Коллектив авторов - Современная космология: философские горизонты

• Название: Современная космология: философские горизонты
• Автор: Коллектив авторов
• Издательство: Издательство «Канон+»
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2011
• ISBN: 978-5-88373-257-7

Книга представляет собой исследование некоторых философских и эпистемологических проблем космологии. Проанализированы философские позиции классиков космологии XX века (А.А. Фридмана и др.), а также ряда выдающихся современных космологов. Космология вовсе не является одной из «иронических наук», какой ее иногда изображают. Физическая реальность в космологии проявляется как выраженная в языке науки фиксация результатов взаимодействия наблюдателя с исследуемым объектом (осуществляемым через средства и условия познания). Смысл этого понятия в контексте данного типа научной рациональности раскрывается истинной теорией. Показано, что космология, по сути, переходит от традиционных методов исследования к нетрадиционным, т. е. совершаются изменения в ее основаниях, навязываемые новыми типами исследуемых объектов. Отмечена необходимость коренного изменения смыслов традиционных понятий в космологии, таких как пространство, время, бесконечность. Проанализированы условия и границы их применимости в рамках новых космологических теорий. Особое внимание уделено новым фундаментальным понятиям, появившимся в космологии за последние годы: Мультиверс (Метавселенная), космологический вакуум, темная материя, темная энергия, ускоренное расширение Вселенной и др. По некоторым проблемам, находящимся на переднем крае современной космологии, ведется дискуссия между авторами книги. Сделана попытка показать эвристическую роль философии в осмыслении указанных проблем.

Книга рассчитана на философов, космологов и всех, интересующихся философскими проблемами современной науки.

---

Во-вторых, при обсуждении проблем теоретической нагруженности фактов науки и возможности независимой проверки теории фактами, следует учитывать сложную структуру эмпирического знания и многообразие связей его подуровней не только с объясняющей теорией, но и с другими теоретическими знаниями. Идея о теоретической нагруженности эмпирического знания явилась ценным вкладом в эпистемологию, но она недостаточно учитывает, что структура эмпирических знаний многоуровневая, причем к фактам в ряде случаев относят разные их уровни.

Е.А. Мамчур выделяет два уровня: интерпретацию-описание и интерпретацию-объяснение. Первый представляет собой констатацию экспериментального (наблюдательного) результата, теоретически нейтральную по отношению к проверяемой или сравниваемой теориям. Второй — как раз его объяснение в недрах той или иной теории, средствами которой он ассимилируется. Этот уровень структуры эмпирического знания несет определенную теоретическую нагрузку, независимую, однако, от объясняющей его теории.

Вполне соглашаюсь с Е.А. Мамчур относительно существования названных уровней и возможности независимой эмпирической проверки отношения теории к исследуемым фрагментам реальности. Но я всегда считал, что структура эмпирического знания еще сложнее. Необходимо выделять большее число уровней (или подуровней?):]) уровень непосредственно данного (например, красное смещение линий в спектрах удаленных галактик, наличие во Вселенной микроволнового фона радиоизлучения, флуктуации его интенсивности, звездные величины Сверхновых типа Iа на разных расстояниях и др.); 2) интерпретационный уровень (включающий целый ряд подуровней), на котором статистика результатов измерений осмысливается с точки зрения физических теорий (скажем, обсуждается проблема, является ли красное смещение следствием эффекта Доплера или каких-то иных факторов, типа старения фотонов; представляет ли микроволновой фон «реликтовое» излучение Вселенной или же его природа иная; означает ли отклонение скоростей отдаленных галактик, определяемое по блеску сверхновых от линейного закона, ускоренное расширение Метагалактики, или же справедливо какое-то из альтернативных объяснений; 3) уровень, на котором смысл того или иного факта, используемого космологами, устанавливается в контексте объясняющей теории (например, теории Фридмана, теории Гамова, инфляционной космологии). При обосновании космологических теорий различие этих уровней знания обязательно следует принимать во внимание — в силу особенностей «теоретической нагруженности» каждого из них. Мне кажется односторонней претензия так называемого пантеоретизма считать, что любой эксперимент, любое наблюдение ставится на основе предсказаний определенной гипотезы или теории и выступает лишь как звено в движении от одной теории к другой. Наука о Вселенной (и не только она) переполнена «случайными» открытиями, которые не могут получить обоснованного теоретического объяснения даже долгое время спустя.

В-третьих, что же представляет собой факт науки в структуре эмпирического знания? Многообразие точек зрения по этому вопросу едва ли не больше, чем по другим аспектам эпистемологии. Мне ближе всего точка зрения П.В. Копнина: «знание приобретает качество фактичности, если оно: 1) достоверно, 2) служит исходным моментом в постановке и решении научной проблемы»[50]. Отмечу еще точку зрения С.Ф. Мартыновича[51]: факт — это смысл истинного высказывания, полученного эмпирическим путем.

В этом контексте рассмотрим некоторые факты (или эмпирические знания, считаемые фактами) из предметной области современной космологии.

