Ժամանակի համառոտ պատմություն

1982֊ին Հարվարդի համալսարանում Լոբի դասախոսությունները կարդալուց հետո որոշեցի փորձել հանրամատչելի մի գիրք գրել ժամանակի և տարածության մասին։ Տիեզերքի սկզբնավորման և սև խոռոչների մասին շատ գրքեր են գրվել, սկսած ամենալավից՝ Ստիվեն Ուայնբերգի «Առաջին երեք րոպեն» գրքից, մինչև ամենավատը, որի անունը տալ չեմ ուզում։ Դրանցից և ոչ մեկը, իմ կարծիքով չի առնչվում այն հարցերին, որոնք ինձ մղել են գիտահետազոտական աշխատանքներ կատարելու տիեզերագիտության և քվանտային տեսության բնագավառներում։ Որտեղի՞ց է գալիս տիեզերքը։ Ինչպե՞ս և ինչո՞ւ։ Արդյո՞ք այն վերջ պիտի ունենա և, եթե այո, ինչպիսի՞ վերջ։ Սրանք հարցեր են, որոնք հետաքրքրում են մեզ բոլորիս։ Սակայն ժամանակակից գիտությունն այն աստիճան տեխնիկական է, որ միայն փոքրաթիվ մասնագետներ են ի վիճակի հասկանալ այս հարցերը նկարագրող մաթեմատիկական լեզուն։ Այնուամենայնիվ, տիեզերքի սկզբնավորմանը և ապագային վերաբերող հիմնական գաղափարները հնարավոր է արտահայտել բառերով, առանց մաթեմատիկայի օգնությանը դիմելու՝ այնպես, որ գիտական կրթություն չունեցող մարդիկ էլ ի վիճակի լինեն ըմբռնել դրանք։ Ահա ես հենց այդ եմ փորձել անել այս գրքում։ Իսկ թե որքանով է դա ինձ հաջողվել, թողնում եմ ընթերցողի դատին։

Մեկն ինձ ասաց, որ գրքում օգտագործված յուրաքանչյուր հավասարում կիսով չափ կնվազեցնի գրքի իրացումը։ Հետևաբար, ես որոշեցի ոչ մի հավասարում չօգտագործել։ Վերջում, սակայն, չկարողացա հրաժարվել Էյնշտեյնի հայտնի E=mc² հավասարումից։ Հուսով եմ, որ սա չի վախեցնի իմ հնարավոր ընթերցողների կեսին։

Ընդհանրապես կյանքում բախտավոր եմ եղել, բացի այն դժբախտությունից, որ հիվանդացա ԱԿՍ^[1]֊ով կամ շարժիչ նեյրոնների ախտահարմամբ։

Այն հոգածու վերաբերմունքը, որով իմ կինը՝ Ջեյնը և իմ երեխաները՝ Ռոբերտը, Լյուսին ու Թիմմին, շրջապատում են ինձ, հնարավոր դարձրեց, որպեսզի ես բավական բնականոն մի կյանք վարեմ և հաջողակ կարիերա ունենամ։ Երջանիկ եմ նաև, որ մասնագիտացել եմ տեսական ֆիզիկայի բնագավառում, որովհետև այն զուտ մտավոր աշխատանք է։ Այսպիսով, իմ ֆիզիկական անկարողությունը լուրջ արգելք չի եղել։ Իսկ իմ գիտական գործընկերներն առանց բացառության շատ օգտակար են եղել ինձ։

Իմ կարիերայի առաջին՝ «դասական» փուլում առաջատար գործընկերներս ու աշխատակիցներս են եղել Ռոջեր Պենրոուզը, Ռոբերտ Գերոչը, Բրանտոն Քարտերը և Ջորջ Էլլիսը։ Ես երախտապարտ եմ նրանց՝ ցույց տված օգնության և համագործակցության համար։ Այդ շրջանի աշխատանքներն ամփոփված են «Տարածություն֊ժամանակի խորամասշտաբ կառուցվածքը» գրքում, որն Էլլիսն ու ես գրեցինք՝ 1973֊ին։ Իմ ընթերցողներին խորհուրդ չէի տա կարդալ այդ գիրքը՝ հավելյալ գիտելիքներ ձեռք բերելու համար, որովհետև այն հագեցած է տեխնիկական մանրամասներով և բավականին դժվարամարս է։ Կարծում եմ, ես այժմ սովորել եմ այնպես գրել, որ ընթերցողը հեշտությամբ հասկանա այն։

Իմ աշխատանքային երկրորդ՝ «քվանտային» փուլի, 1974֊ից սկսած, հիմնական գործընկերներն են եղել Գարի Գիբսոնը, Դոն Փեյջը և Ջիմ Հարթլը։ Ես նրանց շատ բանով եմ պարտական, ինչպես նաև իմ ասպիրանտներին, որոնք ինձ մեծ չափով օգնել են և՛ գործնական, և՛ տեսական ոլորտներում։ Ուսանողներից հետ չմնալու պահանջկոտությունը մեծ խթան է եղել և, կարծում եմ, թույլ չի տվել, որ ես լճանամ ու տեղում դոփեմ։

Այս գրքի աշխատանքներում ինձ շատ է օգնել իմ ուսանողներից Բրայեն Ուիտը։ Գրքի առաջին ուրվագիծը գրելուց հետո ես 1985֊ին հիվանդացա թոքերի բորբոքումով։ Շնչափողի վիրահատությունից կորցրի խոսելու ունակությունս և գրեթե անկարող էի հաղորդակցվել մարդկանց հետ։ Թվում էր, թե ես այլևս ի վիճակի չեմ լինի ավարտել գիրքը։ Սակայն Բրայենն ինձ օգնեց ոչ միայն վերանայել ձեռագիրը, այլև սովորեցրեց օգտագործել Կենդանի կենտրոն կոչվող հաղորդակցման մի ծրագիր, որն ինձ էր նվիրել Ուոլտ Ուոլտոզը՝ Կալիֆոռնիայի Սըննիվալի Ուորդս Պլուզ ընկերությունից։ Դրա շնորհիվ ես կարող եմ գրքեր գրել և նույնիսկ խոսել մարդկանց հետ, օգտագործելով խոսակցության սինթեզիչ մի սարք, որը ինձ նվիրել էր նույն Կալիֆոռնիայի Սըննիվալի Սպիչ Պլուզ ֆիրման։ Այս սինթեզիչը և մի փոքր անհատական համակարգիչն իմ անվակավոր բազկաթոռին ամրացրեց Դեյվիդ Մեյսոնը։ Այս համակարգն է, որ փոխել է աշխատանքիս ողջ ընթացքը։ Իրականում ես այժմ ավելի լավ եմ հաղորդակցվում մարդկանց հետ, քան ձայնս կորցնելուց առաջ։

