Текст книги "История философии в контексте времени"

С конца XVIII в. до начала XIX в. можно констатировать второй революционный процесс в естествознании, который как бы логически завершает окончательное становление классического естествознания. Итогом этой революции становится дисциплинарная организация классической науки. Этот процесс сопровождается следующими фактами:

– статичность объяснительных схем классического естествознания разрушается благодаря эволюционным идеям, пришедшим из области биологии, геологии, палеонтологии;

– механистическая картина природы перестаёт приравниваться к общенаучной картине мира;

– на основе соотношения разных методов, синтеза знаний, дальнейшей дифференциации научного знания формируются и развиваются разные направления классического естествознания и их стиль мышления.

В XIX в. наука остается в целом механистической и метафизической, но в ней начинают формироваться предпосылки второй глобальной революции. Этому предшествуют комплексные научные революции, в результате которых в естествознании утвердились идеи всеобщей связи, и началось стихийное проникновение диалектических воззрений.

Этап зарождения и формирования эволюционных идей – с начала 30-х гг. XIX в. до конца XIX – начала XX вв. Уже с конца XVIII в. в естественных науках (в том числе и в физике, которая выдвинулась на первый план) накапливались факты, эмпирический материал, которые не «вмещались» в механическую картину мира и не объяснялись ею. «Подрыв» этой картины мира шел главным образом с двух сторон: во-первых, со стороны самой физики и, во-вторых, со стороны геологии и биологии.

Первая линия «подрыва» была связана с активизацией исследований в области электрического и магнитного полей. Особенно большой вклад в эти исследования внесли английские учёные М. Фарадей (1791–1867) и Дж.-К. Максвелл (1831–1879). Благодаря их усилиям стали формироваться не только корпускулярные, но и континуальные («непрерывные, связные») представления.

Фарадей обнаружил взаимосвязь между электричеством и магнетизмом, ввёл понятия электрического и магнитного полей, выдвинул идею о существовании электромагнитного поля. Максвелл создал электродинамику и статистическую физику, построил теорию электро-магнитного поля, предсказал существование электромагнитных волн, выдвинул идею об электромагнитной природе света. Тем самым материя предстала не только как вещество (как в механической картине мира), но и как электромагнитное поле.

Электродинамика – классическая теория электромагнитных процессов, в которых основную роль играют взаимодействия между заряженными частицами, осуществляющиеся посредством особой формы материи – электромагнитного поля. Все электромагнитные явления могут быть описаны с помощью уравнений Максвелла. В этих уравнениях была дана количественная, математическая формулировка законов поля, выражающих его структуру. Электромагнитные взаимодействия определяют взаимодействия между ядрами и электронами в атомах и молекулах. К электромагнитному взаимодействию сводится и большинство сил, проявляющихся в макроскопических процессах – силы упругости, трения, химические связи.

Успехи электродинамики привели к созданию электромагнитной картины мира, которая объясняла более широкий круг явлений и более глубоко выражала единство мира, поскольку электричество и магнетизм объяснялись на основе одних и тех же законов (законы Ампера, Ома, Лапласа). Поскольку электромагнитные процессы не сводились к механическим, стало формироваться убеждение в том, что основные законы мироздания – не законы механики, а законы электро-динамики. Механистический подход к таким явлениям как свет, электричество, магнетизм не увенчался успехом и электродинамика все чаще заменяла механику.

Работы в области электромагнетизма сильно подорвали механистическую картину мира и положили начало её крушению. Будучи не в силах объяснить новые явления, механическая картина мира начала сходить с исторической сцены, уступая место новому пониманию физической реальности.

К концу XIX в. становилось все более очевидным, что научный метод, сводившийся к изоляции, объяснению и упорядочению, натолкнулся на свои границы. Оказалось, что его действие изменяет и преобразует предмет познания, вследствие чего сам метод уже не может быть отстранен от предмета. В результате естественнонаучная картина мира, по существу, перестает быть только естественно-научной, ибо в неё включается человек.

