назад
Обращаясь к проблеме методологического обоснования современной космологии, мы не можем не коснуться вопроса о надобности такой процедуры. Действительно, как зарубежными (Х. Дингл, М. Мюнитц, Д. Норт, Ф. Типлер и др.), так и отечественными (Г.М. Идлис, В.В. Казютинский, А. Турсунов и др.) авторами проблема эта ставилась и дебатировалась неоднократно. Полученные результаты, в интересующем нас разрезе – направление эволюции космологического знания, т.е. в вопросе о ее пути (методе) – можно, не претендуя на полноту, свести к следующим положениям:
1) Космология имеет свой собственный предмет, отличный от предмета физики или математики – физико-геометрический аспект Вселенной как целого.
2) Предмет ее исследования задается языком математики.
3) Следствия космологической теории должны получать в конечном счете опытное (наблюдательное, экспериментальное) подтверждение или опровержение, чем утверждается научный статус космологии.
Под опытной проверкой понимается наблюдательная и экспериментальная – в той мере, в какой физика элементарных частиц сопряжена с космологией – верифицируемость и фальсифицируемость космологического знания, производимая инструментальными средствами.
4) Любые попытки элиминировать эмпирическую верифицируемость космологического знания, или реинтерпретировать ее, расцениваются как угроза ее научному статусу, а поэтому, предварительно подвергнутые критике, должны быть выведены за пределы собственно научных исследований.
Первые два из приведенных пунктов как правило не являются спорными, а если и оспариваются, то различия альтернативных мнений не принципиальны. Гораздо сложнее обстоит дело с двумя другими. Неоднозначность оценки роли опыта в космологии породила два широких направления в методологической ориентации исследователей – проплатоновский и проаристотелевский – названные так в 30-е годы первоначально Динглом и позднее, видимо, заимствовавшим эту классификацию Турсуновым. И хотя сама эта классификация далеко несовершенна, ибо и Платон и Аристотель, например, в дедуктивном методе построения истинного знания о космосе не расходились, здоровое зерно в ней содержится.
Так Аристотель, в вопросах о свойствах Вселенной был более склонен к «эмпиризму», о чем прямо говорит в трактате «О небе»: «конечная цель творческой науки – произведение, а физической – то, что в каждом конкретном случае непреложно является через ощущение» [1, с.359]. Платон, наоборот, скорее был склонен к геометрическому (умозрительному) объяснению и обоснованию знания, хотя всегда надо помнить, что геометрия Платона – телесна. В основании количественного отношения элементов космоса, по Платону, лежит правильная соразмерность, к которой их привел Бог, «упорядочивая все тщательно и пропорционально», говорит он в «Тимее» [2, с.499]. Причем все эти элементы столь малы, что единичный элемент любого рода «по причине своей малости для нас невидим» [2, с.499]. И совершенно непонятно, как собирался Аристотель «непреложно» явить этот факт «через ощущения», имевшимися в его время средствами. Понимание Платоном такой невозможности, соединенное с его философской (научной) объективностью, побуждало строить умозрительную картину космоса, а следовательно, как он сам неоднократно отмечает – картину правдоподобную: «Космос был создан по тождественному и неизменному образцу постижимому с помощью рассудка и разума» [2, с.470].
Как видим, еще в античности последние три пункта приведенных выше положений, вызывали различную реакцию. Тем более впечатляющей эта реакция может быть сегодня, когда тотальная математизация научного знания позволяет совершенно по-новому взглянуть на пифагорейско-платоновскую традицию и ее роль в истории европейской культуры, в целом, и новоевропейской науки, в частности, а особенно ее космологической отрасли середины и конца ХХ века, когда «космологичность» фундаментальных физических теорий, по словам А.Д. Линде, становится мерилом их реалистичности [3, с.5-6].
Обращение к истории и обоснованию современной космологии неслучайно еще и потому, что она аккумулировала в себе новейшие достижения математики, физики и философии. Поэтому по состоянию космологии, образно выражаясь, можно судить и о самом человеке. В его взгляде на «мир как целое» отражается он сам таким как он есть сам по себе, а не таким, каким он хочет себя видеть. Здесь справедливо утверждение: скажи каков твой космос (Вселенная) и я скажу кто ты сам. Именно эта странная зависимость человека от космоса (Вселенной) и обратная (антропный принцип) позволяет выявить и оценить те сдвиги в структуре космологического знания, которые имели место в течение нынешнего столетия. Этими сдвигами и определены задачи нашей статьи: 1) проследить на конкретном анализе истории космологических теорий и сценариев сформулированных и выдвинутых за последние 80-90 лет, взаимоотношение «эмпирического» и «внутритеоретического» факторов в обосновании космологического знания, 2) сделать допустимые обобщения выявленных тенденций.
В качестве предметной области нашего анализа выбраны, преимущественно, три последовательно господствовавшие до настоящего времени космологические парадигмы: ньютоновская теория Вселенной, теория Фридмана-Леметра и инфляционная теория Гуса, Линде, Альбрехта и Стейнхарда.
1. Ньютоновский этап становления научной космологии
Ньютоновская космологическая парадигма в начале века была представлена теорией иерархической Вселенной Шарлье, в основу которой была положена теория механики и модифицированная теория гравитации Ньютона*. Еще в 1900 г. С. Аррениус писал о концептуальной основе ньютоновской космологии то, что она опирается на незыблемый закон, из которого не было сделано ни одного исключения [4, с.86]. Однако абсолютизация механики Ньютона приводила не только к проблемам в физике, связанным с возникновением полевой теории Максвелла, но и к проблемам в космологии, где в частности, возникла необходимость устранения гравитационного парадокса Зеелигера.
Основной характеристикой ньютоновской космологии, которая оказала влияние и на создателя новой механики – была идея статичности, пространственной устойчивости вещества во Вселенной, распределение которого считалось равномерным*
Незыблемыми считались и сами законы, которым подчиняются небесные тела. Получив блестящее эмпирическое подтверждение в масштабах солнечной системы, теория Ньютона испытывала к концу 19-го века трудности внутритеоретического характера, поскольку не удавалось свести уравнения электромагнитного поля к уравнениям механики. И несмотря на то, что «прямого» отношения это к космологии не имело, трудности объективно указывали на «ограниченность» господствующей теории. Тогда же встал вопрос об отказе описания электромагнитных явлений с помощью теории сил, а значит мгновенное дальнедействие заменялось близкодействием, вводилось понятие эфира (поля), что объективно вело к разрушению представлений об абсолютном пространстве и абсолютном времени, их независимости от вещества, а значит и «падению» господства всей схематики мира Ньютона. Кроме внутритеоретических проблем накапливались и эмпирические, например,оставались необъясненными 43( столетнего смещения перигелия Меркурия и некоторые другие.
Все это говорило о том, что внутри и «вне» теории обнаружились границы ее применимости. Между тем, не взирая на это ньютоновская космологическая картина мира продолжала оставаться господствующей вплоть до начала 20-го столетия [6, с.7]. Концепции Ламберта, Райта, Гершеля, Шарлье и др. исследователей, не строили, принципиально отличной от ньютоновской, теории гравитации и механики – концепция устройства Вселенной Мичелла, построенная с учетом динамической теории материи Бошковича, являлась скорее исключением, чем правилом – а поэтому вынуждены были спасать положение либо введением ad hoc гипотез, либо решать те же проблемы, что и теория Ньютона. Это господство ньютоновской картины мира дает естественное объяснение оптимизму Аррениуса: в то время было невозможно представить какую-либо альтернативу бесконечной Вселенной, в которой «небесные тела рассеяны повсюду в безграничном пространстве в таком же приблизительно количестве, как в ближайшем соседстве нашей солнечной системы» [4, с.41]. В космологии конца 19 в. создалось специфическое положение, когда с одной стороны, постулировались какие-либо качества Вселенной, например бесконечность пространства и времени, равномерное распределение вещества*, а с другой стороны делалось логическое завершение собственно ньютоновской картины мира, исходя из анализа уравнений его механики. Наступил момент, когда, метафизическая часть картины мира Ньютона пришла в противоречие с ее физической частью. Уравнения механики приводили к бесконечному миру с неравномерным распределением вещества. В подлинно ньютоновской механической картине мира, Вселенная должна была сжиматься, но этого эмпирически не наблюдалось.
