Стандартная мадэль у фізіцы элементарных часціц

Як было падкрэслена ў папярэднім параграфе, на сучасным этапе развіцця навукі высветлілася, што зразумець глабальную структуру ўніверсуму немагчыма без разумення яго мікраўзроўню. Набыткі фізікі элементарных часціц фігуруюць, такім чынам, адначасова і як набыткі сучаснай касмалогіі.

У параграфе, прысвечаным станаўленню квантавай механікі было ўжо паказана, што сучасная навука выявіла грунтоўную ўзаемасувязь бесперапынных і дыскрэтных характарыстык матэрыі, так што выпраменьванне выяўляе таксама дыскрэтную (квантавую) структуру, а часціцы маюць хвалевыя ўласцівасці. У сувязі з гэтай – “сінтэтычнай” – натурай мікраўзроўню рэчаіснага свету можна сцвярджаць, што пошук і вывучэнне элементарных адзінак матэрыяльных утварэнняў (якія заўжды хвалявалі навукоўцаў) набылі асаблівае значэнне ў абсягу фізічных даследаванняў. Праўда, пасля таго як выявілася ілюзорнасць абсалютнай элементарнасці атама, фізікі вельмі асцярожна абыходзяцца з дадзеным паняццем і вядуць гаворку пра часціцы з выяўленай унутранай структурай і пра такія структурныя адзінкі матэрыі, якія расчляніць на складовыя часткі яшчэ не ўдалося (на дазены момант элементарныя ва ўласным сэнсе). Таму тэрмін “элементарная часціца” ўжываецца часам як абазначэнне аб’ектаў субатамнага ўзроўню ўвогуле, а не апошніх “цаглінак” светабудовы [46, т.2, c.442], хоць разам з тым у навуковай літаратуры праводзяцца тонкія тэрміналагічныя адрозненні ў гэтым плане (паміж фундаментальнымі і элементарнымі часціцамі). Пры гэтым выразна падкрэсліваецца адзначаная крыху вышэй суаднесенасць “элементарнасці” мікрааб’ектаў з актуальным станам даследаванняў [77, c.520].

На канец 20-х гг. ХХ ст. у фізіцы, з аднаго боку, заставалася дзейнай схема атама “пратоны, якія ўтвараюць ядро, – электроны, што яго акаляюць”, а з іншага, – прадчувалася яе недастатковасць. Адпаведныя прадчуванні сілкаваліся наяўнасцю ізатопаў. Акрамя таго, на грунце квантавай тэорыі было зроблена прадказанне, згодна з якім павінны існаваць антычасціцы (П.Дзірак). Напачатку 30-х гг. згаданыя прадчуванні і прадказанні спраўдзіліся: на эмпірычным узроўні былі выяўленыя нейтроны (незараджаныя часціцы з масай, блізкай да масы пратона, якія ўваходзяць у склад атамнага ядра) і пазітроны (антыэлектроны – амаль ідэнтычныя электронам часціцы, якія адрозніваюцца ад іх, аднак, сваім зарадам і выклікаюць пры сутыкненні з імі на высокіх хуткасцях з’яву анігіляцыі). У працэсе далейшага вывучэння працэсаў, што адбываюцца на субатамным узроўні, кола адпаведных аб’ектаў значна пашырылася і паўстала патрэба ў іх класіфікацыі.

Дадзеная задача была вырашаная ў рамках тэорыі, якая атрымала назву Стандартнай мадэлі і якая была выпрацаваная ў 60-х – 70-х гг. ХХ ст. Найгрунтоўнейшы яе прынцып надзвычай просты: вылучаюцца два тыпы элементарных мікрааб’ектаў – часціцы матэрыі і часціцы, што забяспечваюць іх узаемадзеянне (гэтаксама як пры пабудове дома нам патрэбныя будаўнічы матэрыял і сродкі, што злучаюць і трымаюць разам яго часткі). Часціцы матэрыі называюцца ферміёнамі (хвалевая функцыя, што апісвае іх паводзіны, падпарадкоўваецца статыстыцы Фермі-Дзірака), часціцы, што адказваюць за іх узаемадзеянне – базонамі (паводле адпаведнай ім статыстыкі – статыстыкі Бозэ-Эйнштэйна). Адрозненні ў паводзінах ферміёнаў і базонаў вызначаюцца іх розным спінам, паўцэлым у ферміёнаў і цэлым у базонаў.

Як вядома, у прыродзе існуе чатыры тыпы фундаментальных узаемадзеянняў:

– гравітацыйнае (гравітацыя – найслабейшая з дзейных у прыродзе сіл, але далёкасяжная; акрамя таго, вялікія, масіўныя целы могуць мець вельмі значную сілу прыцягнення, здольную перасягнуць іншыя тыпы ўзаемадзеянняў);

– электрамагнітнае (больш моцнае, чым гравітацыйнае, але таксама дзейнае на вялікай прасторавай дыстанцыі; яно мае месца, аднак, толькі пры ўмове наяўнасці ў часціц зараду; калі яны маюць зарад аднолькавага знаку, дык назіраецца іх узаемаадштурхоўванне, у адваротным выпадку – узаемапрыцягненне);

– слабое (яно здзяйсняецца на вельмі кароткіх адлегласцях – у маштабах атамнага ядра; яму належыць істотная роля пры бэта-распадзе ў рамках натуральнай радыёактыўнасці, а таксама пры рэакцыях сінтэзу ядраў у нетрах зорак; яго назва мае адносны характар: яно з’яўляецца слабым толькі ў параўнанні з папярэднім (элетрамагнітным) і наступным (моцным) тыпам узаемадзеянняў);

– моцнае (яно таксама здзяйсняецца на вельмі кароткіх адлегласцях – на ўзроўні ядра і яго складовых частак; у паўсядзённым жыцці яно, як і слабое ўзаемадзеянне, ніяк не выяўляецца) [43, c.104].

Стандартная мадэль апісвае тры апошніх тыпы грунтоўных фізічных узаемадзеянняў. Зрэшты, сілы гравітацыі ў мікрасвеце, у свеце мікрачасцінак зусім слабыя: яны ў мільярды мільярдаў мільярдаў мільярдаў разоў меншыя, чым, напрыклад, сілы электрамагнітнага ўзаемадзеяння. Тым не менш фізікі спрабавалі ўлучыць і іх у рамкі Стандартнай мадэлі. Згаданыя спробы, аднак, не прынеслі здавальняючых вынікаў.

Стандартная мадэль належыць да квантавых тэорый поля. Яе аб’ектамі з’яўляюцца палі, змяненне якіх мае дыскрэтны характар, палі, асацыяваныя з часціцамі. Першая тэорыя такога тыпу (квантавая электрадынаміка) была распрацаваная ў 40-х гг. Яна апісвала электрамагнітныя ўзаемадзеянні. Часціцамі (базонамі), што забяспечваюць іх з’яўляюцца фатоны. Фатоны разглядаюцца ў квантавай электрадынаміцы як дыскрэтныя складовыя часткі электрамагнітнага поля, праз абмен якімі часціцы матэрыі ўзаемадзейнічаюць паміж сабой. Эмісія фатона ўплывае на паводзіны часціцы, што выпраменьвае яго. Абсарбаваны іншай часціцай, ён таксама змяняе яе стан. Дадзеная тэорыя і выступіла як узор для іншых квантавых тэорый поля [43, c.104-105].

