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.

---

Прежние представления о «тепловой смерти» сменяются в современной инфляционной космологии сценарием «самовоспроизводящейся раздувающейся Вселенной», который был предложен А.Д. Линде. Он ввел понятие вечного раздувания, описывающего эволюционный процесс, который распространяется как цепная реакция. Если Метавселенная содержит по крайней мере одну раздувающуюся область достаточно больших размеров, то эта область начинает «производить» новые раздувающиеся области. В одной области раздувание может прекратиться, но другие будут продолжать раздувание. Общий объем всех этих областей, отмечает А.Д. Линде, будет бесконечно расти. «По существу, одна раздувающаяся Вселенная извергает из себя другой раздувающийся пузырь, тот, в свою очередь, — третий, четвертый и т. д.». Этот процесс, названный А.Д. Линде «вечным раздуванием», образует «ветвящуюся структуру вселенных, похожую на фрактал. В таком сценарии Вселенная как целое (т. е. Метавселенная — В.К.) вечна. Каждая отдельная часть ее может возникнуть из сингулярности где-то в прошлом и закончить свое существование сингулярностью в будущем. Но нет конца эволюции всей Вселенной»[77]. Подчеркнем еще раз — под Вселенной понимается в данном случае Метавселенная. Мини-вселенные возникают и исчезают, но никакого единого конца этих процессов нет, как нет у них и единого начала. По сути, говоря о самовоспроизводящейся раздувающейся Вселенной, А.Д. Линде имеет в виду процесс бесконечной самоорганизации природного мира. Рождение новых минивселенных сопровождается флуктуациями всех физических параметров. Каждая из новых мини-вселенных обладает, согласно теории, своим собственным набором физических законов и условий, констант, включая размерность пространства-времени. «Вселенная в целом вечно юная, сама себя воспроизводящая из «вакуумной пены» и поэтому не стареющая», - пишет И.Д. Новиков, буквально повторяя сказанные много десятилетий назад слова К.Э. Циолковского (именно ему принадлежит выражение «вечная юность Вселенной»3).

Другой подход к рассматриваемой проблеме, но приводящий к тому же конечному выводу, был сформулирован И. Пригожиным. Смысл его выражен так: «…мы отходим от замкнутой Вселенной, в которой все задано, к новой Вселенной, открытой флуктуациям, способной рождать новое»[78]. Вселенная как термодинамически открытая неравновесная система, согласно Пригожину, подчиняется законам, асимметричным по отношению к прошлому и будущему. Это нисколько не противоречит фундаментальности принципа возрастания энтропии, его космологической экстраполируемости. Но следует отбросить «путеводный миф классической науки» — о «неограниченной предсказуемости» будущего, который разделяют и многие современные космологи. Для нелинейных диссипативных структур этот принцип оказывается неприменимым. Следовательно, открывается еще один подход к осмыслению проблемы отдаленного будущего Вселенной: к неограниченным экстраполяциям, включая и вывод о «тепловой смерти», следует относиться с осторожностью.

Мы наблюдаем во Вселенной не монотонное угасание процессов, а, напротив, повсеместное становление, возникновение новых структур и качеств. Это, как вполне резонно отмечает B.C. Степин, созвучно представлениям о мире, подобном огромному живому организму, которые свойственны философии Востока[79]. Добавим, что оно встречается также у Платона, Бруно, К.Э. Циолковского (который писал, что «все живо», т. е. способно к бесконечной самоорганизации). Космология стремится, в пределах своих концептуальных возможностей, выразить эту древнюю идею современным научным языком.