Второе направление «подрыва» механистической картины мира связано с исследованиями английского геолога Ч. Лайеля (1797–1875) и французских биологов Ж. Ламарка (1744–1829) и Ж. Кювье (1769–1832).

Чарльз Лайель в своем главном трехтомном труде «Основы геологии» (1830-33) разработал учение о медленном и непрерывном изменении земной поверхности под влиянием постоянных геологических факторов. Он перенёс нормативные принципы биологии в геологию, построив здесь теоретическую концепцию, которая впоследствии оказала влияние на биологию. Принципы высшей формы он перенес на познание низших форм. Лайель – один из основоположников актуалистического метода в естествознании, суть которого в том, что на основе знания о настоящем делаются выводы о прошлом. Однако Земля для Лайеля не развивается в определённом направлении, она просто изменяется случайным, бессвязным образом. Причём изменения – это у него лишь постепенные количественные изменения, без скачков, без перерывов постепенности, без качественных изменений. Это метафизический, «плоскоэволюционный» подход.

Жан-Батист-Антуан-Пьер Ламарк создал первую целостную концепцию эволюции живой природы. По его мнению, виды животных и растений постоянно изменяются, усложняясь в своей организации в результате влияния внешней среды и некоего внутреннего стремления всех организмов к усовершенствованию. Провозгласив принцип эволюции всеобщим законом развития живой природы, Ламарк, однако, не вскрыл истинных причин эволюционного развития. Он полагал, что приобретенные под влиянием внешней среды изменения в живых организмах становятся наследственными и служат причиной образования новых видов. Но передача по наследству этих приобретенных изменений Ламарком доказана не была. Главная его заслуга – создание первого в истории науки целостного, систематического эволюционного учения.

Ламарк считал, что изменение внешней среды приводит к появлению у организмов новых свойств, которые передаются по наследству. Тем самым, он выступил против теории катастроф Кювье и против метафизической теории постоянства видов. С его точки зрения, живое возникает из неживого при помощи особых материальных «флюидов», причём сначала образуются простейшие формы, затем из них развиваются более сложные («принцип градации»). Однако он считал, что сама материя не способна к самодвижению и развитие природы направляется согласно «божественной внутренней цели».

Жорж-Леопольд-Кретьен-Фредерик-Дагобер Кювье, в отличие от Ламарка, не признавал изменяемости видов, объясняя смену ископаемых фаун так называемой «теорией катастроф», которая исключала идею эволюции органического мира. Кювье утверждал, что каждый период в истории Земли завершается мировой катастрофой – поднятием и опусканием материков, наводнениями, разрывами слоев и др. В результате этих катастроф гибли животные и растения, и в новых условиях появились новые их виды, не похожие на предыдущие. Причину катастроф он не указывал, не объяснял.

В первые десятилетия XIX в. была фактически подготовлена замена метафизического способа мышления, господствовавшего в естествознании. Особенно этому способствовали три великих открытия: создание клеточной теории, открытие закона сохранения и превращения энергии и разработка Дарвиным эволюционной теории.

Теория клетки была создана немецкими учёными М.Я. Шлейденом и Т. Шванном в 1838–1839 гг. Открытие клетки и её способности к изменениям свидетельствовало о том, что растительные и животные клетки в основе имеют одинаковую структуру. Было установлено, что высшие растительные и животные организмы в своем развитии подчиняются определённым общим законам: в частности, они начинают жизнь с единой клетки, которая дифференцируется, делится, каждая вновь возникшая тоже делится, и так строится весь организм. Клеточная теория доказала внутреннее единство всего живого и указала на единство происхождения и развития всех живых существ. Она утвердила общность происхождения, а также единство строения и развития растений и животных.

Открытие в 40-х гг. XIX в. закона сохранения и превращения энергии (Ю.Р. Майер, Дж. П. Джоуль, Э.Х. Ленц) показало, что признававшиеся ранее изолированными так называемые «силы» – теплота, свет, электричество, магнетизм – взаимосвязаны, переходят при определённых условиях одна в другую и представляют собой лишь различные формы одного и того же движения в природе. Энергия как общая количественная мера различных форм движения материи не возникает из ничего и не исчезает, а может только переходить из одной формы в другую.

