Смекни!
smekni.com

Научный статус астрономии и космологии, их место в культуре (стр. 2 из 3)

ПРОБЛЕМА ОБЪЕКТИВНОСТИ ЗНАНИЯ В АСТРОНОМИИ И КОСМОЛОГИИ

Глубокий пересмотр научных знаний о Вселенной, начавшийся в XX в., переход от ньютоновской к релятивистской космологии, от прежних механических моделей небесных тел, рассматривавшихся в статике, к тео­риям и моделям эволюционирующих физических систем — поставили в естествознании, включая астрономию и космологию, вопрос: являются ли знания о Вселенной объективными в своем содержании? Это фило­софский, эпистемологический вопрос, и ответ на него определяется ми­ровоззренческой позицией исследователя. Следует отметить неодно­значность самого термина «объективность». В нем слиты понятия об объектности описания (термин Э. Шрёдингера), т.е. описание реально­сти самой по себе, без отсылки к наблюдателю, и проблемы объективно­сти в смысле адекватности теоретического описания реальности.
А.А. Фридман считал ответ на этот вопрос очевидным. Он неодно­кратно подчеркивал, что космология — это попытка описания свойств реального мира или, выражаясь словами самого Фридмана, «нашей (са­
мо собой разумеется, материальной) Вселенной»1. Совершенно иные точки зрения были высказаны Дж. Джинсом и А. Эддингтоном. Джине выдвинул концепцию ментализма, согласно которой существует «мате­матическая гармония» между разумом исследователя Вселенной и со­здавшего ее «Великого Архитектора». Этим и объясняется, что наиболее простые и совершенные математические законы ближе всего к реально­сти. Наблюдатель располагает знанием не объективного, а лишь наблю­даемого поведения космических систем. Достоверность же этого знания оценивается несовершенным разумом исследователя. Чаще всего мы упорядочиваем наши теории в свете вероятностей.
Значительным влиянием пользовалась в свое время концепция «селективного субъективизма» Эддингтона, которая резко отделяет мате­матическую гармонию научных теорий от свойств Вселенной. «Может показаться, — писал Эддингтон, — что законы природы являются зако­нами объективной Вселенной, но все известные нам законы природы субъективны»2. Они считаются априорно «сфабрикованными».
Изложенные эпистемологические аргументы заслуживают серьезного внимания. В частности, мы до сих пор не знаем, какова природа «непо­стижимой эффективности математики» в естественных науках, о которой говорил Е. Вигнер. Каким образом наши математические структуры спо­собны описывать грандиозные пространственно-временные миры, включая такие, в которых классическое пространство-время вовсе отсут­ствует? Важное значение имеют и вероятностные оценки знания. Но да­ет ли это основание замыкать научное знание в самом себе, полностью разрывая его с существующим в не нас природным миром? Этот вопрос не может быть решен путем логического доказательства или опроверже­ния. К числу важнейших средств научного познания принадлежит также интуиция, которую широко использовали классики естествознания раз­ных эпох. Многим из них интуиция подсказывает необходимость при­знания как объектности, так и объективности научного знания.
Против самой постановки вопроса об отношении знаний о Вселенной к объективной реальности выступили позитивисты. Например, Г. Мак-Витти считает, что раз в науке происходит смена теорий, каждая из кото­рых сначала как будто соответствует эмпирическим данным, а затем опро­вергается новыми фактами или, во всяком случае, требует существенного видоизменения, значит, теория есть просто систематизация опытных дан­ных. Вопрос же об их отношении к объективной реальности — это «псев­довопрос», он лишен смысла3. Такая эпистемологическая установка по-своему понятна, логически неопровержима, она пользовалась широким влиянием. Но интуитивно значимым аргументом против нее выступает из­вестный факт: в диалоге природы и человека часто возникают совершенно неожиданные образы мира, никем не предсказанные, нередко с большим трудом поддающиеся объяснению. Природа ведет себя крайне независимо от тех наших догм, которые не были в достаточной мере обоснованными. Эта неожиданность и непредсказуемость новых знаний, особенно поража­ющая нас в исследованиях Вселенной за последние годы, является доста­точно веским, хотя и внелогическим аргументом в пользу существования независимого от нас природного мира, который буквально вынуждает ис­следователя расставаться с иллюзорными представлениями, заменяя их объективными и все более адекватными образами. Поскольку духовная и материально-практическая деятельность в ходе взаимодействия с приро­дой носит характер диалога человека с ней, а научные знания неотделимы от этих взаимодействий, оно и не замыкается само в себе.
