Говоря о лаборатории, обычно имеют в виду помещение или ряд помещений, оборудованных для проведения исследований в какой-либо конкретной области знания — физике, химии, биологии, оптике, генетике… И вдруг в качестве лабораторного полигона одна из наук — космология?
Первоначальной задачей космологии было изучение строения Вселенной. Она основывалась на материале наблюдательной астрономии, изучающей положение и движение небесных тел. Затем, после создания спектрального анализа и рождения астрофизики, космология приобрела возможность изучать эволюцию Вселенной. Для этого пришлось привлечь различные разделы физики и химии, ибо развитие Вселенной складывается из множества взаимосвязанных процессов, в которых участвуют элементарные частицы, атомы и молекулы.
С середины XX века выяснилось, что космология — наука о макрокосмосе, рассматриваемом во всей его безграничности, — тесным образом связана с наукой о микрокосмосе, изучающей процессы, протекающие в глубинах атомных ядер.
Космология оказалась способной не только объяснить то, что ранее считалось непонятным, но и делать предсказания. И эти предсказания подтверждаются специальными опытами. Такая способность — один из главных критериев правильности научной теории.
Совсем недавно, когда двадцатый век вступил в свою третью четверть, космология достигла столь высокого уровня развития, что с ее помощью можно проверять
Предсказания теории элементарных частиц — например, о свойствах ядерных частиц, которые нельзя подвергнуть контролю в наилучших современных лабораториях и в лабораториях обозримого будущего.
Так космология стала лабораторией физики.
Мы встретимся и с другими убедительными подтверждениями единства науки, изучающей природу.
Рассматривая под этим углом зрения важнейшие достижения сегодняшнего дня, нельзя обойти вниманием удивительное явление, получившее название «странный аттрактор». Впервые он появился перед учеными при изучении атмосферы. В нем как бы воплотились древние злые духи, стремящиеся ввергнуть мир в хаос, — вот когда стало ясно, почему так трудна задача предсказания погоды!
Встретившись со странным аттрактором в земной атмосфере, ученые сумели разглядеть его козни в самых разнообразных явлениях природы и в некоторых технических системах. Он появлялся почти во всех случаях, ранее казавшихся следствием неправильных расчетов или случайных воздействий. Выяснилось, что он повинен в опасных для человека нарушениях сердечного ритма, вызывает фибрилляции, с которыми так трудно бороться медикам. Нарушает работу некоторых машин и радиоприемников. Словом, сфера его деятельности обширна и затрагивает интересы медицины и метеорологии, термодинамики и биологии, радиотехники и теории механизмов и машин…
Осознав нрав странного аттрактора, представители столь полярных наук, объединившись, сумели укротить его и поставить на службу человечеству. Однако подробно речь о нем впереди.
Познакомившись с важнейшими открытиями современности, читатель подойдет к пониманию важнейшего положения материалистической философии о единстве законов, действующих в природе и отраженных в науке, этом слепке с законов природы. Читатель убедится: в единстве законов, общих для самых различных явлений природы, заключены необозримые резервы для прогресса науки и техники.
Сегодня набирает силу особый метод исследования природы, основанный на глубокой общности процессов, внешне весьма разных, относящихся к разнообразным областям науки, но допускающих описание их свойств при помощи сходных математических уравнений.
Ученый, воспринявший этот метод мышления и обладающий опытом в одной из конкретных областей знания, способен быстро и успешно входить в другие, часто весьма удаленные научные проблемы и более легко получать в них важные результаты.
Книга «Единство» ставит целью воспитание современного научного мышления у молодого человека, только вступающего в самостоятельную жизнь, чтобы помочь ему шагнуть выше и дальше предшественников на пути прогресса.
ВЕЛИКИЙ ЗАКОН
Главная цель естественных наук — раскрывать единство сил природы.
ГЛАВА 1
Симметрия и химия
Симметрия и химия
Когда речь заходит о симметрии, в памяти сразу возникают четкие формы листьев, цветов, кружевных узоров, архитектурных сооружений, словом, бросающаяся в глаза внешняя симметрия предметов. Мало кто задумывается о том, что симметрия здания зачастую следствие многократного повторения одинаковых квартир. А симметрия кристалла основывается на внутреннем порядке взаимного расположения атомов, ионов, молекул.