Իրենց խորհուրդներով շատերն են ինձ օգնել բարելավելու այս գիրքը։ Մասնավորապես, Բանտամ Բուքսի իմ խմբագիր Պիտեր Գուզարդին էջերով մեկնաբանություններ և հարցեր էր ուղարկում ինձ տարբեր կետերի վերաբերյալ, որոնք, ըստ իրեն, ես չէի կարողացել հստակորեն բացատրել։ Ճիշտն ասած, ես սկզբում շատ սրտնեղեցի, երբ ստացա առաջարկվող փոփոխությունների նրա երկար ցուցակները, սակայն նա միանգամայն իրավացի էր։ Ես վստահ եմ, որ այդ պարտադիր աշխատանքի արդյունքում գիրքն ավելի բարելավվեց։ Ես երախտապարտ եմ իմ ասիստենտներ՝ Կոլին Ուիլյամսին, Դեյվիդ Թոմասին և Ռայմոնդ Լաֆլամին, իմ քարտուղարներ՝ Ջուդի Ֆելլային, Էնն Ռալֆին, Չերիլ Բիլինգթոնին, Սյու Մեյսիին և իմ հիվանդապահներին։ Այս գիրքը հնարավոր չէր լինի գրել, եթե չփակվեին իմ գիտահետազոտական և բուժման ծախսերը, որոնք հոգացին Գոնվիլ և Կայուս քոլեջը, գիտության և ճարտարագիտության գիտահետազոտական խորհուրդը և Լևերհուլմ, Մաք Արթուր, Նուֆիլդ և Ռալֆ Սմիթ հաստատությունները։ Բոլորին հայտնում եմ իմ խորին երախտագիտությունը։

Ստեֆըն Հոգինգ

20 հոկտեմբերի1987

Առօրյա կյանքում մենք համարյա անտեղյակ ենք աշխարհի կառուցվածքին։ Չենք մտածում կենարար արևի լույս արտադրող մեխանիզմի մասին, չենք մտածում, որ ձգողականության ուժը մեզ պահում է երկրի վրա, հակառակ դեպքում պետք է անկշիռ թափառեինք տարածության մեջ։ Մոռանում ենք, որ մենք կազմված ենք ատոմներից, որոնց կայունությամբ է պայմանավորված հիմնականում մեր գոյությունը։ Բացի երեխաներից (ովքեր բավականաչափ գիտելիք չունեն, որպեսզի կարևոր հարցեր չտան), փոքրաթիվ են այն այն մարդիկ, ովքեր շատ ժամանակ են տրամադրում խորհրդածելու, թե ինչո՞ւ է բնությունն այսպիսին, ինչպե՞ս է սկիզբ առել տիեզերքը, կամ մի՞շտ է գոյություն ունեցել այն, կարո՞ղ է արդյոք մի օր ժամանակը փոխի իր ուղղությունը հակառակի, այնպես, որ հետևանքը նախորդի պատճառին, և, վերջապես, արդյոք անհաղթահարելի սահման ունի՞ մարդկային իմացությունը։ Նույնիսկ երեխաներ կան, որոնցից ոմանց ես հանդիպել եմ, ովքեր ուզում են իմանալ, թե ինչի՞ է նման սև խոռոջը, ի՞նչ բան է նյութի ամենափոքրագույն մասնիկը, ինչո՞ւ ենք մենք անցյալը հիշում, բայց ապագան՝ ոչ, այդ ինչպե՞ս եղավ, որ, եթե սկզբում իրոք քաոս էր, առաջացավ այժմյան կարգուկանոնը և, վերջապես, ինչո՞ւ գոյություն ունի տիեզերքը։

Մեր հասարակության մեջ այսօր ընդունված է, որ ծնողներն ու ուսուցիչներն այս հարցերից շատերին պատասխանում են ուսերը թոթվելով, և կամ դիմում են մշուշապատ կրոնական պատմությունների։ Ոմանք անհարմար են զգում շոշափել այդ հարցերը, որովհետև անմիջապես ակնհայտ է դառնում մարդու գիտելիքների սահմանափակությունը։

Սակայն հենց այսպիսի հարցուփորձերն են խթանել փիլիսոփայության ու գիտություններից շատերի զարգացումը։ Աստիճանաբար աճում է այն մարդկանց թիվը, ովքեր նմանօրինակ հարցեր են տալիս և երբեմն լսում ապշեցուցիչ պատասխաններ։ Մարդն այսօր այնքան է ընդարձակել իր մտահորիզոնը, որ միաժամանակ կարող է հետազոտել ամենափոքր և ամենախոշոր օբյեկտները՝ ատոմից մինչև աստղերը։

1974֊ի գարնանը «Վիկինգ» տիեզերանավի՝ Մարսի վրա վայրեջք կատարելուց երկու տարի առաջ, Անգլիայում ես մասնակցում էի մի գիտաժողովի, որը կազմակերպել էր Լոնդոնի Թագավորական ընկերությունը և նվիրված էր արտերկրային քաղաքակրթության հայտնաբերման հարցերի հետազոտմանը։ Ընդմիջման ժամանակ նկատեցի, որ հարակից սրահում ավելի բազմամարդ մի հավաք կար և հետաքրքրությունից մղված ներս մտա։ Անմիջապես գլխի ընկա, որ այնտեղ տեղի էր ունենում հինավուրց մի արարողություն, ականատես էի դառնում մեր մոլորակի ամենահին գիտական կազմակերպություններից մեկի՝ Լոնդոնի Թագավորական ընկերության նոր անդամների ընդունման ծիսակատարությանը։ Առաջին շարքում իր անվակավոր բազկաթոռին նստած մի երիտասարդ դանդաղորեն իր անունն էր գրում այն գրքում, որի առաջին էջերից մեկում զետեղված էր Իսահակ Նյուտոնի ստորագրությունը։ Երբ ի վերջո նա ավարտեց ստորագրելը, սրահում թնդացին ծափահարությունները։ Այդ ժամանակ արդեն Ստեֆըն Հոքինգը լեգենդ էր։ Ներկայումս Հոքինգը Քեմբրիջի համալսարանի մաթեմատիկայի լուկասյան պրոֆեսոր է, ինչպես ժամանակին Նյուտոնն ու ապա Պ․ Ա․ Մ․ Դիրակն էին, երկու նշանավոր հետազոտողներ, որոնցից մեկն ուսումնասիրել է ամենախոշորը, մյուսը՝ ամենափոքրը։ Ստեֆըն Հոքինգը նրանց արժանավոր հաջորդն է։ Հոքինգի այս առաջին հանրամատչելի գրքով ընթերցողը բազմակողմանիորեն կվարձատրվի։ Այս գրքի բազմաբովանդակ պարունակության չափ հետաքրքիր է նաև ընթերցողին մատուցվող հեղինակի մտածելակերպը։ Այս գիրքը պարունակում է ֆիզիկային, աստղագիտությանը, տիեզերագիտությանը, ինչպես նաև մտքի խիզախության հետ առնչվող պարզ հայտնություններ։

Այս գիրքը նաև Աստծո մասին է․․․ կամ թերևս՝ Աստծո բացակայության մասին։ Գրքի էջերում հաճախ է հանդիպում «Աստված» բառը։ Հոքինգը ձգտում է պատասխանել Էնշտեյնի այն նշանավոր հարցին, թե տիեզերքն արարելիս Աստված ընտրության որևէ հնարավորություն ունե՞ր։ Իր իսկ միանշանակ պնդմամբ նա փորձում է հասկանալ Աստծո բանականությունը։ Ավելի անսպասելի է եզրակացությունը, թերևս ժամանակավոր, որին հանգեցրել են հետազոտությունները։ Տիեզերքը տարածության մեջ անեզր է, ժամանակի մեջ՝ անսկիզբ և անվերջ, իսկ Արարիչն այնտեղ անելիք չունի։