Каковы же эпистемологические основания подобных экстраполяций? Как полагают Ф. Адамс и Г. Лафлин, сценарии будущего Вселенной основаны всего на «одном дополнительном догмате нашей веры. Мы полагаем, что законы физики останутся такими же и не изменятся с течением времени, по крайней мере, до завершения временной шкалы нашей летописи. И хотя мы не располагаем абсолютной гарантией справедливости этого допущения, мы не видим веской причины сомневаться в нем»[80]. Но оказывается, что неявных гипотез, на которых основываются экстраполяции космологических сценариев будущего, больше, чем считали названные авторы. Например, то, что экстраполируются в будущее теории современной физики вполне естественно, раз Теории Всего пока нет. Но само многообразие подходов к проблеме будущего Вселенной показывает ее сложность. Находясь на пороге создания Теории Всего, можем ли мы быть уверены, что она не внесет в картину будущего Вселенной существенных изменений? Не скажутся ли на огромных временных интервалах эффекты, не заметные при экстраполяциях в прошлое? Как быть с учетом возможных синергетических ограничений? И совсем простой вопрос: что изменит в сценарии будущего включение в него ускоренного расширения Вселенной? Основным фактором при оценке сценария будущего Вселенной остается все же невозможность их эмпирической проверки, даже косвенной. У нас нет и никогда не будет фактов, позволяющих верифицировать или фальсифицировать экстраполяции, охватывающие 10150 лет на основе стандартных критериев. Не являются ли тем самым подобные сценарии «метафизическими»? С моей точки зрения это не так, но важно осознавать, что обоснование этих сценариев переносится с эмпирического критерия («внешнего оправдания») на критерии «внутреннего совершенства», т. е. когерентности знания. В какой мере при обсуждении этого круга проблем необходимо будет что-то менять в идеалах и нормах доказательности знания — особый вопрос. Но следует надеяться, что космологи не потеряют вкус к эмпирическим знаниям и всегда будут использовать их для повышения обоснованности сценариев будущего Вселенной.

Космология и условия существования наблюдателя. Примечательная особенность космологии состоит в том, что, выясняя отношение ее теорий к реальности, мы познаем не только целостные физические свойства Вселенной, но и мегаскопические условия нашего существования, о чем говорил Б. Картер, рассматривая численные значения некоторых физических констант. Они связаны антропным принципом. Но Картер еще не знал, что благоприятное для появления наблюдателя сочетание констант не было «изначальным», а появилось на инфляционной стадии эволюции, которая, выходит, также является одним из условий нашего существования. Мы наблюдаем нашу Вселенную, Метагалактику не откуда-то извне, а как существа, являющиеся ее неотъемлемой частью, порожденные целым и его антропными измерениями. Свойства Метагалактики должны допускать возможность нашего существования. Не служит ли тем самым факт существования наблюдателя аргументом в пользу теории инфляции и против альтернативных теорий? Конечно, сам подход: «Вот человек, какой должна быть Вселенная?», выдвинутый Уилером, к сожалению, оказался не очень плодотворным среди внеэмпирических критериев выбора космологических сценариев, моделей и типов реальностей. Но он оказывается очень весомым при обсуждении проблемы: существовала ли природа до человека. Космология, по моему мнению, оставляет мало простора для философских спекуляций на эту тему.

И.Л. Розенталем был предложен еще один принцип, который также исходит из «взрывной неустойчивости» Вселенной к вариациям фундаментальных констант, но не включает ссылки на человека. Он был назван принципом целесообразности и, в свою очередь, используется как дополнительный внеэмпирический критерий при обосновании теоретического знания в космологии. Принцип целесообразности состоит в том, что наши основные физические закономерности, так же как и численные значения фундаментальных постоянных, являются не только достаточными, но необходимыми для существования во Вселенной основных устойчивых состояний[81]. Метагалактика с действующими в ней закономерностями и численными значениями фундаментальных констант оказывается гигантской флуктуацией во Вселенной. Об этом, в частности, свидетельствуют сравнительно малые значения массы электрона и разности масс протона и нейтрона, которые необходимы для возникновения сложноорганизованных структур. Специфика принципа целесообразности состоит, таким образом, в том, что проблема изменения значения фундаментальных постоянных связывается в нем не с фактом существования наблюдателя, а с существованием основных физических состояний, которые он наблюдает. Вот примеры применения принципа целесообразности в качестве вне-эмпирического критерия отношения теории к реальности в космологии.

Будем рассуждать, например, так. Неустойчивость структуры Метагалактики к вариациям численных значений фундаментальных констант имеет, как будто, лишь два объяснения: 1) фундаментальные константы изменяются с течением времени. Мы живем в эпоху, когда сочетание констант благоприятно для появления наблюдателя (П. Дирак); но эта гипотеза противоречит фактам; 2) тогда остается единственная возможность — допустить в соответствии с хаотическим сценарием инфляционной космологии множественность внеметагалактических объектов (других вселенных), у каждой из которых свои законы и сочетания констант. Принцип целесообразности оказывается с данной точки зрения аргументом в пользу существования этих объектов, приобретающим особый вес за неимением эмпирических свидетельств.