Помоги проекту - поделись книгой:
Современная космология: философские горизонты
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ФИЛОСОФИИ
КОСМОЛОГИЯ И ФИЛОСОФИЯ: ДИАЛОГ ПРОДОЛЖАЕТСЯ
Современная космология становится лидером физических наук. Ее стремительное развитие приводит к настолько сильным преобразованиям научной картины мира, что нередко говорят о новой революции в науке о Вселенной. Действительно, динамизм ситуации в космологии на рубеже XX–XXI веков вполне сравним с тем, который был характерен столетие назад для физики. Познание Вселенной (особенно в сфере «археокосмологии») подвело к пределам применимости известных фундаментальных теорий. Осознана необходимость создания «новой физики», включающей существующие теории в качестве своих частных случаев. Гипотетические варианты претендующих на эту роль теорий уже есть (например, теория суперструн, а также М-теория). При разработке объединенной теории, описывающей физический мир, включая нашу Вселенную и даже Метавселенную (Мультиверс), в новой форме возникает ряд традиционных философских проблем. В неклассической космологии они интенсивно обсуждались А. Эйнштейном, A.A. Фридманом, Ж. Леметром, А. Эддингтоном, Г. Бонди, Г. Мак-Витти, А.Л. Зельмановым, С. Хокингом, Р. Пенроузом, Ли Смолиным, П. Девисом, Б. Грином, А.Д. Линде, И.Л. Розенталем и др.
Благодаря принципиально новым средствам получения информации (особенно космическим) и ее обработки (компьютеры) растет объем наших знаний о Вселенной. Началась новая эпоха великих открытий, по своим масштабам намного превосходящих сделанные в свое время Галилеем. Размеры наблюдаемой Вселенной увеличились в сотни тысяч раз. Возникла археокосмология, изучающая ранние эпохи эволюции и самоорганизации Вселенной, которая была тогда квантовым объектом. Космологи стараются даже понять процессы, происходившие на протяжении ничтожных долей секунды после начала расширения. Считают, что в них была «закодирована» вся последующая эволюционная самоорганизация нашего мира. Обосновывают существование в Метагалактике новых структур и ранее не известных форм материи: черных дыр, темного вещества и темной энергии (ее, в частности, интерпретируют как вакуум, т. е. третью — после вещества и полей — физическую форму материи, находящуюся на грани бытия и небытия). Введено не мыслимое ранее понятие «внеметагалактических объектов» или других вселенных, образующих Мультиверс (Метавселенную, Сверхвселенную). Выдвинута гипотеза, что разные вселенные могут быть связаны между собой через так называемые «червоточины» или «кротовые норы» — еще одну гипотетическую новую форму физической материи.
Вселенная в современной картине мира выступает не как ставшее бытие, а как поток становления, порождающий такие фундаментальные объекты природы, как элементарные частицы, из которых формируется наблюдаемая иерархия уровней организации Вселенной. Многие фазы эволюции резко нестационарны и сопровождаются колоссальным энерговыделением (ничего подобного не знала картина античного космоса с ее равномерными круговращениями). Неотъемлемой частью Вселенной оказался человек, для которого она в каком-то смысле является «экологической нишей». Не только прошлое, но и будущее Вселенной и человека тесно взаимосвязаны.
Мощь человеческого интеллекта вызывает восхищение. Всякий, кто следит за стремительным прогрессом космологии, не может без улыбки вспоминать высказывания, что человек никогда не узнает химического состава небесных тел, не увидит обратной стороны Луны, не поймет, существовала ли первичная туманность, из которой образовались различные поколения космических структур. Но возникли новые проблемы.
Растущего объема эмпирических знаний о Вселенной не хватает. С одной стороны, теория в космологии часто обгоняет самые смелые наблюдения и эксперименты, с другой — точность известных фактов во многих случаях недостаточна. Многие наблюдаемые во Вселенной феномены не имеют надежного объяснения (например, гамма-всплески). Возможные их интерпретации с альтернативных позиций не обязательно перевешивают друг друга. В познавательной ситуации, которая сложилась в космологии, часто возникают вопросы о применимости известных научных понятий. Все это и вызывает необходимость философского, эпистемологического осмысления исследовательской деятельности в космологии: способов генезиса и обоснования новых фактов, теорий и оснований научного исследования.
Книга, среди авторов которой не только философы, разрабатывающие указанный круг проблем, но и космологи, представляет собой исследование некоторых философских и эпистемологических проблем космологии. Проанализированы философские позиции классиков космологии XX века (A.A. Фридмана и др.), а также ряда выдающихся современных космологов. В книге рассматриваются научный статус релятивистской и квантовой космологии, проблемы реальности и научной рациональности в космологии, проблемы методологии исследования Вселенной как целого. 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.
КОСМОЛОГИЯ, ТЕОРИЯ, РЕАЛЬНОСТЬ
Многие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы, но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий.
Проблема реальности традиционна для философии. В научном контексте ее поставили физика (проблема физической реальности) и психология (проблема психической реальности). Из физики эта проблема была транслирована в космологию, где модифицировалась в соответствии со спецификой исследуемого объекта — Вселенной как целого. Суть проблемы: 1) что такое реальность, реально ли только наблюдаемое, или же (по крайней мере в некоторых случаях, предусмотренных физическими теориями) ненаблюдаемое также может рассматриваться как определенный тип или форма физической реальности? 2) как возможно познание реальности? 3) имеет ли наше знание отношение к реальности (и, в частности, каково отношение к реальности теорий, сценариев, моделей, конкурирующих в современной космологии)? В статье затрагиваются некоторые из этих вопросов.
В современной философии науки проблема реальности обсуждается наиболее часто в логико-семантическом аспекте, как проблема интерпретации формальных систем, значения и смысла терминов научного языка. Мне ближе эпистемологический подход, при котором рассматривается отношение к объективной реальности и ее аспекту — физической реальности — эмпирических и теоретических структур современной физики (или, если угодно, комплекса физических наук, включающих и космологию). Сюда относится выяснение, во-первых, физического смысла математических формализмов научных теорий (включая релятивистскую и квантовую космологию); во-вторых, проблема метатеоретической значимости этих формализмов. Особую сложность проблема реальности приобретает в случаях, когда рассматриваются математические гипотезы, содержащие величины, смысл которых заранее не ясен и обнаруживается лишь в ходе исследований, порой довольно длительных. Характерна история в этом контексте Λ-члена, который интерпретировался самыми разными способами, объявлялся неконструктивно введенным (в смысле B.C. Степина), а затем вновь диктовал свою волю сообществу космологов. Тем самым проблема реальности в современной физике (или, другими словами, в комплексе физических наук, в числе которых космология) — это аспект одной из фундаментальных проблем эпистемологии об отношении научного знания к миру.
Нет ни одного серьезного космолога, который не обсуждал бы проблему отношения научного знания к миру. Мы находим в философских интерпретациях космологии платонистские, кантианские, позитивистские, реалистские, материалистические подходы.
Большое внимание проблеме взаимосвязи теории и реальности в космологии уделял A.A. Фридман. Он не сомневался в том, что существует объективный физический мир, который «состоит из материи, толкуя слово это в самом широком смысле, к материи принадлежат тяготеющие массы и электромагнитные процессы»[1]. Особую роль в познании мира играет математика. «Мы уславливаемся об особой интерпретации геометрического мира (пространство четырех измерений) при помощи мира физического. Каждой вещи геометрического мира сопоставляется интерпретирующий ее объект (материальный) мира физического. Интерпретация эта совершенно условна и зависит от нашего произвола. В физическом мире мы выделяем группу свойств, которые называем «физическими законам и»; эти законы подчиняются принципу инвариантности и «отвечают, следовательно, собственным свойствам мира геометрического»[2]. Тем самым, в философских размышлениях A.A. Фридмана выделяются два мира: физический и геометрический (математический), причем первый является лишь интерпретацией второго. Когда установлена «условная интерпретация геометрического мира при помощи мира физического, является возможность путем экспериментального изучения физического мира определить геометрию мира геометрического»[3]. В цитируемых словам можно увидеть влияние философии Платона. Но в текстах A.A. Фридмана мы находим и вполне материалистические по своему смыслу высказывания. Так, теоретическое знание в космологии A.A. Фридман рассматривал как попытку описания свойств реального («настоящего») мира, т. е. «нашей (само собою разумеется, материальной) Вселенной»[4]. Космолог стремится создать «общую картину мира, правда, мира чрезвычайно схематизированного и упрощенного, напоминающего реальный мир лишь постольку, поскольку тусклое отражение в зеркале схематического рисунка Кельнского собора может напомнить нам сам собор»[5]. Эти слова A.A. Фридмана содержат в образной форме мысль о том, что наше знание о Вселенной — приближенное отражение физической реальности. Нельзя не отметить, конечно, что речь идет об отражении в зеркале не самого собора (т. е. не о зеркальном отражении реальности в духе эпистемологии классической физики), а его «схематического рисунка» — некоторой ментальной модели. Толковать слова A.A. Фридмана можно по-разному. Наиболее естественным выглядит их понимание в контексте эпистемологии неклассической науки. Реальность рассматривается сквозь призму теории. Тем самым, задолго до современных дискуссий на тему: «отражение или конструирование реальности?» A.A. Фридман еще в 1923 году тонко учел оба аспекта этой эпистемологической проблемы. Он говорил, по сути, об отношении к физической реальности образа, который в современной философии науки называют «теоретизированным миром».
Совершенно иной была эпистемологическая позиция А. Эддингтона, который часто ссылался на философию И. Канта, говоря, что подлинная наука начинается тогда, когда разум предписывает законы природе, а не заимствует их у нее[6]. Эддингтон разработал философскую концепцию «селективного субъективизма», проводящую принципиальные разграничения «внешней природы» и физической реальности.
По словам Эддингтона, физик, «пока он мыслит как физик», должен иметь веру в действительный внешний мир. Он верит, например, в то, что атомы и молекулы действительно существует; для него это не только искусственные построения, которые дают возможность легче понять законы химические». Это утверждение «вполне совместимо с философскими суждениями, связанными с понятиями о последней реальности[7]». Суть этих сомнений обусловлена у Эддингтона образом сети, которую запускают в океан для ловли рыбы и морских животных. Когда сеть будет поднята наверх, в ней останется только то, что по своим размерам превышает ячейки сети, вся же «мелочь» ускользнет. Так и в познании, настойчиво повторял Эддингтон. Сеть — это наша система физических понятий, которую мы забрасываем в мир. Все, что останется в сети, войдет в наше понимание физической реальности. Остальное (то, что Эддингтон называл «последней реальностью») ускользнет от наблюдателя.
Эддингтон сравнивал физика с Прокрустом, «чьи анатомические исследования роста путешественников выявляют лишь длину постели, на которой он заставлял их спать». «Но все-таки я не думаю, — продолжал Эддингтон, — что мы допускаем непозволительно вольное обращение со Вселенной, хотя и обходимся с ней по-прокрустовски». Рассматривая физическую реальность как «синтез всех возможных физических аспектов природы», Эддингтон считал такой синтез полностью субъективным. Смысл своего высказывания он пояснял следующими словами: «Реальность мы получим только тогда, когда мы скомбинируем проявления, соответствующие всем мыслимым точкам зрения», т. е. необходимо «принимать во внимание всех мыслимых наблюдателей». Если мы отвергнем права внеземных наблюдателей, продолжал Эддингтон, то «мы должны будем стать на сторону инквизиции против Галилея»[8].
Отсюда Эддингтоном были сделаны противоречивые выводы. С одной стороны, Эддингтон допускал, что «существуют законы, которые, по-видимому, имеют свое местопребывание во внешней природе»“ (главный, если не единственный из них — закон атомистичности). С другой — считал, что материальный мир субъективен (в смысле «селективного субъективизма»): «то, что мы понимаем под Вселенной, является в точности тем, что мы сами вкладываем во Вселенную, чтобы сделать ее понятной»[9]. Хотя физика занимает почетное место в системе человеческого знания, «все-таки по отношению к природе вещей это знание — только пустая скорлупа, символическая форма. Это — знание структурной формы, а не знание содержания. Во всем физическом мире разлито неизвестное содержание, которое, несомненно, должно быть сущностью нашего сознания».
Эддингтоновский образ «сети», которая служит средством научного познания, получил большое распространение в философии и эпистемологии науки. Заметим только, что ранее он возник в философских размышлениях H.A. Умова[10], который, однако, не считал эту сеть субъективной. И на самом деле, она создается в процессах диалога человека и природы, причем ячейки ее перестраиваются, когда возникает необходимость захватить в сеть все новые объекты. В качестве ячеек сети можно рассматривать и космический телескоп «Хаббл», и спутники, исследующие, скажем, анизотропию реликтового излучения, и систему фундаментальных физических теорий; их связка оказывается в наши дни несколько «дырявой» и требует «починки», т. е. создания Теории Всего.
Вызывает несогласие и априоризм в той форме, какую ему придал Эддингтон. К. Лоренц, раскрыв природу кантовского априоризма, показал, что наш познавательный аппарат был развит в ходе родовой истории человека. Субъективные структуры познания сформировались в ходе адаптации к внесубъективной действительности. (Можно добавить, что то же касается и архетипов коллективного бессознательного, понятие о которых было введено К.Г. Юнгом). Сущность нашего сознания не оторвана от породившего нас мира и не противопоставлена ему.
Далее, фундаментальные теории физики не являются «обобщением» опытных данных, но, как сказал А. Эйнштейн, они «навеваются» опытом. Они также проверяются опытом, который является критерием выбора между конкурирующими теориями. В современной космологии эта роль опыта более чем заметна. Эддингтон считал образцом воплощения своих эпистемологических принципов «фундаментальную теорию», объединяющую микро- и мегамиры. Но она не вызвала отклика в научном сообществе и не привела к эвристически ценным результатам, что не свидетельствует об эффективности эддингтоновского пренебрежения к опыту в решении проблем фундаментального знания. Нельзя согласиться и с тем, что мы познаем лишь структурную форму вещей, которая соотносительна с углублением научного знания.
Многие исследователи Вселенной при обсуждении проблемы «теории и реальности» ссылались преимущественно на философию Платона, среди них Дж. Джинс и Р. Пенроуз.
Джинс разработал концепцию ментализма, пронизанную платоновскими идеями. Он следует Платону во многих своих эпистемологических суждениях, в том числе и в понимании физической реальности. Джинс считал, что материальный мир — это, скорее, не реальность, а видимость и ссылался на принадлежащее Платону сравнение мира с пещерой, в которой мы являемся узниками. Огонь, горящий в пещере, отбрасывает на ее стены тени людей и находящихся позади них предметов. Тени — это все, что узники могут наблюдать, и они неизбежно принимают их за нечто реальное. Но о предметах, порождающих эти тени, узники не имеют никакого представления. Джинс стремился связать этот образ платоновской пещеры с неклассической физикой и космологией. «Стены пещеры, в которой мы заключены, есть пространство и время, тени реальности, которые мы видим спроектированными солнечным светом извне, есть элементарные частицы, которые мы видим движущимися на фоне пространства и времени, тогда как реальность вне пещеры, порождающая эти тени, находится вне пространства и времени». Таким образом, подлинная реальность, порождающая физические явления, имеет трансцендентную природу, а физическая реальность (мир явлений) образует лишь «сечение мира реальности». Вселенная, по Джинсу, создана сверхсуществом с математическим умом, представляя собой мысль этого сверхсущества. Материя ментальна по своей природе. В этом контексте Джинса живо интересовала проблема, которую Ю. Вигнер десятилетия спустя обозначил словами «непостижимая эффективность математики»: каким образом Вселенная с «ошеломляющей точностью» вписывается в математическую рамку, сконструированную задолго до появления неклассической космологии? Ответ Джинса: общая ментальная природа Вселенной, созданной «Великим Архитектором» и сознания наблюдателя. Но Вселенная, по словам Джинса, проявляется в смысле, отличном от кантовского, т. к. математика входит во Вселенную не снизу, а сверху». Этим утверждением Джинс, как неоплатоник, противопоставляет себя Эддингтону, как неокантианцу. Но эпистемологическая позиция Джинса противоречива. С одной стороны, он негативно относился к селективному субъективизму Эддингтона. У него «вызывало возмущение», что после того, как априоризм был дискредитирован в философии, Эддингтон пытается возродить его в физике и космологии. Эпистемология Эддингтона — «всего лишь ментальный осадок, оставшийся после действительного восприятия мира». С другой стороны, Джинс утверждал, что достоверного знания о Вселенной мы достигнуть не можем. Чаще всего мы «упорядочиваем наши дела в свете вероятностей. Нет причин, по которым мы не должны делать то же самое в наших попытках понять Вселенную»[11]. Это рецепция Джинсом философских уроков квантовой физики, имеющая мало общего с Платоном. А вот эпистемологическое осмысление в контексте платоновских идей теории относительности. Тени на стенах пещеры — не что иное, как двумерные проекции трехмерной реальности. Космологические же феномены, считал Джинс, представляют собой четырехмерные проекции многомерной «последней реальности». Тем самым Джинс как бы предвосхитил современные представления о пространствах многих измерений.
Всегда считалось, что образ мира как платоновской пещеры, в которой человек является узником, несовместим с материализмом. Но представления современной космологии вынуждают изменить эту позицию. В самом деле, мы, обитатели Метагалактики, все же чем-то похожи на узников пещеры Платона, которые не могут выглянуть за горизонты событий. Мы судим о реальности по проникающим в пещеру теням, проектирующимся на ее стены. Это — смутные тени идей, создаваемых современной теоретической физикой. Они могут помочь нам в познании реальности за пределами Метагалактики, но могут и направить по ложному пути. Мы довольно плохо знаем даже то, как устроена наша «пещера», т. е. Метагалактика, не говоря уже о внеметагалактических реальностях; не знаем даже, существуют ли другие вселенные с их необычными свойствами и т. д. Так что образ платоновской пещеры, на мой взгляд, очень хорошо коррелирует с миром современной космологии, но лишь отчасти можно согласиться с платоновским пониманием места человека. Это вовсе не пассивный узник. Он прилагает героические усилия, чтобы изучить реальность не только внутри пещеры, но и за ее пределами. Не стоит только считать эту реальность «трансцендентной», «высшей» или «последней». Просто есть реальность познанная, а есть еще не познанная, может быть, качественно отличная от известной нам реальности по своим свойствам. Познавательные способности человека адаптированы к мезомиру, непосредственно его окружающему. Но уже в микромире необходимость пользоваться макроскопическими понятиями приводит к принципу дополнительности Н. Бора, принципу неопределенности В. Гейзенберга и др. А как обстоит дело в мегамире? Никаких других понятий, кроме макроскопических, у нас нет. Космология ранней Вселенной вынуждает исследователя применять принципы описания, заимствованные из квантовой физики. Но ведь никакого наблюдателя, который бы делал «физически реальными» события в окрестностях Большого взрыва, нет (ссылка на творца в данном случае не проходит, т. к. он не является наблюдателем в квантовом смысле). Известные естественнонаучные понятия могут оказаться недостаточно эффективными и в этом случае. От науки потребуется формирование новых понятий и теорий. Образ платоновской пещеры, если включить в него Мультиверс (Метавселенную), отбросить его мистическую канву и вернуть человеку присущую ему прометеевскую активность, соответствует многим чертам познавательной ситуации в современной космологии.
Платонистская интерпретация проблемы физической реальности в космологии была дана Р. Пенроузом[12]. «Но можно ли сказать, что платоновский математический мир действительно существует (в каком бы то ни было постижимом смысле этого слова)?… точка зрения Платона обладает огромной научной ценностью, прежде всего потому, что проводит четкое разделение между точными математическими объектами и теми приближениями, что мы наблюдаем в физическом мире вокруг нас». Пенроуз выступает против взглядов Канта на математику. Можно, разумеется, принять, что математические модели «существуют исключительно в наших многочисленных
Большинство физиков и космологов, по мнению Пенро-уза, вместо того, чтобы ответить на вопрос: «что такое физическая реальность?», пытается обойти его, заменить другим вопросом — как она проявляется. Конечно, современная наука должна проявлять осторожность в попытках ответить на вопросы типа «что?» и «почему?». Но эти вопросы, считал Пенроуз, могут приобрести смысл в более фундаментальной картине физической реальности, вытекающей из новой физической теории. Все выглядит так, если бы физики «искали “реальность” в платоновском мире математических идеалов. Такой взгляд представляется следствием гипотетической «Теории Всего», поскольку тогда физическая реальность оказывается просто отражением математических законов2. Не следует «пытаться
При ретроспективном взгляде не только у Пенроуза, но уже у Джинса и Эддингтона выявляется своеобразная концепция «трех миров», но в разных вариантах. Первый мир — это несотворенная непознаваемая «последняя реальность» (Эддингтон) и «подлинная реальность», носящая трансцендентный характер как творение мысли «Великого Архитектора Вселенной» (Джинс). Второй мир, как в том, так и в другом случае — материальная или физическая реальность, выступающая объектом физического познания. Третий мир — это мир человеческого сознания, разлитого повсюду в природе. В концепции селективного субъективизма Эддингтона, именно он порождает математические формы и структуры, которые навязывает второму миру. Ментализм находит гармонию между разными мирами. Человеческое сознание сливается с миром объективного духа. Философам науки более привычна концепция трех миров К. Поппера: первый мир — физический, второй — мир состояний сознания, третий — мир объективного содержания мышления. Я не согласен с Поппером, что существование третьего мира возможно вне мира культуры.
Эддингтон, Джинс и Пенроуз обсуждали одну из самых фундаментальных философских и эпистемологических проблем о природе математических форм и символов, которая бросает вызов самым разным философским течениям, включая антропологические. Откуда у человека взялась способность «открывать» или «изобретать» структуры, описывающие реальности, которые выходят, как будто, неизмеримо далеко за пределы его «жизненного мира»? Без ответа на этот вопрос будет неполной любая концепция человеческой природы. Но, несмотря на множество усилий, эту проблему пока нельзя считать решенной.
С позиций реализма рассматривают основания физики и космологии многие выдающиеся исследователи, например, Б. Грин. Вопрос о реальности, который он называет «одновременно и всеобъемлющим, и ускользающим», для Грина исходный: «что
Много внимания проблеме взаимоотношения научной теории и реальности уделял С. Хокинг. Свою позицию он сформулировал так: «Если то, что считать реальным, зависит от нашей теории, как же мы можем сделать реальность основой нашей философии? Я бы назвал себя реалистом в том смысле, что признаю существование вне нас Вселенной, ожидающей, когда ее исследуют и поймут. Я считаю, что позиция солипсиста — якобы все сущее есть наше воображение — это пустая трата времени. Но без какой-либо теории мы не можем выделить, что же во Вселенной реально». Но далее он совершает поворот от реализма к позитивизму: «Поэтому я принимаю точку зрения… что физическая теория — это просто математическая модель, используемая нами для описания результатов наблюдений. Теория является хорошей, если модель изящна, если она описывает большой класс наблюдений и предсказывает результаты новых наблюдений. В противном случае не имеет смыла спрашивать, соответствует ли теория реальности, так как мы знаем, что реальность зависит от теории». Он добавляет: «Нехорошо апеллировать к реальности, когда у нас нет независимой от модели концепции этой реальности». Эта позиция близка позитивизму.
Признавая существование внешнего мира в качестве исходного пункта научного исследования, Хокинг считает, таким образом, что научные теории не соответствуют реальному миру. Он выступает против «невысказанной веры» в независимую от модели реальность, которой отличалась классическая концепция реальности. Под реальностью Хокинг понимает, таким образом, определенную концепцию реальности, ее образы или модели в знании, которые, в самом деле, зависят от теории.
В классической физике концепция исследуемой реальности предшествовала теории. Неклассическая физика все изменила. Идеалом построения теории стала математическая гипотеза, при которой концепции исследуемой реальности возникают в ходе интерпретации формализмов теории и действительно от нее зависят, что было отмечено Хокингом. Через обоснование теории концепция исследуемой реальности также косвенно проверяется экспериментами и наблюдениями. Т. е. независимая проверка адекватности такой концепции по отношению к физическому миру все-таки возможна. Если понятие физической реальности, как отмечал Хокинг, зависит от теории, то и теория, в свою очередь, сравнивается с нашими знаниями о реальности. Это означает, что взаимодействия физического мира, реальности и теории в физике и космологии оказываются многоплановыми. Кроме того, они изменчивы в динамике науки.
Сохраняет свое влияние и материалистический подход к проблеме физической реальности в космологии, который как раз сделал реальность основой философии. Значительная часть современных естествоиспытателей является стихийными материалистами. Но самого термина «материализм» большинство физиков и космологов старается избегать, заменяя его термином «реализм», хотя эти термины далеко не равнозначны. Материализм может рассматриваться как один из многих типов философского реализма. (Вспомним, что реалистами были, например, Платон и Фома Аквинский, В.И. Вернадский и К. Поппер). Напротив, В.Л. Гинзбург считал необходимым «защитить диалектический материализм и атеизм. Совершенно абсурдно отказываться от диамата и атеизма только на том основании, что эта идеология разделялась большевиками» — говорил он.
Позиция материализма не разделяет, а связывает наши знания о физическом мире и объективную реальность. Конечно, все мы помним, насколько неудачны были сначала его попытки подойти к этой проблеме. Совпадение понятий объективной реальности и физической реальности в основаниях классической науки сменилось их «расщеплением» в неклассической науке, особенно в квантовой механике. Но довольно быстро неизбежность эпистемологического сдвига, смысл которого диктовался современной наукой, была понята. Переход к неклассической физике и космологии с ее непривычными образами реальности, в основе которых лежали математические структуры, был воспринят философами многих направлений как подрыв эпистемологии материализма. Но пришло понимание того, что, принимая в физике и космологии тезис о существовании независимого от наблюдателя мира вне нас, исследователь выделяет определенные фрагменты объективного мира, которые свою концептуальную определенность получают в соответствующих фундаментальных теориях. Непосредственная экспериментально-наблюдательная основа физических теорий — не объективная реальность сама по себе, а форма ее проявления в познавательных ситуациях, т. е. физическая реальность.
Эта позиция не разделяет, а связывает наши знания о мире и объективную реальность. С моей точки зрения, современное обоснование она может получить в рамках интерпретации трех миров, но в варианте, отличном от предложенных К. Поппером и Р. Пенроузом. Три мира образуют: мир физический (первый мир); мир психический (второй мир); мир человеческой деятельности и культуры (третий мир), соединяющий первые два. В деятельности, культуре возникают математические символы, структуры и теоретические миры, определенные прообразы которых потенциально могут существовать в физических и психических мирах. Сфера существования научных теорий — не только особый мир объективного знания, но и мир культуры, в который наши знания погружены.
Воспринятый материализмом эпистемологический урок неклассической науки состоял в том, что теории перестали рассматриваться как «прямые» копии объективной реальности, рассматриваемой «сама по себе». Напротив, они опосредованы нашей познавательной деятельностью. Произошло расщепление понятий объективной реальности и физической реальности. По словам Гейзенберга, «естествознание описывает природу, которая подвергается нашим способам постановки вопросов и нашим методам исследования»[14]. Была осознана многозначность философского, а затем и физического понятий реальности. Как отметил М.Э. Омельяновский[15], реальность в языке философии приобретает несколько значений: 1) наиболее общее из них — «существование» — охватывает и материальные, и идеальные объекты; 2) это общее понятие расщепляется на реальность объективную, существующую независимо от человеческого сознания, и реальность субъективную — то, что существует в сознании и может, по словам, М.Э. Омельяновского отражать (при известных условиях) объективно реальное. Субъективное фигурирует и в теориях физики (добавим от себя — и космологии). Когда говорят «физическая реальность некоторого нечто», то предполагают так или иначе, что понятию этого нечто должна отвечать объективная материальная реальность; 3) понятие реальное (реальность) имеет еще значение действительного, которое происходит от термина «действовать». Следует особо отметить замечание М.Э. Омельяновского, что понятия «существующее» и «действительное» не тождественны.
М.Э. Омельяновский обосновывал точку зрения, что понятие физической реальности ближе всего к понятию действительности (так же ее понимал Н. Бор).
Но с этим, к сожалению, согласиться можно лишь частично. В самом деле, Н. Бор часто повторял, что физически реальным может быть лишь наблюдаемое явление. Но фактически современная физика (и особенно космология) молчаливо включают в сферу своего исследования большие массивы явлений ненаблюдаемых (даже принципиально ненаблюдаемых). Космология не отказывается от изучения явлений за пространственными и временными горизонтами событий. Такие горизонты существуют, например, в отношении нашей сверхранней Вселенной, Метагалактики, а также ее отдаленного будущего, других вселенных, которые не являются наблюдаемыми, т. е. не выступают «действительностью» для земного космолога. Но они рассматриваются как возможно существующие миры, которым космологи стремятся придать статус действительных (или вовсе недействительных). Космология тем самым использует понятие реальности в обоих указанных смыслах. Понятие реальности как действительности характеризует наблюдаемую Вселенную, реальности как существование — области мира за горизонтами. («Модельная реальность» А.Д. Панова[16] относится, на мой взгляд, к реальности именно этого типа).
Физическая реальность в смысле действительности — это выраженная в языке науки фиксация результатов взаимодействия наблюдателя с исследуемым миром (осуществляемая через средства и условия познания); содержание этого понятия раскрывается в истинной теории. Тем самым обеспечивается «обратная связь» теории с физическим миром[17]. Понятие реальности как действительности и в квантовой физике, и особенно в современной космологии должно быть расщеплено далее на реальность потенциальную и реальность актуальную (естественно, М.Э. Омельяновский это понимал). Реальное в физике — это действующее на наши приборы и органы чувств, но потенциальная реальность, на них не воздействуя, существует независимо от нашего сознания. Такое расщепление, по сути, лежит в основе неклассической концепции физической реальности, которую развивали В. Гейзенберг и В.А. Фок.
Физическая реальность в смысле существования описывается с помощью научной картины мира — концепции, которая в познании замещает для нас объективный мир и является, согласно модели B.C. Степина, одним из важнейших оснований науки (научная картина мира). Реальность именно в этом ее понимании зависит от теории, но и сама влияет на интерпретацию теории. Она не обязана прямо или косвенно воздействовать на наши приборы, что обязательно для реальности в смысле действительности, точнее, это воздействие все-таки есть, но осуществляется оно через интерпретацию экспериментов и наблюдений.
Принимая в целом точку зрения М.Э. Омельяновского на понятие физической реальности, которое вполне применимо и в космологии, хотел бы сделать несколько замечаний.
Во-первых, для меня не вполне ясно, каким образом вписывается в разделение объективно-реального и субъективно-реального аналитическая психология Юнга, в которой некоторым структурам психического приписывается объективное существование, скажем, архетипам коллективного бессознательного.
В-вторых, обсуждая понятие реальности на уровнях чувственного и теоретического познания, следует учитывать, что Вселенная включает микро, макро (мезо-) и мегамир. Человек (наблюдатель, исследователь) возник в процессе коэволюции всех этих трех миров, образующих вместе с ним нерасторжимое единство. У нас пока нет оснований сомневаться, что теоретический разум, представляющий собой тонкий слой над бездонными глубинами коллективного бессознательного, способен охватить свойства всех этих сфер реальности. Но в какой форме? В познании постоянно воспроизводится противоречие между чувственным и теоретическим, которое разрешается не только на рациональном уровне, но и на уровне образов коллективного бессознательного. Так, объективные свойства микрообъектов доступны человеку лишь в «проекции» на макроприборы (некоторые из них зависят от типа прибора, другие же нет). Это и вызывает необходимость перехода к неклассическому пониманию физической реальности.
Новым моментом в развитии понятия физической реальности, вытекающим из современной космологии, стало включение в содержание этого понятия исторического измерения. В классической физике реальность еще не рассматривалась как становящаяся во времени. Ньютоновская теория была, как известно, безразлична к инверсии знака времени. Вселенная как целое считалась неизменной. Этой теории соответствовала концепция физической реальности, в которой глубинные структуры бытия — пространство, время, атомы — были неизменными, гравитационные взаимодействия — универсальными. Неклассическая физика пересмотрела прежние взгляды на реальность. Возникли новые концепции или картины реальности — релятивистская, квантовая. Наша Вселенная как целое, т. е. Метагалактика оказалась нестационарной (эволюционирующей, сейчас мы говорим — самоорганизующейся). Но элементарные частицы, которые считались исходными кирпичиками мироздания, еще не были чем-то ставшим во времени. Фундаментальные теории неклассической физики, также как и ньютоновская теория, не разрешили парадокса времени, значение которого постоянно подчеркивал И. Пригожин[18]. Вопрос, как возникли во Вселенной физические условия, для описания которых стали необходимы неклассические концепции реальности, еще не возникал. Эволюция происходила в пределах определенных типов реальности, разные стороны которых очерчивались релятивистской и квантовой картиной мира и соответствующими им концепциями реальности.
Сейчас мы находимся на пороге крупного сдвига в представлениях об эволюционной самоорганизации Вселенной, который повлечет за собой появление новых нюансов в концепции физической реальности. Дело в том, что археокосмология подошла к необходимости исследовать смену самих типов физических реальностей и становление во времени реальностей наблюдаемых типов. Понятие физической реальности обогащается тем самым аспектом историзма. Если раньше каждой фундаментальной теории соответствовал один определенный тип физической реальности, то сейчас ситуация оказывается более сложной. Теория должна описать происходящие во Вселенной изменения, которые характеризуются последовательным переходом от одного типа реальности (например, такого, в котором еще нет элементарных частиц, привычных нам пространственно-временных структур и известных типов физических взаимодействий) к последовательно развертывающимся реальностям других типов, вплоть до появления наблюдаемых нами.
Детали этих процессов пока далеки от ясности, но все же трудно сомневаться, что природа опять навязывает нам необходимость перемен в самых основаниях научного знания. На мой взгляд, не исключено, что это все-таки потребует включения в фундамент физики стрелы времени (возможно, в рамках Теории Всего).
Проблема теории и реальности в космологии имеет также другие, более конкретные аспекты, например, связанные с осмыслением объекта этой науки. Релятивизация многих фундаментальных понятий физики почти не затронула понятие Вселенной как целого, что вызвало недоразумения. Расщепления философского понятия «мир» и космологического понятия «Вселенная как целое», относящегося к сфере физической реальности, долгое время не происходило. Обычно принимали, что научный образ Вселенной заменяет прежние философские рассуждения о мире, которые стали излишними.
Наиболее распространенной в космологии — классической и релятивистской — была традиционная точка зрения: Вселенная — это и есть «все сущее». Как сказал А. Пуанкаре, «Вселенная издана в одном экземпляре». Далее высказывались утверждения, что Вселенная единственна по определению. По словам Д. Шама (другая транскрипция Д. Сиама): «Мы не можем допустить существования многих миров, расширяющихся, сжимающихся, более однородных, менее однородных и т. д… Существует только одна Вселенная… других вселенных, по определению, не может существовать»[19]. (Речь в данном случае идет о физической Вселенной, причем в контексте релятивистской космологии). Но, во-первых, «все сущее» — категория философская, она не обозначает какого-либо физического объекта, во-вторых, проблема объекта космологии — сугубо эпистемологическая, и ее нельзя подменить никакими определениями.
На первый взгляд, для «расщепления» философского понятия мира (универсума) и Вселенной как миров космологических теорий было бы достаточно отметить, что они концептуализируются в сознании совершенно по-разному. Обозначаясь одним и тем же термином, первое из них свою концептуальную определенность получает в системе философских категорий, другое же — экстраполяцией космологической теории, ее физико-математического аппарата. Но в том-то и дело, что в космологии долгое время доминировал образ «всего сущего», который возник до и независимо от космологической теории и априорно считался объектом космологии.
Мне всегда казалось, что в некоторых рассуждениях по поводу существования объекта космологической теории, т. е. реальности, которую она описывает, налицо логическая нестыковка. В самом деле, наблюдаемая Вселенная — объект, несомненно, физический. Что же касается «всего существующего», то природа этого объекта зависит от смысла, который вкладывают в понятие существования. Этот смысл может быть философским, логическим, математическим, может быть и физическим (но не только и не исключительно!). Соответственно были введены разные типы критериев существования. Отсюда следует, что «всему существующему» возможно придавать неодинаковые смыслы, в том числе и совершенно отличные от принятого в космологии. Это понятие может оказаться уже его космологического смысла, а может оказаться и несоизмеримо шире. Что же мы, собственно говоря, имеем в виду, рассуждая обо всем существующем как объекте космологии. Как этот объект конструируется в системе знания? Не всегда, но во многих случаях все сущее принимают на интуитивном уровне как «тотальность всех вещей», «все, что может быть помыслено», то есть некое всеобъемлющее метафизическое целое; и вот частью этого заданного интуитивно метафизического целого считают наблюдаемую физическую Вселенную. Но материальный мир не физический объект, а философская идея, причем разрабатываемая далеко не во всех философских концепциях. Отсюда, на мой взгляд, и возникли многие недоразумения, связанные с пониманием объекта космологии. Я считаю, что экспликация смысла понятия «Вселенная как целое» в контексте познавательной деятельности космологов необходима не менее, чем других используемых ими понятий (пространства, времени, эволюции, причинности и др.). В противном случае невозможно ответить, например, на вопрос: какой именно физический объект был порожден Большим взрывом?
Смысл философского понимания «всего существующего» решающим образом зависит от контекста философской концепции, но в любом случае качественно отличается от одноименных физических смыслов. Если бы философскому понятию «всего существующего» можно было бы приписать смысл некоего всеобъемлющего физического объекта, то оно немедленно ушло бы из сферы философии в физику. Именно так и считают некоторые космологи, по мнению которых современные космологические модели заменили собой математические образы Вселенной как целого, делая последние попросту излишними. Но это неверно. В культуре функционируют и философские образы мира как целого, и их физические аналоги, причем их смыслы различны.
Поясним сказанное на примере космологических антиномий Канта, оставивших глубокий след в истории философии. В них, как известно, рассматриваются некоторые утверждения относительно мира в целом (например, конечности и бесконечности пространства и времени). Обсуждая вопрос о мире как целом, Кант сформулировал четыре, как он их назвал, космологические идеи, и соответствующие им антиномии: тезисы, которые доказываются, по его мнению, столь же убедительно, что и противоположные им. Мы рассмотрим только первую антиномию, причем лишь в контексте, позволяющем уточнить, какой смысл вкладывал Кант в понятие «мир».
Космологические антиномии Канта слишком хорошо известны для того, чтобы снова воспроизводить доказательства содержащихся в них тезисов и антитезисов. Согласно первой из космологических антиномий Канта, тезис: «Мир имеет начало во времени и ограничен также в пространстве» и антитезис: «Мир не имеет начала во времени и границ в пространстве, он бесконечен и во времени и в пространстве» — одинаково истинны или, точнее, одинаково ложны[20]. Отсюда Кант сделал вывод о непознаваемости вещей самих по себе. Наука, по Канту, занимается лишь феноменальным миром.
Нас интересует вопрос: какое понятие мира в целом использует Кант в своих рассуждениях — философское или же физическое? Обычно вопрос в такой форме не ставится, поскольку способен вызвать возражения или даже протесты. Но только рассмотрев этот вопрос, мы сможем понять, почему космологи XX в. (начиная с А. Эйнштейна и A.A. Фридмана, вплоть до A.JI. Зельманова, С. Хокинга и Р. Пенроуза) не обращались к антиномиям чистого разума, решая проблемы конечности и бесконечности Вселенной на совершенно иных путях.
Для рассмотрения интересующего нас вопроса, необходимо, на самом деле, коснуться трех его аспектов: во-первых, логической структуры антиномий, во-вторых, довода о непознаваемости «вещей в себе», в-третьих, уже на этой основе, выяснить, какой смысл имеет у Канта понятие «мир», отличается ли оно от понятия «Вселенная как целое» в космологии или же нет.
Относительно логической структуры антиномий Канта высказываются противоречивые суждения. Некоторые философы считают доказательства тезисов и антитезисов этих антиномий логически корректными. Другие, напротив, склонны находить нестрогости как в исходных допущениях, сделанных Кантом при формулировке рассуждений, так и в самой логике его рассуждений. Мне наиболее близка оценка космологических антиномий, которая была дана Гегелем[21]. Он показал, что проблема конечности и бесконечности мира во времени и пространстве рассматривается Кантом в плане существования количественных границ мира, т. е. сводится к вопросу
Приводится и другая аргументация, свидетельствующая не только о логических, но и об эпистемологических не-строгостях кантовских антиномий. Например, А.М. Мостепаненко отметил, что безграничность — лишь один из конкретных типов математической бесконечности. Но уже давно в математике рассматриваются и другие типы бесконечности, например, метрическая, в которой бесконечное может и не иметь границы[23]. Во времена Канта можно было не сомневаться в том, что конечный в пространстве и времени мир должен быть непременно и ограниченным. Но появление неевклидовой геометрии, затем и опирающейся на нее релятивистской космологии, резко изменило ситуацию. (Добавлю от себя, что в релятивистской космологии доказана с математической строгостью метрическая относительность не только пространственных и временных интервалов и объемов, но даже и числа частиц[24]). Но из не вполне корректных исходных рассуждений, естественно, могут быть сделаны выводы, не имеющие логической принудительности.
