космологические, биологические и нейробиологические эволюционные теории (модели, концепции).
I. Понятие «эволюция» в космологических моделях.
Украинский специалист в области философии познания Илиана Викторовна Владленова считает, что использование моделирования в космологии – это вынужденная мера, обусловленная «…сложностью процессов и явлений, происходящих во Вселенной, а также увеличением темпов математизации и расширением ее об-ласти действия» . В понимании И. Владленовой космологическая модель – это «…объект-заместитель объекта-оригинала, обеспечи-вающий изучение некоторых свойств оригинала, дающий информацию о важнейших его свойствах» . Космологические модели – это физико-математические модели, пытающиеся описать развитие Вселенной в целом.
В настоящее время в космологии, общепризнанной является тео-рия Большого Взрыва, которая объясняет два наиболее значитель-ных факта космологии: расширяющуюся Вселенную и существова-ние космического фонового излучения. На основе теории Большого взрыва построена современная стандартная космологическая модель – Модель Лямбда-CDM (сокращение от Lambda-Cold Dark Matter). Альтернативой стандартной космологической модели развития Все-ленной является модель стационарной Вселенной, в основу которой заложена космологическая модель И. Ньютона.
Принципиальное отличие Стандартной от Стационарной космо-логической модели эволюции Вселенной состоит в том, что первая основывается на теории гравитации А. Эйнштейна и гео-метрических представлениях, тогда как модель стационарной Вселенной основывается на достижениях классической механики XVII-XVIII ст. и объясняет движения и взаимодействия изучаемых космических объектов исходя из механических закономерностей.
В современной стандартной космологической модели Лямбда-CDM эволюция нашей Вселенной представлена как катастрофиче-ский процесс быстрого расширения, который сопровождался интен-сивным гравитационным быстропеременным полем. В ходе расши-рения возмущения, параметрическим образом из вакуумных флук-туаций происходило спонтанное рождение метрики пространства-времени .
В истории развития стандартной модели эволюции Вселенной, И. Владленова выделяет следующие этапы :
- Теория А. Фридмана;
- Космологическая модель де Ситтера;
- Модель вселенной как теория объединений;
- Космологическая модель хаотической инфляции;
- Космологические модели на бране;
- Космология в модели Калуцы-Клейна;
- Суперсимметричные космологические модели;
- Космологические модели в теории струн (экпиротический и предвзрывной сценарий);
- Модель петлевой квантовой гравитации.
Каждая рожденная космологическая модель расширяла научное и философское понимание эволюции Вселенной и в той или иной степени претендовала на доминирование в рамках Стандартной модели.
Мы не будем рассматривать недостатки космологических моде-лей с точки зрения их научной адекватности , нас интересует дру-гое - как в этих моделях представлена эволюция? Мы должны учи-тывать то, что космология до недавнего времени оставалась больше философской, чем научной дисциплиной, и лишь благодаря приме-нению результатов, полученных в физике элементарных частиц, к теории ранней Вселенной, космологические модели приобрели ста-тус научных моделей. Возможно, поэтому между философскими и космологическими взглядами на эволюцию Вселенной достаточно много близости.
Рассматривая понятие «эволюция» в Стандартной модели (со всем множеством космологических моделей её образующих), мы можем выделить следующее:
1. Стандартная модель делает ставку на рассмотрение структуры пространства и времени, на закономерное образование вещества, поля и их производных. Т.е. она пытается воссоздать ис-ключительно физическую реальность , как соотношение «объективной реальности» (физического мира) с содержанием категорий объекта и субъекта познания. В настоящее время в методологии современного физического познания под физической реальностью понимаются три тесно связанных между собой реальности: «объективная реальность» (физический мир), «эмпирическая (наблюдаемая или экспериментальная) реальность» и «теоретическая реальность» (мир конструктов, теорий и моделей). Таким образом, эволюция в Стандартной модели – это закономерное образование вещества, поля и их производных.
2. В современных космологических моделях нет четкого выделе-ния факторов эволюции. Например, британский физик-теоретик Джеймс Холвуд Джинс в своей теории главным фактором эволюции Вселенной называет ее гравитационную неустойчивость: материя не может распределяться с постоянной плотностью в любом объеме . В стандартной модели Лямбда-CDM основными факторами эволюции являются: ускоренное расширение Вселенной и спонтанное рождение метрики пространства-времени.
3. В космологии принято разделение эволюции на: 1) эволюцию микромира, которая рассматривается квантовой физикой и её основными теориями – квантовой механикой и квантовой теорией поля ; 2) эволюцию макромира, которая описывается общей теорией относительности и другими доквантовыми теориями. Создать теорию, сводящую воедино эволюцию микромира и макромира, пока не удается.
4. Стандартная модель постулирует абсолютное динамическое доминирование экзотических форм материи – вакуумоподобной темной энергии и небарионного холодного темного вещества. Это привело к тому, что основные параметры космологических моделей определяются субстанцией неизвестной природы, а наблюдаемое вещество в обычных формах (звезды, газ, пыль) составляет лишь малую долю от полной плотности массы. Для объяснения наблюдаемых структур в рамках Стандартной модели привлекают доминирующую скрытую массу в небарионной форме и космологический вакуум .