Կարլ Սագան

Կորնելի համալսարան, Իթակա, Նյու Յորք

Մեր պատկերացումները տիեզերքի մասին

Հանրահայտ մի գիտնական (ըստ ոմանց դա եղել է Բերտրան Ռասելը) հանրամատչելի դասախոսություն էր կարդում աստղագիտության մասին։ Նա նկարագրում էր, թե ինչպես է երկիրը պտտվում բազմաքանակ աստղերի կույտի՝ մեր գալակտիկայի կենտրոնի շուրջը։ Դասախոսության ավարտին վերջին շարքերից մի փոքրամարմին ծեր կին ոտքի կանգենց և հայտարարեց․ «Ինչ որ դուք ասացիք՝ անմտություն է։ Երկիրն իրականում մի հարթ ափսե է՝ հենված հսկա կրիայի մեջքին։ Գիտնականը ներողամտորեն ժպտաց և հարցրեց․ «Իսկ ինչի՞ վրա է դրված այդ հսկա կրիան»։ «Դուք շատ խորամանկն եք, երիտասարդ, շատ խորամանկը», ― ասաց ծեր կինը, ― բայց չէ՞ որ ամենուրեք իրար վրա դրված հսկա կրիաներ կան»։

Մարդկանց մեծամասնությունը ծիծաղելի կհամարի մեր տիեզերքի՝ որպես հսկա կրիաներից կազմված անսահմանափակ աշտարակի մասին պատկերացումը, սակայն ո՞վ ասաց, որ մենք ավելին գիտենք։

Մենք ի՞նչ գիտենք տիեզերքի մասին և որտեղի՞ց գիտենք։ Ինչպե՞ս է առաջացել տիեզերքը և ո՞ւր է գնում։ Տիեզերքն ունեցե՞լ է սկիզբ և, եթե այո, ապա դրանից առաջ ի՞նչ է եղել։ Ի՞նչ բան է ժամանակը։ Արդյոք երբևէ նա վերջ կունենա՞։ Ֆիզիկայի ժամանակակից նվաճումները, որոնք մասամբ իրականություն են դարձել արտակարգ նոր տեխնոլոգիաների օգնությամբ, այսօր հնարավոր են դարձնում առաջարկել այդ մշտական հարցերի մի մասի պատասխանները։ Մի օր այս պատասխանները կարող են նույնքան ակներև թվալ, որքան երկրի պտույտն արևի շուրջ, կամ գուցե նույնքան արտառոց, որքան հսկա կրիաների աշտարակը։ Դա լոկ ժամանակը ցույց կտա, ինչ էլ որ այն լինի։

Դեռևս մեր թվարկությունից առաջ՝ 340 թ֊վին հույն փիլիսոփա Արիստոտելն իր «Երկնքի մասին» գրքում երկու ծանրակշիռ փաստեր է բերել այն մասին, որ երկիրն ավելի շուտ գնդաձև է, քան հարթ ափսե։ Առաջին․ Արիստոտելը գտնում էր, որ լուսնի խավարումներն առաջանում են արևի և լուսնի միջև երկրի հայտնվելու հետևանքով։ Երկրի ստվերը լուսնի վրա միշտ կլոր էր, ինչը վկայում է երկրի գնդաձև լինելու մասին։ Եթե երկիրը լիներ հարթ սկավառակ, ապա նրա ստվերը կլիներ երկարացած ու էլիպսաձև, բացառությամբ եթե խավարումները մշտապես տեղի ունենային, երբ արևը լիներ սկավառակի ուղիղ կենտրոնի հետևում։ Երկրորդ․ ծովագնացությունից հույներին հայտնի էր, որ Հյուսիսային աստղը երկնքում ավելի ցածր է երևում հարավային և ավելի բարձր՝ հյուսիսային շրջաններից դիտելիս։ (Քանի որ Հյուսիսային աստղը գտնվում է հյուսիսային բևեռի վերևում, ապա այն հյուսիսային բևեռից դիտողին երևում է անմիջապես գլխավերևում, մինչդեռ հասարակածից դիտողի համար այն հայտնվում է ուղիղ հորիզոնում)։ Եգիպտոսում և Հունաստանում Հյուսիսային աստղի դիրքերի ակնհայտ տարբերությունից ելնելով, Արիստոտելը նույնիսկ գնահատեց գնդաձև երկրի շրջագծի երկարությունը՝ 400.000 ստադիա։ Թե որքան է ստադիան, ճշգրիտ չգիտենք, դա կարող էր լինել մոտավորապես 200 յարդ, որով երկրի արիստոտելյան շրջագիծը 2 անգամ մեծ է ստացվում այսօր ընդունված թվից։ Հույները երկրի գնդաձև լինելու մասին ունեին երրորդ ապացույցը ևս․ ինչո՞ւ մարդ ափին մոտեցող նավի նախ առագաստը տեսնում հորիզոնում, ապա միայն՝ իրանը։

Ըստ Արիստոտելի, երկիրն անշարժ է, իսկ արևը, լուսինը, մոլորակները և աստղերը շրջանաձև պտտվում են նրա շուրջ։ Նա հավատում էր դրան, որովհետև կրոնական դրդապատճառներով համարում էր, որ երկիրը գտնվում է տիեզերքի կենտրոնում, իսկ շրջանաձև շարժումն ամենակատարյալն է։ Մ․թ․ II դարում Պտղոմեոսն այս գաղափարից բխեցրեց իր ամբողջական տիեզերագիտական մոդելը։ Ըստ այդ մոդելի՝ երկիրը գտնվում է տիեզերքի կենտրոնում՝ շրջապատված 8 ոլորտներով, որոնցում գտնվում են լուսինը, արևը, աստղերը և այն ժամանակ հայտնի հինգ մոլորակները՝ Մերկուրին, Վեներան, Մարսը, Յուպիտերը և Ստուռնը (նկ․ 1.1): Մոլորակներն իրենք պտտվում են ավելի փոքր ուղեծրերով, կապված մնալով իրենց համապատասխան ոլորտներին, սրանով էր բացատրվում մոլորակների՝ երկնքի դիտարկումներից բացահայտված բավականին բարդ ուղին։ Ամենահեռավոր ոլորտում գտնվում են, այսպես կոչված, սևեռված աստղերը, որոնք միմյանց նկատմամբ միշտ մնում են նույն դիրքում, բայց միասին պտտվում են երկնակամարում։ Թե ինչ կար վերջին ոլորտից այն կողմ, այնքան էլ հստակ չէր, բայց այն՝ իհարկե, մարդու համար դիտարկելի տիեզերքից դուրս էր։

