Лесков Л.В. Неизвестная Вселенная Изд. 4, стереот.

Оглавление

Вступление

Все знают, что Вселенная состоит главным образом из галактик, звезд, у части из которых есть планеты. А среди этих планет могут быть и такие, на которых имеется биосфера. И вполне вероятно, что там обитают разумные существа, наши космические братья по разуму, с которыми, может быть, скоро, а может быть, в отделанном будущем предстоит встретиться.

Однако гораздо менее известно, что Вселенная – это прежде всего вакуум, в котором содержится основная часть ее энергии. Поэтому исследование Вселенной и исследование вакуума – это тематически очень близкие вопросы.

Но при чем тут нелинейность, могут спросить некоторые читатели. Дело в том, что нелинейность – это фундаментальный принцип нелинейной науки, или теории самоорганизующихся систем. А наша Вселенная именно такая система.

И следовательно, рассмотрение в едином методологическом ключе проблем вакуума и Вселенной на основе методов нелинейной науки способно значительно обогатить наше знание их тайн, получить новые неожиданные сведения и предсказания, а если повезет, то и указать новые пути создания инновационных технологий, которые могут оказаться весьма полезными для человечества.

Но это еще не все. Заглядывая за горизонт механистической парадигмы, отчасти скорректированной идеями теории относительности и квантовой механики, нельзя не видеть, что фундаментальным свойством Вселенной является Разум. Это следует из того, что в процессе ее эволюции возникли существа, способные выстраивать ее ментальные модели. И при этом не имеет значения, что науке пока известен лишь один представитель таких существ, наделенных разумом, – биологический вид "человек разумный". Эти соображения делают необходимым, анализируя фундаментальные свойства Вселенной, рассмотреть в качестве одного из них и проблему сознания.

Тема данной книги – систематический разбор всей совокупности именно этих вопросов.

Автор книги Л.В.Лесков – доктор физико-математических наук, действительный член Российской академии естественных наук и Российской академии космонавтики, профессор МГУ имени М.В.Ломоносова, где он уже немало лет читает лекционные курсы по космологии и теории нелинейных систем.

Космология Лескова (Б.Е.Черток)

Предлагаемая читателю книга является научным трудом ученого, законченным им незадолго до кончины.

Профессор Л.В.Лесков плодотворно работал в ЦНИИМАШ – головном институте ракетно-технической отрасли. Он проявил себя как блестящий инженер-экспериментатор. Под его руководством и при непосредственном участии были проведены многие десятки экспериментов на пилотируемых и автоматических космических аппаратах. Однако, несмотря на чисто инженерную загрузку, Лесков изучает проблемы далеко выходящие за пределы чисто космической деятельности. Он проявляет поистине удивительную увлеченность широким спектром вопросов философии, космонавтики, энергетики, футурологии.

При личном общении с Лесковым и в процессе преподавательской работы в МВТУ (ныне МГТУ) им. Баумана я удивлялся его энциклопедической эрудиции. Он не терпел шаблонов. Увлекаясь историей, философией, теориями развития общества, он пытался найти ответы, смело вторгаясь в монополию стандартных авторитетов. Тяжелая болезнь не позволила закончить многие замыслы.

Предлагаемая книга – последний труд ученого. Он адресован не узким специалистам, а тем, кто способен не только размышлять, но и строить разумную цивилизацию.

Вселенная известная и неизвестная (Н.Л.Лескова)

"Неизвестная Вселенная" – последняя, завершающая книга моего отца, замечательного российского ученого Л.В.Лескова. Доктор физико-математических наук, профессор, академик Российской академии естественных наук и Российской академии космонавтики Леонид Васильевич Лесков работал над ней, будучи смертельно больным и хорошо зная, что дни его сочтены. Диагноз поставили слишком поздно, когда началось обширное метастазирование всего организма. Тем не менее, с коварным недугом он боролся два года, выдержав тяжелую операцию и несколько курсов химиотерапии. Все это время он продолжал читать лекции в МГУ, участвовать в различных научных конференциях. Его рабочий день был расписан до минуты, а выходных у него не стало вообще. "Мне надо спешить", – повторял он.