У 1967 г. была прапанаваная (сінтэтычная) тэарэтычная схема, у рамках якой былі аб’яднаныя электрамагнітнае і слабое ўзаемадзеянні: яны разглядаюцца як праявы адной электраслабой сілы (Ш.Глэшоў, С.Вайнберг і А.Салам (1926-1996)). На яе аснове было прадказана існаванне базонаў, што забяспечваюць слабое ўзаемадзеянне – W⁺ , W^- i Z⁰. Дадзенае прадказанне знайшло сваё эмпірычнае пацвярджэнне ў 1983 г. Тэорыя электраслабой сілы належыць да асноў Стандартнай мадэлі, гэтаксама як і квантавая хромадынаміка, якая апісвае моцнае ўзаемадзеянне. Базонамі, што забяспечваюць яго, з’яўляюцца глюоны (ад анг. glue – клей, склейваць).

Моцнае ўзаемадзеянне звязвае паміж сабой пратоны і нейтроны ў ядрах атамаў. Акрамя таго, у 1964 г. была прапанаваная гіпотэза (М.Гел-Ман, Д.Цвейг), згодна з якой пратоны і нейтроны маюць складаны характар: іх утвараюць часціцы, якія былі названыя кваркамі і якія мусяць мець досыць экзатычныя ўласцівасці. Па-першае, з павялічэннем адлегласці паміж імі сілы іх узаемнага прыцягнення (праз абмен глюонамі) павялічваюцца. Таму іх не ўдаецца “выбіць” з пратонаў і нейтронаў. Па-другое, яны маюць дробны электрычны зарад (+2/3 або -1/3). Акрамя таго, яны маюць такую ўласцівасць, як “колер”. Са звычайным, бачным колерам яна не мае амаль нічога агульнага. Падставай для такой аналогіі з’яўляецца трохаспектнасць згаданай уласцівасці – у падабенстве з тым, што асноўных колераў таксама тры. У гэтым дачыненні існуюць тры тыпы кваркаў – чырвоны, зялёны і блакітны (як, зрэшты, і тры адпаведныя тыпы антыкваркаў). Спалучэнне кваркаў і антыкваркаў дае ў выніку “бясколерныя”, але ў найвышэйшай ступені нестабільныя часціцы – мезоны. А вось спалучэнне трох тыпаў кваркаў у адзінае цэлае прыводзіць да ўзнікнення стабільных “белых” часцінак – пратонаў і нейтронаў.

Дадзеная канструкцыя застаецца гіпатэтычнай, бо кваркі ў свабодным стане пакуль што не былі атрыманыя. Як згадвалася вышэй, пры ўсялякай спробе аддаліць іх адзін ад аднаго сілы іх узаемапрыцягнення ўзмацняюцца. У рамках Стандартнай касмалагічнай мадэлі, аднак, даводзіцца, што на ранніх этапах пашырэння Сусвету (калі тэмпература перавышала 10¹² градусаў) яны былі свабоднымі [18, c.75]. Таму іх “вызваленне” было б важкім аргументам і на карысць Стандартнай мадэлі элементарных часціц, і Стандартнай касмалагічнай мадэлі. (Спадзяванні фізікаў і ў гэтым выпадку звязаныя з Вялікім адронным калайдэрам.)

Неабходна адзначыць, што ў рамках Стандартнай мадэлі было зроблена прадказанне, якое паставіла на карту яе лёс. Згодна з гэтым прадказаннем павінны існаваць часціцы, спін якіх роўны нулю (г. зн. яны з’яўляюцца базонамі) – і таму звязанае з імі поле не мае прывілеяванага кірунку, г. зн. з’яўляецца скалярным. Яны былі названыя базонамі Хігса (у гонар брытанскага фізіка П.Хігса, які належыць да кола пачынальнікаў гэтай ідэі). Згаданае поле напаўняе сабой універсум, і дзякуючы сувязі з ім іншыя часціцы набываюць масу (яно выступае як своеасаблівая перашкода для іх руху, г. зн. выклікае эфекты, ідэнтычныя тым, што выклікаюцца ўласцівасцю інертнасці).

Працяглы час фізікі не маглі здзейсніць эксперыментальную праверку згаданага прадказання. Улетку 2012 г., аднак, з’явіліся паведамленні, што 4-га ліпеня гэтага года падчас даследаванняў на Вялікім гадронным калайдэры базоны Хігса былі нарэшце выяўленыя [31]. Гэта сапраўдны трыўмф Стандартнай мадэлі (і сучаснай навукі ўвогуле). Тым не менш у ёй застаецца яшчэ досыць шмат недахопаў і праблем. Нават у дачыненні да базонаў і поля Хігса патрэбна яшчэ высветліць, чаму розныя часціцы па-рознаму звязваюцца з ім і атрымліваюць, такім чынам, розную масу. Як і ў выпадку Стандартнай касмалагічнай мадэлі, у яе рамках шэраг параметраў вызначаецца не на аснове ўнутраных прынцыпаў, а ўводзіцца на аснове эмпірычных абагульненняў. І, натуральна, праблема ўлучэння гравітацыі ва ўсеагульную схему застаецца, як і раней, невырашанай і актуальнай.

Такім чынам, у сучаснай навуцы вывучэнню мікрачасціц надаецца найгрунтоўнейшае значэнне. У выніку згаданага вывучэння створаная тэорыя, што апісвае адпаведны ўзровень рэчаіснасці – Стандартная мадэль. Стандартная мадэль уяўляе сабой квантавую тэорыю поля: часціцы разглядаюцца ў ёй як асацыяваныя з палямі. Паводле велічыні ўласцівага ім спіна яны падзляюцца на ферміёны і базоны. Грунтоўныя фізічныя ўзаемадзеянні (прынамсі, тры з іх – электрамагнітнае, слабое і моцнае) здзяйсняюцца праз абмен базонамі, што адбываецца паміж ферміёнамі. На аснове Стандартнай мадэлі былі зробленыя прадказанні, якія паспяхова вытрымалі эмпірычную праверку: у 1983 г. былі выяўленыя базоны, што паводле яе прадказання забяспечваюць слабое ўзаемадзеянне (базоны W⁺ , W^- i Z⁰), а ў 2012 г. – базоны Хігса (адказныя згодна з яе прадказаннем за наяўнасць у элементарных часціц масы).

ПЫТАННІ І ЗАДАННІ

1. Падумайце, чаму тэорыі, пра якія ідзе гаворка ў двух апошніх параграфах, характарызуюцца як “Стандартныя мадэлі”.

2. У тэксце даводзіцца пра класіфікацыю часціц на аснове іх спіна. Яна мае дыхатамічны характар: згодна з ёй існуюць два тыпы згаданых мікрааб’ектаў. Гэта ферміёны, якія маюць паўцэлы спін (напрыклад, кваркі, электроны) і базоны, у якіх ён перадаецца цэлым лікам (напрыклад, фатоны). Якія высновы, на Вашу думку, можна зрабіць на аснове гэтага факта?

3. Як Вы лічыце, наколькі правамерна падзяляць мікрачасціцы на элементарныя і фундаментальныя (найпрасцейшыя і структураваныя)?

4. Паспрабуйце прапанаваць іншую, чым згаданыя ў папярэдніх пытаннях, падставу для класіфікацыі элементарных часціц (у выкананні дадзенага задання можа дапамагчы слоўнік асноўных паняццяў).