Պտղոմեոսի մոդելն իրենից ներկայացնում էր բավականին ճշգրիտ մեթոդ, որով կարելի էր կանխագուշակել երկնային մարմինների դիրքը։ Սակայն այդ դիրքերը ճշգրիտ գուշակելու համար նա ստիպված էր ենթադրել, որ լուսնի հետագիծն այնպիսին է, որ երբեմն այն երկու անգամ ավելի մոտ է հայտնվում երկրին, քան սովորաբար։ Եվ դրանից հետևում է, որ լուսինը երբեմն երկու անգամ մեծ պիտի երևար սովորականից։ Պտղոմեոսը նկատեց այդ այդ թերությունը, որով հանդերձ, սակայն, մոդելը չնայած ոչ համընդհանուր, բայց լայն ընդունելություն գտավ։ Քրիստոնեական եկեղեցին նույնպես ընդունեց այն, քանի որ տիեզերքի այդ պատկերը համապատասխանում էր Աստվածաշնչին, ընդ որում, մեծ առավելություն ուներ, որ սևեռված աստղերի ոլորտից այն կողմ տեղ էր մնում նաև դժոխքի և դրախտի համար։1514֊ին ավելի պարզ մի մոդել առաջարկեց լեհ քահանա Նիկոլաս Կոպերնիկոսը։ (Սկզբում Կոպեռնիկոսն այն առաջարկեց անանուն, հավանաբար վախենալով, որ եկեղեցին հեղինակին հերետիկոս կհամարի)։ Նրա հիմնական գաղափարն այն էր, որ արևն անշարժ է և գտնվում է կենտրոնում, իսկ երկիրն ու մոլորակները պտտվում են նրա շուրջը՝ շրջանաձև ուղեծրերով։ Այս մոդելը լրջորեն ընդունվեց միայն շուրջ մեկ դար անց։ Թեև կոպեռնիկոսյան մոդելի կանխագուշակած ուղեծրերը ստույգ չէին համընկնում դիտարկումներին, երկու նշանավոր ասղագետներ՝ գերմանացի Յոհան Կեպլերն ու Իտալացի Գալիլեո Գալիլեյը հրապարակայնորեն պաշտպանեցին այն։ 1609֊ին արիստոտելյան֊պտղոմեոսյան տեսությունները կործանիչ հարված ստացան։ Այդ տարում նոր հայտնագործված հեռադիտակով Գալիլեոն սկսեց դիտարկել գիշերային երկնակամարը։ Նա, դիտելով Յուպիտերը, նկատեց, որ այն շրջապատված է մի քանի արբանյակներով կամ լուսիններով, որոնք պտտվում են նրա շուրջ։ Սա նշանակում էր, որ ոչ բոլոր մարմիններն են պտտվում երկրի շուրջ, ինչպես մտածում էին Արիստոտելն ու Պտղոմեոսը։ (Իհարկե, դեռ հնարավոր էր ենթադրել, որ երկիրը անշարժ է տիեզերքի կենտրոնում, իսկ Յուպիտերի լուսինները ծայրահեղ բարդ հետագծով պտտվում են երկրի շուրջ՝ տպավորություն ստեղծելով, թե դրանք պտտվում են Յուպիտերի շուրջ։ Սակայն Կոպեռնիկոսի տեսությունը շատ ավելի պարզ էր)։ Այդ նույն ժամանակ Յոհան Կեպլերը ձևափոխելով Կոպեռնիկոսի տեսությունը, առաջարկեց, որ մոլորակները պտտվում են ոչ թե շրջանաձև, այլ էլիպսաձև ուղեծրերով (էլիպսը ձգած շրջանագիծ է)։ Կանխագուշակված ուղեծրերն այդպիսով վերջնականապես համընկան դիտարկումներին։

Ինչ վերաբերում է Կեպլերի էլիպսաձև ուղեծրին, ապա այն պարզապես պատահական հիպոթեզ էր և այդ իսկ պատճառով՝ անընդունելի, քանի որ էլիպսը նվազ կատարյալ էր, քան շրջանագիծը։ Բոլորովին պատահաբար հայտնագործելով, որ էլիպսաձև շարժումը լավ համընկնում է դիտարկումներին, նա չկարողացավ էլիպսաձև ուղեծրի պատկերացումը համաձայնեցնել իր այն տեսակետի հետ, համաձայն որի մոլորակներն արևի շուրջ պտտվում են մագնիսական ուժերի ազդեցության տակ։

Այս հարցն իր բացատրությունն ստացավ շատ ուշ՝ 1687֊ին, երբ Իսահակ Նյուտոնը հրատարակեց ֆիզիկական գիտությունների բնագավառում գրված թեևս իր ամենակարևոր, եզակի աշխատությունը՝ «Բնափիլիսափայության մաթեմատիկական հիմունքները»։ Այստեղ Նյուտոնը ոչ միայն առաջադրում էր տարածության և ժամանակի մեջ մարմինների շարժման տեսությունը, այլև զարգացնում էր այն բարդ մաթեմատիկական ապարատը, որը հարկավոր էր դրանց շարժման վերլուծության համար։ Ի լրումն դրա, Նյուտոնը սահմանեց տիեզերական ձգողության օրենքը, ըստ որի տիեզերքում յուրաքանչյուր մարմին իրեն է ձգում այլ մարմնի այնպիսի ուժով, որն այնքան մեծ է, որքան մեծ են մարմինների զանգվածները և փոքր՝ նրանց միջև հեռավորությունը։ Այդ նույն ուժն է նաև մարմինների՝ գետին ընկնելու պատճառը։ (Այն պատմությունը, թե իբր Նյուտոնը ներշնչվել է, երբ խնձորն ընկել է իր գլխին, իհարկե, մտացածին է։ Այն ինչ երբևէ Նյուտոնն ասել է այդ մասին, այն է, որ ձգողական ուժի գաղափարն իր մտքում ծագել է, երբ ինքը նստած էր «հայեցողական տրամադրությամբ» և «դրա առիթը խնձորի ընկնելն էր»)։ Նյուտոնը հետո ցույց տվեց, որ, իր օրենքի համաձայն, ձգողության ուժն է լուսնի՝ երկրի շուրջ էլիպսաձև ուղեծրով պտտվելու և երկրի ու մոլորակների՝ իրենց հերթին արևի շուրջ էլիպսաձև հետագծով պտտվելու պատճառը։

Կոպեռնիկոսյան մոդելը վերջ տվեց երկրի շուրջ պտտվող ոլորտների և միաժամանակ տիեզերքի որոշակի բնական սահմանների գոյության Պտղոմեոսի պատկերացումներին։ Քանի որ պարզվեց, որ «անշարժ աստղերը» իրենց դիրքը չեն փոխում միմյանց նկատմամբ, այլ միայն տարուբերվում են երկնքում, իսկ դրա պատճառը երկրի պտույտն է իր առանցքի շուրջ,^[2] ապա բնական էր ենթադրել, որ անշարժ աստղերը ոչ այլ ինչ են, եթե ոչ մեր արևին նման մարմիններ, որոնք, սակայն, չափազանց հեռու են երկրից։

Նյուտոնը հասկացավ, որ, ձգողության իր տեսության համաձայն, աստղերը պետք է միմյանց ձգեն, հետևաբար չեն կարող անշարժ մնալ։ Հնարավո՞ր է արդյոք, որ աստղերը մի օր միասին ընկնեն։ 1691 թվականին իր ժամանակի առաջավոր մտածողներից մեկին՝ Ռիչարդ Բենտլիին ուղղած նամակում Նյուտոնը փաստարկում է, որ դա հնարավոր է միայն այն դեպքում, եթե տիեզերական որոշակի տարածության մեջ բաշխված լինեն միայն որոշակի թվով աստղեր։ Սակայն, մյուս կողմից, վիճարկում է նա, եթե աստղերի թիվն անսահման է և դրանք այս կամ այն կանոնավորությամբ բաշխված են անսահման տարածության մեջ, ապա նման բան տեղի ունենալ չի կարող, քանի որ չի կարող գոյություն ունենալ որևէ կենտրոն, որտեղ աստղերն ընկնեին։

Այս տեսակ փաստարկը որոգայթի մի օրինակ է, որին բախվում են անսահմանության մասին խոսելիս։

Սահման չունեցող տիեզերքում ամեն կետ կարող է դիտարկվել որպես կենտրոն, քանի որ նրանցից յուրաքանչյուրը բոլոր կողմերից շրջապատված է անսահման թվով աստղերով։ Ճիշտ կլինի, ինչպես շատ ավելի ուշ պարզվեց, ենթադրել մի որոշակի իրավիճակ, երբ բոլոր աստղերն ընկնում են միմյանց վրա և ապա հարց տալ, թե ի՞նչ կպատահի, եթե նոր աստղեր ավելացնենք, որոնք, մոտավորապես, կանոնավոր կերպով բաշխվեն այդ տարածքից դուրս։ Համաձայն Նյուտոնի ձգողականության օրենքի, հավելյալ աստղերը միջին հաշվով որևէ տարբերություն չեն առաջացնի սկզբնական աստղերի համար, և աստղերը կշարունակեն առաջվա արագությամբ ընկնել։ Մենք կարող ենք աստղերի կամայական քանակ ավելացնել, բայց նրանք միշտ կշարունակեն իրենք իրենց կոլապսվել։ Այժմ մենք արդեն գիտենք, որ անհնարին է ունենալ անսահման կայուն տիեզերքի մի մոդել, որում գրավիտացիոն ուժը մշտապես ձգողական լինի։

