Е. Дубровский - Разум побеждает: Рассказывают ученые

Может случиться и так, что основные физические теории, хорошо объясняющие разные факты, логически исключают друг друга. Так или иначе создается положение, когда невозможно уложить в одну теоретическую схему все факты, и прежние и новые: одни факты как бы противоречат другим. Так, по-видимому, можно сформулировать критерий революционной ситуации в физике.

В таких случаях необходимы принципиально новые идеи, с точки зрения которых факты перестают противоречить друг другу. Конечно, то, что одни факты противоречат другим, далеко не всегда очевидно, и необходимость новых, «безумных» идей может быть осознана и после того, как они будут высказаны и приведут к созданию новой основной физической теории. В современной физике необходимость «безумных» идей (для построения единой физической теории), по-видимому, не вызывает серьезных сомнений.

Теоретическая астрофизика строится на основе физики. Поэтому «безумные» идеи в астрофизике непосредственно относятся к области физики: это прежде всего те же «безумные» идеи, в которых может нуждаться физика. Вот почему применительно к астрофизике интересующий нас вопрос сводится к следующему: можно ли без логических противоречий объяснить совокупность всех известных в настоящее время астрофизических фактов в рамках существующих основных физических теорий, или же для этого нужны новые, еще неизвестные принципы («безумные» идеи), необходимость которых в самой физи-ке очевидна?

Поскольку основным источником эмпирических сведений в астрофизике служат наблюдения, а не эксперимент, ответить на этот вопрос гораздо труднее, чем на вопрос о необходимости «безумных» идей в физике. Поэтому, пытаясь объяснить всю совокупность открытых фактов на основе известных физических закономерностей, нужно иметь в виду также возможность и вероятность того, что некоторые из этих фактов могут получить правильное объяснение лишь с точки зрения новых, еще неизвестных физических принципов.

Как вы в таком случае относитесь к идее «все более странного мира», открываемого в процессе развития естествознания?

В сущности, появление ньютоновой механики, а затем и ньютоновой теории тяготения; создание специальной теории относительности, а затем и общей теории относительности (то есть эйнштейновой теории тяготения); построение квантовой механики, а затем и релятивистской квантовой теории — все это были революции, открытия «все более странного мира», требовавшие все новых «безумных» идей. Вероятно, то же можно будет сказать и об ожидаемом создании единой физической теории.

Разумеется, всякий раз, когда очередные «безумные» идеи органически входят в науку, они перестают казаться безумными (как это давно произошло с идеями ньютонианской физики). Но на последующих этапах развития науки возникает необходимость в новых идеях, «безумных» с точки зрения тех, которые уже стали привычными. В этом смысле ожидание открытия «все более странного мира» и соответственно ожидание своеобразного «нарастания безумия» основных идей (презумпция нарастающего «безумия») парадоксальным образом оказываются наиболее разумной психологической позицией.

И если вдуматься, это совершенно естественно: ведь «безумные» идеи в науке в конечном счете всего лишь непривычные идеи, с которыми мы раньше не встречались.

А можно ли на основании уже существующих теорий предсказать еще неизвестные нам явления во Вселенной?

Можно. Ведь открытие фактов, лежащих вне круга применимости существующих теорий, не означает, что последние исчерпали себя внутри этого круга. В частности, еще далеко не исчерпаны возможности общей теории относительности в астрофизике.

Встречается ли современная космология с такими процессами, причины которых остаются неизвестными и могут быть при желании истолкованы как проявление сверхъестественных сил?

При желании можно рассматривать как проявление сверхъестественных сил всё неизвестное, необъясненное. Однако история науки показывает, что апелляция к сверхъестественным силам не оправдывает себя: все неизвестное и необъясненное со временем получает естественное объяснение. Существуют явления, причины которых нам с достоверностью пока неизвестны, и мы можем строить о них лишь более или менее вероятные гипотезы. Но и в этих случаях нет никакой необходимости апеллировать к сверхъестественным силам. Либо эти явления найдут объяснение на основе уже известных закономерностей, либо соответствующие объективные закономерности еще не открыты.

В качестве примера можно привести начало расширения Метагалактики. Если это расширение началось от состояния сверхвысокой плотности, то естественно, что ни одна из существующих теорий для описания начала расширения не годится, так как в этом состоянии одинаково существенную роль могли играть и квантовые, и релятивистские, и гравитационные эффекты, а соответствующая физическая теория, о которой было упомянуто выше (единая физическая теория), еще не построена. Но это вовсе не означает, что в начале расширения Метагалактики действовали сверхъестественные силы. Повторяю: просто в ту эпоху существовали такие условия, для описания которых соответствующая физическая теория еще не создана.

А можно ли сказать в настоящее время что-либо определенное относительно того, как возникло то сверхплотное состояние, которое предшествовало расширению Метагалактики?

Плотное или даже сверхплотное состояние материи, характерное для начала расширения, могло возникнуть вследствие предшествовавшего сжатия, вызванного гравитационным притяжением.

Поскольку речь зашла о «начале» Метагалактики, то как понимать высказывания некоторых физиков о том, что в эпоху ее сверхплотного состояния, быть может, не существовало времени. Не противоречит ли подобная точка зрения диалектическому материализму, который утверждает, что пространство и время являются формами существования материи? Может ли существовать материя без времени?

Если Метагалактика прошла через состояние сверхвысокой плотности, то, как было сказано, физические условия могли отличаться от всех нам известных в настоящее время столь радикальным образом, что к ним могут быть неприменимы все существующие физические теории. Более того, к описанию подобных физических условий могут оказаться неприменимыми многие из тех основных понятий, которыми мы пользуемся в современных теориях. Это объясняется тем, что физические свойства материи, пространства и времени могли в ту эпоху существенно отличаться от тех, которые нам известны.

Поэтому когда физики говорят, что при сверхплотном состоянии Метагалактики «не существовало времени», то этим они обычно хотят сказать только то, что не существовало привычного нам времени, то есть времени с теми его физическими свойствами, с которыми имеем дело мы.