Принципиальное устранение гравитационного парадокса было возможно только благодаря созданию новой теории гравитации, которая бы своим появлением разрушила не только старые представления о вечной и статичной Вселенной как целом, но и изменила бы гносеологические акценты в описании внешнего мира. Чем глубже оказывался «срез» отображаемой Вселенной, тем слабее становились его огрубления, тем далее исследователь уходил от непосредственной наблюдаемости. Закон всемирного тяготения Ньютона получил в соединении с его механикой блестящее подтверждение в масштабах Солнечной системы. Подтверждение тому – не только интерпретация законов Кеплера, но предсказание существования новой планеты – Нептун. Позднее законы Ньютона прикладываются и к таким объектам как Галактика и скопление галактик. Однако, в применении ко Вселенной как целому гравитационная теория Ньютона теряла свою убедительность и гравитационный парадокс лишь высвечивал границу применимости теории, ее экстраполяционных возможностей. Поэтому ньютоновская космологическая программа, именно как первая попытка дать научное объяснение «современному» состоянию Вселенной как целого, была логически завершена и явно оформилась трудами ученых только в конце 19-го и начале 20-го века. До этого она была слишком «умозрительной», хотя и отвечала наблюдательным требованиям того времени. «Умозрительность» заключалась в необоснованной экстраполяции законов Ньютона (гравитации и механики) на Вселенную как целое. Такая процедура объективно приводила к коллапсу*, который получает свое теоретическое осмысление еще до создания ОТО.
Принцип Маха содержал в себе идеи дальнодействия, а он, как известно, послужил одним из оснований при создании ОТО. Даже в этом еще чувствовалось влияние идей классической гравитации и механики. «В соответствии с идеями Маха, инерациональные силы, наблюдаемые локально в ускоренной лаборатории могут быть интерпретированы как гравитационный эффект, имеющий свое происхождение в отдаленной материи, ускоренной относительно лаборатории» [7, с.925]. Но сама ньютоновская концепция как теория устойчивой бесконечной Вселенной получила свое наблюдательное опровержение лишь в 1929 г. открытием Хаббла, т.е. намного позже того, когда она была «опровергнута» теоретически на бумаге. Решающую роль в опровержении теории иерархической Вселенной (как последней оригинальной формы выражения ньютоновской космологической концепции) и подтверждение новой фридмановской космологии, построенной на базе уравнений поля Эйнштейна сыграло эмпирическое обоснование. Эмпирическое опровержение оказалось более весомым аргументом, чем множество парадоксов, выявленных теоретически, и вообще чисто теоретических трудностей. Если с парадоксами еще можно было бороться с помощью различного рода допущений, то спорить с наблюдательными фактами было гораздо труднее.
Таким образом, эмпирический критерий был главным в принятии теории Фридмана и опровержении (отбрасывании) теории иерархической Вселенной, построенной на базе теории гравитации и механики Ньютона. Внутритеоретические критерии обоснованности теории – непротиворечивость, простота, красота, независимость и др. рассматривались как необходимые, но недостаточные условия ее принятия или забраковки.
Опытная верифицируемость или фальсифицируемость космологического знания стала возможна благодаря доступности для земного наблюдателя тех явлений, которые подтверждали или опровергали теорию (свет от далеких галактик и их скоплений, реликтовый фон и др.), на конкретном этапе развития человеческого познания.
Перед космологией Ньютона вопрос о происхождении Вселенной стоял еще в чисто «метафизической» форме (никаких, собственно физических, механизмов не предполагалось – Вселенную создал Бог, а далее она существует по своим законам).
2. Релятивистская космология: Эйнштейн
Создавая свою космологическую теорию, Эйнштейн находился, несомненно, под влиянием картины мира Ньютона не только в вопросах детерминизма, что общеизвестно, но и под влиянием концепции неподвижной (статичной) Вселенной. Для устранения недостатков космологии Ньютона (нулевая плотность вещества на бесконечности влечет за собой нулевую плотность вещества в центре Вселенной, следовательно, такая картина Вселенной оказывается нереалистичной, ибо коллапсирует к центру* ) в уравнение Пуассона Эйнштейном вводится величина (() – универсальная постоянная, которая приводит к равномерному распределению неподвижных звезд, чем устраняется неравномерное распределение вещества, а этим, в свою очередь, устранялся и гравитационный парадокс Зеелигера. Здесь Эйнштейн стремился еще только исправить старую космологическую картину мира для того, чтобы спасти ее. Но этим самым Эйнштейн ее и существенно изменяет, т.к. отбрасывается надобность в граничных условиях в пространственно бесконечной Вселенной. Это приводит его к замкнутому миру, пространственному трехмерному континууму [8, с.605]. Помимо введения ( -члена Эйнштейном, Зеелигером для устранения парадокса предлагалось ad hoc допущение – изменить закон всемирного тяготения Ньютона таким образом, чтобы притяжение масс на огромном расстоянии убывало быстрее, чем по закону. И несмотря на то, что допущение Эйнштейна было также ошибочным (см. ниже), в целом оно оказалось более продуктивным для построения новой космологической картины, чем допущение Зеелигера.
Здесь необходимо отметить, что Эйнштейн верил в конечность мира [8, 588]. Конечность, сферичность и статичность были тремя китами эйнштейновской космологической картины мира. И даже тогда, когда концепция Фридмана была создана и Хаббл получил ее первое наблюдательное подтверждение (первоначально подтверждение выглядело как интерпретация), он продолжал некоторое время настаивать на этих качествах Вселенной, указывая на то, что в рамках фридмановского подхода нельзя однозначно решить вопрос о том, является Вселенная конечной или бесконечной, между тем как в концепции статичной Вселенной Эйнштейна она пространственно замкнута и конечна (хотя и безгранична). Однако хаббловское и последующие наблюдательные подтверждения эволюционной космологической картины мира оказались весомее теоретических трудностей (ведь первоначально возраст Вселенной Фридмана и Хаббла расходился с возрастом Вселенной, определяемым по возрасту звезд и их скоплений). Наблюдательная основа космологии продолжала оставаться преимущественным фактором в выборе космологических теорий.
Значение внутритеоретических факторов резко возросло в период, который мы называем «периодом эмпирической невесомости теории», т.е. когда предсказанные теорией новые эмпирические факты не получили еще наблюдательного (экспериментального) подтверждения. Например, статическое решение уравнений гравитации было получено Эйнштейном в 1917 г.* , а динамическое решение Фридмана было получено только в 1922 г. [9]. Безусловно, не имея эмпирической обоснованности, уравнения Фридмана выглядели ошибочными и противоестественными в рамках устоявшегося представления о неподвижной Вселенной с равномерным распределением вещества. Более того, свою первую статью по космологии «О кривизне пространства» Фридман заканчивает на ноте неуверенности относительно будущего его концепции. Ни о каком эмпирическом обосновании тогда не могло быть и речи, точно также как сегодня многие исследователи не могут себе представить эмпирическое обоснование инфляционных сценариев. Фридман писал: «Данные, которыми мы располагаем совершенно недостаточны для каких-либо численных подсчетов и для решения вопроса о том, каким миром является наша Вселенная...» [9, с.237].