Չափազանց հետաքրքրական է այն փաստը, որ մինչև XX դարի սկիզբը մարդկային մտածողությունը հնարավոր չի համարել, որ տիեզերքը կարող է ընդարձակվել կամ սեղմվել։ Սովորաբար ընդունվել է, որ տիեզերքը կամ ընդմիշտ գոյություն է ունեցել այժմյան անփոփոխ վիճակով, կամ ստեղծվել է անցյալում, որոշակի ժամանակում, մոտավորապես այն նույն ձևով, ինչպես այսօր տեսնում ենք։ Այսպիսի մոտեցումը մասամբ արդյունք է այն բանի, որ ժողովուրդը ձգտում է հավիտենական ճշմարտություններին և, թերևս, մխիթարվում է, մտածելով, որ թեև մարդը ծերանում է և մահանում, սակայն տիեզերքն անփոփոխ է և հավիտենական։

Նույնիսկ նրանք, ովքեր գիտակցում էին, որ ըստ Նյուտոնի ձգողության տեսության տիեզերքը չի կարող կայուն լինել, չէին մտածում, որ այն կարող է ընդարձակվել։ Ընդհակառակը, փորձում էին տեսությունը բարեփոխել այնպես, որ շատ մեծ հեռավորությունների վրա գրավիտացիոն ուժը դառնար վանողական։ Այս մոտեցումը էականորեն չէր ազդում մոլորակների շարժումների վերաբերյալ եղած ենթադրությունների վրա, բայց թույլ էր տալիս, որպեսզի անորոշ թվով աստղերի բազմությունը մնար հավասարակշռության մեջ՝ իրար մոտ գտնվող աստղերի միջև գործող ձգողական ուժերի և իրարից շատ հեռու գտնվող աստղերի միջև գործող վանողական ուժերի համակշռման շնորհիվ։ Սակայն մենք այսօր համոզված ենք, որ այդպիսի հավասարակշռությունը կայուն պիտի լինի։ Եթե որևէ տիրույթում աստղերը միմյանց մի փոքր ավելի մոտենան, ապա նրանց միջև կմեծանան ձգողական ուժերը և կգերակշռեն վանողական ուժերին, և աստղերը կշարունակեն ընկնել միմյանց վրա։ Մյուս կողմից, եթե աստղերը միմյանցից մի փոքր հեռանան, ապա կգերակշռեն վանողական ուժերը և նրանց կմղեն ավելի հեռու։

Անսահման կայուն տիեզերքի պատկերացման դեմ հանդես եկավ գերմանացի փիլիսոփա Հայնրիխ Օլբերսը 1823֊ին։ Իրականում Նյուտոնի ժամանակակիցներից շատերը արծարծել էին այդ հարցը, և չի կարելի ասել, որ Օլբերսի հոդվածն առաջինն էր, որտեղ համոզիչ փաստեր էին բերվում անսահման կայուն տիեզերքի մոդելի դեմ։ Սակայն նրա հոդվածն առաջինը լայն ճանաչման արժանացավ։ Բանն այն է, որ անսահման կայուն տիեզերքում յուրաքանչյուր տեսանելի գիծ համարյա պիտի վերջանա աստղի մակերևույթի վրա։ Հետևաբար, կարելի էր ենթադրել, որ ամբողջ երկնակամարը նույնիսկ գիշերը պետք է փայլեր այնպես, ինչպես արևը։ Օլբերսի հակափաստարկն այն էր, որ հեռավոր աստղերից եկող լույսը պետք է թուլանա՝ կլանվելով միջաստղային տարածությունը լցնող նյութի կողմից։ Մինչդեռ, եթե դա տեղի ունենար, ապա այն կլանող նյութը պիտի այնքան տաքանար, որ շիկանար ու փայլեր աստղերի նման։ Գիշերային երկնակամարի՝ արևի պայծառությամբ լուսավորված լինելու եզրակացությունից խուսափելու համար մնում էր ենթադրել, որ ստղերը ոչ թե մշտապես են փայլում, այլ բռնկվել են լոկ անցյալի որոշակի ժամանակում։ Հետևաբար, կամ կլանող նյութը դեռևս չի տաքացել, կամ հեռավոր աստղերի լույսը դեռ մեզ չի հասել։ Այսպիսով, հարց առաջացավ, թե ի՞նչն է աստղերի բռնկման պատճառը։

Անշուշտ, սրանից շատ ավելի վաղ է քննարկվել տիեզերքի սկզբնավորման հարցը։ Համաձայն մի շարք վաղ անցյալի տիեզերագետների և ըստ հրեա/քրիստոնյա/մահմեդական ավանդության, տիեզերքը սկիզբ է առել ոչ շատ հեռավոր անցյալ ժամանակում։ Այդպիսի սկզբնավորման փաստարկներից մեկը տիեզերքի գոյությունը բացատրելու համար «Սկզբնական պատճառ» գտնելու մարդկային մղումն էր։ (Հայտնի բան է՝ մենք միշտ մի դեպքը բացատրում ենք որպես նախորդ դեպքի հետևանք, ուստի այդ եղանակով իր իսկ՝ տիեզերքի գոյությունը բացատրելի է դառնում, եթե այն միայն որոշակի սկիզբ ունենա)։ Մեկ այլ պատճառ է բերում սբ․ Օգոստինոսն իր «Աստծո քաղաքը» գրքում։ Նա նշում էր, որ քաղաքակրթությունն առաջադիմում է, և մենք միշտ հիշում ենք, թե ով է այս կամ այն գործի հեղինակը, կամ ով է մշակել տվյալ մեթոդը։ Հետևաբար, ինչպես մարդը, այնպես էլ հավանաբար տիեզերքը, կարող են գոյություն ունենալ շատ վաղուցվանից։ Աբ․ Օգոստինոսը գտնում է, որ տիեզերքը արարվել է մեր թվարկությունից առաջ5000 թվականին՝ ըստ Ծննդոց գրքի։ (Հետաքրքրական է, որ դա շատ հեռու չէ վերջին Սառցի դարաշրջանի ավարտից՝ մ․թ․ա․ 10.000 թվականից, երբ, համաձայն հնագետների, քաղաքակրթությունն իրապես սկսվել է)։

Մյուս կողմից սակայն, Արիստոտելը և հույն մյուս փիլիսոփաներից շատերը կողմնակից չէին արարչագործության գաղափարին, որովհետև դա շատ էր հիշեցնում ինչ֊որ աստվածային միջամտություն։ Նրանք հավատում էին, որ մարդկությունը և նրան շրջապատող աշխարհը միշտ գոյություն են ունեցել և գոյություն կունենան ընդմիշտ։ Իհարկե, հին հույները հաշվի էին առնում վերևում նկարագրված քաղաքակրթության և զարգացման փաստը և պատասխանում էին դրան, ասելով, որ պարբերաբար տեղի ունեցող ջրհեղեղներն ու այլ աղետները մարդկությանը շարունակաբար ետ են մղել դեպի քաղաքակրթության սկիզբը։