2. Проблема теоретической нагруженности фактов в космологии

В космологии много фактов, которые не были (хотя и могли быть) предсказаны (например, расширение Метагалактики); фактов, которые были предсказаны, но не той теорией, которой это обычно приписывают, и все равно открыты независимо от предсказаний (например, реликтовое излучение); фактов, неожиданных для теоретиков, т. е. идущих вразрез с их ожиданиями (ускоренное расширение Вселенной) и не получивших теоретического объяснения даже долгое время спустя после их открытия (например, у-всплески). Лишь часть фактов была предсказана и открыта в результате целенаправленного поиска (например, анизотропия реликтового излучения). Таким образом, в космологии, наряду с предсказанными, много фактов, открытых независимо от объясняющих теорий.

Расширение Метагалактики открыто случайно[52]. Уровень непосредственно наблюдаемого был установлен в качестве «статистического резюме» многочисленных наблюдений красного смещения в спектрах удаленных галактик, проводившихся, начиная с 1914 г. Интерпретационным уровнем выступало объяснение этих наблюдений как обусловленных эффектом Доплера. Разумеется, эта интерпретация потребовала привлечения определенных теоретических знаний из физики, прежде всего из теории колебаний и оптики; в этом смысле эмпирический факт расширения Метагалактики оказывается несущим неустранимую теоретическую нагрузку. Однако вся соль ситуации в том, что включение этого факта в систему знания о Вселенной произошло независимо от разработки объясняющей теории — теории расширяющейся Вселенной, тем более, что она появилась много лет спустя после первых публикаций об этом открытии. Один из важнейших эмпирических законов космологии: скорости взаимного удаления галактик пропорциональны их расстояниям (закон Хаббла) — также был установлен безотносительно к проверке предсказания какой-либо теории. Напротив, именно закон Хаббла придал вес и значение теории, которая сначала не вызвала особого интереса. Лишь в ходе дальнейшего развития науки о Вселенной было достигнуто единство эмпирического и теоретического исследования расширения Метагалактики. Этот простой пример показывает неубедительность пантеоретистской позиции в отношении рассматриваемого явления.

В ходе реконструкции факта расширения Метагалактики вырисовывались все новые моменты. Нельзя было не отметить не только растянутого во времени установления и признания этого факта (особенно его доплеровских интерпретаций). Кроме того, была отмечена и относительно самостоятельная (в известных пределах) жизнь, которую вел каждый из этих уровней знания науки о Вселенной. Например, измерение красных смещений происходило вне зависимости от интерпретации этого эффекта, а интерпретация — иногда независимо от объясняющей теории.

Первые наблюдения красного смещения в спектрах нескольких десятков спиральных и эллиптических «туманностей» появились еще до открытия Метагалактики. Им сразу была дана интерпретация на основе принципа Доплера, что приводило к выводу о наличии во Вселенной небольшого числа объектов природы, удаляющихся от наблюдателя с ранее неизвестными науке скоростями. Этот факт большинству исследователей Вселенной казался крайне странным, вызывал, скорее, недоумение. Но после открытия в 1924–1926 гг. Метагалактики и в 1929 г. эмпирического закона Хаббла стало ясно, что при доплеровской интерпретации красного смещения открыто грандиозное явление расширения наибольшей из природных систем. Но может быть, это был только «сырой материал»? Считаю, что история открытия расширения Метагалактики не свидетельствует в пользу такого взгляда. Напротив, открытие закона Хаббла поставило, что называется, ребром проблему, обсуждавшуюся и в «Диалогах» Галилея — выбора между отношением к реальности двух «систем мира», но на этот раз ньютоновской и фридмановской.

Заслуживает быть отмеченным еще один аспект в длительной истории обоснования эмпирического факта расширения Метагалактики. Ряд исследователей, имевших прямое отношение к становлению этого научного факта, в разное время поддерживал недоплеровские интерпретации красного смещения. Эйнштейн, как известно, ненадолго выступил против теории A.A. Фридмана (потом он признал свою ошибку). A.A. Белопольский, подтвердивший применимость принципа Доплера к световым явлениям, довольно недвусмысленно поддержал интерпретацию красного смещения в космологии как «старения фотонов». Э. Хаббл в отдельные моменты колебался между доплеровскими и недоплеровскими интерпретациями красного смещения.

Если обратиться к осмыслению красного смещения на уровне объясняющей теории («интерпретация-объяснение»), то окажется, что одни и те же факты, даже интерпретированные ранее сходным образом, погружаются в разные теоретические контексты. С точки зрения теории расширяющейся Вселенной, красное смещение стало, в конечном счете, рассматриваться как расширение пространства Метагалактики. Мнение о том, что теория расширяющейся Вселенной наиболее естественным образом объясняет закон Хаббла, было высказано в 1931 г. А. Эддингтоном и В. де-Ситтером, после чего вокруг теории и возник настоящий бум. Но доплеровская интерпретация красного смещения была включена и в контекст ньютонианской космологии (Э. Милн). Теория стационарной Вселенной «компенсировала» разбегание галактик рождением вещества в некоем творящем поле. Оказывается, таким образом, что космологические теории не формируют каждая свои факты, а дают им альтернативные «интерпретации-объяснения». В структуре эмпирического знания есть уровни, сформированные независимо от объясняющей их теории и служащие для проверки ее отношения к реальности. Вопреки почти общепринятому мнению разбегание галактик не было предсказано теорией A.A. Фридмана. Почему — вполне понятно. Основоположник релятивистской космологии считал современные ему данные слишком ненадежными для суждений об ее отношении к реальности.