4.9. Прынцыпы сіметрыі і захавання ў сучаснай фізіцы

Тэрмін “сіметрыя” зведаў у кантэксце гістарычнага развіцця навукі пэўныя метамарфозы – і ў семантычным плане, і з пункту погляду сферы свайго ўжывання. Ён паўстаў у антычнай культуры і азначаў адпачаткова сувымеранасць. Неўзабаве, аднак, ён набыў больш агульнае і глыбокае значэнне: наяўнасць сіметрыі канстатавалася ўжо ў тым выпадку, калі адпаведны аб’ект уяўляў сабой гарманічнае цэлае, пагрунтаванае на дачыненнях прапарцыянальнасці паміж яго часткамі. Такое значэнне надоўга замацавалася за дадзеным тэрмінам. У ХVІІ ст., аднак, у яго ўжыванні зноў адбыліся кардынальныя змены: матэматыкі пачалі вытлумачваць сіметрыю як роўнасць паміж супрацьлеглымі (напрыклад, правай і левай) часткамі геаметрычных фігур. Відавочна, што аднолькавасць гэтых частак дазваляе мяняць іх месцамі без якіх-небудзь наступстваў для цэлага. Гэта азначае, што цэлае, геаметрычная фігура, выступае як інварыянт у дачыненні да пэўных матэматычных аперацый з яго элементамі. На гэтым грунце фактычна і паўстала сучаснае навуковае разуменне сіметрыі. Самым істотным чынам яго ўзнікненню паспрыяла таксама распрацоўка алгебраічнай тэорыі груп, якая дала навукоўцам эфектыўныя матэматычныя сродкі для тэарэтычнага апісання тых феноменаў, што разглядаюцца імі пад знакам і ў кантэксце згаданага разумення. Згодна з ім сіметрыя – гэта інварыянтнасць пры трансфармацыях, звязаных з пэўнай групай [23]. (Група – гэта непустое мноства з вызначанай на ім аперацыяй, якая аб’ядноўвае любыя два з яго элементаў, так што атрымліваецца трэці элемент.)

Неабходна адзначыць, што пачынаючы ад Антычнасці і да ХІХ ст. паняцце сіметрыі ўжывалася галоўным чынам у сферы эстэтыкі і матэматыкі. З сярэдзіны ХІХ ст., дзякуючы вывучэнню крышталёў і з’явы палярызацыі святла, яно патрапляе ў абсяг фізічных даследаванняў, хоць ідэя інварыянтнасці грунтоўных механічных законаў пры пераходзе ад адной інерцыяльнай сістэмы адліку да другой (г. зн. ідэя сіметрыі) заняла істотнае месца ўжо ў класічнай механіцы (г. зн. ужо ў ХVІІ ст.). У рэлятывісцкай фізіцы, у ператварэннях Лорэнца, згаданая ідэя была абагульненая на фізічныя законы ўвогуле. Дадзены момант надзвычай важны для самой магчымасці навукі як пэўнай разнавіднасці пазнавальнай дзейнасці: інварыянтнасць законаў прыроды пры перамяшчэнні ў прасторы і часе дазваляе паўтарэнне эксперыментаў у розных месцах і ў розны час, без чаго інтэрсуб’ектыўны навуковы дыскурс здзяйсняцца не можа [80, c.166].

У дачыненні да фізічных сістэм сіметрыю можна вызначыць як іх уласцівасць не адрознівацца ад свайго першапачатковага стану пры пэўных пераўтварэннях. На сённяшні дзень дадзенае паняцце знаходзіцца ў цэнтры ўвагі фізікаў. Менавіта з ім звязваюцца спадзяванні навуковай супольнасці стварыць адзіную тэорыю грунтоўных фізічных узаемадзеянняў і зразумець працэс пашырэння нашага ўніверсуму, пачынаючы з самых ранніх яго этапаў. Пры гэтым важна адзначыць, што ў сучаснай фізіцы сіметрыя разглядаецца ў шчыльнай узаемасувязі з асіметрыяй і згаданы разгляд спалучаецца з аналізам іх суадносінаў з парадкам і беспарадкам. Хоць на інтуітыўным узроўні і падаецца відавочным, што сіметрыя звязаная з упарадкаванымі структурамі, а асіметрыя хутчэй з хаатычным станам матэрыі, гэта не заўжды так. Фактычна, арганізацыя Сусвету і яго падсістэм адбываецца на аснове ўзаемадзеяння дадзеных фактараў, і нярэдка працэсы ўпарадкавання таго ці іншага сегменту рэчаіснасці выклікае менавіта асіметрыя.

Істотнае значэнне маюць у дадзенай сувязі тыя выпадкі, калі яна выяўляецца ў форме спантаннага парушэння сіметрыі. Магчыма, нават наш Сусвет паўстаў менавіта такім чынам – са спантаннага парушэння сіметрыі квантавага вакуўму. Калі прывесці больш “рэалістычны” прыклад, дык можна ўзгадаць працэс узнікнення крышталёў. Цвёрдыя целы больш упарадкаваныя, чым вадкасці, але менш сіметрычныя: яны маюць прывілеяваныя напрамкі і пункты ў сваёй структуры, у той час як вадкасці з’яўляюцца ізатропнымі і аднароднымі.

Феномен сіметрыі шчыльна звязаны з законамі захавання, якія фіксуюць нязменнасць пэўнай велічыні ў закрытых сістэмах з цягам часу. Разглядаючы праблемы класічнай фізікі, мы маглі ўжо пераканацца ў тым, што згаданым законам належыць істотнае месца ў яе абсягу. Сувязь паміж імі і сіметрычнымі трансфармацыямі фізічных сістэм (трансфармацыямі, што не змяняюць іх паводзіны) была выяўлена ў тэарэме, упершыню даказанай (яшчэ ў другім дзесяцігоддзі ХХ ст.) нямецкай жанчынай-матэматыкам Э.Нётэр (1882-1935). Згодна з гэтай тэарэмай кожнаму віду такіх трансфармацый (кожнаму віду сіметрыі) адпавядае закон захавання пэўнай велічыні. Так, захаванне энергіі вынікае з інварыянтнасці ператварэнняў у часе (з якой звязана яго аднароднасць: выбар адпачатковага моманту не мае значэння), захаванне імпульсу – з інварыянтнасці ператварэнняў у прасторы (што сведчыць пра яе гамагенны характар, г. зн. пра магчымасць адвольнага выбару пачатковага пункту). З нязменнасцю паводзінаў фізічнай сістэмы ў працэсе вярчэння (якая сведчыць пра ізатрапію прасторы: усе кірункі ў ёй раўнапраўныя) звязана захаванне арбітальнага імпульсу (моманту імпульсу).