Հետագայում այն հարցին, թե տիեզերքն ունի՞ սկիզբ ժամանակի մեջ և սահմանափակվա՞ծ է արդյոք տարածության մեջ, անդրադարձել է փիլիսոփա Իմանուիլ Կանտն իր հիմնարար (և շատ խրթին) «Զուտ բանականության քննադատություն» գրքում,^[3] որը լույս է տեսել 1781֊ին։

Կանտն այս հարցերն անվանում է մաքուր բանականության անտինոմիաներ (այսինքն՝ հակասություններ), որովհետև նա գտնում էր, որ կան հավասարապես ընդունելի փաստարկներ և՛ այն դրույթի օգտին, թե տիեզերքն ունեցել է սկիզբ, և դրա հակադրույթի օգտին, թե տիեզերքը գոյություն է ունեցել ընդմիշտ։ Դրույթի օգտին փաստարկը հետևյալն էր․ եթե տիեզերքը սկիզբ չունենար, ապա որևէ դեպքից առաջ պետք է եղած լիներ անվերջ մի ժամանակ, ինչը, նրա կարծիքով, անհեթեթ է։ Հակադրույթի օգտին փաստարկն այն է, որ եթե տիեզերքը սկիզբ ունենար, ապա դրանից առաջ նորից անվերջ մի ժամանակ պետք է լիներ, ուրեմն, ինչո՞ւ պիտի որևէ որոշակի ժամանակում առաջանար տիեզերքը։ Ըստ էության, երկուսի էլ՝ դրույթի և հակադրույթի փաստարկները նույնն են։ Երկուսն էլ հիմնված են այն լռին ենթադրության վրա, թե, անկախ այն բանից, տիեզերքը ընդմիշտ գոյություն ունեցել է, թե ոչ, ժամանակը մշտապես եղել է։ Հետագայում մենք կտեսնենք, որ ժամանակի հասկացությունը տիեզերքի սկզբնավորումից առաջ իմաստ չունի։ Այս խնդրին առաջին անգամ անդրադարձել է սբ․ Օգոստինոսը։ Այն հարցին, թե Աստված ի՞նչ էր անում տիեզերքն ստեղծելուց առաջ, սբ․ Օգոստինոսը չպատասխանեց․ նա դժոխք էր պատրաստում նման հարցեր տվողների համար։ Փախարենը նա ասել է, որ ժամանակն Աստծո արարած տիեզերքի հատկանիշն է, և տիեզերքի սկզբնավորումից առաջ ժամանակ գոյություն չի ունեցել։

Այն ժամանակ, երբ շատ մարդիկ հավատացած էին, թե տիեզերքը հիմնականում անշարժ է և անփոփոխ, դրա սկզբնավորման հարցը, ըստ էության, մետաֆիզիկայի և աստվածաբության խնդիրն էր։ Դիտարկումները նույն հաջողությամբ կարելի էր ճիշտ գնահատել և այն տեսության հիման վրա, թե տիեզերքն ընդմիշտ գոյություն է ունեցել, և կամ ենթադրելով, թե այն շարժման մեջ է դրվել որոշակի ժամանակահատվածում այնպես, որ թվա, թե ընդմիշտ եղել է։ Բայց ահա 1929 թվականին Էդվին Հաբլը կատարեց պատմական նշանակություն ունեցող, շրջադարձային մի դիտարկում բացահայտեց, որ ինչ ուղղությամբ էլ որ նայես, հեռավոր գալակտիկաներն արագորեն հեռանում են մեզանից։ Այլ կերպ ասած, տիեզերքն ընդարձակվում է։ Իսկ դա նշանակում է, որ վաղ անցյալում մարմիններն իրար շատ մոտ են եղել։ Փաստորեն, եղել է մի ժամանակ,՝ տասը կամ քսան միլիարդ տարի առաջ, երբ բոլոր մարմինները գտնվել են ճիշտ նույն տեղում, և, հետևաբար, տիեզերքի խտությունը անսահման մեծ է եղել։ Ահա այս հայտնագործությունը տիեզերքի սկզբնավորման հարցը վերջնականապես բերեց գիտության ասպարեզ։

Հաբլի դիտարկումներից հետևեց, որ եղել է ժամանակ, որը կոչվում է Մեծ պայթյուն, երբ տիեզերքն անվերջ փոքր էր և անսահման խիտ։ Միանգամայն պարզ է, որ այսպիսի պայմաններում մեր իմացած գիտության բոլոր օրենքները, հետևաբար ապագան գուշակելու մեր ողջ կարողությունը անզոր են։ Եթե մեծ սկզբին նախորդել են այլ դեպքեր, ապա դրանք, այնուամենայնիվ, չեն կարող ազդել ներկա ժամանակում կատարվող դեպքերի վրա։ Դրանց գոյությունն անցյալում կարելի է հաշվի չառնել, որովհետև դրանք նկատելի հետքեր չեն թողել։ Կարելի է ասել, թե ժամանակը սկիզբ է առել Մեծ պայթյունից այն առումով, որ ավելի վաղ ժամանակները պարզապես հնարավոր չէ սահմանել։ Պետք է ընդգծել, որ ժամանակի այդպիսի սկզբնավորման տեսությունը շատ տարբեր է նախկինում մեր քննարկված տեսություններից։ Անփոփոխ և կայուն տիեզերքում ժամանակային սկիզբը ենթադրում է տիեզերքից դուրս գտնվող մի կեցության միջամտություն, քանի որ տիեզերքի սկզբնավորման համար որևէ ֆիզիկական անհրաժեշտություն չկար։ Կարելի է երևակայել, որ Աստված տիեզերքն ստեղծեց անցյալի բառացիորեն ցանկացած պահի։ Մինչդեռ, եթե տիեզերքն ընդարձակվում է, ապա այդպիսի սկզբնավորման համար կարող են ֆիզիկական պատճառներ լինել։ Կարելի է ենթադրել, որ Աստված տիեզերքն ստեղծեց հենց Մեծ պայթյունի ժամանակ, կամ նույնիսկ դրանից հետո, այնպես, որ մեզ թվա, թե մեծ պայթյուն է եղել։ Բայց բոլորովին անիմաստ է ենթադրել, թե տիեզերքը ստեղծվել է Մեծ պայթյունից առաջ։ Այսպիսով, ընդարձակվող տիեզերքի պատկերացումը չի բացառում արարչագործության գաղափարը, այն լոկ սահմանափակում է դրա իրականացման ժամանակահատվածը։

Տիեզերքի բնույթի մասին խոսելիս և այնպիսի հարցեր քննարկելիս, ինչպիսիք են, օրինակ, տիեզերքն արդյոք սկիզբ ու վերջ ունի՞, անհրաժեշտ է հստակ պատկերացնել, թե ինչ է գիտական տեսությունը։ Դիցուկ, մի պարզունակ մոտեցմամբ ընդունենք, որ տեսությունը տիեզերքի կամ նրա սահմանափակ մի մասի մոդելն է՝ այն կանոններով հանդերձ, որոնցով այդ մոդելի պարամետրերը հարաբերվում են մեր դիտարկումներին։ Մոդելը գոյություն ունի մեր պատկերացումներում և այլ իրականության մեջ տեղ չունի (ինչ էլ որ սա նշանակի)։ Այնուամենայնիվ, առաջարկված տեսությունը լավն է, եթե բավարարում է երկու պահանջի․ պետք է ճշգրտորեն նկարագրի մեծ թվով դիտարկումների արդյունքները՝ հիմնված լինելով միայն քիչ թվով պայմանական տարրեր պարունակող մոդելի վրա, ինչպես նաև որոշակիորեն կանխատեսի ապագա դիտարկումների արդյունքները։ Օրինակ, Արիստոտելի տեսությունն այն մասին, թե ամեն ինչ կազմված է չորս տարրերից՝ հողից, օդից, կրակից և ջրից, բավականին պարզ է և ընդունելի, սակայն այն ոչինչ որոշակիորեն կանխատեսել չի կարող։ Մյուս կողմից, Նյուտոնի ձգողականության տեսությունը հիմնվում է անհամեմատ ավելի պարզ մի մոդելի վրա, ըստ որի մարմինները միմյանց ձգում են մի ուժով, որն ուղիղ համեմատական է նրանց մեծությանը, ինչն անվանում ենք զանգված, և հակադարձ համեմատական նրանց միջև եղած հեռավորության քառակուսուն։ Այս մոդելը թույլ է տալիս մեծ ճշգրտությամբ հաշվարկել արևի, լուսնի և մոլորակների շարժումները։