Как мы видим, ситуация «эмпирической невесомости» теории Фридмана в начале века в точности совпадает по духу с той, которая возникла сегодня в связи с инфляционными сценариями.
Возвращаясь к Эйнштейну заметим, что никаких наблюдательных подтверждений статическая концепция Вселенной также не имела. На нее «работали» – авторитет ученого и относительная неразвитость внегалактической астрономии. Поэтому обе концепции Вселенной, Эйнштейна и Фридмана, не имея наблюдательного подтверждения выглядели как равноправные в эмпирическом отношении. Неравенство их имело чисто внутритеоретическую природу. Эйнштейном вводилось «дополнение» в форме космологического лямбда-члена, который, с одной стороны, не имел эмпирического обоснования, а с другой стороны, нарушал принцип простоты. Развитие релятивистской космологии столкнулось здесь с весьма специфической проблемой взаимосвязи физики и «метафизики»: что обусловило дальнейшую эволюцию космологии, что было решающим – требования физического порядка или такой нефизический фактор как философия (через общемировоззренческие установки самого ученого)? Создавалось впечатление, что философия здесь не играет существенной роли, что введение (-члена было обусловлено чисто физической заинтересованностью ученого, т.е. чисто физико-геометрическими причинами [10, c. 127]. Эйнштейн предполагал, что статичность, т.е. независимость от времени, соответствует большему возрасту небесных тел. Во времена Эйнштейна уже был известен возраст Земли в несколько миллиардов лет. Другими словами, нужна была теория, хорошо соответствующая опыту.
С другой стороны, замкнутая модель считалась предпочтительной как более соответствующая физическому принципу Маха. В замкнутой модели должно было бы содержаться конечное количество вещества и, следовательно, можно было предположить, что оно как-то выделяет локально инерциальную систему координат. Самое интересное, однако, заключается в том, что позже, при анализе уравнений Эйнштейна, выяснилось: не только уравнения, в которых отсутствует космологический член, имеют нестатическое решение (например, решения Фридмана, Казнера и др.), но и уравнения с космологическим членом могут быть как статическими, так и нестатическими [10, c. 127]. Отсюда можно справедливо заключить, что Эйнштейн искал решения строго определенного типа (статические), а значит руководствовался прежде всего мировоззренческой установкой на классическую картину статичного мира.
На этом примере можно проследить, когда в первом приближении проблема выглядит как чисто физическая, а во втором «проявляется» на философском уровне. Влияние философии в качестве мировоззренческих установок обнаруживается не в конкретном решении той или иной частнонаучной проблемы, а в ориентации ученого на то или иное направление ее решения. Эйнштейна до конца его жизни* более привлекал устроенный по божественным законам мир элеатов (отсюда может быть и желание найти унификацию всех сил), мир устойчивый и конечный нежели противоречивый и неустойчивый (эволюционирующий) мир Гераклита. В самом конце жизни Эйнштейн почти с сожалением говорит о том, что теория статичной Вселенной не имеет эмпирического подтверждения [11, c. 311]. Если бы она подтвердилась, он был бы согласен поступиться ради нее и принципом простоты в построении космологической теории. Что может говорить более красноречиво о значении в его творчестве общемировоззренческих ориентаций?
Причем эйнштейновское понимание простоты является скорее классическим (эстетический или прагматический смысл) чем неклассическим (например попперовским), в котором простота связывается со степенью фальсифицируемости теории [12, c. 190]. Введение космологического члена должно было бы, с точки зрения Поппера, только облегчить фальсификацию теории, ибо вводилось допущение, которое заранее оговаривало возможные условия опровержения: «В космическом пространстве одновременно с положительным давлением вещества и излучения имеется отрицательное давление вещества и излучения, действия которых уравновешиваются и делают Вселенную статичной». Достаточно было опровергнуть это утверждение, как космологическая теория Эйнштейна должна была бы рухнуть. Так что, в чисто попперовском понимании «простоты», Эйнштейн «упростил» свою теорию, а не усложнил, ибо степень ее фальсифицируемости повысилась. В то же время, поиски физического аналога космологического члена ведутся по сей день и пока к каким-либо положительным результатам не привели.
Поэтому шаг, совершенный Эйнштейном по отношению к своей теории гравитации был сродни шагу Зеелигера, совершенному по отношению к теории гравитации Ньютона – вводилось дополнительное условие: в первом случае отрицательное давление, во втором случае – необъяснимое в рамках ньютоновской картины мира убывание силы притяжения с расстоянием на бесконечности. Дополнительные условия нарушали одно из главных требований построения научной теории, высоко ценимое самим же Эйнштейном – классический принцип простоты. Именно это нарушение позже побудило Эйнштейна полемизировать с Леметром по поводу его приверженности к космологическому члену: «Введение такого члена означает далеко идущий отказ от логической простоты теории, который, на мой взгляд, был бы неизбежным лишь в том случае, если бы не было причин сомневаться в существенно статической природе пространства» [11, c. 311].
Как мы видим, нарушение одного из фундаментальных требований построения научной теории послужило весомым основанием для отказа как от ad hoc гипотезы Зеелигера, так позднее и от космологического члена. Кроме того, само нарушение сразу стимулировало поиски учеными альтернативных направлений в построении адекватной теории. Одним из таких направлений было создание Фридманом теории эволюционирующей Вселенной, свободной от космологического члена. Спустя некоторое время после объявления ее ошибочной, Эйнштейн признает правильность выводов Фридмана. И здесь мы видим, что «каноны» научности берут верх над мировоззренческой установкой. Эйнштейн отказывается от идеи статичной Вселенной до того как эволюционная теория получает свое эмпирическое подтверждение!
3. Фридмановский этап становления научной космологии
Проблема эмпирической обоснованности теории Фридмана оказалась не менее сложной, чем проблема ее внутритеоретического обоснования. Сразу же после открытия в 1929 г. красного смещения в спектральных линиях галактик Хабблом, возникло несколько возможных его интерпретаций. Груз старых идей давил на познавательные установки космологов. Сформировалось своеобразное «критическое лобби», нейтрализующее оптимизм сторонников теории Фридмана. «Если мы предполагаем, что некогда произошел взрыв первородного атома, то отсюда следует, что галактики должны двигаться в соответствии с законом Хаббла; но обратное несправедливо: из закона Хаббла не следует неизбежность «Большого Взрыва» [13, c. 26]. Таково, хотя бы, сомнение шведского космолога Альвена Х. В целом же было предложено три объяснения «красного смещения»: 1. На пути от источника света до наблюдателя находятся объекты (газовые облака и др.), с которыми фотоны испущенные наблюдаемым источником, вступали во взаимодействие, в результате чего терялась часть энергии, следствием этого мы и наблюдаем красное смещение. 2. Эффект красного смещения происходит за счет воздействия гравитационной силы на собственную частоту фотона. 3. Красное смещение объясняется удалением галактик друг от друга, со скоростью прямо пропорциональной квадрату расстояния между ними.
К семидесятым годам окончательно выяснилось, что наиболее конкурентоспособным оказалось последнее объяснение как наиболее адекватное реальным процессам. Вселенная расширяется – таков безусловный вывод космологов и физиков. Однако сразу после создания теории и получения первого эмпирического подтверждения это все не выглядело столь убедительно как сегодня. Кроме того, между данными возраста Вселенной, полученными теоретически и данными по возрасту звезд образовалась «вилка». В 50-60-е годы было установлено более точное значение возраста звезд. Выяснилось, что раньше по ошибке принимали яркие объекты за более слабые: например светящиеся облака газа за звезды, а для оценки брали только яркие объекты. Получением более точного значения возраста звезд эта вилка устранялась.