Однако болезнь все увереннее воцарялась в его некогда сильном, почти не знавшем недомоганий организме. Ездить в МГУ он уже не мог – отказывали ноги. Его продолжали приглашать на лекции и семинары – он вынужден был отказываться, добавляя, что это – временно, пока не произойдет выздоровление. Он действительно верил в такую возможность. Многое было недосказано, недописано, недоделано. Последними словами, которые он произнес, было: "Мысли, мысли... Куда они теперь?"...

В последние месяцы жизни главным для него осталось – закончить еще не написанные книги. Первые главы он писал сам, каждое утро с помощью родственников усаживаясь за письменный стол. Редактируя книгу уже после смерти отца, я с болью обращала внимание, как с каждой страницей ухудшался, становился все менее разборчивым почерк. Удерживать ручку становилось все тяжелее, и последние главы книги писала под его диктовку моя мама. Через час после окончания диктовки у него началась мучительная агония, а через два дня его не стало. Расшифровывать эту лекцию нам помогали коллеги отца уже после его смерти. Профессор Лесков скончался 28 апреля 2006 года.

Книга посвящена вопросам космологии – древней и в то же время современной науки, занимающейся изучением Вселенной как единого целого. Исследования в этой области напоминают игру кошки с мышкой: человечество приоткрывает завесу одних тайн, но на смену им приходят лишь новые, еще более интригующие загадки.

Вопросы космологии, о месте которой среди других областей знания ученые спорят не один десяток лет, занимали отца чрезвычайно. Одни полагают, что космология – физическая наука, другие смело относят ее к гуманитарным знаниям. Не случайно профессору Лескову, физику по специальности, почти 50 лет отдавшему ракетно-космической отрасли, было предложено читать курс лекций по космологии именно на философском факультете МГУ им. Ломоносова. Однако свои последние книги он писал не только для своих студентов из МГУ, МАИ и МГТУ им. Баумана, где также преподавал более 20 лет, но и для всех тех, кто изучает эту науку или интересуется ею. Ведь не понимая азов космологии – науки о Вселенной, в которой мы живем, нельзя ни на шаг приблизиться к пониманию нашего мира, к пониманию нас самих, был убежден отец. Однако понять это раз и навсегда нам пока не удалось, да и вряд ли удастся в ближайшее время. Мы можем лишь приоткрывать двери в неведомое, раздвигать границы знаний, делать "шаги за горизонт".

Один из важных разделов книги – так называемые космологические парадоксы, которые оставались неразрешенными до двадцатых годов нашего столетия, когда на смену классической космологии пришла теория конечной и расширяющейся Вселенной. Но сегодня и она ставится под сомнение. Появились новые теории – например, раздувающейся или пульсирующей Вселенной, каждая из которых имеет свои сильные и слабые стороны. Но ни одну из них нельзя признать окончательной.

В литературе по космологии высказывается мнение, что различные космологические модели Вселенной, выдвинутые на основе решения уравнений общей теории относительности, могут характеризовать не просто одну нашу Вселенную, но разные состояния Вселенной в разные периоды ее существования в прошлом и будущем. Все, что не запрещено законами природы, где-нибудь и когда-нибудь может быть реализовано. Второе начало термодинамики показывает, что конец эволюции Вселенной наступит, когда выровняется температура ее вещества. Так как тепло передастся от более теплых тел к более холодным, различие их температур со временем сглаживается, и совершение дальнейшей работы становится невозможным. Эта мысль о "тепловой смерти" Вселенной была высказана еще в 1854 г. Г.Гельмгольцем (1821-1894). Мы не можем знать точно, каков будет исход противоборства расширения Вселенной и гравитационного притяжения ее вещества. Если победит тяготение, то Вселенная сколлапсирует в процессе Большого сжатия, которое может оказаться концом ее существования – или прелюдией к новому расширению. Если же силы тяготения проиграют "сражение", то расширение будет продолжаться неограниченно долго. Вещество может превратиться в безбрежное море однородного излучения, либо продолжится рассеивание темных холодных масс. В неясном далеком будущем прошедшая эпоха звездной активности может оказаться лишь кратчайшим мгновением в бесконечной жизни Вселенной.