Надзвычай важнае значэнне ў кантэксце развіцця сучаснай фізікі мела выяўленне ўзаемасувязі паміж законам захавання электрычнага зараду і адвольнасцю фазы хвалевай функцыі. Як вядома, хвалевая функцыя апісвае стан мікрачасціцы (напрыклад, электрона) і пэўнае яе значэнне можна падаць у выглядзе вектара на плоскасці. Яго арыентацыя і была названая фазай. Тэарэтычная канструкцыя, што апісвае рух і ўзаемадзеянне электрона з электрамагнітным выпраменьваннем (тэорыя такога кшталту была прапанаваная, як указвалася вышэй, П.Дзіракам), не меняецца пры ідэнтычнай мадыфікацыі фазы ва ўсіх пунктах прасторы-часу (г. зн. пры аднолькавым змяненні арыентацыі згаданага вектара на плоскасці). На інтуітыўным узроўні падаецца ясным, што ў выпадку незалежных адна ад адной яе мадыфікацый у розных прасторава-часавых пунктах сіметрыя тэорыі мусіць парушыцца. Аднак нямецкі філосаф, фізік і матэматык Г.Вейль (1885-1955) выказаў ідэю, што пры ўвядзенні дадатковага поля, надзеленага ўласцівасцю кампенсаваць (калібраваць) згаданае парушэнне, адпаведную сіметрыю можна выратаваць. Калі гаворка ідзе пра тэорыю, што апісвае ўзаемадзеянне электрона з электрамагнітным выпраменьваннем, дык такую “калібравальную” ролю натуральным чынам выконвае электрамагнітнае поле. У іншых выпадках функцыю аднаўлення інварыянтнасці пры адвольных трансфармацыях (лакальнай сіметрыі) павінны ўзяць на сябе іншыя віды палёў.

Той момант, што ідэя лакальнай калібравальнай сіметрыі мае грунтоўны эўрыстычны патэнцыял, надзвычай яскарава выявіўся ў другой палове ХХ ст. Ёй належала істотнае месца ў кантэксце распрацоўкі разгледжанай вышэй Стандартнай мадэлі элементарных часціц, у якой палі, праз якія здзяйсяюцца фундаментальныя фізічныя ўзаемадзеянні, якраз і выконваюць функцыю забеспячэння лакальнай калібравальнай сіметрыі. Зрэшты, моманту асіметрыі ў ёй таксама аддаецца належнае. Тая акалічнасць, што моцныя і слабыя ўзаемадзеянні здзяйсняюцца на вельмі кароткіх адлегласцях у адрозненне ад электрамагнітных, для якіх характэрны адвольны, неабмежаваны дыяпазон дзеяння, тлумачыцца спантанным парушэннем адпачатковага сіметрычнага стану рэчаў, калі ўсе калібравальныя палі спалучаліся з базонамі, маса якіх была роўная нулю, і таму маглі распаўсюджвацца на адвольна вялікую адлегласць [18, c.96-97].

Як адзначалася напачатку параграфа, фізікі спадзяюцца стварыць пры дапамозе прынцыпу сіметрыі (дакладней, “суперсіметрыі”) адзіную тэорыю грунтоўных фізічных узаемадзеянняў. Суперсіметрыя азначае ў дадзеным выпадку, што базоны і ферміёны, “г. зн сіла і матэрыя з’яўляюцца двума бакамі аднаго медаля” [43, c.115]. У сувязі з гэтым кожная з вядомых нам часціц павінна мець адпаведніка, які належыць да супрацьлеглай групы (электрону, напрыклад, які з’яўляецца ферміёнам, павінен адпавядаць селектрон, які належыць да базонаў). Такое падваенне зрабіла б магчымым пераадоленне істотных праблем матэматычнага парадку, што паўсталі на шляху стварэння Вялікай аб’яднальнай тэорыі. На жаль, аднак, на сучасным этапе развіцця навукі праверка адпаведных (унутрана досыць звязных) тэарэтычных пабудоў выглядае праблематычнай (на той падставе, напрыклад, што партнёры вядомых нам часціц мусяць быць надта масіўнымі – маса часціцы, што адпавядае пратону, мусіць перавышаць яго масу ў тысячу разоў, калі не болей, што істотным чынам абцяжарвае іх дэтэктацыю [43, c.115]). Зрэшты, і іх унутраная кагерэнтнасць зусім не азначае, што ў сувязі з імі не паўстаюць сур’ёзныя тэарэтычныя пытанні (напрыклад, у дачыненні да сутнасці тых парушэнняў (супер)сіметрыі, што прывялі да стану рэчаў, які мы назіраем зараз) [77, c.530].

Такім чынам, тэрмін “сіметрыя” эвалюцыянаваў у навуковай культуры – і ў семантычным плане, і з пункту погляду сферы свайго ўжывання. У выніку згаданай эвалюцыі грунтоўнае значэнне ў яго разуменні набыў момант інварыянтнасці сістэмы пры пэўных пераўтварэннях. У сучаснай яго інтэрпрэтацыі дадзены момант заняў цэнтральнае месца. Першапачаткова пераважнымі сферамі ўжывання дадзенага тэрміна былі матэматыка і эстэтыка. У Новы час, аднак, ён увайшоў у слоўнік фізікаў, а адпаведная праблематыка – у абсяг фізічных даследаванняў. У сучаснай фізіцы дадзенай праблематыцы надаецца грунтоўнае значэнне. Пры гэтым сіметрыя разглядаецца ў шчыльнай узаемасувязі з асіметрыяй і згаданы разгляд спалучаецца з аналізам іх суадносінаў з парадкам і беспарадкам. Дадзеныя суадносіны маюць досыць неадназначны характар: сіметрыя не заўжды звязаная з больш упарадкаванымі структурамі, чым асіметрыя. Фактычна, арганізацыя Сусвету і яго падсістэм адбываецца на аснове ўзаемадзеяння дадзеных фактараў. Асіметрыя істотным чынам спрыяе ёй, і грунтоўнае значэнне ў гэтым плане мае феномен спантаннага парушэння сіметрыі. Розныя віды сіметрычных пераўтварэнняў звязаныя з пэўнымі законамі захавання (сіметрыя адносна пераўтварэнняў у часе, напрыклад, – з законам захавання энергіі). У другой палове ХХ ст. асаблівае значэнне набыла ідэя лакальнай калібравальнай сіметрыі, якая характарызуе інварыянтнасць паводзінаў фізічнай сістэмы пры адвольных пераўтварэннях у прасторы і часе. Ёй належала грунтоўная роля ў працэсе распрацоўкі сучаснай тэорыі элементарных часціц (Стандартнай мадэлі). На дадзены момант прынцыпы сіметрыі і захавання працягваюць выконваць істотную эўрыстычную функцыю ў фізічным пазнанні.

ПЫТАННІ І ЗАДАННІ

1. Паспрабуйце разгледзець апісаныя ў тэксце параграфа метамарфозы ў разуменні і ўжыванні тэрміна “сіметрыя” ў кантэксце развіцця навуковай культуры і ў агульнакультурным кантэксце. Ці выглядаюць яны ў Вашых вачах заканамернымі? Чаму?

2. Якія высновы філасофскага парадку Вы зрабілі б з таго, што і сіметрыя, і асіметрыя задзейнічаныя ў арганізацыі Сусвету і яго падсістэм?

3. Пастарайцеся ўзгадаць, што і ў якой сувязі даводзілася пра законы захавання ў параграфах, прысвечаных класічнай механіцы і класічнай тэрмадынаміцы.

4. Як падкрэслівалася вышэй, І.Кант лічыў законы і прынцыпы адпачаткова, да ўсякага досведу наяўнымі ў нашым розуме і бачыў іх прызначэнне ва ўпарадкаванні разнастайнага эмпірычнага матэрыялу. Прааналізуйце ў гэтым кантэксце прынцыпы захавання і сіметрыі. Ці не з’яўляюцца яны досыць яскравым сведчаннем правамернасці кантаўскай пазіцыі?

5. Паспрабуйце прааналізаваць прынцыпы захавання і сіметрыі ў эстэтычным кантэксце, у кантэксце эстэтычных асноў сучаснага прыродазнаўства.

