Сторінка
5

Як людина пізнає всесвіт

З розвитком астрофізики в сферу людської практики почали залучатися результати вивчення фізичних про­цесів, що проходять у Всесвіті. Результати ці впрова­джувались у фізичну практику і тим самим проходили ретельну перевірку, а те, що за їх допомогою діставала фізика, з часом виходило в життя і апробувалося вже загальнолюдською практикою.

Так, термоядерна теоретична модель джерела соняч­ної енергії, побудована на основі астрономічних спосте­режень Сонця, яка міцно увійшла в теоретичну фізику, реалізувалася потім у пристроях для здійснення термо­ядерних вибухів, а нині склала теоретичну основу конструювання керованих термоядерних реакторів, що обіцяють у недалекому майбутньому черговий технічний переворот в енергетиці.

Аналогічна історія мала місце з відкриттям четверто­го стану речовини — плазми, яке також пов'язане з до­слідженнями Сонця. Вивчивши цей стан, фізики не тільки розробили теорію плазми, а й дали їй вихід у практику. Газосвітні лампи, плазмові пальники для зварювання, плазмові двигуни для космічних апаратів, плазмові магнітогідродинамічні генератори — ось дале-

ко не повний перелік технічних пристроїв, у яких тео­рія плазмових явищ пройшла практичну перевірку. Плазма працює і в знаменитих «Токамаках» — прообра­зах майбутніх термоядерних реакторів.

Треба зазначити, що паралельно відбувається і зво­ротний процес: запозичені з науки про Всесвіт нові фізичні уявлення й ідеї, пройшовши через «горнило» фізики, знову повертаються в астрономію, допомагаючи глибше зрозуміти природу фізичних явищ, що відбува­ються у космосі.

Нарешті, поява космонавтики і космічної техніки відкрила новий етап у розвитку практичної діяльності людства — етап безпосереднього залучення космічних явищ у сферу людської практики. Вперше в історії зем­ної цивілізації сфера діяльності людей, у тому числі й практичного застосування наукових знань, переросла земні межі і охопила простір Сонячної системи. Тепер наукові уявлення про закономірності різних космічних процесів дістають застосування при конструюванні різ­них космічних апаратів, обчисленнях їх руху, при роз­робці програм наукових досліджень і експерименту на космічних орбітах, а значить, перевіряються критерієм практики безпосередньо у космосі.

Однак і в епоху космічних польотів величезна біль­шість космічних явищ досліджується дистанційними засобами. А якщо врахувати колосальні масштаби тієї сфери, вивченням якої займається астрономія, і реальні можливості проникнення в глибини Всесвіту навіть за допомогою найфантастичніших космічних апаратів май­бутнього — таке становище збережеться надовго.

Та все ж і при вивченні найвіддаленіших космічних об'єктів і регіонів Всесвіту перевірка практикою все одно потрібна. Але чи можлива вона?

Перевірку практикою не слід розуміти буквально в тому значенні, що кожний конкретний результат нау­кових досліджень можна вважати вірогідним тільки

тоді, коли він дістає безпосереднє пряме практичне під­твердження або застосування. Якби справа стояла таким чином, то розвиток знань був би утрудненим. Доводило­ся б перевіряти практично кожний проміжний результат, кожний теоретичний висновок. Такий підхід неминуче уповільнив би процес наукового пізнання світу.

На щастя, у такій постановці справи немає потреби. В науці часто-густо використовується не пряма, а по­середня, опосередкована перевірка тих чи інших резуль­татів чи висновків. Практикою контролюється не кож­ний окремий результат, а метод, за допомогою якого ці результати здобуваються.

Так, наприклад, метод спектрального аналізу (зокре­ма, визначення за його допомогою хімічного складу джерел електромагнітного випромінювання, їхньої тем­ператури, а також вимірювання швидкості їх руху від­носно спостерігача за ефектом Доплера) надійно пере­вірений у земних умовах. Тому з усіма підставами мож­на застосовувати цей метод і до вивчення космічних об'єктів.

Аналогічна ситуація виникає при поширенні на нові області явищ тієї чи іншої наукової теорії, яка досить добре виправдала себе на практиці. Здобутим при цьому результатам ми вправі довіряти, хоча вони й не пройшли ще безпосередньої практичної перевірки.

Прикладом можуть бути спеціальна й загальна теорія відносності, розроблені Ейнштейном. Фундамен­тальні положення цих теорій дістали блискуче практич­не підтвердження. Так, основою атомної енергетики є принцип еквівалентності маси і енергії, що випливав із спеціальної теорії відносності. Дуже багато експери­ментальних установок сучасної фізики, в тому числі прискорювачі елементарних частинок, розраховуються за формулами цієї теорії. Якби вони були неправильни­ми, то такі установки просто не працювали б. Дістала підтвердження в спостереженнях за частинками космічних променів і залежність темпу плину часу від швид­кості руху, передбачена спеціальною теорією віднос­ності.

«Ефект уповільнення часу» може бути перевірений і за допомогою штучних супутників Землі. Підрахунки показують, що для супутника, який рухається із швид­кістю 8 км/с, протягом року повинна назбиратися така різниця між земним часом і власним часом супутника, яку в принципі можна зафіксувати за допомогою атом­ного годинника, встановленого на його борту.

З великою точністю перевірені й деякі ефекти, що в наслідками загальної теорії відносності, напри­клад, відхилення світлових променів у полі тяжіння Сонця.

Усе це дав нам підстави для поширення спеціальної і загальної теорії відносності на космічні процеси. І не випадково останніми роками швидко розвивається нова галузь астрофізики — релятивістська астрофізика, яка при описі цілого ряду фізичних процесів у Всесвіті враховує ефекти теорії відносності.

Зрозуміло, при поширенні (екстраполяції) будь-якої наукової теорії на нові факти слід враховувати, що всяка теорія має певні межі застосовуваності. Явища, що ле­жать за цими межами, не можуть дістати в межах даної теорії задовільного пояснення. Для цього, як вже було зазначено вище, потрібна більш загальна теорія, яка включає в себе попередню як крайній випадок.