Итак, согласно материалистической доктрине, Вселенная и материя – это одно и то же, а именно – вся совокупность существующих материальных объектов. При этом материалисты утверждают, что все, что существует – это материя, а кроме материи ничего нет. Даже разум, или, скажем, дух – это всего лишь функция материи. Согласимся – пусть будет так.
Если кроме материи ничего нет, то материальная Вселенная – это абсолютно замкнутая (закрытая) система. То есть система, на которую ничто внешнее влиять не может – за полным отсутствием чего бы то ни было «внешнего».
Теперь, вооружившись этими знаниями и определениями, можно перейти к рассмотрению самых фундаментальных законов природы.
Законы сохранения
В 1668 году английский математик Джон Уоллис, исследуя поведение сталкивающихся тел, пришел к удивительному выводу. Он обнаружил, что в любой замкнутой системе (такой, на которую не действуют никакие внешние силы) общее количество движения всех составляющих её тел всегда, при любых обстоятельствах, остается одинаковым. Тела, составляющие систему, могут как угодно двигаться – с любой скоростью, в любых направлениях, соударяться, разбегаться, – и, тем не менее, сумма их движений всегда будет одной и той же, не увеличиваясь и не уменьшаясь. Открытый Уоллисом закон получил название закона сохранения количества движения или закона сохранения момента24.
В 1687 году Исаак Ньютон в книге «Математические начала натуральной философии» сформулировал закон сохранения движения любого отдельно взятого материального тела, известный сегодня как Первый закон Ньютона или закон инерции:
«Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние».
Комментируя эти открытия, и предвосхищая открытие других «законов сохранения», о которых пойдет речь в этой главе, Рене Декарт утверждал, что в основе этих законов лежит… неизменность Бога:
«Бог не подвержен изменению и постоянно действует одинаковым образом» – такова предпосылка, без которой не имел бы силы ни закон инерции, ни закон сохранения количества движения, ни другие основополагающие законы Природы.
Если вспомнить, что единственная по-настоящему замкнутая система – это Вселенная, наиболее общая формулировка закона сохранения количества движения может выглядеть так: «сумма движений всех тел во Вселенной постоянна». Она никогда не меняется на протяжении существования Вселенной. Не имеет значения, какие происходят или могут произойти изменения, при этом общий момент не меняется.
В 1748 году Михайло Ломоносов в письме к Леонарду Эйлеру высказал предположение о том, что не только общее количество движения в системе, но и общее количество вещества в ней (выражаемое массой), есть величина постоянная, то есть сформулировал закон сохранения вещества. А в 1774 году французский химик Антуан Лавуазье экспериментально подтвердил этот вывод, доказав: в пределах замкнутой системы некоторые тела могут терять массу, а другие наращивать, но общая масса системы остается постоянной.
С появлением понятия энергии различные явления, способные совершать работу: движение, тепло, свет, звук, электричество, магнетизм, химические изменения и т. д. – стали считаться различными формами энергии. Возникла мысль о том, что одна форма энергии может преобразовываться в другую, что некоторые тела могут терять энергию, а другие – приобретать энергию, но при этом в любой замкнутой системе общее количество энергии постоянно. Первым высказал такую мысль немецкий физик Герман фон Гельмгольц, а в 1847 году ему удалось убедить весь научный мир в том, что это действительно так. Поэтому он обычно считается первооткрывателем закона сохранения энергии.
В 1905 году Альберт Эйнштейн предложил формулу, связывающую энергию (Е) с массой (m):
Е = mс2, [7]
где с – скорость света в пустоте.
Исходя из формулы Эйнштейна, масса представляет собой одну из форм энергии, поэтому закон сохранения массы утратил свое значение в качестве самостоятельного закона: стало очевидно, что он является частным случаем закона сохранения энергии.
Закон сохранения энергии, применительно ко Вселенной25 (как замкнутой системе), может быть сформулирован следующим образом: «Вселенная обладает некоторым количеством энергии, и это количество энергии всегда, при любых изменениях внутри Вселенной, остается неизменным, не прибавляется и не исчезает».
Прежде чем делать из этого закона выводы, приведём ещё одно несложное рассуждение.
Энергия в любой системе делится на свободную – совершающую (или готовую в любой момент совершить) работу, и связанную, которая вроде бы есть, но совершать работу в нынешнем виде не способна: чтобы заставить её совершить работу, к ней нужно приложить дополнительную энергию. К примеру, взведённая пружина в часовом механизме совершает полезную работу: вращает стрелки часов. А корпус часов никакой полезной работы не совершает. А ведь он тоже имеет массу, а значит, согласно формуле Эйнштейна, и энергию. Просто это не та энергия, она «связана».