Теория Ч.Р. Дарвина показала, что растительные и животные организмы (включая человека) не созданы Богом в неизменном виде, а являются результатом длительного естественного развития (эволюции) органического мира, ведут свое начало от немногих простейших существ, которые, в свою очередь, произошли от неживой природы (работа «Происхождение видов путём естественного отбора» вышла в 1859 г.). Тем самым были найдены материальные факторы и причины эволюции – наследственность и изменчивость, и движущие факторы эволюции – естественный отбор для организмов, живущих в «дикой» природе, и искусственный отбор для разводимых человеком домашних животных и культурных растений.

Классическое естествознание XVII–XVIII вв. стремилось объяснить причины всех явлений (включая социальные) на основе законов механики Ньютона. В XIX в. стало очевидным, что законы ньютоновской механики уже не могут играть роль универсальных законов природы. На эту роль претендовали законы электромагнитных явлений. Была создана электромагнитная картина мира. Однако, в результате новых экспериментальных открытий в области строения вещества в конце XIX – начале XX вв. обнаружилось множество непримиримых противоречий между электромагнитной картиной мира и опытными фактами.

В 1895–1896 гг. были открыты лучи В.К. Рентгена, радиоактивность (А.Г Беккерель), радий (Мария и Пьер Кюри) и др. В 1897 г. английский физик Дж. Томсон открыл первую элементарную частицу – электрон и понял, что электроны являются составными частями атомов всех веществ. Он предложил первую (электромагнитную) модель атомов.

В 1911 г. английский физик Эрнест Резерфорд в экспериментах обнаружил, что в атомах существуют ядра, положительно заряженные частицы, размер которых очень мал по сравнению с размерами атомов, но в которых сосредоточена почти вся масса атома. Он предложил планетарную модель атома: вокруг тяжелого положительно заряженного ядра вращаются электроны. Резерфорд предсказал существование нейтрона. Но планетарная модель оказалась несовместимой с электродинамикой Максвелла.

Немецкий физик Макс Карл Эрнст Людвиг Планк в 1900 г. ввёл «квант действия» (постоянная Планка) и, исходя из идеи квантов, вывел закон излучения. Было установлено, что испускание и поглощение электромагнитного излучения происходит дискретно, определёнными конечными порциями (квантами). Квантовая теория Планка вошла в противоречие с теорией электродинамики Максвелла. Возникли два несовместимых представления о материи: или она абсолютно непрерывна, или она состоит из дискретных частиц. Названные открытия опровергли представления об атоме, как последнем, неделимом «первичном кирпичике» мироздания («материя исчезла»).

Беспокойство и смятение, возникшие в связи с этим в физике, «усугубил» Нильс Хенрик Давид Бор, предложивший на базе идеи Резерфорда и квантовой теории Планка свою модель атома (1913). Он предполагал, что электроны, вращающиеся вокруг ядра по нескольким стационарным орбитам, вопреки законам электродинамики, энергию не излучают. Они излучают её порциями лишь при перескакивании с одной орбиты на другую. Причём при переходе электрона на более далекую от ядра орбиту происходит увеличение энергии атома и наоборот. Будучи исправлением и дополнением модели Резерфорда, модель Бора вошла в историю атомной физики как квантовая модель атома Резерфорда-Бора.

Эти открытия положили начало «новой» атомистике. Если ранее атомистика опиралась на положение о дискретном, прерывистом строении материи, состоящей из неделимых частиц, атомов – последних «кирпичиков» мироздания, то после названных открытий стало ясно, что атом – система заряженных частиц. Современная атомистика признает многообразие молекул, атомов, элементарных частиц и других микрообъектов в структуре материи, их неисчерпаемую сложность, способность превращения из одних форм в другие. Тем самым, материя «предстает» не только дискретной, но и непрерывной.