4.10. Праблема грунтоўных сусветных канстант

Сусвет, які мы жывем, уражвае сваёй веліччу і прыгажосцю, багаццем фарбаў і формаў, разнастайнасцю структур (прыгадаем Кантава “зорнае неба нада мной”!) Арганізаванасць, структураванасць характарызуе яго на ўсіх ягоных узроўнях – ад утвораных, магчыма, праз узаемадзеянні кваркаў пратонаў і нейтронаў да гіганцкіх касмічных структур, найвялікшай з якіх на нашым чалавечым даляглядзе з’яўляецца бачны ўніверсум, які пашыраецца. У пэўным яго сегменце (можа быць, нават не ў адным) паўсталі звышскладаныя – актыўныя і аўтаномныя – макраструктуры, на вяршыні якіх – здольныя да рэфлексіі над найглыбейшымі пытаннямі быцця істоты.

Сучасная навука сведчыць, аднак, што наш Сусвет мог бы быць зусім іншым (нават шэрым і аднастайным). Справа ў тым, што яго ўласцівасці (памеры і энергетычныя ўзроўні атамаў, маса і працягласць існавання зорак, характарыстыкі жывых істотаў і г.д.) абумоўленыя шэрагам фізічных канстант (і таму да іх цалкам правамерна дадаюцца эпітэты “грунтоўныя” і “сусветныя”). Адметнасцю гэтых канстант з’яўляецца іх незалежнасць ад адзінак вымярэння: яны аднолькавыя ва ўсіх сістэмах такіх адзінак [18, c.71-72]. У якасці прыкладаў найважнейшых з іх можна прывесці суадносіны хуткасці электрона ў найменшым энергетычным стане ў атаме вадарода і хуткасці святла (гэта канстанта тонкай структуры; яна роўная 1/137); суадносіны масы электрона і масы пратона, якія складаюць прыкладна 1/1836; суадносіны сілы гравітацыйнага і сілы электрамагнітнага ўзаемадзеяння паміж электронам і пратонам, лікавае значэнне якіх вельмі і вельмі малое – 10^-39 [18, c.71-72].

У дадзенай сувязі паўстае шэраг надзвычай важных пытанняў, на якія сучасная фізіка дае толькі ў найвышэйшай ступені гіпатэтычныя адказы. Хоць згаданыя канстанты ўводзяцца ў ёй найчасцей як адвольныя велічыні, навукоўцы тым не менш засяроджана шукаюць, ці не існуе прынцып, які задае іх. І калі так, дык што ён уяўляе сабой? Акрамя таго, чаму значэнні грунтоўных канстант зададзеныя менавіта такім чынам, што дапускаюць узнікненне жыцця? І ці здольная навука ўвогуле справіцца з гэтай “тонкай наладкай” універсуму (дастаткова нязначнага іх змянення, каб зрабіць жыццё немагчымым) пры дапамозе сваіх уласных, рацыянальных сродкаў, не клічучы на дапамогу рэлігію? [43, c.144]

Трэба адзначыць, што ў сучаснай фізіцы рабіліся спробы адказаць на некаторыя са згаданых пытанняў на аснове грунтоўных тэарэтычных абагульненняў. Так, у 1919 г. нямецкі матэматык і фізік Т.Калуца (1885-1954) прапанаваў тэорыю, што грунтавалася на ўяўленні пра 5-мерную прастору-час. У яе рамках першая і трэцяя са згаданых вышэй канстант былі вытлумачаныя як зададзеныя палямі, што змяняюцца ў прасторы-часе. Такім чынам, яны знайшлі ў ёй тэарэтычнае абгрунтаванне, згубіўшы разам з тым статус канстантных велічынь [18, c.72].

Да падобных вынікаў прывяла і тэорыя струн: у ёй не змяшчаецца ніякіх грунтоўных, незалежных ад адзінак вымярэння канстант, усе адпаведныя велічыні вызначаюцца зменлівымі ў прасторы-часе палямі, звязанымі з гравітацыйным полем (якім задаецца ўсеагульная геаметрыя прасторы-часу). Асновай гэтай тэарэтычнай канструкцыі з’яўляецца абагульненае ўяўленне пра элементарную часціцу: яна падаецца тут у выглядзе выцягнутага ў адным вымярэнні аб’екта (“струны”), які, вібруючы, распаўсюджваецца ў прасторы. Дадзенае ўяўленне было прапанавана ўпершыню пры канцы 60-х гг. ХХ ст. для апісання пэўных з’яў, што маюць месца пры сутыкненні пратонаў і іншых часціц, якім уласцівае моцнае ўзаемадзеянне [77, c.528]. Трэба адзначыць, што і ў гэтай тэорыі, у якой пэўныя мікрачасціцы і іх масы знаходзяцца ў адпаведнасці з пэўнымі тыпамі вібрацыйнага руху згаданых аб’ектаў, паўстае неабходнасць увядзення дадатковых (скрытых, згорнутых, магчыма, да ўзроўню 10^-33 cм) вымярэнняў прасторы-часу (іх лік мусіць быць даведзены да 10 ці нават 26) [77, c.528]. Акрамя таго, у ёй не даецца адказ на пытанне, чаму характэрныя для нашага Сусвету фізічныя велічыні атрымалі менавіта такое значэнне, а не іншае: у сучаснай яе версіі (тэорыі “суперструн”)[101] паўстае безліч адпаведных магчымасцяў [18, c.73].

У рамках іншага тэарэтычнага падыходу, аднак, множнасць, вырыятыўнасць магчымага ўладкавання рэчаіснасці (множнасць магчымых універсумаў) робіцца зыходным пунктам для пошукаў адказу на пастаўленыя вышэй пытанні. Сярод прыхільнікаў дадзенай канцэпцыі адзначым С.Хокінга. Фізічнай падставай адпаведных яго даследаванняў з’яўляецца М-тэорыя[102]. Акрамя таго, ім быў задзейнічаны ў дадзеным кантэксце антропны прынцып.

Што да М-тэорыі, дык “дык яна не з’яўляецца тэорыяй у звычайным сэнсе. Яна складаецца з цэлай сукупнасці розных тэорый, кожная з якіх дае добрае апісанне пэўнай часткі фізічных сітуацый” [43, c.13]. (Такім чынам, С.Хокінг скептычна ставіцца да магчымасці стварыць адзіную грунтоўную фізічную тэорыю, тэорыю ўсяго. Толькі сістэма розных тэарэтычных пабудоў можа фігураваць у такой якасці.) Згодна з антропным прынцыпам (у выразнай форме прапанаваным упершыню ў 1973 г. англійскім астраномам Б.Картэрам) “сам факт нашага існавання вызначае, адкуль і ў які час мы можам назіраць універсум. Гэта азначае, што наша наяўнасць абмяжоўвае магчымыя прыкметы асяроддзя, у якім мы знаходзімся” [43, c.152]. У такой фармулёўцы згаданы прынцып выступае як слабы. Паводле моцнай яго версіі ў інтэрпрэтацыі С.Хокінга і яго аднадумцаў “факт нашага існавання задае абмежаванні не толькі для нашага асяроддзя, але і для формаў ды зместу законаў прыроды” [43, c.152].