Желание устранить расхождения в возрасте послужило основанием для создания новых теорий гравитации. Вообще, в 40-е годы возникла специфическая ситуация, когда активно работающее воображение космологов грозило потерять связь между выдвигаемыми гипотезами и объективной реальностью. Основатель «кинематической относительности» Е.А. Милн выдвинул новую гносеологическую программу: «Является фактом то, что возможно рационально устанавливать законы динамики... без обращения к опыту» [14, c. 329]. Чрезмерная рационализация природы, вызванная стремительной математизацией знания, уже тогда породила надежду о возможности чисто дедуктивистской программы построения космологического знания, к которой, кроме Милна, в одинаковой мере, можно отнести Дирака, Уокера и Эддингтона. Последовательное проведение этой гносеологической программы в жизнь грозило, по мнению некоторых методологов науки, свести науку к околорелигиозным представлениям, когда Вселенная, по словам Х.Дингла, превращается в божество [15, c. 784], а сама космология превращается в космолатрию [15, c. 784].
Поставленный Динглом в 40-е годы вопрос о наблюдаемости фактов, предсказываемых космологическими теориями, предполагал жесткую дихотомию (дизъюнкцию): или факты предсказанные теорией наблюдаемы, или она не есть теория, а лишь фантастическое измышление ее автора. Последовавшее затем в 1964 г. открытие коротковолнового фона излучения, по существу, способствовало опровержению подавляющего числа космологических теорий «второго поколения», если теории Эйнштейна, Фридмана, Де-Ситтера, Леметра, Казнера считать теориями «первого поколения» научной космологии.
Нереалистические концепции Милна, Дирака и Эддингтона были предвестниками современного состояния в космологии, когда инфляционная теория, являясь, безусловно, реалистической концепцией, пока еще не имеет наблюдательного подтверждения. Этим мы хотим подчеркнуть лишь то, что гносеологические идеалы нового типа науки, в частности космологии, начали заявлять о себе задолго до создания теорий объединения, теории супергравитации и теории суперструн.
Очевидной чертой сторонников «дедуктивистской программы» в описании Вселенной было, по замечанию А. Турсунова, «гипертрофирование гносеологических особенностей космологии» [16, c. 49]. Здесь обнаруживается очень интересный период в эволюции космологического знания именно как знания научного. Дело в том, что современная научная космология как самостоятельная наука о Вселенной как целом в 40-е годы еще только набирала силу и была сравнительно молодой. Поэтому, первые успехи достигнутые собственно космологией, а не физикой и другими областями знания, в 20-30-е г. породили веру во всемогущество новой науки. Уклон в «панкосмологизм» был естественным следствием молодости космологии. Аналогичные процессы имели место и в эпоху возникновения научной механики,физики, биологии и др. дисциплин в 17-18 вв., когда механическая картина мира и механические методы исследования становились господствующими в других отраслях знания, а сама механика бралась объяснять процессы выходящие за пределы ее предмета (в биологии, социологии и т.д.). Однако дальнейшее развитие космологического знания сгладило эту «аксиологическую преувеличенность», особенно в период ломки – 60-е годы, расставив все на свои места.
Попытка создания универсальной космологической теории, например теории Эддингтона, своеобразной «априорной космологии»* , и на ее основе построения нового типа научного знания в целом, отразилась на полемике Дингла с Милном и др. космологами. Возникла такая ситуация, когда стал необходим возврат к истокам научного мировоззрения, к ориентации на эмпирическую установку, заложенную еще Ньютоном и Галилеем. Другими словами проблему соотношения теории и наблюдательных данных сегодня по меньшей мере следует формулировать не жесткой дизъюнкцией «наблюдаемость или фантазия», а «слабой» – «наблюдаемость или временная ненаблюдаемость». Объект может существовать реально и, тем не менее, не обнаруживать себя на конкретном уровне эмпирической науки, познания вообще. При описании и объяснении явлений квантового мира начальных эпох эволюции Вселенной мы не можем пока принципиально наблюдать некоторые явления. Трудности «принципиальной ненаблюдаемости» имеют не столько субъективную (плохое качество теорий) сколько объективную природу (например, недостаточная развитость технических средств). Вызвано это наличием огромной разницы [8] (так называемой «пустыни») между планковскими масштабами (например Epl 1019 ГэВ) и масштабами доступными сегодня земному экспериментатору. (Eexp 103 ГэВ). Разница между которыми и образует «пустыню». В связи с этим возникает вопрос как «наблюдать» явления, которые находятся за пределами возможной видимости?
Возникает и другой вопрос: может ли наличие «пустыни» остановить познание Вселенной. Думается, что нет! Прорыв в технических возможностях человека вполне может оказаться непредсказуемо огромным. Кроме того, постоянно осуществляется поиск «опосредований», т.е. вторичных, третичных и т.д. явлений. Видимо, именно это состояние в космологии побудило М.Ю. Хлопова говорить полусерьезно о «космоархеологии», т.е. такой сфере интерпретации космологических и физических построений, в которой необходимо обнаруживать не «живое явление», так сказать, в «чистом виде», а его «реликтовый отпечаток в совокупности астрофизических данных» [19, c. 37].
Именно перед лицом современной ситуации в физике и космологии оказывается непродуктивной и «индуктивистская программа» самого Дингла [15, с.786]. Следовательно, нет никаких оснований опасаться «самоубийства науки», страх перед которым его постоянно преследовал [15, с.786].
Не менее нереалистичным оказались и теории «третьего поколения»: концепции Бранса-Дикке, Хойла, Бонди, Нордстрема и других исследователей. Все они нарушали при своем построении принцип простоты, потому что вводили дополнительные параметры типа скалярного поля, С-поля, «априорной геометрии» и т.д.
По признанию самого Ф. Хойла, С-поле вводится исключительно с одной целью – устранить проблемы фридмановской космологии, и, в первую очередь, устранить необходимость допущения начальных условий [20, 95]. Подход Хойла ограничен прежде всего тем, что его теория основывается на постулировании связи С-поля с концевыми точками частиц. Поскольку это постулирование ничем не подкрепляется, то это, во-первых, нарушает принцип простоты в построении теории, а во-вторых, не находит эмпирического подтверждения в действительности, т.к. простота теории является специфическим аналогом «простоты» самой природы. Радиус во Вселенной Хойла сократился до 108 см против наблюдаемого 1028 см, а ее масса от 1023 до 1013 солнечных масс. Теория не объяснила наличие в мире барионной асимметрии. Не обнаружен и обратный процесс превращения барионов в «С-поле». Не решила теория и вопрос с объяснением реликтового излучения.
Подобная ситуация складывалась и с теорией Нордстрема, в которой физическая метрика имеет лишь одну степень свободы. Главный ее недостаток заключается в том, что гравитация может влиять только на одну степень свободы геометрии пространства-времени. Остальные же степени свободы фиксируются априорно, представляя таким образом «априорную геометрию» [21, c. 60]. Поскольку априорность фиксации других степеней свободы никакими физическими аналогами не затребована, то может считаться дополнительным введением в теорию, то есть ее введение нарушает принцип простоты построения теории, а это скажется через искажение значений космологических параметров, что приведет к несоответствию с наблюдательными данными.