Хотя, возможно, сценарий окажется совсем другим, чем мы можем предположить сегодня. Ведь космологическая наука не стоит на месте. Как ни одной другой науке, ей подходит определение "вечно живой". Так в настоящее время поставлена под сомнение широко распространенная теория о том, что 95% массы галактик составляет "темная материя", которую нельзя обнаружить, т.к. она слабо взаимодействует со светом, однако ее влияние на жизнь Вселенной колоссально. Совсем недавно д-р Алекс Игнатьев из Института теоретической физики в Мельбурне провел эксперимент, способный перевернуть эти представления. Отсутствие признаков существования какой бы то ни было "темной энергии" подтвердил и другой высокоточный лабораторный эксперимент, проведенный профессором Дэном Карнером из Вашингтонского университета.

В то же самое время другие ученые находят новые и не менее убедительные доказательства существования "темной материи". Так, обнаруженный в созвездии Девы, на расстоянии около 50 млн. световых лет от нас объект VIRGOHI21 оказался ни много ни мало... "темной галактикой". Международная группа астрономов во главе с Робертом Минчиным провела тщательные наблюдения за загадочным объектом, комбинируя данные, собранные радиотелескопом в Вестерборке (WSRT) и орбитальной обсерваторией Хаббл. Самые последние наблюдения подтверждают: в массивном VIRGOHI21 звезд нет, а обычная материя составляет максимум 0,2% от его массы. Таким образом, ученым удалось экспериментально показать существование массивных скоплений темной материи, которые входят в теоретическую стандартную модель Вселенной.

Другая загадка современной космологии – буквально на днях открытая особенность карликовых галактик Большое и Малое Магеллановы облака (БМО и ММО), до сих пор считавшихся спутниками нашей Галактики. Как выяснилось, они оказались вблизи нас случайно, как говорится, мимоходом. В результате исследований выяснилось, что объекты в галактиках Большой и Малое Магеллановы облака обладают неожиданно высокими скоростями и, скорее всего, просто "пролетают" мимо нашей Галактики, не являясь ее спутниками. Это открытие кардинальным образом меняет наши представления о природе галактик и самой Вселенной, а заодно рушит всю современную космологию.

Новое открытие означает, что целый ряд космологических теорий нуждаются в кардинальном пересмотре. Так, долгое время считалось, что деформация газового диска, окружающего плоскость спиральных рукавов нашей Галактики, вызвана циркуляцией вокруг нее БМО и ММО. Теперь же выясняется, что такой циркуляции не было вообще. Природа деформации газового диска становится неясной.

Необходимо найти новое объяснение и природы Магелланова потока – газового шлейфа, тянущегося за БМО и ММО на юо градусов по небосводу. Предполагалось, что его появление вызвано приливными эффектами, но теперь эту модель необходимо пересмотреть.

Ученые давно наблюдают за звездным скоплением Арки, которое находится аккурат в центре нашей галактики, и внутри которого, согласно современным астрофизическим теориям, располагается сверхмассивная черная дыра. Однако, пытаясь понять загадки ее происхождения, исследователи неожиданно наткнулись на новую тайну. Скопление Арки, как выяснилось, обладает необъяснимыми свойствами. Период его существования должен быть весьма скоротечным – от силы несколько миллионов лет. Его нынешний возраст (около пяти миллионов лет) можно расценить как старческий, но разрушаться оно, повидимому, не собирается. Наблюдения с использованием метода адаптивной оптики на "лазерных звездах" выявили обескураживающе высокую скорость движения звезд скопления: только его составляющая, перпендикулярная лучу зрения, оценивается в 200 км/с. Объяснить такую скорость движения звезд не удается. Дело в том, что скопление сформировалось, согласно нынешним представлениям, при столкновении двух газовых облаков, однако все кандидаты на эти роли обладают значительно меньшими скоростями.