Один из самых неожиданных сюрпризов преподнесло науке о Вселен­ной обнаружение так называемого парадокса массы. Выяснилось, что массы галактик и их скоплений, определяемые разными методами, резко различаются между собой. По современным оценкам, совокупная масса наблюдаемых во Вселенной объектов (барионного вещества) составляет примерно 2—5% массы Метагалактики или даже еще значительно мень­ше. Остальное — «скрытая масса», природа которой пока неизвестна. Это одна из самых больших «туч», нависших над наукой о Вселенной, и вме­сте с тем самых перспективных проблем, с которыми она сталкивается. Выходит, что все наши знания о Вселенной основаны на изучении лишь ничтожной части физических форм материи; за ее пределами — безбреж­ный океан неизвестного. Но следует ли отсюда, что объективность систе­мы знаний о Вселенной вновь поставлена под сомнение? Нет, астроно­мы, как бывало уже не раз, убедились только в ограниченности этих знаний, не полностью адекватных природе существующих во Вселенной объектов. Необходима их замена более адекватными неисчерпаемой ре­альности мира. Астрономия обнаруживает тип объектов Вселенной, со­вершенно не похожих на те, которые были известны прежде. Они обла­дают необычными, еще не изученными свойствами. Изучение этих объектов будет «навязывать» нам новые знания о природе, возможно, бо­лее неожиданные, чем все, известное до сих пор.
Часто говорят, что только Абсолютный наблюдатель, находящийся вне мира (под которым, в сущности, подразумевается Бог), имеет исчер­пывающие знания о реальности (т.е. Абсолютную истину) и способен сравнивать с ней научные образы реальности. Аргумент об Абсолютном наблюдателе мы находим, например, у X. Патнэма; по его словам, «не су­ществует точки зрения Бога, которую мы можем знать или можем пред­ставить; существуют только разнообразные точки зрения конкретных людей, отражающие их разнообразные интересы и цели, которым служат теории и описания». Патнэм считает само собой разумеющимся, что ни одна из этих точек зрения не имеет преимуществ перед другими, никак не выделена и все они равноправны. Но за неимением Абсолютного на­блюдателя (или, как минимум, в силу отсутствия с ним контакта у зем­ных эпистемологов) эту идею можно видоизменить, представив как бы ее «ослабленный вариант». Для сравнения различных концептуальных тео­рий достаточно, чтобы такой наблюдатель мог изучать их, находясь не обязательно вне мира, но хотя бы вне земного мира, вне человеческой культуры. Оказывается, такого наблюдателя вполне можно себе предста­вить. Это не трансцендентальный субъект в смысле Канта, а гипотетиче­ская совокупность космических цивилизаций, способных (если они су­ществуют) вступать между собой в обмены когнитивной информацией.
Конечно, сейчас эпистемологический эксперимент такого рода вы­глядит полуфантастически. (Мы не знаем пока ни одной внеземной ци­вилизации, все попытки их обнаружить закончились безрезультатно.) Тем не менее, в отличие от обращения к Абсолютному наблюдателю, он не представляется совсем безнадежным. Шансы на его проведение неве­лики, но при современном уровне наших знаний все же отличны от нуля. При всем возможном различии между концептуальными системами кос­мических цивилизаций, которые формируются в несовпадающих социо­культурных контекстах, нельзя заранее исключать существование неко­торых когнитивных инвариантов между ними. Фундаментальные законы и теории, входящие в состав систем знаний разных цивилизаций, высту­пали бы частными случаями упомянутых когнитивных инвариантов.

ЭВОЛЮЦИОННАЯ ПРОБЛЕМА В АСТРОНОМИИ И КОСМОЛОГИИ

В XX веке в астрономию проникают идеи развития, под влиянием которых возникает новая наука - космология. До ХХ века, за исключением отдельных представлений о развитии Солнечной системы, идея всеобщности развития оставалась чужда астрономии. Сохранялась метафизическая картина Вселенной, сформировавшаяся в XVII – XVIII веках.
Метафизика как метод познания игнорирует развитие объекта, понимает движение только как перемещение объекта, или как количественное увеличение и уменьшение. Диалектика различает количественные и качественные изменения. Если движение – это любое изменение, то развитие – это качественные, направленные, необратимые изменения.
Уже в XIX веке стало очевидным, что вне развития не понять живую природу и общество. Но неживая природа по-прежнему представлялась статичной. Например, во Вселенной рождаются, перемещаются в пространстве и гибнут отдельные тела, но Вселенная в целом качественно не меняется. Наблюдательные данные того времени говорили в пользу вечной, неизменной и однородной Вселенной. При этом модель стационарной Вселенной противоречила даже тем законам, которые были известны уже в классической физике. Силы гравитации не позволяют Вселенной оставаться неизменной. Но даже Эйнштейн, создав теорию относительности, ещё пытался сохранить представления о неизменности Вселенной. Для этого он в 1917 году модифицировал уравнения ОТО, введя в них новую константу – космологическую постоянную. Новая константа характеризовала силу, которая должна была уравновесить силы притяжения и обеспечить миру статичность. Сама идея стационарности Вселенной оказалась заблуждением, но открытие космологической постоянной сыграло важнейшую роль в космологии.
Переворот во взглядах на Вселенную произошёл благодаря работам советского математика Александра Александровича Фридмана. Изначально веря в нестационарность Вселенной, Фридман сумел математически обосновать новый подход. Он доказал, что уравнения ОТО допускают несколько моделей, в которых динамика Вселенной связана с геометрией её пространства. В случае отрицательной или нулевой кривизны пространства Вселенная должна неограниченно расширяться. В случае положительной кривизны пространства Вселенная может как расширяться, так и сжиматься. Все три релятивистские модели предполагают, что расширение Вселенной начинается с сингулярного состояния, в котором Вселенная была точкой с бесконечной плотностью.
Т.о. Фридман сделал первый шаг к разрушению метафизических стереотипов, заложив основы современной космологии. Но модели Фридмана оставались умозрительными теориями до 1929 г., когда американский астроном Эдвин Хаббл в наблюдениях установил факт расширения Вселенной. Хаббл эмпирически вывел линейный закон, согласно которому галактики удаляются от Земли со скоростью прямо пропорциональной расстоянию до них.
Следующим шагом в развитии теоретической космологии стала модель «горячей» Вселенной, созданная Георгием Антоновичем Гамовым. Экстраполяция на прошлое наблюдаемых процессов привела к выводу, что в начале истории Вселенная имела малый объём и, следовательно, огромную температуру. Гамов описал, какой могла быть материя в то время. Он предположил, что в настоящем должно сохраняться излучение, оставшееся с тех времён, когда Вселенная была раскалённой материей. Это излучение было обнаружено в 1965 г. и получило в отечественной науке название «реликтовое излучение». Применительно к модели Гамова, в науку также вошло понятие «Большой взрыв», характеризующее рождение Вселенной.
Последним крупнейшим открытием в космологии стало открытие космического вакуума. Диалектико-материалистическая философия ещё в XIX веке пришла к выводу о невозможности существования пустого пространства. Пространство и время – это всеобщие формы существования материи, а форма не может быть пустой, без содержания. В физике вакуум уже давно известен не как пустота, а как особая материальная среда, низшее энергетическое состояние квантовых полей. Но природа космического вакуума до сих пор остаётся невыясненной. В 1917 г. Эйнштейн ввёл космологическую постоянную и, сам того не подозревая, предсказал существование космического вакуума. А в 1998-99 гг. две группы астрономов эмпирически установили и факт существования космического вакуума как материальной среды, и его роль в расширении Вселенной.
Т.о. в настоящее в космологии считаются доказанными следующие факты. Вселенная эволюционирует. Её возраст составляет порядка 13,7 млрд. лет. В начале истории Вселенная была раскалённой материей, которая с огромной скоростью расширялась и постепенно остывала. Расширение замедлялось под действием сил гравитации. Но когда возраст Вселенной составил 6-8 млрд. лет скорость расширения стала опять возрастать под действием антигравитации вакуума.
Вакуум является одним из самых странных физических объектов. Он обладает положительной плотностью, но отрицательным давлением. Помещённые в вакуум вещественные тела испытывают действие антигравитации. Плотность вакуума во Вселенной остаётся постоянной, тогда как плотность вещества в процессе расширения постоянно падает. Последние 6-8 млрд. лет во Вселенной преобладает вакуум. Плотность его энергии превышает плотность энергии всех остальных видов материи вместе взятых. Поэтому силы отталкивания оказываются сильнее гравитации, скорость расширения постоянно возрастает, и ничто не сможет остановить этот процесс.
Наблюдаемая Вселенная в больших масштабах однородна, не имеет центра, а Земля не занимает в ней выделенного положения. Расширение происходит не от центра, а выражается в увеличении расстояния между всеми галактиками. Геометрия пространства в наблюдаемой Вселенной близка к евклидовой.
Наука 20 века углубила представления о диалектических взаимосвязях и развитии материального мира. Развиваться способны не только живая природа и общество. Идея развития окончательно проникает и в астрономию. Возникает принцип глобального эволюционизма, создаётся грандиозная картина меняющегося мира. Вселенная имеет историю, у которой было начало, и вероятно, может быть конец. История Вселенной – это единая цепочка превращений, в начале которой неупорядоченная материя, а в настоящий момент – возникновение и развитие разума.