Согласно закону сохранения энергии всякое уменьшение свободной энергии приводит к соответствующему увеличению связанной: если где-то что-то убыло, значит, где-то столько же прибыло, как говаривал Ломоносов. Теоретически закон сохранения энергии допускает и обратное: убывание связанной энергии и возрастание свободной. Однако не тут-то было: растратив свою энергию, часовая пружина становится такой же «мертвой» деталью, как и корпус часов. То есть процесс в целом идёт в сторону потери системой свободной энергии и нарастания связанной.
В нынешнем состоянии совокупная энергия Вселенной представляет собой сумму свободной и связанной энергии, соотношение между которыми нам неизвестно. Зато мы точно знаем: оно меняется в сторону увеличения доли связанной энергии. Когда этот процесс завершится, вся энергия Вселенной окажется связанной. Это будет состояние с максимальной энтропией (состояние хаоса). По современным научным воззрениям связанная энергия хаоса представляет собой тепловую энергию, равномерно рассеянную в пространстве, и, вследствие отсутствия разности потенциалов, не способную совершать работу.
Будучи замкнутой системой, из такого состояния Вселенная самостоятельно выйти не могла: это запрещает Второе начало термодинамики. Чтобы привести её в движение, необходимо введение в неё извне дополнительного количества свободной энергии, которое бы высвободило её внутреннюю энергию.
Как мы видели выше, движение Вселенной объясняется наличием источника энергии, который находится вне её. Но что может находиться вне Вселенной?
Согласно материалистическим представлениям, «все, что лежит вне Универсума (под Универсумом понимается существующий и доступный нашему наблюдению мир, который можно рассматривать как целое, т. е. Вселенная), не существует и относится к вере, т. е. находится вне науки и практического опыта»26.
Но если вне Вселенной ничего нет – откуда тогда взялась та энергия, которая привела в действие Вселенную?
Если материалисты правы, и кроме материальной Вселенной ничего нет – то Вселенная и не должна существовать! А ведь она таки существует – и этот факт свидетельствует о том, что материализм ошибается, и что кроме материи должно быть еще что-то, какой-то нематериальный источник энергии. Располагающий энергией, достаточной для того, чтобы вывести Вселенную из «спячки» и привести её в движение. Но если мы допустим существование нематериального источника дополнительной энергии, то почему бы не предположить, что и вся остальная энергия Вселенной (в том числе и связанная) произошла из того же источника? В таком случае, это должен быть чрезвычайно мощный источник, энергия которого должна быть не меньше суммы всей связанной энергии Вселенной и той свободной энергии, которая необходима, чтобы активировать «спящую» Вселенную.
Нематериальный источник энергии материальной Вселенной? Нет ли тут противоречия? Все-таки энергия – это физическая величина, материальная. Энергия есть мера движения материи. Может ли она иметь нематериальный источник? Может ли такое быть?
Может!
Мы ведь не зря выше упоминали информацию и связь информации с энергией. Информация по своей природе нематериальна. Но она способна производить энергию, преобразовываться в энергию. Информация – это и есть то самое Слово, о котором сказано: «Все чрез Него начало быть, и без Него ничто не начало быть, что начало быть».
Да, для возникновения энергии необходимо поистине неисчерпаемое, негораниченное количество информации.
А неограниченная информация – это не что иное, как Всезнание, Всеведение – атрибут Абсолюта. Другой его атрибут, Всемогущество, – это и есть безбрежный океан энергии, превышающий энергию всей Вселенной.
Вечна ли Вселенная?
Когда был открыт закон сохранения энергии, сторонники материализма ликовали: они восприняли этот закон как главный аргумент в пользу вечности Вселенной, главное доказательство того, что материальная Вселенная никогда не возникала и никогда не уничтожится, что она всегда существовала и всегда будет существовать, изменяясь лишь внутри себя. В материалистических представлениях вечная и всемогущая материя с её законами сохранения фактически занимает место Бога.
Действительно, если количество энергии во Вселенной есть постоянная величина, которая не уменьшается и не увеличивается, то это как бы подразумевает, что сама Вселенная тоже сохраняется. То есть вечна.
Но в этих рассуждениях кроется очевидное противоречие.
Если количество энергии во Вселенной не изменяется, значит, это какая-то, пусть даже очень большая, но вполне конкретная, конечная величина. А это значит, что и Вселенная конечна, ограничена имеющимся в ней количеством энергии. Ведь энергия лежит в основе вещества, значит, вещества во Вселенной тоже ограниченное количество. Значит, и вся материя имеет какую-то конечную величину. А поскольку атрибутом материи является пространство, а материя ограничена – значит ограничено и занимаемое ею пространство. Вторым атрибутом материи является время. Значит, материальная вселенная ограничена и во времени!
Существует самая прямая и непосредственная связь между пространством и временем, выражаемая таким принципом: то, что ограничено в пространственном отношении, ограничено и во времени.
В самом деле, сколь ни велика Вселенная, но, коль скоро она ограничена в пространстве, у нее должна быть периферия и должен быть центр. И все объекты, находящиеся на каком-то удалении от центра, под влиянием гравитационных сил должны постоянно и, со всё возрастающими скоростями, падать в направлении этого центра. И, в конечном счете, упасть на него, что и будет означать гибель Вселенной. Возможен и другой вариант: Вселенная расширяется от центра к периферии, её объекты – звезды, галактики, туманности – разлетаются во все стороны, как осколки после взрыва. А разлетаясь, как мы уже знаем, – распадаются в силу явления энтропии. В конце концов, они потеряют друг друга из виду и рассеются в холодном и темном пространстве – и это тоже будет означать гибель Вселенной27. Невозможен только стационарный вариант. Пространственно ограниченная Вселенная не стабильна, она не может существовать вечно: действующие в ней силы рано или поздно разорвут её.
Несмотря на свою очевидность, эта идея лишь сравнительно недавно пришла людям в голову. Вплоть до начала ХХ века Вселенная считалась стационарной, пребывающей в одном и том же состоянии. Даже Эйнштейн, разрабатывая в 1915 г. общую теорию относительности, был уверен в статичности Вселенной.
Однако, применив свою теорию к Вселенной как целой системе, Эйнштейн обнаружил, что такого решения, которому соответствовала бы не меняющаяся со временем Вселенная не получается. Этот результат не удовлетворил великого учёного. Чтобы добиться стационарного решения своих уравнений, Эйнштейн ввёл в них дополнительное слагаемое – так называемую космологическую постоянную («лямбда-член»).
Фактически «лямбда-член» Эйнштейна означает допущение существования некоторой «антигравитационной» силы, которая в отличие от других сил не порождалась каким-либо источником, а была заложена в саму структуру пространства-времени. Эйнштейн утверждал, что пространство-время само по себе всегда расширяется и этим расширением точно уравновешивается притяжение всей остальной материи во Вселенной, так что в результате Вселенная оказывается статической. Однако до сих пор никто не смог найти какого-либо физического обоснования этой таинственной силы.
В начале 20-х гг. советский математик Александр Фридман решил для Вселенной уравнения общей теории относительности, не накладывая условия стационарности. Он доказал, что могут существовать два решения для Вселенной: расширяющийся мир и сжимающийся мир. Полученные Фридманом уравнения используют для описания эволюции Вселенной и в настоящее время.
В 1929 г. американский астроном Эдвин Хаббл подтвердил расширение видимой части Вселенной по смещению положения спектральных линий наблюдаемых галактик.
Таким образом, теория относительности Эйнштейна и наблюдения астрономов подтверждают: вселенная конечна во времени.
Впрочем, к этому выводу можно прийти и гораздо более простым путем. Можно ли из неизменности количества вещества, находящегося в запаянной колбе, сделать вывод о вечности самой колбы? Закон сохранения вещества (являющийся частным случаем закона сохранения энергии) будет справедлив пока и поскольку система (в данном случае – колба с находящимся в ней веществом) остается замкнутой. Но вдруг: мышка бежала, хвостиком махнула, колба упала – и разбилась. И закон сохранения тут же перестал действовать. Или, скажем, безо всякой мышки произошел распад материала колбы…
Стало быть, из закона сохранения энергии нельзя сделать вывод о вечности Вселенной. Из этого закона следует совершенно противоположный вывод: Вселенная не вечна. Она ограничена в пространственном отношении и конечна во времени.
Энергия энергии рознь
Закон сохранения энергии позволяет сформулировать еще одно, возможно, более убедительное возражение относительно вечности вселенной.
Согласно определению Большой Советской Энциклопедии, «весь окружающий нас мир представляет собой движущуюся материю». Обратите внимание – «движущуюся», а не застывшую. Действительно, согласно материалистическому воззрению, движение есть форма существования материи. Иными словами, есть движение – есть материя, есть Вселенная. Нет движения – нет материи, нет Вселенной. А мера движения – это энергия.
Как мы знаем, энергия бывает двух видов: свободная и связанная.
Если говорить о связанной энергии, то да, она как бы всегда присутствует в любой системе – иначе просто никакой системы не было бы.
Она присутствует, безусловно, и во Вселенной, но какой от неё прок? Она же не совершает работу. Не светит, не греет, не вращает небесные тела. Эта энергия вроде бы есть, но её как бы и нет. Она – потенциальная, а не актуальная. Что о ней говорить? Представьте себе первобытный хаос, в котором нет ни галактик, ни звезд, ни планет – вообще ничего. Что такая, с позволения сказать, Вселенная, что её отсутствие – велика ли разница?
Если вам трудно представить хаос, представьте незаведённые часы. Энергия-то в них, несомненно, есть, – равная их массе, умноженной на квадрат скорости света. Но толку от той энергии никакого, сколь большой бы она ни была.
Потому что это связанная энергия.
Не эта энергия крутит колесики и стрелки, бьет в колокольчик звонка, а та свободная энергия, которую вы сообщаете часовой пружине, когда заводите часы.
Функционирование часов зависит только от величины свободной энергии.