе некоторых событий в науке. Они утверждают, например, что британские ученые посягнули на теорию относительности. Но намного раньше на нее посягали и другие: например, российский академик Анатолий Логунов создал релятивистскую теорию гравитации, альтернативную по отношению к теории Эйнштейна.
- Если первая группа вопросов связана с материей, то вторая - с природой сознания. Получается, эти две группы между собой не связаны?
- Мне не нравится это противопоставление. Еще древние античные философы считали, что Вселенная едина, и все в ней происходящее должно объясняться какими-то общими законами. Начиная со времен Декарта произошло разделение. Он предположил, что вся реальность, которую мы можем наблюдать, разделяется на две части: во-первых, это мир вещей, или неодушевленной материи, который подчиняется законам геометрии, а изучает его физика. Мир сознания по Декарту нематериален, и его должна изучать теология.
С тех пор прошло несколько сотен лет. Ученые пытаются исследовать, что же такое сознание, какова его природа. Но вернуться к первоначальной философской точке зрения античных ученых о том, что у мира материального и мира сознания одна, общая основа, пока не удается. Существуют некие фундаментальные структуры реальности, о которых нам тоже лишь предстоит узнать.
Мы привыкли думать, что сознание есть некая функция атомно-молекулярных структур мозга. Но есть и другая точка зрения. Вот, скажем, нобелевский лауреат, крупный американский нейропсихолог Джон Экклз утверждает, что на самом деле сознание нельзя свести к уже известным структурам. Есть что-то еще, о чем пока мы ничего не знаем. На этот счет существует множество гипотез, в том числе и совершенно фантастических, но ни одной четкой научной теории пока нет.
Близкую с Экклзом точку зрения развивает выдающийся российский нейрофизиолог, академик Наталья Бехтерева. Задавшись вопросом о том, как мозг читает и хранит информацию, она говорит о неких загадочных протоструктурах реальности, называя их "зазеркальем". По ее мнению, "проникнуть в истинную природу сознания означает отойти от представлений о том, что оно связано исключительно с атомно-молекулярными структурами мозга. Есть Зазеркалье - нечто более глубокое и таинственное".
Сегодня наука стоит перед необходимостью поиска неких новых материальных объектов, которые будут определять и свойства элементарных частиц, и более глубокие уровни понимания того, что происходит с нашей Вселенной, каким образом она произошла и какое место в ней занимаем мы.
- В списке присутствует уже ставший риторическим вопрос: существуют ли братья по разуму?
- Очень трудно себе представить, что мы одиноки во Вселенной. В нашей галактике 1000000000000 звезд, а галактик во Вселенной примерно столько же. Это очень много. Уже открыто более 150 планет. Все они очень большие - примерно такие, как Юпитер. Но если существуют большие планеты, то почему не должно быть планет земной группы? Они наверняка есть, а значит, на них могла развиться жизнь, аналогичная нашей. Так что наверняка наши братья по разуму где-то есть.
Еще один вопрос - готовы ли мы к такому общению. На эту тему существует огромное количество научно-популярной и философской литературы. Ведь форма жизни, с которой нам, возможно, предстоит столкнуться, совсем не обязательно будет адекватна нашим представлениям о разумном поведении. Нет никаких гарантий того, что "зеленые человечки" будут демонстрировать дружественные намерения и, самое главное, что мы поймем друг друга.