Астрономия и мировоззрение

Древнейшая из наук, астрономия в последние десятилетия достигла удивительных успехов. Сегодня она принадлежит к числу наиболее быстро развивающихся разделов естествознания. Бурный прогресс астрономии вызвал основательную ломку многих привычных и казавшихся «незыблемыми» представлений. Появляются все более веские основания утверждать, что в современной астрономии началась новая грандиозная революция. По своим масштабам и последствиям она, возможно, не уступает первой революции в науке о Вселенной, по праву связываемой, прежде всего, с именем гениального польского ученого Н. Коперника.

Каждая революция в естествознании, как известно, всегда приводит не только к уточнению, углублению тех или иных представлений о природе, но и к изменениям в самих принципах понимания и объяснения природы (или отдельных ее областей), иными словами — к изменениям в способе видения мира. И чем больше масштабы такой революции, тем сильнее влияние, которое она способна оказать на мировоззрение.

О революции в астрономии говорят сейчас многие. И очень часто эту революцию сводят к революционным изменениям в методах изучения Вселенной. Но это только одна, наиболее очевидная, однако не главная сторона происходящих в астрономии событий. Главное — те неожиданные открытия, которые были сделаны в последние десятилетия с помощью новых (и старых) методов в астрономии. И те «неортодоксальные» теоретические следствия, к которым привели эти открытия.

В перестройке системы знаний о Вселенной можно выделить два этапа.

1. Открытие Метагалактики и ее расширения, а также разработка соответствующих теорий этого явления.
2. Современные открытия нестационарных явлений в мире звезд и звездных систем (и в какой-то мере также и в Солнечной системе), открытия, вызывающие необходимость развития принципиально новых теоретических представлений.

Квазары, пульсары, рентгеновские звезды, реликтовое излучение — наследие эпохи «большого взрыва», непонятно огромные энергии, выделяющиеся при взрывах ядер некоторых галактик… Явления неустойчивости, нестационарности во Вселенной обнаруживаются во все возрастающей очевидности при переходе от звездных ассоциаций к галактикам, их группам и скоплениям и, наконец, к Метагалактике. Иначе говоря, перед нами целая иерархия процессов взрыва, дезинтеграции, распада. Астрофизик, пытающийся ныне разобраться во всем этом, напоминает физика конца XIX — начала XX века, недоумевавшего, как «неделимые» атомы могут распадаться, выделяя энергию.

«Кунсткамера» астрофизического знания непрерывно пополняется (и, видимо, будет пополняться) все новыми удивительными объектами, задающими теоретикам все более, трудные и запутанные загадки.

Как истолковать все эти факты? Большинство теоретиков разрабатывает теории структуры и эволюции звезд и звездных систем, а также нашей Солнечной системы на основе традиционных подходов. Главная идея этих работ: звезды и планеты возникли из разреженного, диффузного вещества — и в рамках известных сейчас физических законов. Для объяснения природы самых странных и грандиозных объектов — квазаров и активных ядер галактик — Ф. Хойл и В. Фаулер предложили механизм гравитационного коллапса — та же, по существу, конденсация, уплотнение, но перешедшая в катастрофическое сжатие массивного тела под действием сил тяготения. При коллапсе должно выделяться огромное количество гравитационной энергии. На протяжении последних лет были рассмотрены уже сотни различных моделей превращения энергии коллапса в мощнейшее оптическое и радиоизлучение квазаров.

Но в астрофизике развивается и противоположная точка зрения. Новые фактические данные настойчиво свидетельствуют: космические объекты возникают в результате процессов взрыва, распада плотного или сверхплотного протовещества.

Фундаментальных теорий современной физики, по-видимому, недостаточно для описания и объяснения нестационарных явлений. Поиски источников грандиозной энергии, выделяющейся в этих процессах, вероятно, ставят нас перед проблемой новых законов, еще не известных нам.

Законы, которые мы не выбираем

Одним из распространеннейших пороков мышления ученого можно считать «навязывание законов». Вольно или невольно объекту исследования, природе, порой предписываются насильственно удобные какому либо исследователю правила, законы. С этим же связан нередко еще один порок — игнорирование фактов и закономерностей, не умещающихся в привычные схемы. Дело здесь не только в консерватизме, косности мышления.

Натурфилософия, объединявшая некогда в себе науку с философией, в процессе познания часто откровенно отдавала предпочтение дедукции — умозрительному постижению законов природы. Зачастую дело выглядело таким образом, что чисто логическое формулирование законов диктовалось природе, а неудобные факты отбрасывались, чтобы «не нарушать гармонии».

Натурфилософский подход был оправдан в эпоху, когда не хватало фактов, экспериментального знания, его изумительным достижением можно считать, например, идею атомизма. Но по мере развития экспериментального знания этот подход терял популярность и был окончательно скомпрометирован в середине рационального XIX века.