Ցանկացած ֆիզիկական տեսություն միշտ ժամանակավոր է այն իմաստով, որ կազմված է միայն հիպոթեզներից, որոնք երբեք ապացուցել չի լինի։ Անկախ այն բանից, թե փորձնական տվյալները քանի անգամ են համընկել տեսական կանխատեսումների հետ, դուք երբեք չեք կարող վստահ լինել, որ հաջորդ անգամ արդյունքը չի հակասի տեսությանը։ Մյուս կողմից, տեսության կանխատեսմանը հակասող մի դեպքն անգամ բավական է, որպեսզի դուք այն հերքեք։ Հետաքրքրական է փիլիսոփա Կարլ Պոպերի գնահատականը․ նա գտնում է, որ իրապես լավ տեսությունը բնութագրվում է նրանով, որ բազմաթիվ կանխատեսումներ է անում, որոնք սկզբունքորեն կարող են չհաստատվել կամ մերժվել՝ դիտարկումներով։ Երբ ամեն մի նոր փորձ համընկնում է տեսական կանխատեսմանը, ապա տեսությունը պահպանվում է, և նրա նկատմամբ մեր վստահությունն աճում է, բայց հենց մի նոր փաստ հակասի տեսությանը, մենք անհապաղ հրաժարվում կամ վերափոխում ենք տեսությունը։ Իհարկե, դա այդպես է, սակայն չպետք է մոռանալ, որ միշտ կարելի է կասկածի տակ դնել նաև փորձը կատարողի բանիմացությունը։

Գործնականում, ինչը հաճախ է պատահում, նոր տեսությունը սովորաբար նախորդի այս կամ այն չափով ընդլայնումն է։ Օրինակ, Մերկուրի մոլորակի համար ճշգրիտ չափումները ցույց տվեցին, որ մի փոքր տարբերություն կա Նյուտոնի ձգողականության տեսության հիման վրա արված կանխատեսումների և մոլորակի դիտարկված շարժման միջև։ Էնշտեյնի հարաբերականության ընդհանուր տեսությունը կանխատեսում էր շարժման այդպիսի փոքր շեղում՝ ի հակադրություն Նյուտոնի տեսության։ Հենց այն փաստը, որ Էնշտեյնի տեսությունը կանխատեսեց այն, ինչը դիտարկվեց, իսկ Նյուտոնի տեսությունը չկարողացավ դա անել, եղավ նոր տեսության հաջողության և ընդունման հիմնական պատճառներից մեկը։ Այնուամենայնիվ, մենք դեռես գործնականում լայնորեն օգտվում ենք Նյուտոնի տեսությունից, որովհետև սովորական պայմաններում, ինչի հետ մենք առնչվում ենք, երկու տեսությունների կանխատեսումների միջև քանակական տարբերությունները փոքր են։ (Նյուտոնի տեսությունը մի մեծ առավելություն ունի Էնշտեյնի տեսության նկատմամբ, այն անհամեմատ պարզ է)։

Ի վերջո, գիտության նպատակն է ստեղծել մի միասնական տեսություն, որն ի վիճակի լինի նկարագրել ամբողջ տիեզերքը։ Պետք է ասել, սակայն, որ գիտնականներից շատերն այդ խնդիրը բաժանում են երկու մասի։ Առաջինն այն օրենքներն են, որոնք նկարագրում են տիեզերքի փոփոխությունը ժամանակի ընթացքում։ (Ընդ որում, եթե մենք իմանանք, թե որևէ պահի ինչի է նման տիեզերքը, ապա ֆիզիկայի այդ օրենքները մեզ կհուշեն, թե ինչի կնմանվի այն որոշ ժամանակ անց)։ Երկրորդը տիեզերքի նախնական վիճակի խնդիրն է։ Ոմանց կարծիքով գիտությունը պետք է զբաղվի միայն առաջին մասին վերաբերող հարցերով, իսկ սկզբնական վիճակի խնդիրը վերաբերում է մետաֆիզիկայի կամ կրոնի ոլորտին։ Ասում են՝ ամենակարող Աստված կարող էր տիեզերքը շարժման մեջ դնել ըստ ցանկության։ Թող այդպես լինի, բայց չէ՞ որ այդ դեպքում կարող էր նաև ցանկացած ձևով նախանշել տիեզերքի զարգացման կամայական ուղի։ Բայց, ինչպես երևում է, ընտրությունն այնպես է կատարվել, որ տիեզերքը զարգանում է խիստ կանոնավոր ձևով, որոշ օրենքների համաձայն։ Ուստի, նույնքան տրամաբանական է ենթադրել, որ կան նաև սկզբնական վիճակը կառավարող օրենքներ։

Այնուամենայնիվ, պարզվում է, որ շատ դժվար է ստեղծել այնպիսի տեսություն, որը տիեզերքը նկարագրեր համապարփակ և միանշանակ ձևով։ Այն ստեղծելու փոխարեն մենք ստիպված հիմնախնդիրը բաժանում ենք մասերի և ստեղծում մի շարք մասնակի տեսություններ։ Մասնակի տեսություններից յուրաքանչյուրը նկարագրում և կանխատեսում է սահմանափակ դասի պատկանող որոշակի դիտարկումներ՝ անտեսելով այլ մեծությունների ազդեցությունները, կամ դրանք ներկայացնելով, որպես պարզ թվերի հավաքածու։ Այս մոտեցումը, թերևս, սխալ է ամբողջովին։ Եթե տիեզերքում ամեն ինչ սկզբունքորեն կախված է ամեն ինչից, ապա մասնակի և մեկուսացած ուսումնասիրությունների օգնությամբ հազիվ թե հնարավոր լինի նույնիսկ մոտենալ հիմնախնդրի ամբողջական լուծմանը։ Այնուամենայնիվ, հենց այդ եղանակով գիտությունը մեծ հաջողությունների է հասել անցյալում։ Դասական օրինակը դարձյալ Նյուտոնի ձգողականության տեսությունն է, համաձայն որի, երկու մարմինների միջև գործող ձգողական ուժը կախված է այդ մարմիններից յուրաքանչյուրին նկարագրող թվերից՝ նրանց զանգվածներից, բայց բոլորովին անկախ է այն բանից, թե այդ մարմիններն ինչ նյութից են կազմված։ Հետևաբար՝ արևի և մոլորակների ուղեծրերը հաշվելու համար մեզ հարկավոր չէ տեսություն ունենալ նրանց կառուցվածքի և կազմության մասին։