Ощутимый «подрыв» классического естествознания был осуществлен А. Эйнштейном, создавшим сначала специальную (1905), а затем и общую (1916) теорию относительности. В целом, его теории основывались на том, что, в отличие от механики Ньютона, пространство и время не абсолютны. Они органически связаны с материей, движением и между собой. Сам Эйнштейн популярно выразил суть теории относительности так: «Раньше полагали, что если бы из Вселенной исчезла вся материя, то пространство и время сохранились бы. Теория относительности утверждает, что вместе с материей исчезли бы пространство и время». При этом четырехмерное пространство-время подчиняется соотношениям неэвклидовой геометрии.

Теория относительности показала неразрывную связь между пространством и временем (она выражена в едином понятии пространственно-временного интервала), а также между материальным движением, с одной стороны, и его пространственно-временными формами существования – с другой. Определение пространственно-временных свойств в зависимости от особенностей материального движения («замедление» времени, «искривление» пространства) выявило ограниченность представлений классической физики об «абсолютном» пространстве и времени, неправомерность их обособления от движущейся материи.

К принципиальным изменениям в понимании устройства мира привело появление квантовой механики. В 1923 г. Луи де Бройль выдвинул гипотезу об универсальности корпускулярно-волнового дуализма. С движением материальной частицы связан волновой процесс. Электрон проявляет себя и как частица, и как волна. Не только фотоны, но и электроны, и любые другие частицы, наряду с корпускулярными, обладают волновыми свойствами. В 1927 г. была обнаружена дифракция электронов, подтвердившая эту гипотезу.

В 1926 г. Э. Шредингер получил уравнение для волновой функции и применил его к атому водорода. Подтвердились правила квантования Бора. Были описаны волновые свойства электрона в атоме водорода. Появился способ, в принципе, позволяющий рассчитывать все явления атомной физики. Было положено начало квантовой механике. М. Борн уточнил, что волновая функция описывает вероятность нахождения частицы в той или иной точке пространства.

В 1927 г. В.К. Гейзенберг получает соотношение неопределённости, согласно которому попытка измерения координаты частицы приводит к неопределённости в определении её импульса и наоборот. Объект микромира невозможно с любой заранее заданной точностью одновременно характеризовать и координатой, и импульсом. Понятие классической траектории неприменимо к микрочастицам. Бор выдвигает общий принцип дополнительности, одним из конкретных выражений которого является соотношение неопределённости.

В 1927 г. П.А.М. Дирак применил квантовую механику к электромагнитному полю. Возникла квантовая теория поля. Поле, как квантовый объект, отличается от любой системы частиц тем, что имеет бесконечное число степеней свободы.

В 1928 г. Дирак обобщил уравнение Шредингера для электронов. Было положено начало релятивистской квантовой механике и квантовой электродинамике, описывающей два взаимодействующих поля – электромагнитное и электрон-позитронное. В результате оказалось, что вакуум имеет сложную структуру.

В 1933 г. Э. Ферми заложил теорию слабого ядерного взаимодействия, отвечающего, в частности, за бета-распад, обнаруженный Беккерелем. Его теория усилиями Р. Ф. Фейнмана, М. Гелл-Манна, Р. Маршака и Э. Ч.Д. Сударшана приняла в 1957 г. окончательный вид.

В 1967-71 гг. Ш.Л. Глэшоу, С. Вайнберг, А. Салам, Дж. Уорд, Г Хофт построили теорию электрослабого объединения, единообразно и непротиворечиво описывающую электромагнитные и слабые взаимодействия. Теория получила экспериментальное подтверждение в 1978 г. и легла в основу Стандартной модели элементарных частиц, ждущей сейчас своего экспериментального подтверждения или исправления на Большом адронном коллайдере, построенном в Женеве Европейским советом по ядерным исследованиям (ЦЕРН).

В 1973 г. для объяснения устойчивости ядер атомов М. Гелл-Манном и Дж. Цвейгом выдвигается кварковая гипотеза, в соответствии с которой все известные сильновзаимодействующие частицы составлены из нескольких видов элементарных частиц – кварков, скреплённых глюонными полями. Так возникла квантовая хромодинамика. Поставлена задача создания теории Великого объединения – электрослабого и сильного взаимодействия, а также теории «Суперобъединения» – единая теория четырёх известных полей.

