Диалектика природы и естествознания

Античные мыслители разрабатывали математическую теорию видимого с Земли движения планет и Солнца. Так, Птолемей, размышляя над природой созданной им геоцентрической системы, указывал на исходные положения философского порядка. Они были заимствованы из трудов Аристотеля как космолого-астрономические принципы строения мира. Вместе с тем Птолемей опирался на астрономические опытные данные, которые, по его мнению, подтверждали центральное положение Земли[128]. Ему пришлось конструировать геометрические модели мира и выбирать из них те, которые соответствовали приведенным соображениям[129]. В конечном счете ими оказались круговые орбиты с эпициклами движения планет. Такие представления о строении Солнечной системы оказались громоздкими и внутренне противоречивыми.

В трудах античных мыслителей приводились также доказательства того, что размеры Солнца больше по величине не только Луны, но и Земли (А. Самосский), выдвигались отдельные догадки о движении Земли вокруг «центрального огня» (Филолай), видимое движение небосвода объяснялось вращением Земли (X. Сиракузский), высказывались соображения об обращении Меркурия и Венеры вокруг Солнца (Гераклит и Экфант).

Эти догадки древних послужили исходными элементами для создания Коперником гелиоцентрической теории. В обосновании системы мира Н. Коперника значительную роль сыграли эмпирические наблюдения Г. Галилея, математические вычисления И. Кеплера и философские принципы Дж. Бруно. Как видно, создатели этой теории не ограничивались использованием эмпирических знаний, они опирались и на другие предпосылки, в том числе, мировоззренческого порядка.

В новое время ограниченность системы Коперника была преодолена, что знаменовало выход исследования за пределы Солнечной системы. В этот период было установлено собственное (пекулярное) движение звезд (Галилей, Брадлей, Майер). Затем были открыты кратные (двойные) звезды, представляющие собой целостную гравитационную систему, определены яркости звезд. После этого В. Гершелем была поставлена эпохальная для астрономии задача: провести обзор всех объектов звездной Вселенной и выяснить ее строение и функционирование.

В основе решения данной задачи в ньютоновской космологии лежали определенные идеализации (космологические постулаты): предполагалось, что средняя плотность распределения звезд и их светимость постоянны (однородность); Вселенная стационарна, т. е. в однородной Вселенной не происходит изменений в распределении объектов и их светимости; метрически бесконечное пространство изотропно (равноправно по всем направлениям); законы физики, открытые на Земле, действуют повсеместно.

Однако ньютоновская космология оказалась не в состоянии решить ряд возникших в ней противоречий. Например, по данным фотометрии, свечение ночного неба от звезд должно быть столь же ярким, как и от Солнца, а на самом деле это не так. По данным термодинамики, вся Вселенная должна приближаться к тепловому равновесию, в результате которого она пришла бы к состоянию «тепловой смерти». Это тоже не подтверждалось.

Современная астрономия разрешила отмеченные выше противоречия и создала новые представления о Вселенной. «Горячая» модель Фридмана — Леметра — Гамова с нестационарной метрикой пространства-времени была подтверждена открытием явления разбегания галактик и реликтового теплового излучения. Это вызвало революцию в астрономии XX в. В ее основе лежит релятивистская (эйнштейновская) космология, базирующаяся на следующих положениях: 1) гравитационное поле выступает универсальным взаимодействием в мегамире; 2) оно описывается в уравнениях Эйнштейна геометрическими характеристиками; 3) «материальное» содержание Вселенной выражается тензором энергии-импульса. Релятивистские теории в астрономии можно разделить на пять основных типов: 1) однородная и изотропная (т. е. свойства ее объектов не зависят от направления и места) статическая Вселенная; 2) однородная и изотропная эволюционирующая Вселенная; 3) однородная анизотропная Вселенная; 4) Вселенная, в которой мировое пространство-время приобретает «необычные» топологии; 5) неоднородная анизотропная Вселенная.

В настоящее время существуют и такие модели Вселенной, которые не основаны на общей теории относительности или основаны на ней лишь частично. Это модели: 1) кинематической относительности Э. Милна; 2) стационарной Вселенной Бонди — Голда — Хойла; 3) электрической Вселенной Бонди — Боннора — Литтлтона — Уитроу; 4) модель с изменяющимися мировыми константами Иордана — Дирака, К. Станюковича, Хойта — Нарликара.