Այսօր գիտնականները տիեզերքը նկարագրում են հիմնականում երկու մասնակի տեսությունների՝ հարաբերականության ընդհանուր տեսության և քվանտային մեխանիկայի օգնությամբ։ Դրանք XX դարի առաջին կեսի մարդկային մտքի խոշոր նվաճումներն են։ Հարաբերականության ընդհանուր տեսությունը նկարագրում է տիեզերական ձգողության ուժն ու տիեզերքի լայնամասշտաբ կառուցվածքը․ մի քանի մղոնից մինչև միլիոն միլիոն միլիոն միլիոն մղոն (1 000000 000000 000000 000000) դիտարկելի տիեզերքի չափի սահմաններում։ Մյուս կողմից քվանտային մեխանիկան զբաղվում է այնպիսի երևույթներով, որոնք տեղի են ունենում չափազանց փոքր մասշտաբներում, ինչպիսին է, օրինակ, դյույմի միլիոն միլիոներորդ մասը (0.000000 000001): Դժբախտաբար, սակայն, այսօր հայտնի է, որ այս երկու տեսություններն անհամատեղելի են, այսինքն՝ երկուսով միաժամանակ ճիշտ լինել չեն կարող։ Ժամանակակից ֆիզիկայի ջանքերից գլխավորը և այս գրքի հիմնական խնդիրն է ստեղծել մի տեսություն, որը միավորի այդ երկու տեսությունները՝ քվանտային և ձգողականության։ Այսօր մենք այդպիսի տեսություն դեռ չունենք և երկար ճանապարհ պիտի անցնել այն ստեղծելու համար, սակայն մենք արդեն գիտենք այն բազմաթիվ հատկությունները, որոնք պետք է ունենա այդպիսի միասնական տեսությունը։ Հետագա գլուխներում մենք կտեսնենք, որ արդեն որոշ չափով գաղափար ունենք այն կանխատեսումների մասին, որ կարող է անել ձգողության քվանտային տեսությունը։

Այժմ, եթե դուք հավատում եք, որ տիեզերքը կամայական չէ և ղեկավարվում է որոշակի օրենքներով, ստիպված ենք ի վերջո մասնակի տեսությունները միաձուլել մի կատարյալ միասնական տեսության մեջ, որը կարողանա նկարագրել տիեզերքում տեղի ունեցող ամեն ինչը։ Սակայն կատարյալ միասնական տեսության մեր որոնումն իր մեջ պարունակում է մի հիմնարար պարադոքս։ Երբ մենք խոսում էինք գիտական տեսությունների մասին, լռելյայն ենթադրում էինք, որ մենք բանիմաց, խելացի էակներ ենք, և եթե ցանկանանք, կարող ենք ազատորեն դիտարկել տիեզերքն ու հանգել տրամաբանական եզրակացությունների։ Այսպիսի պայմանների առկայության դեպքում հնարավոր է ենթադրել, որ մենք աստիճանաբար կմոտենանք տիեզերքը կառավարող օրենքների ըմբռնմանը։ Եթե իրոք գոյություն ունի կատարյալ միասնական տեսություն, ապա այն ևս հավանաբար կարող է կողմնորոշել մեր գործողությունները։ Այսպիսով, հենց տեսությունն ինքը կորոշի մեր որոնումների ելքը։ Իսկ որտեղի՞ց իմանանք, թե տվյալ փաստերը մեզ ճիշտ եզրակացությունների կհանգեցնեն։ Մի՞թե նույնքան հնարավոր չէ, որ դրանք մեզ սխալ եզրահանգումների հանգեցնեն և կամ ոչ մի եզրահանգման չհանգեցնեն ընդհանրապես։

Միակ պատասխանը, որ ես կարող եմ տալ այս հարցին, հիմնված է Դարվինի՝ տեսակների բնական ընտրության սկզբունքի վրա։ Բանն այն է, որ կենդանի օրգանիզմների ինքնավերարտադրվող որևէ հանրույթի մեջ կարող են լինել գենետիկական նյութի փոփոխություններ և հանգեցնել նոր անհատականությունների առաջացման։ Այդ փոփոխությունների շնորհիվ որոշ անհատներ ավելի պիտանի կլինեն մյուսներից՝ շրջապատող աշխարհի մասին ճիշտ եզրահանգումներ անելու և համապատասխան կերպով գործելու առումով։ Այդպիսի անհատները լավագույնս կգոյատևեն, կվերարտադրվեն, և կտիրապետեն նրանց վարքագծին ու մտածողությանը։ Ճշմարիտ է, որ անցյալում բանականությունը և գիտական հայտնագործությունը եղել են գոյատևման բարենպաստ պայմանների երաշխիք։ Սակայն չի կարելի վստահորեն ասել, որ դա այդպես է նաև այսօր․ հնարավոր է, որ մեր գիտական հայտնագործությունները մեզ բոլորիս կործանեն, իսկ եթե դա չպատահի էլ, ապա կատարյալ միասնական տեսությունը թերևս որևէ դեր չխաղա մեր գոյատևման հարցում։ Այդուհանդերձ, եթե իրոք տիեզերքը զարգանում է կանոնավոր ձևով, ուրեմն կարելի է ակնկալել, որ բնական ընտրության շնորհիվ մեր մեջ զարգացող տրամաբանելու ընդունակությունը կօգնի միասնական տեսության մեր որոնումներում, որպեսզի սխալ եզրահանգումներ չանենք։

Քանի որ արդեն մեր ունեցած մասնակի տեսություններն այսօր բավարար են ճշգրիտ կանխատեսումներ անելու համար բոլոր իրավիճակների մասին, բացի ծայրահեղներից, ապա, թվում է, դժվար կլինի գործնականորեն արդարացնել այն որոնումները, որոնց նպատակն է տիեզերքի վերջնական մեկ տեսություն մշակելը։ (Պետք է նշել, որ նման փաստարկներ կարելի է բերել հարաբերականության ընդհանուր տեսության և քվանտային մեխանիկայի կապակցությամբ, այնինչ այդ տեսությունները մեզ տվին միջուկային էներգիա և միկրոէլեկտրոնիկա)։ Հնարավոր է, հետևաբար, որ կատարյալ միասնական տեսությունը չնպաստի մեր տեսակների գոյատևմանը։ Այն կարող է նաև ազդել մեր կենսակերպի վրա։ Սակայն քաղաքակրթության սկզբից ի վեր մարդը չի գոհացել չկապակցված և անբացատրելի դեպքերը դիտելով։ Նա միշտ ծարավի է եղել և ցանկացել է հասկանալ աշխարհի թաքնված կարգուկանոնի էությունը։ Այսօր, ինչպես միշտ, ձգտում ենք իմանալ, թե մենք ինչո՞ւ ենք այստեղ և որտեղի՞ց ենք գալիս։ Գիտելիքի հանդեպ մարդկության ցուցաբերած խորը հետաքրքրասիրութունը արդարացնում է մեր շարունակական որոնումները։ Եվ մեր նպատակն է առնվազն լրիվ և կատարյալ պատկերացում ունենալը տիեզերքի մասին, որտեղ մենք ապրում ենք։

1. ↑ ԱԿՍ (լատ․ AZS) ― ամիոտրոֆիկ կողմնային սկլերոզ։ Այս և հետագա բոլոր բացատրությունները Տ․ Քրմոյանինն են։
2. ↑ Աստղերն իհարկե, իրենց դիրքը փոխում են, սակայն դա տեսանելի կլինի միայն միլիոնավոր տարիների ընթացքում։
3. ↑ Ի․ Կանտն առաջին անգամ արեգակնային համակարգի ծագման հարցերին անդրադարձել է «Համընդհանուր բնական պատմություն և երկնքի տեսություն» (1755) աշխատությունում և առաջարկել այժմ իր անվամբ հայտնի հիպոթեզը։