Дзякуючы таму, што М-тэорыя дапускае існаванне розных універсумаў, яна дазваляе рацыянальна растлумачыць субтыльную прыдатнасць бачнага Сусвету да ўзнікнення складаных структур, жыцця і ў канчатковым выніку разумных істотаў. С.Хокінг і Л.Млодзінаў пішуць у дадзенай сувязі: “Як значэнне абумоўленых уласцівасцямі асяроддзя выпадковасцяў на ўзроўні Сонечнай сістэмы абмяжоўваецца нашымі ведамі пра тое, што існуюць мільярды такіх сістэм, гэтак і тонкія наладкі прыродных законаў растлумачваюцца існаваннем шматлікіх універсумаў” [43, c.163]. Сапраўды, няма нічога дзіўнага ў тым, што ў мностве спробаў прырода стварыла і такі складаны, багаты на формы і фарбы Сусвет, як наш. На жаль, праўда, ні антропны прынцып, ні канцэпцыя мультыверсуму не з’яўляюцца на сённяшні дзень бясспрэчнымі набыткамі навукі.

Такім чынам, уласцівасці нашага Сусвету абумоўленыя шэрагам грунтоўных фізічных канстант. Сучасная навука можа даць толькі ў найвышэйшай ступені гіпатэтычныя адказы на пытанні пра тое, чым тлумачацца іх лікавыя значэнні і чаму гэтыя значэнні зададзеныя так, што дапускаюць узнікненне складаных структур і ў канчатковым выніку разумнага жыцця. У пэўных тэарэтычных праектах яны разглядаюцца як вызначаныя зменлівымі ў прасторы-часе палямі, губляючы пры гэтым, аднак, статус канстант. Звязаная з падобным падыходам варыятыўнасць магчымага ўладкавання фізічнай рэчаіснасці можа фігураваць як аснова для адказу на прыведзеныя вышэй пытанні. Гэта мае месца ў рамках М-тэорыі, якая дапускае існаванне мноства розных універсумаў. Таму яна дазваляе рацыянальным чынам растлумачыць “тонкую наладку” нашага ўніверсуму на ўзнікненне ў ім жыцця, бо цалкам натуральна, што ў мностве спробаў прырода стварыла і такі складаны, багаты на формы і фарбы Сусвет, як наш. Істотнае месца ў адпаведных тэарэтычных пабудовах займае таксама антропны прынцып, які (гэтаксама як і ўяўленне пра мультыверсум) мае на сённяшні дзень у найвышэйшай ступені дыскусійны характар.

ПЫТАННІ І ЗАДАННІ

1. Разгляд праблемы грунтоўных сусветных канстант з неабходнасцю выходзіць на ўзровень фундаментальных светапоглядных пытанняў. Прааналізуйце магчымыя светапоглядныя інтэрпрэтацыі таго факту, што іх значэнні зададзеныя ў межах невялікага дыяпазону, у якім яны робяць магчымым узнікненне ў нашым Сусвеце жыцця. Якой з іх Вы аддаеце перавагу? Чаму?

2. Як суадносяцца паміж сабой антропны і згаданы вышэй (гл. 1.3.2.) каперніканскі прынцып?

3. Наколькі слушнай і прадуктыўнай у навуковых адносінах падаецца Вам ідэя мультыверсуму? Адказ абгрунтуйце.

4. У тэксце параграфа даводзіцца пра скептычнае стаўленне С.Хокінга і Л.Млодзінава да магчымасці стварэння адзінай вялікай фізічнай тэорыі. Прааналізуйце гэты факт. Ці не з’яўляецца згаданая пазіцыя шкоднай у тым плане, што яна вядзе да знікнення з далягляду навукоўцаў надзвычай складанай і надзвычай цікавай праблемы?

4.11. Праблема існасці жыцця ў сучаснай філасофіі і навуцы

Як было падкрэслена вышэй (1.3.4), сучасныя біёлагі нячаста звяртаюцца да праблематыкі жыцця як такога. Яны аддаюць перавагу спецыяльным пытанням, апраўдваючы гэта агульнай тэндэнцыяй сучаснай навукі засяроджвацца на канкрэтных і спецыяльных праблемах.[103] У некаторых выпадках, аднак, згаданай праблематыцы надаецца належная ўвага і атрымліваюцца сур’ёзныя і цікавыя тэарэтычныя вынікі. Ж.Манод, напрыклад, лічыць, што спецыфіка жывога выяўляецца найперш у трох характарыстыках: тэлеанаміі (жывыя істоты надзеленыя праектам, які яны рэпрэзентуюць у сваёй структуры і які здзяйсняецца ва ўсіх праявах іх жыцця) [64, c.22], аўтаномным марфагенезе (жывыя істоты набываюць сваю форму і ўвогуле, і ў дэталях праз дзеянне ўнутраных фактараў) [64, c.24], інварыянтным узнаўленні (здольнасці рэпрадуктаваць і перадаваць інфармацыю, адпаведную ўласнай структуры) [64, c.25]. (Варта зазначыць, што такія характарыстыкі, як аўтаномны марфагенез і інварыянтнае ўзнаўленне, наяўныя таксама ў крышталёў. Праўда, колькасць і складанасць інфармацыі, якая ўспрымаецца, увасабляецца і перадаецца на іх узроўні, на шмат парадкаў ніжэй, чым у жывых істотаў. Тым не менш, калі б разгляд праблемы абмяжоўваўся толькі гэтымі момантамі, крышталі неабходна было б улучыць у сферу жывога.)

У працэсе далейшага аналізу Ж.Манод даводзіць пра глыбокую узаемасувязь згаданых характарыстык. Сутнасць праекта, які здзяйсняецца на ўзроўні жывых істотаў, вызначаецца той інфармацыяй, якая рэпрадуктуецца і транслюецца імі. Гаворка ідзе пра інварыянтную інфармацыю, уласцівую віду, да якога належыць тая ці іншая істота. Мэтай яе структур, здзяйсненняў, усіх яе дзеянняў з’яўляецца, такім чынам, падтрыманне пэўнага, характэрнага для дадзенага віду ўзроўню арганізацыі, упарадкаванасці, зафіксаванага ў згаданай інфармацыі (якую ў сувязі з гэтым навуковец называе тэлеанамічнай) [64, c.26-27]. Тэлеанамічная інфармацыя, у сваю чаргу, не выяўляецца інакш, як праз аўтаномны марфагенез [64, c.28].

Наяўнасць грунтоўнай сувязі паміж згаданымі характарыстыкамі жывога, падкрэслівае Ж.Манод, не дае падстаў для іх змешвання, для адмаўлення і ігнаравання адрозненняў паміж імі. Аўтаномны марфагенез з’яўляецца не столькі характэрнай рысай жывога, колькі механізмам яго ўзнікнення, які дзейнічае і на ўзроўні структур, што забяспечваюць інфармацыйную інварыянтнасць, і на ўзроўні тэлеанамічных структур. Адрозніваюцца паміж сабой і гэтыя апошнія, яны адрозніваюцца ўжо сваім базавым біяхімічным субстратам: тэлеанамічныя здзяйсненні забяспечваюцца бялковымі макрамалекуламі, а інфармацыйная інварыянтнасць – малекуламі нуклеінавых кіслот [64, c.29].

Ж.Манод падкрэслівае таксама выключны статус жывога ва ўніверсуме, у якім згодна з другім пачаткам тэрмадынамікі дамінуе тэндэнцыя да разбурэння і хаосу. Працэсы аднаўлення і развіцця высокаарганізаваных структур, якімі з’яўляюцца жывыя істоты, сапраўды выглядаюць дзіўнымі і неадпаведнымі сутнасці прыроднай рэчаіснасці, калі яе разглядаць у кантэксце класічнай тэрмадынамікі. Адчуванне іх адчужанасці ад рэаліяў таго ўніверсуму, у якім яны паўсталі не знікае нават тады, калі мы на аснове навуковых эксперыментаў пераконваемся, што ў біялагічных працэсах фундаментальныя пачаткі тэрмадынамікі ні ў якім разе не парушаюцца. Зусім наадварот, клеткі ў працэсе свайго памнажэння не толькі падпарадкоўваюцца ім, але і “выкарыстоўваюць іх, нібы добры інжынер для таго, каб з максімальнай эфектыўнасцю здзейсніць праект, зрэалізаваць “мару” (Ф.Жакоб) усякай клеткі: зрабіцца дзвюма клеткамі” [64, c.32].

Паставіўшы пытанне пра першаснасць, прыярытэтнасць у суадносінах тэлеанамічных дзеянняў і інфармацыйнай інварыянтнасці на ўзроўні жывога, Ж.Манод піша, што сучасная навука дазваляе вынесці адназначны вердыкт на карысць інфармацыйнага аспекту ў гэтым плане. Таму “ўзнікненне, эвалюцыя, сталае дасканаленне ўсё больш і больш развітых тэлеанамічных структур звязаная са змяненнямі, што адбываюцца ў структуры, якая валодае ўжо ўласцівасцю інварыянтнасці, здольнай, значыцца, “захаваць выпадак” і падпарадкаваць такім чынам яго наступствы гульні натуральнага адбору” [64, c.37].

Іншыя навукоўцы, якім не чужая натурфіласофская праблематыка, у сваіх версіях адказу на пытанне пра сутнасныя характарыстыкі жывога таксама акцэнтавалі яго здольнасць супрацьстаяць тэндэнцыі, скіраванай да ўзроўню раўнавагі, якому ўласцівая максімальная энтрапія. Жывыя істоты спасцігаюцца ў сувязі з гэтым як адкрытыя, іерархічна арганізаваныя сістэмы, што падтрымліваюць высокі ўзровень упарадкаванасці, забяспечваючы дынамічную, гнуткую ўнутраную раўнавагу [46, т.5, c.130].

Варта адзначыць, што праблема існасці жыцця як біялагічнага феномена абмяркоўвалася і абмеркоўваецца ў філасофскай літаратуры. Вядомы нямецкі філосаф М.Гартман (1882-1950), напрыклад, даводзіў, што жывому ўласцівыя найперш тры віды працэсаў: абмен рэчывамі і энергіяй, раздражняльнасць і формаўтварэнне [64, т.,5 c.130]. Сучасны французскі філосаф Д.Лекур таксама падкрэслівае, што найгрунтоўнейшай характарыстыкай жывога з’яўляецца няспынны марфагенез, развіццё, эвалюцыя формаў [26, c.992]. Пры гэтым ён імкнецца паказаць, што перамога фізікалісцкай пазіцыі ў разуменні існасці жыцця, абумоўленая паспяховым разгортваннем біямалекулярных даследаванняў з іх квантава-механічнымі і біяхімічнымі метадамі, не з’яўляецца канчатковай. Філосаф лічыць, што найноўшыя дасягненні біялагічнай навукі ствараюць аснову для новай тэорыі жывога, здольнай выйсці за межы традыцыйнай апазіцыі механіцызму і віталізму. Грунтам гэтай тэорыі мусіць быць, на яго думку, новая інтэпрэтацыя прычыннасці, задзейнічанай у эвалюцыйным працэсе: яна не павінна разглядацца ні як механічная, ні як фіналісцкая. Прычынна-выніковыя сувязі на марфагенетычным узроўні здзяйсняюцца не іначай, як на аснове багатага рэпертуару магчымасцяў, створанага ўсім папярэднім ланцугом “выбараў”, зробленых прыродай у хадзе развіцця жывых формаў [26, c.989-992].

Варта адзначыць таксама, што для некаторых навукоўцаў пытанне пра спецыфіку жыцця і жывога – гэта пытанне не столькі пра яго якасныя адрозненні ад нежывога, колькі пра рознасць ва ўзроўні складанасці. Неадольнай бездані паміж жывым і нежывым не існуе (у якасці аргумента на карысць дадзенай тэзы могуць фігураваць згаданыя вышэй уласцівасці крышталёў) [51, с.25]. На аснове гэтай пазіцыі досыць проста тлумачыцца, напрыклад, факт рознагалосіцы навукоўцаў у ідэнтыфікацыі вірусаў (хоць яго можна растлумачыць таксама недастаткова ясным усведамленннем імі сутнасных уласцівасцяў жывога ці грунтоўнымі метадалагічнымі памылкамі пры іх вызначэнні [46, т.5, c.131-132], што не здзіўляе, калі ўлічыць яго каласальную складанасць.

Такім чынам, у сучасным біяфіласофскім і біялагічным мысленні даюцца розныя, але разам з тым і ў пэўных сваіх аспектах падобныя паміж сабой адказы на пытанне пра сутнасныя ўласцівасці жывога. У пазіцыях фізікалісцкага характару падкрэсліваецца прыярытэт сярод згаданых уласцівасцяў забяспечанай малекуламі нуклеінавых кіслот інфармацыйнай інварыянтнасці жывога, г. зн. захавання, рэпрадуктавання і трансляцыі відавой спадчыннай інфармацыі. У кантэксце сістэмнага падыходу адзначаецца іерархічная арганізацыя жывых істотаў, якія, уяўляючы сабой надзвычай складаныя сістэмы, падтрымліваюць уласцівы ім высокі ўзровень упарадкаванасці і павышаюць яго (г. зн. пераадольваюць тэндэнцыю да павялічэння энтрапіі, што дамінуе ў свеце нежывога). У некаторых філасофскіх працах, прысвечаных дадзенай праблематыцы, у якасці найістотнейшай характарыстыкі жыцця і жывога разглядаецца эвалюцыя яго формаў і падкрэсліваецца адметнасць тых каўзальных сувязяў, што дзейнічаюць у яе рамках.

ПЫТАННІ І ЗАДАННІ

1. Як Вы лічыце, якое месца сярод сутнасных характарыстык жывога займае яго матэрыяльны субстрат?

2. Якія прыкметы жывога з’яўляюцца найістотнейшымі, на Ваша меркаванне? Чаму?

3. Што, на Вашу думку, прыцягвае ўвагу філосафаў да праблемы існасці жыцця? Што могуць даць адна адной у кантэксце яе вырашэння сучасная філасофія і біялогія? (Гл. 1.3.4)

4. Як гаварылася ў тэксце параграфа, Д.Лекур даводзіць пра магчымасць новай тэорыі жывога, у якой пераадольвалася б супрацьлегласць механіцызму і віталізму. Ці не з’яўляецца тэарэтычны сінтэз механіцысцкай і віталісцкай парадыгмаў найлепшым спосабам пераадолення згаданай супрацьлегласці? Паспрабуйце стварыць уласную (няхай сабе самую агульную і абстрактную) схему такога канцэптуальнага сінтэзу.