Все вышеназванные научные открытия кардинально изменили представление о мире и его законах, показали ограниченность классической механики. Последняя не исчезла, но обрела чёткую сферу применения своих принципов для характеристики медленных движений и объектов сравнительно больших масс.

Открытия Дирака показали, что элементарные частицы оказались совсем не элементарными. Это сложная многоэлементная система многих тел, которая обнаруживает в себе все те структурные взаимосвязи, какие характерны для молекулы или любого объекта подобного рода.

В этот период наряду с физикой стали лидировать биология.

Вступление в XX в. ознаменовалось в биологии бурным развитием генетики. В 1900 г. законы Г.И. Менделя были переоткрыты независимо сразу тремя учёными – ГМ. де Фризом в Голландии, К.Э. Корренсом в Германии и Э. Чермаком фон Зейзенеггом в Австрии. Начало XX в. принято считать началом экспериментальной генетики, принесшей множество новых эмпирических данных о наследственности и изменчивости.

К такого рода данным можно отнести: открытие дискретного характера наследственности; обоснование представления о гене и хромосомах как носителях генов; представление о линейном расположении генов; доказательство существования мутаций и возможность вызывать их искусственно; установление принципа чистоты гамет, законов доминирования, расщепления и сцепления признаков; разработка методов гибридологического анализа.

Преодоление противоречий между эволюционной теорией и генетикой было достигнуто в синтетической теории эволюции, которая выступает основанием всей системы современной эволюционной биологии.

Принципиальные положения синтетической теории эволюции были заложены работами С.С. Четверикова (1926), Р. Фишера, С. Райта, Дж. Холдейна, Н.П. Дубинина (1929–1932) и др.

Непосредственными предпосылками для синтеза генетики и теории эволюции выступали: хромосомная теория наследственности, биометрические и математические подходы к анализу эволюции, закон Харди-Вейберга для идеальной популяции (гласящий, что такая популяция стремится сохранить равновесие концентрации генов при отсутствии факторов, изменяющих его), результаты эмпирического исследования изменчивости в природных популяциях и др.

В основе синтетической теории эволюции лежит представление о том, что элементарной «клеточкой» эволюции является не организм и не вид, а популяция. Именно популяция – та реальная целостная система взаимосвязи организмов, которая обладает всеми условиями для саморазвития, прежде всего способностью наследственного изменения в смене биологических поколений.

Элементарной единицей наследственности выступает ген (участок молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты – ДНК, отвечающий за развитие определенных признаков организма). Наследственное изменение популяции в каком-либо определённом направлении осуществляется под воздействием ряда эволюционных факторов (изменяющих генотипический состав популяции): мутационный процесс (поставляющий элементарный эволюционный материал), популяционные волны (колебания численности популяции в ту или иную сторону от средней численности входящих в неё особей), изоляция (закрепляющая различия в наборе генотипов и способствующая делению исходной популяции на несколько самостоятельных), естественный отбор – процесс, определяющий вероятность достижения индивидами репродуктивного возраста. Естественный отбор является ведущим эволюционным фактором, направляющим эволюционный процесс.

Революция в молекулярной биологии. Во второй половине 40-х гг. в биологии произошло важное событие – был осуществлен переход от белковой к нуклеиновой трактовке природы гена.

Предпосылки новых открытий в области биохимии складывались раньше. В 1936 г. в СССР А.Н. Белозерский получил из растения тимо-нуклеиновую кислоту, которая до тех пор выделялась лишь в животных организмах, что доказало тождество животных и растительных миров на молекулярном уровне. Важные идеи, открывавшие новые широкие ориентиры познания, намного опередившие свое время, были выдвинуты Н.К. Кольцовым. Ещё в 1927 г. он высказал мысль о том, что при размножении клеток осуществляется матричная ауторепродукция материнских молекул.