Подход, разрабатывавшийся Дикке и Брансом предполагал построение такой теории гравитации, которая отличается от ОТО добавлением к полю метрического тензора скалярного поля. «Это оказывает локальное влияние на силу гравитационного взаимодействия так, что «сильный» принцип эквивалентности уже не выполняется» [22, c. 92]. Введение дополнительного поля, естественно, нарушает принцип простоты построения новой теории гравитации. Несмотря на то, что скалярно-тензорная теория предлагала решение некоторых проблем фридмановской космологии (например, устраняется сингулярность в будущем, решалась проблема «вилки» в возрасте Вселенной) она была забракована научным сообществом прежде всего из-за несоответствия ее предсказаний – наблюдательным данным. Предсказывалась слишком высокая плотность вещества во Вселенной 2.10-29 г/см3, слишком маленький возраст Вселенной 7 . 109 лет и низкое содержание гелия в начальной стадии эволюции Вселенной [23, c. 22].
Отбор космологических теорий, а в равной степени космологических моделей построенных на их основе, все еще должен иметь эмпирическое основание, но при этом уже все большая роль отводится внутритеоретическим достоинствам конкурирующих теорий. Историческая практика показывает, что те теории, которые были «максимально простыми» (как, например, общая теория относительности с физической стороны) – получили и хорошее эмпирическое подтверждение наблюдениями.
Итак, несмотря на то, что роль внутритеоретических критериев совершенства космологических теорий постоянно стимулировала возникновение новых концепций Вселенной, решающее значение на фридмановском этапе развития космологии, как и на ньютоновском этапе оставалось за наблюдательными подтверждениями. Весь период эволюционной космологии, начиная с 1928 г. наполнен не столько попытками подтвердить теорию Фридмана-Леметра (в 1929 г. собственно период «эмпирической невесомости» заканчивается и начинается период «эмпирической устойчивости» теории); сколько попытками избавиться от внутритеоретических проблем содержательного характера (проблема сингулярности, плоскостности, горизонта и др.). Девис П. по этому поводу замечает: «при бесконечной плотности вещества уравнения Эйнштейна уже не могут давать разумное описание реальности. Наличие сингулярности в моделях Фридмана свидетельствует о том, что на достаточно раннем этапе расширения ОТО, а возможно даже и само пространственно-временное описание мира теряет силу» [24, c.204].
Эти проблемы также определялись внутренним развитием самой фридмановской теории, как и проблемы теории иерархической Вселенной. Как средство от внутреннего недуга в физике и космологии неднократно предлагались выходы устранения трудностей с помощью полумер, так предпринимались попытки искусственного введения обрезающих функций, чем-то напоминающих допущение Зеелигера по отношению к ньютоновской теории гравитации, которые приводили к замене интеграла на сумму, в результате чего устранялись расходимости [25]. Однако такой метод решения проблемы сингулярности не может дать полного удовлетворения в построении и сохранении жизнеспособной теории. Как показывает история теоретического знания – все эти «грубые приемы» есть не что иное как подпорки той теории, которая сходит с исторической научной сцены как господствующая теория. Устранение этих трудностей сегодня выглядит многообещающим в области соединения супергравитации с квантовой теорией поля. Спустя столетие, научное сообщество все больше начинает осознавать, что идеи М. Планка о квантовой природе наиболее глубоких структур мира могут быть более фундаментальны, чем идеи его гениального современника.
4. Инфляционный этап космологии
Решение проблемы сингулярности, а также других проблем фридмановской космологии до конца семидесятых годов предпринималось самыми различными космологическими школами (казнеровские модели, модели пульсирующей Вселенной Сахарова, концепция Ольвена, Омнеса, различные теории гравитации: Бранса-Дикке, Хойла, Бонди, Тредера и др. модели с различной топологией). С конца семидесятых годов и начала восьмидесятых из всего множества подходов выделяется наиболее перспективное направление, реконструирующее квантовое рождение Вселенной посредством флуктуации вакуума. Именно в этот период формируется такая гносеологическая установка, когда предпочтение отдается той теории, которая решает нерешенные проблемы предшествующей теории Фридмана-Леметра. Этим теория-претендент приобретает возможность на право стать новой господствующей космологической теорией, сделав эволюционирующую Вселенную, адекватно описываемую в рамках предшествующей теории Фридмана, только лишь ограниченной стадией в своем универсальном описании Вселенной. Этим соблюдается преемственность в динамике космологического знания, т.е. выполняется принцип «соответствия». «Теория, которая была хорошо подкреплена, может быть превзойдена только теорией более высокого уровня универсальности, то есть теорией, которая лучше проверяема и которая вдобавок содержит старую, хорошо подкрепленную теорию или по крайней мере хорошее приближение к ней» [12, c. 224]. C этими словами Поппера трудно не согласиться, однако его недоверчивость относительно теорий очень высокого уровня универсальности требует, прежде всего, определения понятия «высокий уровень». Кто может предопределить точно, что данная теория именно такого уровня универсальности, который не принесет ей эмпирического подтверждения? Думается, что никто. Вспомним хотя бы историю создания теории Фридмана. Ни сам Фридман, ни многие его единомышленники в начале двадцатых годов и не мечтали о возможности получения хоть какого-то наблюдательного подтверждения. Однако уже в 1929 г. оно было получено. Сам Фридман рассматривал свою теорию – не более чем математический курьез.
Сложность той ситуации, которая возникла сейчас в космологии в связи с построением новой более универсальной чем фридмановская теория, сторонниками Поппера вполне могла бы быть квалифицирована как ненаучная. По мнению Поппера следует остерегаться новых теорий, находящихся на слишком высоком уровне универсальности ,то есть слишком далеко от уровня достигнутого (экспериментальной) наблюдательной наукой данного периода [12, c. 224-225], т.к. по его мнению, это дает начало «метафизическим системам». Например, инфляционная теория не может на данном этапе эволюции физики и космологии получить прямое эмпирическое подтверждение, хотя она и предлагает новые проверяемые факты, а также содержит предыдущую теорию в качестве «частного случая». Таким образом, гносеологическая установка предполагающая «сдерживание» движения к большей универсальности, может оказаться несостоятельной именно сегодня, когда «непосредственное наблюдение» вообще подчас затруднено. Е.П. Никитин справедливо отмечает, что проблема «универсальности» (в широком смысле) оказалась неразрешимой в рамках эмпиризма [26, c. 86-100].
Итак, мы видим, что в современной космологии с ее «слишком» универсальными теориями как никогда возрастает роль внутритеоретических критериев обоснования. «На некоторых этапах исследования в таких науках как физика возможно относительно самостоятельное развитие теории – на основе ее собственной логики, иногда даже без обращения к эксперименту или наблюдению» [27, 5]. При этом заметим, что сами авторы новых космологических сценариев не ориентированы сознательно на элиминирование опыта или «априорные программы». Как раз наоборот. Их достижение в том и состоит, что требуемый канонами новоевропейской науки опыт (опытное подтверждение), они, если он уже имел место в теориях-предшественниках меньшей степени универсальности – прекрасно поглощают, то есть факты «старого» опыта органично встраиваются в их концептуальную систему, или, если он места не имел, предсказывают в виде новых фактов. Все это побуждает нас предположить, что современная ситуация в космологии, характеризуемая нами как «стадия эмпирической невесомости теории», есть не случайное событие и не субъективная ее интерпретация, а фундаментальная характеристика той формы и того типа знания человека о Вселенной, который только и может иметь «умозрительный» характер, относясь к внешнему инструментальному опыту как к явлению подчиненному. При этом увеличивается роль опыта теоретического, внутреннего, осуществляемого через внутритеоретическое обоснование.