4.12. Праблема ўзнікнення жыцця на Зямлі і яе аналіз у сучаснай навуцы

Да праблемы ўзнікнення жыцця на Зямлі біялагічнае мысленне звярталася на працягу ўсёй гісторыі свайго самаразвіцця. ХІХ стагоддзе надало новы імпульс адпаведным пошукам. Так, тэорыя эвалюцыі даводзіла, што ля вытокаў эвалюцыйнага працэсу знаходзіцца адна жыццёвая форма ці, прынамсі, невялікая іх колькасць. У дадзенай сувязі з неабходнасцю паўставала пытанне пра яе ўзнікненне. Праўда, адпаведная праблема не даследавалася Ч.Дарвінам, які адчуваў немагчымасць яе рацыянальнага вырашэння ў наяўных на той час умовах. Як указвалася вышэй (3.8.2), у працэсе распрацоўкі клетачнай тэорыі былі зробленыя высновы пра тое, што клетка можа ўзнікнуць толькі з іншай клеткі. Адсюль таксама вынікала пытанне пра ўмовы, прычыны, механізм і час узнікнення першай клеткі (ці першых клетак).

Такім чынам, фундаментальныя біялагічныя тэорыі ХІХ стагоддзя падштурхоўвалі навукоўцаў да ідэі пра першапачатковы акт узнікнення жыцця, які адбыўся ў далёкім мінулым і які ўяўляе сабой унікальную падзею. Дадзеная ідэя атрымала ў другой палове ХІХ ст. таксама пераканаўчае эмпірычнае абгрунтаванне (дзякуючы эксперыментам Л.Пастэра). Відавочна, што ўяўленне, паводле якога жывое можа пры пэўных умовах (напрыклад, пры разлажэнні матэрыі) спантанна ўзнікнуць у любы час, не мела у такой сітуацыі ніякіх шанцаў на прызнанне. Тэорыя, што грунтуецца на згаданым уяўленні, атрымала назву тэорыі абіягенезу (узнікнення з нежывога). Упершыню яна была сфармуляваная Арыстоцелем і да пачатку Новага часу нікім не аспрэчвалася. У Новы час яна хоць і знаходзіла яшчэ прыхільнікаў, тым не менш сутыкалася з усё большым скепсісам.

Шмат хто з навукоўцаў (і не толькі біёлагаў) падтрымаў ідэю пра касмічнае паходжанне жыцця (канцэпцыю пансперміі). Дадзены падыход, аднак, можа разглядацца як уцёкі ад грунтоўнага рашэння праблемы, як яе перасоўванне ў іншую сферу рэчаіснасці. Перанос крыніцы жыцця ў космас не адказвае на пытанне пра механізмы трансфармацыі жывога ў нежывое. Знайсці такі адказ навукоўцы спрабуюць на аснове ўяўлення пра біяхімічную эвалюцыю. Згодна з ім жыццё паўстала праз ускладненне хімічных рэакцый і іх прадуктаў, якое дасягнула ў пэўны момант узроўню біясінтэзу. Пры гэтым выявіліся два асноўныя падыходы: частка даследчыкаў лічыць, што напачатку ўзніклі амінакіслоты і белкі; іх апаненты даводзяць, што асновай для генезісу жывога з’яўляецца узнікненне здольных да самапамнажэння малекул, г. зн. нуклеінавых кіслот (перавага ў адпаведных мадэлях аддаецца РНК). Разам з тым маюць месца і спробы сінтэзаваць абодва згаданых вышэй падыходы. У іх рамках у якасці малекулярнай асновы для ўзнікнення жывога разглядаецца адэназінтрыфосфарная кіслата. Справа ў тым, што яе малекулы выконваюць і метабалічныя функцыі, і функцыі, звязаныя з сінтэзам нуклеінавых кіслот. Такім чынам, пагрунтаваны на бялковых злучэннях метабалізм павінен быў змяшчаць у сабе разам з тым і аснову для сінтэзу РНК і ДНК.

Найважнейшымі кірункамі, на якіх вядуцца даследаванні, што маюць на мэце стварыць пэўны эмпірычны падмурак для адпаведных гіпатэтычных канструкцый, з’яўляюцца, па-першае, спробы аднавіць працэсы першапачатковага сінтэзу біямалекул у лабараторных умовах, па-другое, пошукі магчымых выкапнёвых яго сведчанняў і, па-трэцяе, назіранні за касмічнымі аб’ектамі з мэтай выяўлення і вывучэння адпаведных працэсаў у пазазямной прасторы [76, c.37]. Згаданыя даследаванні могуць, натуральна, толькі ў нейкай ступені ўзмацніць пазіцыі той ці іншай гіпотэзы. Сапраўды, няма ніякай гарантыі, што ў адпаведных эксперыментах адэкватна аднаўляюцца тыя ўмовы, у якіх адбывалася ўзнікненне біямалекул і іх эвалюцыя. Гэтаксама і сляды першых зямных жывых сістэм зніклі пад уздзеяннем “бурнай геалагічнай гісторыі” нашай планеты [76, c.40]. І, нарэшце, нават паспяховыя вынікі пошукаў і даследаванняў пазазямнога жыцця не дазволілі б зрабіць катэгарычныя высновы адносна яго генезісу ў зямных умовах, бо зусім не гарантаванае ні падабенства іх істотных прыкмет, ні тоеснасць шляхоў іх узнікнення.

Такім чынам, развіццё біялогіі ў ХІХ ст. дало моцны штуршок даследаванням, засяроджаным на праблеме ўзнікнення жыцця. У іх выніку ў гэты час было пераадолена ўяўленне, паводле якога жывое можа пры пэўных умовах спантанна паўстаць у любы момант, і сцвердзілася ідэя першапачатковага акту яго ўзнікнення. Найбольш папулярнымі сярод прысвечаных дадзенай праблеме гіпотэз, прапанаваных у абсягу сучаснай навукі, ў першую чаргу з’яўляюцца канцэпцыя пансперміі (яна грунтуецца на ідэі пра касмічнае паходжанне жыцця) і канцэпцыя біяхімічнай эвалюцыі (згодна з ёй жыццё паўстала праз ускладненне хімічных рэакцый і іх прадуктаў, якое дасягнула ў пэўны момант узроўню біясінтэзу). Спробы стварыць трывалы эмпірычны падмурак для адпаведных тэарэтычных пабудоў не ў стане прынесці грунтоўных вынікаў і могуць толькі ў пэўнай ступені ўзмацніць пазіцыі той ці іншай з іх.

ПЫТАННІ І ЗАДАННІ

1. Прадстаўленаму ў тэксце параграфа натуралістычнаму падыходу да праблемы ўзнікнення жыцця супрацьстаіць крэацыянісцкае яе бачанне. Якому з гэтых светапоглядных кірункаў Вы аддаеце перавагу і чаму? Чаму ўвогуле абмеркаванне дадзенай праблемы дасягае светапогляднага ўзроўню?

2. Ці занялі Вы пэўную пазіцыю ў дыскусіях, што вядуцца на грунце ўяўлення пра біяхімічную эвалюцыю як крыніцу ўзнікнення жыцця на Зямлі? Паспрабуйце вызначыцца ў гэтым плане і абгрунтаваць свой выбар.

3. Якое месца ў праблемным полі біялагічнага пазнання займае пытанне пра ўзнікненне жыцця? Якое значэнне яно мае для іншых навук?

4. Як лічыць Альбер Жакар, жыццё не “ўзнікла” аднойчы, яно фармавалася паступова, і яго фармаванне пачалося фактычна ад Вялікага Выбуху [51, с.25]. Прааналізуйце дадзенае меркаванне. Ці згодныя Вы з ім? Адказ абгрунтуйце.

Поиск по сайту: