Неизвестен Автор - Рассказывают ученые

На современном этапе мы переживаем эпоху величайших астрономических открытий, при которых вскрываются принципиально новые явления во Вселенной.

Как вы относитесь к той точке зрения, что все бесконечное разнообразие Вселенной можно описать с помощью конечного числа фундаментальных законов, подобно тому, как с помощью десяти цифр можно описать бесконечное множество чисел натурального ряда?

Открытия последних лет в области астрофизики свидетельствуют о том, что эта точка зрения неверна, что истина противоположна этой точке зрения: природа бесконечно глубока.

Теоретический аппарат современной физики не является последним словом нашего познания. Попытки описать диковинные явления, открытые за последние годы, в рамках современных фундаментальных физических теорий встречают во многих случаях серьезные трудности. Это означает, что естествознание идет к признанию "неизбежности все более странного мира".

Каких же явлений можно ожидать за границами применимости современных фундаментальных физических законов?

Основными физическими законами, которые накладывают ограничения на характер происходящих в природе явлений, служат "законы сохранения". Среди них особо важную роль играют законы сохранения энергии, момента количества движения (вращательного момента) и числа барионов. Вполне можно ожидать, что если количество новых открытий в астрономии будет возрастать теми же темпами, что и в настоящее время, то будут обнаружены факты, которые приведут к изменению этих законов.

Значит ли это, что изменятся сами эти законы, их содержание или расширятся лишь границы их применимости, то есть они распространятся на новые, неизвестные ранее формы материи? Видимо, и то и другое. Но при этом следует подчеркнуть, что и старые законы будут, конечно, продолжать применяться к определенной области явлений. Какими бы ни были новые теории, они должны включать в качестве частных или предельных случаев старые - в тех границах, в которых применимость последних экспериментально подтверждена.

Имеются ли какие-либо принципиальные особенности в познании астрофизических объектов?

Разумеется. Астрономия - наука наблюдательная. Наблюдение - основной ее метод. И в этом смысле она весьма существенно отличается от остальных разделов физики, которые являются экспериментальными. Изучение любых объектов основано на сравнении их различных состояний. Экспериментатор, меняя условия опыта, имеет возможность, так сказать, активно, по своему желанию вызывать необходимые изменения сам. Наблюдатель же должен ждать, пока такие изменения произойдут в природе. Еще одна трудность состоит в том, что повторные наблюдения того или иного явления часто оказываются возможными лишь через весьма длительные промежутки времени. Экспериментатор же в принципе может повторить опыт какое угодно число раз.

Однако было бы ошибкой думать, что наблюдательные исследования абсолютно пассивны.

В своих исследованиях космических объектов астрофизики отнюдь не беспомощны. Обнаружив интересное, заслуживающее внимания явление и наблюдая его, астрофизик сознательно подбирает для наблюдений другой объект, где имеются основания ожидать те же явления, но в измененных условиях. Но, конечно, для этого приходится искать, и часто искать довольно долго. Например, меня в настоящее время интересуют явления, происходящие в так называемых "красных карликах". Это - вспышки, продолжающиеся обычно несколько минут, при которых яркость такой звезды неожиданно возрастает в 10 - 100 раз. Возник вопрос: а что произойдет, если во время вспышки яркость звезды увеличится, скажем, в 500 раз? Как получить на него ответ? Физик в таких случаях поставил бы соответствующий эксперимент, астроном вынужден ждать. Но это активное ожидание, поскольку астроном концентрирует свое внимание именно на тех объектах, где интересующее его явление может произойти.

В этом и заключается специфика астрофизических исследований - активно выбирать и ждать. С философской же точки зрения и эксперимент и наблюдение - опыт, только в одном случае более активный, а в другом - более пассивный.

Можно ли предположить, что сложность описания современной наукой некоторых астрономических и физических явлений связана с недостаточностью наших знаний и что со временем это описание станет более простым?

Вообще говоря, степень сложности описания данного явления природы по мере развития науки действительно уменьшается. Но это связано главным образом не с углублением наших знаний, а с прогрессом способов изложения, Например, развитие нового математического аппарата часто позволяет более просто описать те или иные природные процессы. Хотя, разумеется, достижение более простого описания явлений в какой-то степени связано и с расширением и углублением наших знаний. Ведь все наши теории - это не что иное, как обобщение опыта, наблюдаемых фактов. И если нам в процессе познания природы удается прийти к лучшему обобщению фактов, это, естественно, влечет за собой и более совершенное их описание.

Поскольку речь зашла о математике, хотелось бы узнать ваше мнение о ее роли в развитии, например, физики и астрономии. Действительно ли математика столь могущественна?

Я не принадлежу к числу тех, кто склонен слишком преувеличивать роль математики. Не следует забывать, что математическая теория любого явления, какой бы абстрактной она ни выглядела, в конечном счете представляет собой обобщение определенных опытных данных. Поэтому я бы сказал, что математика - скорее орудие исследования. Из одной математики без изучения реальных явлений трудно "высосать" что-нибудь совершенно новое.

Но, разумеется, совершенствование математических методов имеет огромное значение для развития естественных наук.

Какова физическая сущность тех сложных абстракций, которыми довольно широко пользуются современные физики и астрофизики и которые заведомо не обладают наглядностью (многомерные пространства, бесконечности и т. п.)? В какой мере подобные свойства и отношения присущи самой природе?

В большинстве случаев они присущи самой природе. И в этом, вообще говоря, нет ничего удивительного. Так и должно быть. В свое время думали, что природа по своей сути наглядна и возможно построить ее точную механическую модель и что только уровень наших знаний не позволяет сделать этого. Однако мы, материалисты, не можем ожидать, что механизм всякого явления должен допускать наглядное представление и описание. Ведь наглядность связана с особенностями и условиями восприятия человеком окружающего мира. Но сами явления существуют независимо от нашего сознания и потому вовсе "не обязаны" протекать наглядно с нашей человеческой точки зрения.