Так в силу того, что сама новая инфляционная теория также неоднородна, т.е. включает несколько сценариев, то по отношению к ней вновь приобретает эвристическое значение установка на максимальную простоту господствующей космологической модели в господствующей космологической теории. Как известно из истории создания теории инфляционной Вселенной было предложено несколько сценариев. А.Д. Линде выделяет в своей монографии три варианта: первоначальный, новый и хаотический [3]. Тогда как А. Виленкин насчитывает четыре: «стандартный», хаотический, сценарий Старобинского и сценарий Калуцы-Клейна, а по существу предлагает – пятый, в котором Вселенная возникает посредством квантового туннелирования из «ничего» [39, с.707].
Для удобства исследования, за основу возьмем ту классификацию, которая предложена Линде и разделяется многими космологами, например С. Хокингом [40]. В связи с проблемой простоты интересно рассмотреть переход от второго варианта к третьему, т.к. именно третий вариант был действительно революционным шагом вперед, позволившим решить проблемы фридмановской космологии.
Предыдущий (второй) сценарий оставался незавершенным из-за того, что при его «реализации в теорию вводилось дополнительное киральное суперполе» [28, с.1594]. Эффективным же потенциалом этого поля является потенциал V(z, z*) . Но из-за произвольной функции (z) входящей в произвольный суперпотенциал, оставался произвольным и вид V(z, z*). Другими словами, введением дополнительного кирального поля нарушается простота теории, а проявлялось это в произвольном значении функции (z). По мнению автора этого варианта теории, ее преимущества заключаются в том, что «в отличие от всех других теорий, рассмотренных до сих пор, для обеспечения большего раздувания и малости величины 10-4 не требуется введенная никаких дополнительных малых параметров» [28, 1599]. Новая теория оказывается свободна от дополнительного суперполя точно так же, как в свое время оказалась свободна от введения космологического члена теория Фридмана. «Упрощение» теории в свою очередь ведет к получению на выходе более адекватных наблюдательным данным значений космологических параметров. Выход инфляционной теории на новый уровень универсальности ставит еще одну очень важную проблему соотношения собственно космологических теорий (космологии вообще) с собственно физическими теориями (физикой вообще). Как сегодня установить границу космологии по отношению к физике? Например, исследование калибровочных полей в рамках современной космологии все равно остается собственно физической проблемой, с одной стороны, и является в такой же мере космологической проблемой, с другой стороны. Предсказания Теории Великого Объединения носят вообще чисто космологический характер, т.к. «лабораторией», в которой возможно ставить эксперименты с энергиями порядка 1015 ГэВ, была Вселенная на ранних стадиях ее эволюции (момент рождения). Поэтому можно утверждать, что на современном уровне развития космологии как самостоятельной науки, сохраняет силу фундаментальная зависимость космологии от физики, т.е. вырастая из физических теорий, космологические теории получают первоначальное обоснование именно в рамках теорий физических. Например, в начале и середине 20 в. предпочтительнее было строить космологическую теорию на базе ОТО, т.к. ее уравнения содержат в себе закон сохранения энергии, чего нельзя было сказать о многих других теориях гравитации (космологии) – теория, включающая С-поле и т.д. Здесь открывается возможность проанализировать взаимовлияние физики на космологию, с одной стороны, и космологии на физику, с другой стороны. Где кончается физика и начинается космология? Вероятнее всего там, где законы локальной физики обнаруживают границу своего применения при экстраполяции на крупномасштабную структуру Вселенной. И это был бы естественный ответ для «классической» физики. Однако квантовые флуктуации вакуума при очень высоких энергиях порядка 1014 – 1019 ГэВ, в локальной физике принципиально ненаблюдаемы. Этот и другие факты научного исследования позволяют решить проблему границы физики и космологии путем устранения этой границы вообще. То есть все современные фундаментальные физические теории являются одновременно и космологическими теориями. Это означает, что затруднительно указать «локальную» границу применеия ОТО, квантовой гравитации, неравновесной термодинамики и т.д. Ньютоновская механика была в такой же мере космологической теорией, как и современная релятивистская и квантовая механика и их объединение. Более того, учитывая отборочный характер антропного принципа, нашу «избранность» во Вселенной по многим параметрам, можно предположить, что существование человека тоже носит глубоко космологический характер* [29]. В этом смысле получает совершенно иное звучание концепция Бонди и Гоулда о фундаментальности космологии по отношению к физике [30, 5].
Наглядным подтверждением взаимообусловленности современной космологии и физики является проблема эмпирического обоснования инфляционной теории. Например, для решения проблемы барионной асимметрии, во Вселенной предсказывается существование суперсимметричного партнера гравитона, а, именно, – массивного, со спином 3/2, с массой 102 ГэВ гравитино. А единственный путь обнаружения гравитино связан со сценарием раздувающейся Вселенной. Причем, «для того, чтобы это решение оказалось совместимым с наблюдаемой распространенностью дейтерия и гелия – 3, температура Вселенной после разогрева не должна превышать 108 ГэВ» [31, 4].
Поэтому инфляционная теория, вернее проблема ее наблюдательного подтверждения, на сегодня является трудноразрешимой в рамках земной экспериментальной физики. Названные выше и другие трудности в эмпирическом (наблюдательном) обосновании инфляционной парадигмы, безусловно, стимулируют научный поиск, ставящий задачу их преодоления. Так, в последние годы ведутся интенсивные исследования по обнаружению безмассовых и очень легких бозонов в солнечном излучении, существование которых предполагается как раз в тех теориях физики – теория супергравитации и теория суперструн – которые используются в качестве основы для инфляционной парадигмы [41]. Трудность их обнаружения имеет пока чисто инструментальную природу, т.к. «применяемые ранее детекторы чувствительны к аксионам с массой менее 0,1 эВ» [41, 737]. Именно аксионы и другие частицы этого же класса являются претендентами на роль того субстрата, который несет ответственность за «скрытое вещество» (dark matter) во Вселенной [42].
Появляются работы [43], в которых утверждается об открытии анизотропии реликтового излучения предсказанного инфляционными теориями.
Между тем, эти и другие исследования в «прикладном» разделе космологии дают результаты, которые рано считать окончательными в отношении наблюдательного (экспериментального) подтверждения инфляционной теории. Теория и сегодня продолжает находиться на стадии «эмпирической невесомости».
Однако пессимистические оценки инфляционной теории как ее противниками (представители альтернативных направлений в космологии и здоровый критицизм в среде самих ученых) (44), так и сторонниками «сдерживания» роста универсальности (философы науки), нам представляются не до конца обоснованными в силу следующих замечательных свойств этой теории:
1. Инфляционная теория дает новые проверяемые предсказания, в сравнении с теорией Фридмана-Леметра. 2. Инфляционная теория может рассматривать ретроспективно те эмпирические подкрепления, которые имела теория Фридмана-Леметра как свои, ибо содержит последнюю теорию как стадию (предельный случай) в своем более универсальном описании эволюции Вселенной. Другими словами, та «часть» инфляционной теории, которая соответствует фридмановской эволюции – эмпирически обоснована. Но это «косвенное», а не «прямое» подтверждение (обоснование), и поэтому не может играть решающей роли. 3. В истории естествознания очень редки те случаи, когда рука экспериментатора движется непрерывно вслед за рукой теоретика. Между «открытием» явления на бумаге и его подтверждением в действительности, как правило, лежит временной отрезок, длительность которого может быть сколь угодно большой. Это означает, что инфляционная теория в обозримом будущем возможно будет либо подтверждена, либо опровергнута. Эти три момента, на наш взгляд, существенно меняют пессимистическую оценку перспективной теории в современной космологии.
Возвращаясь к предсказаниям инфляционной теории напомним, что главным источником гравитино после космологической инфляции является процесс, в котором, в результате взаимодействия скалярной частицы с калибровочным фермионом, получается гравитино и калибровочный фермион. Другими словами, космологическая инфляционная теория, построенная на базе супергравитации – заранее оговаривает условия (наличие гравитино), которые могут дать ее эмпирическое обоснование. Предсказание существования гравитино со спином 3/2 связано с открытием нового типа симметрии в мире – суперсимметрии, которая в отличие от предыдущих типов симметрии (классических), позволяет соединять частицы с целым и полуцелым спином в единый «мультиплет». Та инфляционная теория, которая построена на базе супергравитации, приводит к тому, что суперсимметрия выступает как ее обосновывающий фактор. Новый принцип суперсимметрии придает космологической теории Линде больший эвристический вес, нежели классические типы симметрии – ставшей уже классической теорией Фридмана-Леметра. Теория Фридмана-Леметра была построена с учетом симметрии, существующей только в «ставшем» после фазового перехода мире, инфляционная же теория построена с учетом симметрии не только «ставшего мира», но и мира перед становлением, до перехода вакуума из одного фазового состояния в другое, где в качестве переносчика такого рода взаимодействий предлагается легчайшая суперсимметричная частица хиггсино [45, с.162]. Следовательно суперсимметрия выступает как обобщение симметрий, которые Вигнер обозначал как геометрические (динамические – распространяются на гравитационные и электромагнитные взаимодействия) и негеометрические (распространяются и на сильные взаимодействия) [33, c. 23-31].
Другим фундаментальным предсказанием является предполагаемое существование стенок домена (неоднородности), размеры которой превосходят горизонт видимой Вселенной. Это создает принципиальное затруднение в наблюдательном подтверждении. Надежда подтверждения может базироваться только на каком-либо теоретическом или опытном прорыве за рамки существующего уровня развития науки и всей человеческой практики в целом.
Не менее серьзные трудности связаны и с обнаружением магнитных монополей – частиц, рождающихся в момент фазового перехода.
Наблюдательное подтверждение этих трех и других предсказаний инфляционной теории* в настоящий момент затруднено** . В силу этого, она продолжает оставаться на стадии эмпирической невесомости. Поэтому, для того, чтобы упрочить положение инфляционной теории среди других конкурирующих с ней концепций Вселенной, целесообразнее учитывать ее собственно теоретические достоинства. Здесь на первый план выступает способность теории решать проблемы фридмановской теории с учетом последних достижений в ядерной физике и квантовой механике, с одной стороны, и соответствие самой ее теоретической основы – совокупности идеалов и норм построения научного знания, с другой стороны. Выше уже было показано соответствие инфляционной теории в новой редакции Линде, требованиям соответствия, простоты исходных принципов, красоты построения и независимости теории от граничных условий. Кстати, последнее требование было и осталось действительным идеалом в космологии, на который давно ориентировало свое исследование подавляющее число космологов.
Таким образом, ситуация создавшаяся в космологическом исследовании позволяет сформулировать основной вопрос относительно решения проблемы эмпирической обоснованности, теперь уже не только космологии, но и с учетом процессов взаимопроникновения – и всей новой физики: отказывается ли современная космология в лице инфляционной теории от эмпирического критерия истинности, как от преходящего, обусловленного невысоким уровнем знания человека о фундаментальных структурах мира? Ответ на него следует, на наш взгляд, искать не в сегодняшнем дне с его неустойчивыми симпатиями к тем или иным гносеологическим установкам, а в истории научного мировоззрения как такового. Установка науки, начиная с Нового Времени и кончая недавним прошлым, была всегда ориентирована на опытное подтверждение. Основы этого подхода были заложены Галилеем и его последователями. Именно потеря этой установки, которая наметилась в 30-е годы в работах Милна, Уокера, Эддингтона и Дирака, беспокоила сторонников «индуктивной программы» построения космологического знания. По образному выражению Х. Дингла: «Ньютон не имел недостатка в воображении, но он скорее предпочел бросать камни, чем следовать свиньям Гадарина даже тогда, когда океаном перед ним была истина. Милн и Дирак, наоборот, ныряют с головой в океан «принципов» их собственного производства и, или игнорируют камни, или рассматривают их как препятствие» [15, 786].
Действительно, наука Нового времени есть детище опыта и эксперимента. Поэтому отказ в ее рамках от устоявшихся канонов с необходимостью поставил бы под сомнение принадлежность современных космологических теорий – науке такого типа. Однако сама нововременная наука претерпела в своих основах существенные изменения и, следовательно, выход из создавшегося положения может быть обнаружен через переинтерпретацию самого понятия науки [46, 414], которое сегодня связывается с ее постнеклассическим периодом. Выход космологии и фундаментальных физических теорий к вопросам о происхождении мира [35], зависимости характеристик физической реальности от наблюдателя и др., является для классического типа науки не только неожиданным, но и противоречащим стандартам научного исследования в ее рамках. Так в конце 18-го – начале 19-го века, когда принципы нового научного мировоззрения, сформулированные Галилеем, Ньютоном, Лейбницем, Декартом и другими его родоначальниками стали общепринятыми, Вселенная еще отождествлялась с Галактикой и исследователи, например, У. Гершель, предпочитали говорить об эволюции видимой звездной Вселенной, а не о Вселенной как целом [36, с.210].
Таким образом, изменение типа и характеристик науки не может не повлечь за собой изменение ее эпистемологических идеалов, которые теперь уже на новом уровне не есть просто субъективное желание ученого построить «априорную геометрию», а объективно затребованы к жизни потребностями отображения самого изменившегося предмета космологии. Отвечая на вопрос «почему?», а не на вопрос «как?» [3, с.33] и обращаясь к процессам имевшим место в «момент» рождения наблюдаемой Вселенной, космология, безусловно, не может прямо апеллировать к опыту (наблюдению). То, что для Ньютона было делом Бога и носило в его «Математических началах» характер «метафизического комментария», сегодня стало собственным делом физики и космологии. Означает ли это потерю космологическими теориями статуса научности? Безусловно нет. Инфляционная теория, чтобы стать полноценной теорией науки, в ее классическом понимании, должна иметь в конечном счете прямое или опосредованное опытное (экспериментальное) подтверждение. Однако на сегодняшний день она не имеет такого обоснования вновь предсказанных ею явлений реальности. Означает ли это, что инфляционная теория – фантастическая гипотеза, красивая и привлекательная, но не имеющая никакого отношения к действительности, а значит, и к науке? Думается, что ответ лежит в иной плоскости и сводится к двум положениям. Первое: инфляционная теория находится на стадии «эмпирической невесомости», а, следовательно, за отсутствием наблюдательных (экспериметальных) данных о предсказанных ею явлениях, первостепенное значение приобретают внутритеоретические критерии обоснованности. Более того, cама еще не получив подтверждения, инфляционная теория, в силу ее внутритеоретической обоснованности и научной продуктивности, становится критерием реалистичности – осознана необходимость включать инфляционную стадию не только в выдвигаемые космологические сценарии* , но и в фундаментальные физические теории – теорию супергравитации, теорию суперструн [3, 5-6]. Второе: уникальность исследуемого объекта – Вселенная на самых ранних стадиях ее эволюции и в «момент» рождения – позволяет предположить, что стадия «эмпирической невесомости» может иметь тенденцию к увеличению своей протяженности во времени. Тем самым еще более значимыми становятся внутритеоретические критерии обоснования космологического знания, а помня о малопродуктивности для оценки научной теории косвенной эмпирической верификации – они становятся, по существу, единственными критериями обоснованности, что неявно признается самими исследователями в космологии, уже сейчас, до всякого подтверждения, считающими и признающими совокупность инфляционных сценариев состоявшейся космологической теорией и даже новой парадигмой [3, с.60-61]. Возникшее положение не является беспрецендентным в истории человеческого знания вообще и науки в частности. Тем более оно не означает «скандала в науке» или ее «конца», о котором говорят Гриббин и Рис [47, с.287]. Просто потребности современного состояния космологии и фундаментальной физики побуждают по-новому, а точнее по-старому, осмыслить само понятие «научное знание» и «научный опыт»** . Почему по-старому, потому что уже античность знала опыт теоретический: проверку свойств рационально заданного предмета – рациональными же средствами, то есть проверку в самом разуме. Такое понимание опыта кажется с позиций нововременных канонов – кощунством. Но именно новация возрожденческой и нововременной науки – эксперимент с реальностью – поставила эту реальность в такие условия, в которых кощунством выглядит сама эта новация. Произойти это могло только при условии полной десакрализации самой этой реальности. Мы, конечно, далеки от того, чтобы сегодня делать окончательные выводы. Но все же нам представляется, что само смещение акцентов в структуре научного познания фундаментальных свойств мира от обязательного инструметального экспериментирования с реальностью к ее воспроизведению в «умном опыте», является обнадеживающим штрихом в контуре той будущей науки, которая сегодня еще только прорисовывается и предварительно называется «постнеклассической». Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (код проекта 94-06-19814).
Литература
1. Аристотель. Сочинения. М., 1981. Т. 3.
2. Платон. Сочинения. М., 1971. Т. 3 и 1.
3. Линде А.Д. Физика элементарных частиц и инфляционная космология. М., 1990.
4. Arrhenius S. Das Werden der Welten. Leipzig, 1908.
5. Ньютон И. Математические начала натуральной философии. М.; Л., 1936.
6. С этим фактом согласен и М.К. Мюнитц. См. Munitz M.K. Spase, Time and Creation: philosophical aspects of scientific cosmology. USA, 1957.
7. Brans C., Dicke R.H.. Mach's Principle and a Relativistic Theory of Gravitation // The Physical Reviw, USA, 1961, vol. 124, n 3.
8. Эйнштейн А. Собрание научных трудов. М., 1965. Т. 1.
9. Фридман А.А. О кривизне пространства // Он же. Избранные труды. М., 1966.
10. Зельдович Я.Б., Новиков И.Д. Строение и эволюция Вселенной. М., 1975.
11. Эйнштейн А. Собрание научных трудов. М., 1967. Т. 4.
12. Поппер К. Логика и рост научного знания. М., 1983.
13. Альвен Х. Миры и антимиры. М., 1968. Аналогичные аргументы высказывал Милн Е.А., еще в 30-е годы. См.: Milne E.A. On the Origin of Laws of Nature // Nature. 1937. Vol. 139. N 3528. P. 999.
14. Miln E.A.. Proceedings of the Royal Society. London, 1937. A 158.
15. Dingle H. Modern Aristotelianism // Nature. 1937. V. 139. N 3523.
16. Турсунов А. Философия и современная космология. М., 1977.
17. Eddington A.S. The Philosophy of Physical Science. Cambridge, 1939. Eddington A.S. Physical Science and Philosophy // Nature, 1937. V. 139. N 3528. P. 1000.
18. См. Гинзбург В.И., Муханов В.Ф., Фролов В.П. О космологии сверхранней Вселенной и «фундаментальной длине». М. ЖЭТФ. 1988. Т. 94, в.4.
19. Хлопов М.Ю. Вселенная – гигантский ускоритель. М., 1987. N 1.
20. Хойл Ф. Галактики, ядра и квазары. М., 1968.
21. См.: Мизнер Ч., Торн К., Уилер Дж.. Гравитация. 1977.
22. Дикке Р. Гравитация и Вселенная. М., 1972.
23. Dicke R.H. Scalar-tensor gravitation and the sosmic firebal // The Astrophysical Journal. 1968. Vol. 152. N 1. Pat. 1.
24. Девис П. Пространство и время в современной картине Вселенной. М., 1979.
25. Мамаев С.Т.,Мостепаненко В.М., Старобинский А.А. Рождение частиц из вакуума вблизи однородной изотронной сингулярности. М. ЖЭТФ. 1976. Т. 70, в. 5.
26. Никитин Е.П. Природа обоснования. М., 1981.
27. Амбарцумян В.А., Казютинский В.В. Проблемы методологии естественонаучного поиска // Вопр. философии. 1971. N2. С. 43-54.
28. Гончаров А.С., Линде А.Д. Хаотическое раздувание Вселенной в супегравитации // М. ЖЭТФ, 1984. Т. 86, в. 5.
29. См.: Tipler E.J., Barrow J.D. The anthropic cosmological Principle. Oxford. N.Y., 1985.
30. Bondi H. Cosmology. Cambridge, 1960.
31. Линде А.Д., Фаломкин И.В., Хлопов М.Ю. Аннигиляция антипротонов в гелии как тест моделей, основанных на N=1 супергравитации // Сообщения объединенного института ядерных исследований. Дубна. ИЯИ, 1984.
32. См.: Павленко А.Н. Панпсихизм Циолковского и византийская патристика // Труды 27-х научных чтений К.Э. Циолковского. М.,1994; Павленко А.Н. Бытие у своего порога. // Человек. 1994. № 1. С. 51-52.
33. Вигнер Е. Этюды о симметрии. М., 1971.
34. Толмен Р. Относительность, термодинамика и космология. М., 1974.
35. Павленко А.Н. К.Э. Циолковский о «Причине космоса» и современная космология // Труды ХХIY Чтений, посвященных научной разработке наследия К.Э. Циолковского. М., 1991.
36. Еремеева А.И. Вселенная Гершеля. М., 1966.
37. Парновский С.Л. Инфляционные решения в однородных космологических моделях со скалярным полем. М. ЖЭТФ. 1993. Т. 103, в. 2. С. 337-343.
38. См. Pavlenko A.N. The Prodlem of «Ecologically Pure» Thery (A Possidle Version of Postmodern Science Development) // XIX world Congress of Philosophy. M. 1993. V. 1.
39. Vilenkin A. Quantum cosmology // The Early Universe. Reprints. USA. 1988.
40. Hawking S.W. Eine kurze Gesсhichte der Zeit: Die Suche nach der Urkraft des Universums. Hamburg. 1988.
41. Воробьев П.В. Индуцированный светом распад псевдоголдстоуновских бозонов и поиск аксионного излучения Солнца // Письма в ЖЭТФ. М., 1993. Т. 57, в. 12. С. 737-740.
42. См. Dine M., Fischler N. The Not- So – Harmless Axion // Physics Letters. 1983, vol. 120 B, № 1-3. P. 137-141.
43. См. Tammann G.A. Europhysics News. 1992. V 23. N 97; Соколов Н.Ю. Топологическая нетривиальность Вселенной и анизотропия реликтового излучения. // Письма в ЖЭТФ. 1993. Т. 57, в. 10. С. 601-605.
44. См. Дымникова И.Г. Инфляционная Вселенная с точки зрения ОТО. М. ЖЭТФ. 1986. Т. 90, в. 6; Халфин Л.А. Об ограничениях на инфляционные модели Вселенной. М. ЖЭТФ. 1986. Т. 91, в. 4(10).
45. Ellis J., Hagelin J., Nanopoulos D., Olive K., Srednicki M. Supersymmetric Relics from the Big Bang // Inflationary cosmology. 1986. USA. Singapore.
46. Павленко А.Н. Идеалы рациональности в современной науке. // Вестник Российской Академии наук. М., 1994. № 5. С. 409-415.
47. Gribbin J., Rees M. Cosmic concidences. N. Y. 1989.
|
|||||
|
 |
|
    |
|