В начале 40-х гг. впервые появился термин «молекулярная биология». В 1944 г. американскими биохимиками (О. Эвери и др.) было установлено, что носителем наследственности является ДНК. С этого времени началось лавинообразное развитие молекулярной биологии. Последовавшие в 1949–1951 гг. исследования Э. Чаргаффа, сформулировавшего знаменитые правила, объясняющие структуры ДНК, а также рентгенографические исследования ДНК, проведенные М. Уилкинсом и др., подготовили почву для расшифровки в 1953 г. (Ф. Крик, Д. Уотсон) структуры ДНК, показавшей, что молекула ДНК состоит из двух комплементарных полинуклеотидных цепей, каждая из которых выступает в качестве матрицы для синтеза новых аналогичных цепей. Именно поэтому в хромосомах клеток молекула ДНК способна к ауторепродукции. Свойство самоудвоения ДНК обеспечивает явление наследственности. Расшифровка структуры ДНК была великой революцией в молекулярной биологии и стала ключом к пониманию того, что происходит в гене при передаче наследственных признаков.

Расшифровка структуры молекулы ДНК была лишь первым шагом на пути выявления механизма наследственности и изменчивости. Далее за относительно непродолжительный срок были получены другие важнейшие результаты: выяснена роль транспортной-РНК и информационной-РНК; начата расшифровка генетического кода; осуществлен синтез гена, теоретически решена проблема биосинтеза белка; расшифрована аминокислотная последовательность многих белков и установлена пространственная структура для некоторых из них; на этой основе выяснен принцип и особенности функционирования ферментативных молекул, химически синтезирован ряд ферментов; получены важные результаты в плане понимания организации вирусов и фагов, характер их биогенеза в клетке; заложены основы генной инженерии, содержанием которой является активное вмешательство человека в природу наследственности и её изменение в соответствии с потребностями человека, общества (это имеет и свои нравственно-ценностные аспекты).

Научная революция значительно изменила стиль научного мышления и привела к формированию современной науки, базирующейся на идее глобального эволюционизма.

Одна из важнейших идей европейской цивилизации – идея развития мира. В своих простейших и неразвитых формах (преформизм, эпигенез, кантовская космогония) она начала проникать в естествознание ещё в XVIII в. Но уже XIX в. по праву может быть назван веком эволюции. Сначала в геологии, затем биологии и социологии теоретическому моделированию развивающихся объектов стали уделять все большее внимание.

В науках физико-химического цикла идея развития нелегко пробивала себе дорогу. Вплоть до второй половины XX в. в ней господствовала исходная абстракция закрытой обратимой системы, в которой фактор времени не играет существенной роли. Ничего не изменил в этом отношении даже переход от классической ньютоновской физики к неклассической, релятивистской и квантовой. В классической термодинамике был сделан некоторый робкий прорыв – введено понятие энтропии и представление о необратимых процессах, зависящих от времени. Этим самым в физические науки была введена «стрела времени». Но, в конечном счёте, и классическая термодинамика изучала лишь закрытые равновесные системы, а неравновесные процессы рассматривались как возмущения, второстепенные отклонения, которыми следует пренебречь в окончательном описании познаваемого объекта.

Проникновение идеи развития в геологию, биологию, социологию, гуманитарные науки в XIX – первой половине XX вв. происходило независимо в каждой из этих отраслей познания. У философского принципа развития мира (природы, общества, человека) не было общего, стержневого для всего естествознания (а также для всей науки) выражения. В каждой отрасли естествознания он имел свои (независимые от другой отрасли) формы теоретико-методологической конкретизации.

Только к концу XX в. естествознание нашло теоретические и методологические средства для создания единой модели универсальной эволюции, выявления общих законов природы, связывающих в единое целое происхождение Вселенной (космогенез), возникновение Солнечной системы и нашей планеты Земля (геогенез), возникновение жизни (биогенез) и, наконец, возникновение человека и общества (антропосоциогенез). Такой моделью является концепция глобального эволюционизма. В этой концепции Вселенная предстает как развивающееся во времени природное целое, а вся история Вселенной от Большого взрыва до возникновения человечества рассматривается как единый процесс, в котором космический, химический, биологический и социальный типы эволюции преемственно и генетически связаны между собой. Космохимия, геохимия, биохимия отражают здесь фундаментальные переходы в эволюции молекулярных систем и неизбежности их превращения в органическую материю.