Ранее в самом центре Галактики, вокруг гипотетической "черной дыры", с помощью телескопа Хаббла было обнаружено загадочное "кольцо" – дискообразное скопление из примерно четырех сотен ярких звезд. Как они могли возникнуть так близко от черной дыры, обладающей, как известно, огромным градиентом гравитации, абсолютно непонятно.

Современная космология вообще не способна дать четкое объяснение, каким образом в центрах галактик "уживаются" сверхмассивные черные дыры. Для спасения ситуации астрофизики недавно предложили теорию "гнилых" сверхмассивных квазизвезд, внутри которых развиваются незаметные внешнему наблюдателю черные дыры. В рамках этой концепции предполагается, что сверхмассивные – порядка тысячи масс Солнца – звезды могут становиться черными дырами постепенно, "по капле" поглощая вещество своей звезды. Согласно имеющимся оценкам, такие объекты должны обладать гигантскими размерами – порядка ю млрд. км. в поперечнике – и светимостью, как у целой галактики. Однако теория теорией, но "гнилых" звезд во Вселенной пока не обнаружено.Ученые надеются, что им поможет инфракрасный космический телескоп Джеймса Вебба, который должен приступить к работе в 2013 году. Он-то и обнаружит чудо-объекты, если они существуют в действительности.

Известный физик, профессор Стенфордского университета и выпускник МГУ Андрей Линде считает, что недавние и будущие открытия в области космологической науки вскоре совершенно изменят наши представления о мире, в котором мы живем. Однако и это не будет точкой: движение к истине нашего познания Вселенной может оказаться таким же бесконечным, как и сама Вселенная.

С западным коллегой был согласен и профессор Лесков. Заканчивая книгу, он высказывал уверенность в том, что поиски истины будут продолжены другими энтузиастами от науки.

Однако книга носит, прежде всего, философский, нежели чисто технический характер. Как и многие крупные ученые современности – такие, как Циолковский, Вернадский, Чижевский, Налимов, Моисеев, – профессор Лесков использовал хорошо знакомый ему язык математики и физики для философского осмысления действительности. Именно такой подход свойственен концепции русского космизма, продолжателем которого был ученый....В последние дни отец уже не приходил в сознание. Помню, я зашла в его комнату, молча постояла рядом, понимая, что помочь ничем не могу. Ничего нет в жизни страшнее, чем беспомощность перед лицом мучений наших близких. Я вышла из комнаты, но мой муж, человек, несмотря на технический склад ума, глубоко интуитивный, сказал: "Вернись, поговори с отцом". "Но он же меня не услышит", – с горечью ответила я. Однако муж продолжал настаивать. Я вернулась и сказала папе, что очень люблю его и сделаю все, чтобы издать эти книги. Он застонал в ответ, как будто делая неимоверное усилие. Я поняла, что он слышит меня и пытается что-то ответить... Утром его не стало.

Весь следующий год после смерти отца мы перечитывали, редактировали, подбирали иллюстрации, вели переговоры с издательствами и людьми, готовыми написать свои воспоминания и предисловия к книгам, – словом, проводили непростую и мало знакомую нам работу по подготовке книг к изданию. Верстку и дизайн книги мы также разработали самостоятельно. Дописывая эти строки, я понимаю: мне есть, что сделать для отца, чем ему помочь, – донести оставленные им знания до людей, которых он любил и в которых верил.