Мало того, как замечает И. Владленова, модель хаотической ин-фляции, которой придерживается значительное количество физиков, манифестирует наличие бесконечного числа других вселенных, которые возникают в скалярном поле в разных областях в разные моменты времени, образуя пространственно-временную пену, так называемые входы в туннели, которые существуют в исходном скалярном поле и связывают различные области вселенной и других вселенных, которые не найдены. Более того, для существования кротовых нор необходима материя с необычным уравнением состояния - такая материя только гипотеза .
5. В Стандартной модели нет однозначного ответа о причинах эволюции. Есть общее понимание «Большого взрыва», «ин-фляции», «точки сингулярности», действия определенных законов, фундаментальных констант и т.п. Но все эти «обрывочные» знания и предположения только постулируют и допускают определенное множество смыслов, которые часто преподносятся в качестве «истины последней инстанции». Ни одна из существующих космологических моделей не в состоянии сформулировать и обосновать единые в масштабах космологии факторы и причины эволюции Вселенной.
Причиной эволюции Вселенной является движение материи, ко-торое следует из факта «Большого взрыва» или инфляции. В космо-логии любое движение включает в себя физическое взаимодействие. Физические взаимодействия выступают как движение материи, а любое движение включает в себя различные виды взаимодействия. Не существует движения, в котором не было бы взаимодействия, как не существует взаимодействия без движения. Взаимодействие и движение являются формой существования материи. Физические взаимодействия передаются посредством физических полей с конечной скоростью, не превышающей скорости света в вакууме. В настоящее время в космологии выделяют четыре фундаментальных типа взаимодействия: гравитационное, сильное, слабое и электро-магнитное.
6. В Стандартной модели эволюция делится на эволюцию «ран-ней» и «поздней» Вселенной, т.е. на эволюцию доматериального и материального мира. В космологии существует четкое определение понятия «материя».
Эволюция «ранней» (доматериальной) Вселенной – это эволюция космического вакуума. Как отмечает известный российский космолог Артур Давидович Чернин, хотя вакуум и называется космическим, он присутствует повсюду и фигурирует как в физике элементарных частиц, так и в атомной физике, где он представляет собой наинизшее энергетическое состояние квантовых полей . Это тот самый вакуум, в котором разыгрываются взаимодействия элементарных частиц и, который непосредственно проявляется экспериментально, например, в лэмбовском сдвиге спектральных линий атомов и эффекте Казимира.
Эволюция «поздней» (материальной) Вселенной – это эволюция вещества и поля. Говоря о веществе, мы, как правило, говорим только об одном виде материи, проявляющем себя непосредственно ощущаемыми свойствами окружающих нас объектов. Но существует еще второй вид материи – поле физических пере-менных, проявляющий свои свойства в физических измерениях приборами. Возможность объединения вещества и поля в понятии «материя» объясняется допустимостью введения в обоих случаях единой характеристики в виде массы, обладающей свойствами инерции и тяготения одновременно. Поэтому, рассматривая эволюцию «поздней» Вселенной, мы говорим об эволюции материи (материального мира), т.е. об эволюции и вещества, и по-ля.
7. В последнее время в космологии все больше склоняются к точке зрения, что Большой взрыв – это не «первоначало», а промежуточный этап эволюции: переход одного состояния вещества и поля в другое .
8. Стандартная модель не рассматривает эволюцию живого вещества (в терминологии В. Вернадского) и биосферы на отдельных космических объектах. Факторы и причины эволюции Вселенной не коррелируют с факторами и причинами биологиче-ской эволюции. Соответственно, в Стандартной модели не учитывается коэволюция космоса и биосферы (возможно, космических биосфер), а также степень влияния последних на эволюцию Вселенной. Хотя, огромный пласт научных исследований подтверждает идею абиогенеза - закономерного перехода эволюции Вселенной в биологическую эволюцию .
II. Понятие «эволюция» в биологии.
В отличие от космологии, в биологии эволюция не рассматрива-ется в моделях. На наш взгляд, это связано с недостаточной матема-тизацией биологии, а также с обилием фактического материала, который не требует формализации и замещения. Если в космологии дефицит эмпирического материала способствует росту теоретических моделей, которые борются за право доминирования в Стандартной модели, то в биологии в последние десятилетия господствует всего одна теория. Биологическую эволюцию представляет синтетическая теория эволюции, которая смогла в большей части объединить весь накопленный фактический материал . Лишь по отдельным вопросам (например, в вопросах разработки системы общих экологических понятий, палеонтологии, эмбриологи и т.п.) синтетической теории эволюции оппонируют альтернативные теории . В целом, синтетическая теория раскрывает факторы и причины биологической эволюции в масштабах отдельного космического объекта Земля.
Какой смысл вкладывается биологами в понятие «эволюция»?
1. Отметим, что именно биологи наполнили смыслом понятие «эволюция»