Теоретическим ядром современной космологии выступает релятивистская теория тяготения. Первую релятивистскую космологическую модель создал А. Эйнштейн. В соответствии с предложенной Эйнштейном моделью Вселенная конечна, замыкается сама на себя и повсюду одинакова; она имеет конечные размеры, но не имеет границ, а галактики распределены во Вселенной равномерно в соответствии с космологическим принципом.

С критикой предложенной Эйнштейном космологической модели выступил математик и физик-теоретик А.А. Фридман (1888–1925). Он показал, что теоретическая модель Эйнштейна является лишь частным решением гравитационных уравнений для однородных и изотропных моделей, а в общем случае решения нестационарны. Фридман показал, что решения такой модели не могут дать ответа на вопрос о форме Вселенной, ее конечности или бесконечности. Исходя из постулата о возможном изменении кривизны пространства во времени, Фридман нашел нестационарные решения «мировых уравнений» Эйнштейна и построил три возможные модели Вселенной. В двух из них радиус кривизны пространства монотонно растёт, и Вселенная расширяется (в одной модели – из точки; в другой – начиная с некоторого конечного объема). Третья модель давала картину пульсирующей Вселенной с периодически изменяющейся кривизной. Выбор моделей зависит от средней плотности вещества во Вселенной, но её определение пока не надежно. Во Вселенной могут присутствовать ещё не обнаруженные виды материи, дающие свой вклад в среднюю плотность.

В 1929 г. американский астроном Эдвин Пауэлл Хаббл (1889–1953) опубликовал результаты изучения спектрального состава света далеких звезд, которые показали систематический сдвиг спектральных линий к низкочастотному концу видимого спектра. Хаббл обнаружил, что это, так называемое, красное смещение возрастает пропорционально расстоянию до галактики. Стало очевидным, что удаленные галактики разбегаются «в организованном порядке»: чем дальше галактика, тем быстрее она удаляется от нас. Из этого был сделан вывод о расширении Вселенной.

Закон Хаббла даёт возможность определять возраст Вселенной через время её расширения. Этим методом он оценивается от 10 до 20 млрд лет.

В основе современных представлений об эволюции Вселенной лежит модель «горячей Вселенной», основы которой были заложены в трудах Дж. Гамова (1904–1968). Эту концепцию еще называют концепцией «Большого Взрыва», её впервые предложил в 1927 г. бельгийский астроном Ж. Леметр. В соответствии с ней, на ранних стадиях расширения Вселенная характеризовалась не только высокой плотностью вещества, но и его высокой температурой. В 1970 г. С.В. Хокинг и Р. Пенроуз получили математический результат, который был истолкован в пользу существования сингулярности и Большого Взрыва, и именно на 70-е гг. приходится пик популярности данной гипотезы.

Модель горячей Вселенной получила экспериментальное подтверждение после открытия в 1965 г. «реликтового излучения» – микроволнового фонового излучения с температурой 2,7K. Косвенным подтверждением этой модели служит также наблюдаемое обилие гелия, превышающее повсеместно 22 % по массе, обнаруженное в межзвездном газе высокое обилие дейтерия, происхождение которого можно связать лишь с ядерными реакциями синтеза легких элементов в горячей Вселенной.

Новую космологическую концепцию – синергетическую теорию происхождения Вселенной предложил И. Пригожин. Развитие Вселенной предстает в ней не как нечто основанное на единичном «чуде», а как нормальный процесс самоорганизации неравновесной среды по общим законам физики. По современным оценкам, переход от однородной Вселенной к структурной занял от 1 до 3 млрд лет. Предполагается, что в расширяющейся Вселенной случайно возникают уплотненные участки, в которых плотность постепенно возрастает. Появление таких уплотнений стало началом рождения во Вселенной крупномасштабных структур. Согласно расчетам, из этих сгущений должны были возникать плоские образования в форме дисков, которые распадались на более мелкие образования, ставшие зародышами галактик. Зародыши галактик распадались на более мелкие уплотнения, образовавшие зародыши звезд первого поколения.