Отец был большим, неординарным ученым. Но для меня он был, прежде всего, бесконечно добрым и самым близким человеком, и, думая о нем, я понимаю, что истинная доброта воспитывает лучше всякой строгости. Он был преданным другом и любящим мужем, человеком, никогда не предававшим и не подводившим близких людей. Товарищи у него остались еще с университетской скамьи, сослуживцы знали его почти 50 лет, с единственной женой, моей мамой Людмилой Ивановной Лесковой, он прожил 52 года, перед смертью успев сказать ей, что был с ней бесконечно счастлив. Как жаль, что его больше нет.

Предисловие

Почему эта книга называется "Неизвестная Вселенная"? Экспериментальные данные, полученные недавно в космологии, привели к открытию удивительного факта: 75% энергии Вселенной относится к космическому вакууму, 20% к так называемой скрытой, или темной, материи и только оставшиеся 5% – к обычному веществу.

О космическом вакууме большинство неспециалистов думает, что это пустое пространство, в котором движутся звезды, а вокруг них крутятся планеты. Это совсем не так. Космический вакуум – сложнейший, быть может, самый сложный в природе материальный объект, который изучен пока совсем недостаточно.

А скрытая материя потому и называется скрытой, что мы ее не видим и знаем об ее существовании только на основании косвенных данных. Ее природа загадочна.

Остается только вещество, о котором нам известно довольно много. Но тоже далеко не все. В силу такого состояния наших знаний об окружающем мире у нас есть все основания называть нашу Вселенную неизвестной.

Эта книга – рассказ далеко не обо всех тайнах Вселенной. Но автор попытался остановиться на той части из них, которая с его точки зрения представляет собой научный фундамент для понимания мира как единого целого.

Первая среди этих тайн – это проблемы вакуума. Разговор о них образует ту логическую нить, вокруг которой выстраивается обсуждение всех других тем, рассматриваемых в книге.

Согласно данным космологии, наша Вселенная возникла из первоначального вакуума около 14 миллиардов лет назад в результате процесса, получившего название Большой Взрыв. В момент рождения ее размер не превышал ^-33 см, но уже через 10^-36 с он намного превзошел ее современный масштаб - 10²⁸ см.

Здесь загадочно все: и вакуум, и сверхмикроскопические размеры новорожденной Вселенной, и немыслимо грандиозный темп ее расширения. Этот темп - свидетельство расширения по экспоненциальному закону.

Но привычная нам со школьных лет классическая наука таких законов не знает, т.к. они относятся к миру нелинейных процессов. Наука, изучающая эти процессы, молода, она сформировалась лишь во второй половине XX в. Однако без ее помощи нам не разобраться в тайнах Вселенной – это ясно уже из тех цифр, которые мы только что привели. А потому нелинейность нашего мира выбрана в качестве второй стержневой темы для нашей книги.

Наша третья фундаментальная проблема – это физическая природа сознания, а также место и роль разума в эволюции Вселенной. В середине XVII в. Рене Декарт сформулировал постулат, согласно которому мир состоит из двух автономных и почти независимых друг от друга частей – res extensa (мир вещей, протяженной материи) и res cogitans (мир духа, сознания). Задача науки – изучать первый мир, второй же, как поначалу считалось, ей недоступен.

Но наука уже давно штурмует этот второй мир и добилась немалых успехов в раскрытии его тайн. Однако барьер между обоими мирами, поставленный Декартом, так и не преодолен. И лишь в конце XX в. смелый напор научной мысли начал размывать эту плотину, столетиями казавшуюся такой прочной.

О том новом знании, которое удалось получить в результате этого прорыва, пойдет речь на страницах книги. Античные философы верили в единство мира. "Нет и не будет иного сверх бытия ничего", – писал Парменид. Истина, – утверждал Гераклит, – заключается в становлении природы в ее внутреннем единстве.

Сегодня у нас появилась возможность вернуться к этим первоначальным представлениям об органическом единстве мира в обоих его аспектах - материальном и психическом. А потому единство мира, включающего в качестве своего неотъемлемого элемента феномен сознания, – это еще один поворот в логике раскрытия третьей фундаментальной проблемы, которой посвящена наша книга.

Связь между всеми тремя проблемами, которые выбраны как стержневые для книги, носит системный и органически глубинный характер. Не используя методов нелинейной науки, нельзя разобраться в загадках вакуума, а не обращаясь к анализу вакуумных протоструктур материи, невозможно раскрыть потаенные механизмы функционирования сознания. Внося же ясность в понимание этих механизмов, мы возвращаемся к изначальной идее о целостном единстве всего сущего.

На этой основе возникает и следующий вопрос: а не может ли сознание играть роль активного фактора в процессах эволюции Космоса? Но чтобы дать ответ на этот вопрос, необходимо по возможности разобраться еще с одной загадкой Вселенной - проблемой времени. Обсуждение этих вопросов также найдет место в книге.

Из всего сказанного ясно, что речь у нас пойдет о проблемах, смысл которых до конца еще не прояснен. Более того, часть этих проблем является спорной, по ним существуют прямо противоположные мнения. Тем не менее автору хотелось, не боясь парадоксов и внутренних противоречий, навести в этих вопросах тот уровень ясности, который позволяет современное позитивное знание.

Что же должно было послужить нам маяком при плавании сквозь туман этих многочисленных загадок и не сбиться при этом с единственно правильного пути? Разумеется, только одно – строгое следование принципам научной методологии. С рассказа об этих принципах и начинается книга.

Выбирая стиль книги, автор ставил перед собой цель сделать ее доступной как можно более широкому кругу читателей, которые проявляют интерес к наиболее острым проблемам современного миропредставления, но не имеют специальной подготовки. Для этого пригоден только научно-популярный характер изложения, который и использован в книге. Помня, что каждая математическая формула резко снижает число читателей, автор постарался избегать их использования в тексте, делая только самые необходимые исключения.

В работе над книгой мне были очень полезны плодотворные творческие беседы с академиками РАЕН А.Е.Акимовым, В.Н.Волченко, Г.Н.Дульневым,Л.В.Шапошниковой, Г.И.Шиповым, Ю.В.Яковцом, докторами философских наук В.В.Казютинским, В.Г.Кузнецовым, С.А.Лебедевым. Всем им я выражаю самую искреннюю благодарность.

Неоценимую помощь в оформлении рукописи мне оказали моя дочь Н.Л.Лескова и ее муж А.Ю.Афанасьев, которым я также весьма признателен.

Вряд ли мне удалось бы завершить эту книгу без добрых советов и заботы моей жены Л.И.Лесковой. Маловероятно, чтобы я смог справиться с этой работой без ее постоянной поддержки, которая давала мне силы продолжать работать, несмотря на тяжелую болезнь.

Об авторе

Лесков Леонид Васильевич

Доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник НПО "Композит", академик Российской академии естественных наук и Российской академии космонавтики. Читал курс лекций в Российской академии государственной службы при Президенте РФ, в МВТУ им. Н. Э. Баумана и в МАИ им. С. Орджоникидзе.

Л. В. Лесков обладал энциклопедическими знаниями, являлся основателем ряда научных направлений, выдвинул немало оригинальных идей в области ракетно-космической отрасли, теории динамики систем, развития науки и инноваций, энергетики и новых направлений технологии.

Основные научные труды: "Физические основы ускорителей плазмы" (М., 1970), "Космические цивилизации: проблемы эволюции" (М., 1985), "Чего не делать? Футуросинергетика России" (М., 1998), "Знание и власть. Синергетическая кратология" (М., 2001), "Нелинейная Вселенная: новый дом для человечества" (М., 2003), "Пять шагов за горизонт" (М., 2003), "Футуросинергетика. Универсальная теория систем" (М., 2005), "Синергизм: философская парадигма XXI века" (М., 2006), "О героическом энтузиазме: интеллектуальный потенциал современной цивилизации" (М., 2006), "Примет ли нас XXI век?" (М., 2009).

Данная книга — завершающий труд, увидевший свет уже после кончины ученого, подготовлен к печати его родственниками, соратниками и единомышленниками.