Далее, как резонно заметил Гегель, в отношении определения ограниченности и неограниченности времени и пространства ничего не меняется, «признаем ли мы, что время и пространство суть отношения самих вещей, или признаем, что они суть лишь формы созерцания»[25]. Иными словами, пропасть, вырытая Кантом между вещами в себе и феноменальной сферой, не вытекает из сформулированных им антиномий и вовсе не обязательна для других философских подходов. (Ее существование отвергалось и некоторыми неокантианцами, например, Г. Когеном, которые считали понятие вещи в себе излишними). С противоположных философских позиций выражали несогласие с Кантом материалисты, признающие не только существование вещей самих по себе (которые не зависят ни от какого сознания или познания), но также и их познаваемость. Антиномия чистого разума с этой точки зрения является слишком ненадежной основой для отрицания познаваемости вещей в себе, которые постоянно превращаются в вещи для нас в ходе человеческой деятельности.
Теперь о понятии мира у Канта. Оно является, несомненно, философским, что, впрочем, совершенно естественно. Вот несколько характерных цитат. Под миром, писал Кант, «подразумевается совокупность всех явлений…»[26]; «слово
Кант сопоставил термины
Антиномии Канта сформулированы в абстрактной сфере чистого разума. Очевидно, они не имеют прямого отношения к физической космологии (ньютоновской, неклассической — все равно) по той причине, что понятие «мир» в данном случае не подразумевает хотя бы косвенной связи с какой бы то ни было космологической теорией, очерчивающей концепцию реальности (в смысле — «всего существующего») в космологии. Вполне понятно, что именно в силу этого используемые в космологии физические понятия пространства и времени, конечного и бесконечного неприменимы к миру, понимаемому Кантом как философская идея, то есть не как физический объект. Экстраполяция физических смыслов указанных понятий за пределы их применимости — на «все сущее» в философском (метафизическом) смысле, то есть смешение разных смыслов одноименных терминов, порождает лишь недоразумения. Между тем, проблема вовсе не так сложна. Необходимо просто различать философский смысл понятия Вселенной, закрепленный многовековой традицией, возникшей задолго до физической космологии, но довлеющей над некоторыми космологами и философами (включая авторов настоящей книги), и смысл физический, с иным пониманием существования и универсальности. Это различие хорошо понимал A.A. Фридман. Он говорил о том, что мир, «схематическая картина которого создается принципом относительности, есть мир естествоиспытателя, есть совокупность лишь таких объектов, которые могут быть измерены или оценены числами, поэтому этот мир бесконечно уже и меньше мира Вселенной — философа». (Очевидно, что то же самое справедливо и в отношении квантовой космологии). Это высказывание A.A. Фридмана, к сожалению, до сих пор не привлекает внимания. Во всяком случае, мне не удалось найти ни одной ссылки на него ни у космологов, ни у философов. Отчасти это можно объяснить тем, что замечательная книга A.A. Фридмана «Мир как пространство и время» вышла небольшим тиражом еще в 1923 г. и в годы идеологизированной науки естественно была практически недоступна. Второе издание появилось в 1965 г., затем вышли «Избранные труды» A.A. Фридмана в серии «Классики науки», но его точка зрения по обсуждаемому вопросу по-прежнему не была замечена. Сам я познакомился с книгой Фридмана только после проведенной Научным советом по философским вопросам современного естествознания и Институтом философии АН СССР конференции «Проблема бесконечности Вселенной в современной космологии».
Рассматривая все известные попытки доказать, что Вселенная как объект космологии может рассматриваться всеобъемлющей физической системой, т. е. всем существующим в каком-то абсолютном смысле, я пришел к выводу, что все они представляют собой типичный случай «petitio principii». Чисто терминологические ухищрения, подменяющие концептуальный анализ, также казались неубедительными. Необходимо, во-первых, разграничение философской идеи мира и понятия Вселенной в космологии (что и было сделано A.A. Фридманом), во-вторых, изменение постановки космологической проблемы и, в-третьих,
Совершенно очевидно, что образ мира как целого в социокультурных, религиозных, философских контекстах формируется принципиально иными концептуальными средствами, чем понятие мира как физического объекта, целостные свойства которого изучает космология. Нет никаких оснований интерпретировать философскую идею мира как целого в смысле всеобъемлющей физической системы. Речь идет не об одном и том же объекте, лишь изучаемом разными концептуальными средствами, а о мирах
Последнее нередко представляет собой запутанный и мучительный процесс, далеко не сразу приводящий к желаемым результатам (поиски кварков) или даже существенно корректирующий гипотезу (вспомним, что Дирак думал, будто предсказанная им античастица — это протон, а на самом деле она оказалась позитроном). Для космологии почему-то настаивали на исключении из правила, но для этого не было решительно никаких оснований. Уже в самой постановке космологической проблемы целесообразно отказаться от «глобальных претензий» и рассматривать Вселенную как целое в качестве физической системы наибольшего масштаба и порядка, существование которой вытекает их определенной космологической теории. Объектом космологии является мир, рассматриваемый в больших масштабах.
Предложенная интерпретация смысла понятия Вселенной как целого находится в хорошем согласии с идеями о множественности онтологических миров, разрабатываемыми В.П. Бранским[29]. Она была поддержана рядом авторов (Г.И. Наан, А.М. Мостепаненко). Другой вариант философской концепции множественности миров разрабатывался С.Б. Крымским и В.И. Кузнецовым3.
Эта интерпретация нашла подтверждение и в развитии самой космологии. Еще в 1957 г. X. Эверетт предложил интерпретацию квантовой механики, альтернативную копенгагенской, посредством множества миров[30]. В 70-80-х гг. принцип множественности вселенных был выдвинут в связи с антропным принципом, развитием квантовой космологии[31], развитием теории инфляционной Вселенной, в которой наша Метагалактика — не «все существующее», а лишь ничтожно малая часть мира. Оказалось, таким образом, что понятие Вселенной как целого действительно релятивно, а не относится к какому-то раз навсегда заданному физическому абсолюту. Расширение сферы теоретического познания в мегамире неизбежно вызывает и расширение объема понятия Вселенной как целого.
Не скрою, я испытал большое удовлетворение после появления инфляционной космологии, рассматривая ее как подтверждение своей точки зрения (возможно, без достаточных оснований, тем более, что многие космологи стали считать Мультиверс новым абсолютом, заменяющим прежний). Моя точка зрения не будет поколеблена в случае, если инфляционная космология окажется неадекватной. Для меня важно лишь то, что разные космологические теории, включая даже «общепризнанные», могут претендовать не только на описание Вселенной как Метагалактики, но и предсказывать существование других вселенных — сколько бы их ни было, и каковы бы ни были их свойства. Таким образом, повторюсь еще раз: в зависимости от теории это могут быть системы разных масштабов и порядков в структурной иерархии природы.
Возникает, однако, следующая эпистемологическая проблема. Другие вселенные с точки зрения современной космологии находятся за горизонтами видимости, то есть принципиально ненаблюдаемы. Не означает ли это, что следствия инфляционной космологии скорее метафизика, чем наука? Само различение наблюдаемой Вселенной и Вселенной как целого свидетельствует, на мой взгляд, что космология занимается и сущностями ненаблюдаемыми.
Эпистемологическая природа экстраполяций инфляционной космологии крайне специфична. Обнаруживает свою ограниченность их физико-теоретическая основа, т. е. фундаментальные теории современной физики достигают в данном случае пределов своей применимости. Далее, экстраполяции инфляционной космологии выходят далеко за пределы наблюдаемой Вселенной. Мы не можем, например, непосредственно обнаружить первичный вакуум, флуктуации которого порождают, согласно теории, множество мини-вселенных. Принципиально ненаблюдаемы, с точки зрения современной науки, и сами эти минивселенные. Не означает ли это, что инфляционная космология — скорее сфера метафизики, чем науки? «Границы физики — пишут А.М. Черепащук и А.Д. Чернин — определяются простым критерием: можно ли данное утверждение проверить в эксперименте или наблюдении — хотя бы в принци-ципе? Если да, это физика». Но «модель множественности вселенных выходит за рамки физики. И ее принципиально невозможно проверить… Мы ничего не видим и никогда (!) не увидим за пределами горизонта мира»[32]. Следовательно, множественность вселенных — чистейшая метафизика.
Сложности, связанные с эмпирическим обоснованием следствий современной космологии, осознаются и другими специалистами. Так, М.В. Сажин, характеризуя эпистемологическую ситуацию в космологии, называет «метафизическими» даже некоторые из проблем, возникающих при изучении наблюдаемой Вселенной. К ним относятся, по его мнению, проблемы плоскостности, горизонта и некоторые другие.
В философии науки споры о демаркации науки и метафизики велись на протяжении многих лет, но к доказательным выводам не привели. Жесткую границу провести не удается. Не исключено, что и в проблеме множественности вселенных эта граница окажется как бы «скользящей». Если современная теория не дает никакой надежды осуществить наблюдения других вселенных, то мы не знаем, как будет обстоять дело с точки зрения будущей теории. Ведь по словам Эйнштейна, то, что мы можем наблюдать, зависит от теории. С нашей точки зрения при обсуждении границ физики и метафизики в космологических экстраполяциях следует учитывать, что теория в этой сфере научного исследования далеко обогнала эксперимент. Теоретики не могут ждать, пока наблюдатели и экспериментаторы окажутся в состоянии подтвердить или опровергнуть их сценарии и модели, и не собираются приостанавливать свой поиск. Но из истории науки (той же, например, космологии) известно, что ситуации резкого рассогласования теоретического эмпирического знания, неоднократно случавшиеся в прошлом, приводили к стагнации,
Следует отметить, что против отождествления понятий «Метагалактика» и «Вселенная» выступил в 60-е годы А.Л. Зельманов[34]. Его точка зрения состояла в том, что эти понятия совпадают только в теории однородной изотропной Вселенной. Но можно допустить, что реальный мир описывается не одним, а бесконечным множеством фридмановских решений, каждое из которых описывает локальную область Вселенной. Эта совокупность крупномасштабных пространственно-временных областей образует единую Вселенную, частью которой и является наша Метагалактика. Эти идеи не обратили на себя внимания сообщества космологов, поскольку разрабатывались в рамках «маргинальной» теории неоднородной анизотропной Вселенной. «Вселенную Зельманова» можно считать определенным аналогом Мультиверса, но только в чисто релятивистском его варианте. Сам Зельманов, впрочем, резко возражал против моих соображений о том, что разные космологические теории могут описывать свойства разных вселенных.
Сначала наши дискуссии отличались взаимным непониманием. Зельманов говорил мне: «Отрицать право космологов изучать Вселенную как целое (под Вселенной он имел в виду «все сущее») — это все равно, что отрицать право генетиков заниматься именно генами».
Для проблемы реальности в космологии, по моему мнению, очень существенно различение трех аспектов понятия Вселенной, на котором настаивал А.Л. Зельманов[37]. Это: 1) Вселенная в целом, т. е. Вселенная, рассматриваемая как единый объект, безотносительно к его частям (подобное понятие применяется в космологии крайне редко); 2) Вселенная как целое, что означает: Вселенная как связная совокупность всех ее областей — основной смысл рассматриваемого понятия для космологии; 3) вся Вселенная, т. е. все области Вселенной безотносительно к их взаимной связи. В.Д. Захаров высказал ряд замечаний по поводу изложенной идеи А.Л. Зельманова. С большинством из них я не согласен. Во-первых, вся космология — это проблема взаимосвязи целого и частей. Для безраздельно господствовавшей в космологии еще полвека назад теории однородной изотропной Вселенной, которая интерпретировалась как теория Метагалактики. Подмеченные А.Л. Зельмановым концептуальные тонкости, действительно, могли быть излишними и бесполезными. Достаточно было одного понятия: Вселенная как целое. Но различение трех аспектов понятия Вселенной нацеливало на размышления: а что, если Метагалактика не всеобъемлющая и не единственная система космологических масштабов? Тогда понятия «Вселенная в целом» и «вся Вселенная» фиксировали бы существование некой физической суперсистемы, превышающей по своим масштабам Метагалактику и рассматриваемой как единый объект. Возникала бы проблема описания ее целостности с точки зрения ЕФТ (единой физической теории по терминологии А.Л. Зельманова) или ТВ (Теории Всего), как говорим мы сейчас. Новым концептуальным смыслом наполняется и понятие «Вселенная как целое» — в связи с появлением теоретических образов Метавселенной (Мультиверса). Современная космологическая теория пока не дает возможности понять, как соединены наша Метагалактика и бесчисленное множество внеметагалактических объектов (других вселенных), существование которых вытекает из хаотического сценария А.Д. Линде, в «связную совокупность». Выдвигается идея «червоточин» или «кротовых нор». Но может быть, наша Вселенная все-таки единственная? Например, Ли Смолин, точка зрения которого разбирается в статье Панова[38], считает существование других вселенных невозможным, а само это понятие бессмысленным. Существуют ли другие вселенные как автономные части Мультиверса, и каков в данном случае смысл понятия существования — эти вопросы требуют дальнейшего обсуждения. Мы присутствуем при драме идей, развертывающейся на переднем крае современной науки, причем сценарий этой драмы меняется чуть ли не ежемесячно, а иногда и чаще. Следить за событиями в современной космологии, пытаясь понять их эпистемологический смысл, захватывающе интересно.
Уже после появления инфляционной космологии против отождествления понятий Метагалактики и Вселенной выступил также И.С. Шкловский. Он высказал мнение, что целесообразно «ввести особое понятие для бесконечного многообразия, включающего в себя неисчислимое множество самых различных вселенных, каждую со своим набором констант взаимодействия и фундаментальными числами. Назовем это понятие «Миром» (может быть, лучше было бы использовать старую орфографию: «Мiрь»?). Неплохо выглядит также термин «Метавселенная». Термин «мир» в данном контексте нельзя, конечно, признать очень удачным по причинам, которые уже были изложены выше (особенно это касается его написания по старой орфографии, которую невозможно было бы отразить при переводе на английский и другие языки). Иное дело — термин «Метавселенная». Во-первых, он отражает уже установившуюся тенденцию: если на эмпирическом уровне языка произошел переход «Галактика» — «Метагалактика», то на теоретическом уровне переход «Вселенная» — «Метавселенная» кажется не только логичным, но и как бы имеющим почти принудительную силу. Суть, однако, не в терминах, при всей их важности. Наиболее существенным с точки зрения эпистемологии выступает тот факт, что получены новые очевидные свидетельства относительности смысла понятия Вселенная как целое, его коррелятивности теории. Термин «Метавселенная» хорошо выражает эту идею, еще недавно «крамольную», но сейчас ставшую достаточно очевидной.
На основе своих размышлений к необходимости различения понятий Метагалактики, Вселенной и «всего сущего» присоединился И.Л. Розенталь. Он писал: «Понятие Вселенная не может быть эквивалентом «всего сущего», оно лишь отражает наше знание о мире в данный момент»[39].
Такая идея сохранится даже в случае, если бы не подтвердились новые космологические теории, рисующие образы других вселенных. (Кстати, скептицизм по отношению к этим теориям среди исследователей Вселенной, более того — самих космологов, очень велик.) Появятся новые теории, которые в соответствии с главной тенденцией современной космологии будут стремиться преодолеть пределы Метагалактики, ставшие слишком тесными для науки. Возможно, их авторы будут стремиться осуществить традиционные амбиции космологов в надежде охватить космологическими экстраполяциями черты «всеобъемлющего мирового целого», но сейчас на это меньше шансов, чем когда бы то ни было. Конечно, не только религиозные
Проблема реальности физических объектов, в том числе в космологии, связана с проблемой их наблюдаемости, но не совпадает с ней. Во-первых, наблюдения бывают прямые и косвенные. В космологии роль косвенных наблюдений возрастает (что недавно было снова подчеркнуто А.Д. Пановым1). Во-вторых, физика оперирует понятием степеней реальности, введенным в философии много веков назад, а в физике В. Гейзенбергом[40] (элементарные частицы реальны, но не в той же степени, что и макроскопические предметы). В итоге физика и космология говорят о таких степенях реальности, как действительность, потенциальная и виртуальная реальности (разумеется, я имею в виду не компьютерную реальность, а реальность виртуальных частиц). Например, степень реальности космологического вакуума, самоорганизация которого, по мнению большинства исследователей, могла привести к рождению нашей расширяющейся Вселенной, в свете высказывания Гейзенберга меньше, чем у элементарных частиц (виртуальная реальность). Одни космологи рассматривали вакуум как «ничто», другие же как особую форму материи. По моему мнению, эти противоречия выражают и саму природу исходной субстанции Вселенной, и меру нашего проникновения в ее природу.
Согласно традиционной интерпретации принципа наблюдаемости, описание физической реальности должно быть таким, чтобы из теории исключались объекты, понятия и величины, которые нельзя так и иначе обосновать в экспериментах и наблюдениях; речь идет, таким образом, о принципиальной наблюдаемости (но, как известно, физические, в том числе космологические, теории все-таки содержат величины, принципиально ненаблюдаемые). Как отмечал М.Э. Омельяновский, эвристическая роль принципа наблюдаемости особенно проявляется при возникновении в науке парадоксальных ситуаций или появления в теории большого числа принципиально ненаблюдаемых величин. Это свидетельствует о необходимости разработки новой теории, разрешающей парадоксальные ситуации и устраняющей принципиально ненаблюдаемые величины.