Крушение натурфилософии изменило взаимоотношения философии и естествознания. Сторонники одного из направлений современной идеалистической философии — позитивизма — утверждают, что философия как методология познания стала вообще излишней. В действительности же быстрое расширение и углубление наших знаний о Вселенной привело к тому, что роль философии в астрономии не уменьшилась, а, наоборот, стала более органичной и глубокой. В частности, именно правильный философский подход должен установить нормальное соотношение между «эмпирией» и «теорией». Свое решение проблемы соотношения опыта и теории предложили английские астрофизики А. Эддингтон и Э. Милн.

А. Эддингтон не отрицал того, что многие конкретные выводы физики и астрономии получены на основе обобщения наблюдательных данных. Он допускал также, что «существуют законы, которые, по-видимому, имеют свое местопребывание во внешней природе». Однако, исходя из высказанной Кантом идеи, что подлинная наука начинается тогда, когда разум предписывает законы природе, а не заимствует их у нее, Эддингтон считал, что фундаментальные законы физики, а также физические константы могут быть установлены из теоретико-познавательных соображений, полностью независимо от опыта! По мнению Эддингтона, интеллект, «не знакомый с нашей Вселенной, но знакомый с системой мышления, при помощи которой человеческое сознание интерпретирует содержание своего чувственного опыта, был бы способен достигнуть всего физического знания, которое мы получили экспериментальным путем». Иначе говоря, хочешь изучить Галактику, узнай, как думает землянин! Следовательно, фундаментальные законы физики говорят нам нечто о нашем собственном сознании, но очень мало — о внешнем мире. Как пишет сам Эддингтон, «там, где наука пошла дальше всего, ум только отвоевал себе у природы то, что он в нее вложил».

Во многом сходные представления защищал и Э. Милн. Он также считал законы природы субъективными построениями и старался развивать свою космологическую теорию «кинематической относительности», по собственным его словам, «без каких бы то ни было ссылок на эмпиризм», за исключением «осознания течения времени».

Наши выводы о Вселенной, несомненно, во многом определяются исходными предпосылками исследования. Например, противостоящие друг другу взгляды на эволюцию звезд и звездных систем, развиваемые, с одной стороны, представителями «ортодоксального» направления (к ним принадлежит сейчас большинство астрофизиков), а с другой стороны — В. А. Амбарцумяном и его сотрудниками (это направление условно можно назвать «бюракамским»), во многом различны именно по своим исходным предпосылкам. Они определили как отбор фактов, так и пути их обобщения, а также — в известном смысле — конечные выводы.

Но все же теоретическая «сеть», которую астрономы «набрасывают» на Вселенную в процессе ее изучения, отнюдь не является заранее заданной, произвольно построенной в том смысле, который имел в виду Эддингтон. Она, эта сеть, представляет собой обобщение и аккумуляцию всего предшествующего опыта. Природа не только «подсказывает», но и настойчиво «навязывает» нам способы описания реальности, в том числе и фундаментальные законы. И очень «не любит» обратного процесса — навязывания ей жестких искусственных рамок.

Убедительное свидетельство тому, что природа «богаче на выдумку» и что теория, верно схватывающая суть явлений, появляется все-таки, как правило, вслед за опытом,— неожиданность многих наиболее значительных открытий современной астрономии (квазары, активные ядра галактик и другие). Они не только не были предсказаны на основе «общепринятых» теорий, но и долгое время спустя все еще не могут быть уложены в существующую систему знания. Неожиданными для большинства астрофизиков оказываются не только многие факты, но и описывающие их теоретические закономерности. С другой стороны, кантовская идея конденсации вещества, образования звезд из туманностей еще ни разу не подтвердилась наблюдениями.

Астрофизик Ф. Хойл, возможно, оправдывая некоторое свое первоначальное увлечение умозрением (в ущерб наблюдательным фактам), писал, что тому, «кто не работает активно в какой-либо области науки, трудно себе представить, как много можно сказать, в пользу любой из множества противоречащих друг другу теорий». Иначе говоря, факты в науке часто бывают слугами многих «господ» — теорий.

Высказывание Хойла объясняет (но, нам кажется, все же не оправдывает) тот очевидный факт, что некоторые современные астрономы и космологи придерживаются теорий, мало подкрепленных наблюдениями, исходя из субъективных соображений интересности, солидности, здравого смысла и т. д.

Иногда приходится слышать мнение, что с накоплением знаний относительная роль экспериментальных данных в синтезе нового знания все же уменьшилась, тогда как роль уже сложившейся системы знания возросла и ее можно считать определяющей, предписывающей нам отношение к новым фактам. К чему может привести такой подход, если дать ему «развернуться»? Прежде всего — и это уже часто бывает — новый, неожиданный факт изо всех сил стараются втиснуть в сложившуюся удобную систему, не замечая, что втискивать уже некуда, нужна новая система!

Тень или реальность?

После практического XIX века мир, открывшийся перед наукой, в результате утверждения релятивистских взглядов показался многим ученым зыбким и не совсем реальным. Особенно эти настроения усилились после возникновения модели «расширяющейся Вселенной», когда снова оказалось возможным говорить о «начале» и «конце» мира.

Как считал знаменитый английский астроном Дж. Джинс, материальный мир — это скорее видимость, чем реальность. Он пояснял свою мысль, ссылаясь на сравнение, которое принадлежит Платону. Вот суть сравнения. Мы подобны узникам подземной пещеры. Солнечный свет, проникающий в пещеру, отбрасывает на стену тени людей и находящихся позади них предметов. Тени — это все, что узники могут наблюдать, и они неизбежно принимают их за нечто реальное. Но о реальных предметах, порождающих эти тени, узники не имеют никакого представления — они не могут оглянуться!

«Пещера» Платона.

Джинс стремился связать этот образ пещеры с современной физикой: «Стены пещеры, в которую мы заключены, есть пространство и время; тени реальности, которые мы видим спроектированными на стены солнечным светом извне, есть материальные частицы, которые мы видим движущимися на фоне пространства и времени, тогда как реальность вне пещеры, порождающая эти тени, находится вне пространства и времени».

Эволюция Вселенной, по Джинсу, представляет собой процесс неуклонной деградации. «Ткань Вселенной ломается, трескается и разрушается от времени, и реставрация или реконструкция ее невозможны. Второй закон термодинамики заставляет материальную Вселенную двигаться всегда в одном направлении, по одной и той же дороге — по дороге, которая кончается только смертью и уничтожением». Описание картины «умирающей» Вселенной иногда достигает у Джинса поистине поэтической силы. «В некотором отношении материальная Вселенная кажется уходящей подобно уже рассказанной сказке, растворяясь в небытии, как видение». Рано или поздно наступит время, когда в силу неуклонного возрастания энтропии «последний эрг энергии Вселенной достигнет наинизшей ступени на лестнице понижающейся полезности: в этот момент активная жизнь Вселенной прекратится».

Уже в этих «апокалипсических» предсказаниях чувствуется завороженность Дж. Джинса бездной неизвестного и странного, открывшегося астрономам. Но эта завороженность имеет не только образно-поэтический, но и религиозно-философский характер.

«Примитивные космогонии рисовали Творца работающим в пространстве и времени, выковывающим Солнце и Луну, и звезды из уже существующего сырого материала. Современная научная теория заставляет нас думать о Творце, работающем вне времени и пространства, которые являются частью его творения, так же как художник находится вне своего холста».

Вселенная и мы

Интуитивное или осознанное мировоззренческое отношение к тем или иным астрономическим проблемам вскрывается иногда лишь при внимательном изучении истории науки.

Когда оказалось, что Вселенная расширяется, иногда считали, что она расширяется как бы от нас, что мы, Земля, оказались в центре расширения! Мы знаем, что выход из этого неприятного положения был найден с помощью так называемого космологического принципа. По этому принципу в однородной и изотропной Вселенной, где бы ни находился наблюдатель, он точно так же ощутит себя в центре (как осознала бы себя центром расширения каждая горошина на раздувающемся воздушном шарике).

Почему же даже мимолетная мысль о «центральном» нашем положении в мироздании кажется нам невероятной и даже неестественной? Конечно же, в силу нашего мировоззрения, сложившегося в результате пятисотлетнего развития науки после коперниковой революции.

Антропоцентристское, докоперниковское понимание мира допустило бы исключительное центральное положение человека в мире и даже нашло бы его «лестным» и «приятным». Мы же его отвергаем. И это очень важный факт, огромное достижение коперниковой революции.

Как известно, прямым следствием отказа от геоцентризма явилась идея множественности обитаемых миров Джордано Бруно. Сейчас проблемы самозарождения жизни в космосе, контакта с иными цивилизациями перекочевали со страниц научной фантастики на трибуны международных совещаний. Работа этих совещаний, высказывания ученых по этим проблемам вызывают широкий резонанс в обществе. Внутри самих этих проблем возникают новые вопросы, имеющие также мировоззренческое значение. Обязательно ли жизнь должна развиваться теми же путями, что и на Земле? Будут ли похожи на нас «братья по разуму»?

Мы не будем здесь останавливаться подробней на этих вопросах. Скажем только, что хотя большинство ученых готово признать существование других «обитаемых миров», один-единственный явно разумный сигнал из другой планетной системы мог бы оказать огромное влияние на современное мировоззрение.

Автор: А. Гангус.