Примечательная особенность антропного принципа в космологии состоит в том, что он обращает наше внимание на весьма нетривиальное обстоятельство. Реальность, которую мы можем наблюдать, определяется также контекстом нового понятия, которое Б. Картер назвал «условиями, допускающими наше существование как наблюдателей»2 (подразумеваются, конечно, лишь космологические условия). Антропный принцип формулируется как своеобразный вариант принципа наблюдаемости, но по своей сути выходит далеко за рамки эпистемологии. Согласно антропному принципу то, что мы можем наблюдать во Вселенной, зависит не только от теории, целенаправляющей наши наблюдения, но и от положения во Вселенной самих наблюдателей. Речь идет о нашем положении в пространстве и времени, которое, конечно, является одним из важнейших условий познания, но этого недостаточно. Антропный принцип языком науки вводят дополнительные измерения, на которые проектируется познаваемая реальность — условия нашего существования, связывающие наблюдателя и наблюдаемое.
Об этом говорил А.Л. Зельманов еще в 1955 году, найдя хитроумный аргумент против невежественных нападок на теорию расширяющейся Вселенной. По его словам, «между различными особенностями одной и той же области может существовать внутренняя связь, которая должна быть раскрыта при помощи физической теории. В частности, может существовать связь между такой особенностью окружающей нас области как наличие условий, допускающих наличие жизни с одной стороны, и иными особенностями этой области с другой. Так, например, достаточно быстрое и длительное удаление галактик в такой области заметно понижает плотность излучения и, таким образом, является одним из факторов, благоприятствующих появлению и развитию жизни». В 1966 г. А.Л. Зельманов обосновал мысль, что человек мог бы наблюдать не любую по своим свойствам Вселенную: «…мы являемся свидетелями процессов определенного типа потому, что процессы другого типа протекают без свидетелей»[41]. Отсюда следует, что в космологии возникает дополнительный аргумент насчет того, что наши знания о реальности — не просто математические символы, при помощи которых каким-то чудом получают правильные предсказания. Таким аргументом является, на мой взгляд, сам факт существования человека во Вселенной, к свойствам которой адаптированный как он сам, так и его познавательные способности.
Любопытен контекст появления антропного принципа, согласно которому «…то, что мы ожидаем наблюдать, должно быть ограничено условиями нашего существования как наблюдателей». Эти условия как раз и очерчиваются космологическими сценариями. Казалось бы, цитируемая формулировка тривиальна — именно так она и воспринималась некоторыми исследователями. Не было, как будто, необходимости облекать ее очевидное обстоятельство в форму особого принципа. Но сведение антропного принципа к некой тривиальности неплодотворно.
Нетривиален мотив, побудивший Картера ввести в космологию антропный принцип. В некотором контрасте с самой формулировкой этого принципа он вовсе не связан с уточнением условий наблюдаемости чего бы то ни было во Вселенной. Картер стремился найти внеэмпирический критерий выбора между фридмановской и другими космологиями (и соответствующими концепциями реальности), так как фактуальных знаний в космологии для такого выбора очень не хватало. Проблема заключалась в объяснении, во-первых, совпадений так называемых Больших чисел (о которых говорили Эддингтон, а после него — Дирак, Иордан и другие исследователи). И, во-вторых, «взрывной неустойчивости Вселенной» даже к малым изменениям фундаментальных физических констант. Если бы их численные значения были «чуть-чуть» другими, Вселенная выглядела бы совершенно иной. В конечном счете, Картер пришел к выводу, что указанные обстоятельства далеки от свидетельства в пользу «экзотических теорий». По его словам, «скорее следует считать, что они подтверждают «обычную» теорию (расширяющаяся Вселенная в общей теории относительности)»1. Однако, для этого как раз и требуется антропный принцип. Он ограничивает, во-первых, эпоху существования наблюдателя (который не мог бы появиться, например, ни в ранней Вселенной, ни на достаточно поздних стадиях ее эволюции). Во-вторых, численные значения фундаментальных физических констант, характеризующих уже нашу Вселенную (Метагалактику). Картер ввел представление об «ансамблях вселенных», в большинстве которых сочетания констант создают условия, неблагоприятные для существования наблюдателя. Вот почему связь земного наблюдателя с фундаментальными свойствами наблюдаемой им Вселенной приобретает особый характер; можно даже говорить об антропном измерении Вселенной.
Нетривиален и вклад антропного принципа в понимание взаимосвязи теории и физической реальности. Выясняется, что изучаемая космологией реальность, которая получает свою определенность в ее теориях, обладает особенностью, до сих пор выпадавшей из внимания эпистемологии. Ее свойства скоррелированы с условиями существования наблюдателя, с которым они взаимосвязаны единой эволюционной цепью. Человек оказался неотделимой частью Вселенной. Тем самым антропный принцип размыкает постоянно подчеркиваемый С. Хокингом мысленный круг, в котором теория должна описывать и объяснять реальность, но само понятие реальность зависит от теории. Понятие условий существования наблюдателя связывает наши познавательные способности с объективными свойствами физического мира. Вселенная теперь выступает не просто как данный нам в опыте «внешний мир», а как целое, неотделимой частью которого являемся мы сами.
Реальность может быть представлена как некоторое самоорганизующееся целое, одно из проявлений которого — фиксация на языке теории потенциальных условий становления сложноорганизованных структур, вплоть до познающего субъекта. Понятия теории и реальности выступают в контексте антропного принципа не только моментами нашего познавательного опыта, но и самого нашего существования в мире. Это соответствует духу известного высказывания К. Лоренца: «жить — значит познавать».
Если космологическая теория (релятивистская, инфляционная) раскрывает такие независимые от наблюдателя свойства Вселенной, которые делают возможным его существование, то решение проблем типа «существовала ли природа до человека?» или «имеют ли наши концепции реальности отношение к миру вне нас» становится более ясными. Наука доказывает, что наша Вселенная возникла задолго до появления человека. Если бы это была не имеющая отношения к природе символическая конструкция, выраженная языком математики и ничего более, то едва ли она давала бы импульс для обсуждения проблемы «условий существования» самого математически ориентированного наблюдателя. Из факта существования наблюдателя вытекают как объективное существование породившей его Вселенной, так и познаваемость мира в математизированных теориях.
Современная космология имеет дело далеко не только с наблюдаемыми объектами, величинами и корреляциями. Напротив, сфера наблюдаемой реальности в космологии незначительна по сравнению со сферой ненаблюдаемого. Эпистемологическая природа этой ненаблюдаемости различна. Во-первых, ненаблюдаемость выступает как логически неизбежное следствие обоснованных теорий. Пример: горизонты событий, очерчиваемые общей теорией относительности («внутренность» черных дыр; Вселенная за космологическими горизонтами). Какими критериями реальности следует описывать подобные объекты, ведь несмотря на их ненаблюдаемость никакого сомнения в их реальности нет? Теория описывает существование подобных объектов, но в каком смысле? Они не являются действительностью для наблюдателя на Земле, но совсем иначе выглядит дело для наблюдателя, «падающего» на сингулярность внутри черной дыры! Этот пример раскрывает относительность понятия существования в физической теории. Квантовая механика описывает некоторые свойства элементарных частиц, как существующих лишь потенциально до акта их наблюдения в макроприборах. Для космологии наиболее интригующим является, конечно, вопрос о том, какой наблюдатель «приготовил» квантовую Вселенную вблизи начального момента, с помощью какого прибора он зафиксировал ее физическую реальность? Это не могла быть некая трансцендентная сила, поскольку ее нельзя подвести под физическое понимание наблюдателя. Может быть, однако, прав Пенроуз, и копенгагенскую интерпретацию квантовой механики в данном случае использовать не стоит?
Наиболее обширна, однако, в современной космологии сфера виртуальной реальности, образуемая в свете доминирующей теории вакуумами разных типов. Это — бездонный океан, порождающий, опять-таки согласно теории, бесчисленные вселенные с бесконечно разнообразными свойствами. Существование этих объектов как физической реальности одними космологами признается (в силу неустранимой «теоретической потребности» в них), другими же отвергается как некая бессмыслица. Таким образом, Мультиверс оказывается «физико-теоретической», т. е. абстрактной реальностью, требующей вердикта со стороны реальности эмпирической, получаемого в опыте. Вот почему недостаточно ставить вопрос о реальности множества вселенных в общей форме.
Поделиться книгой: