Е. Дубровский - Разум побеждает: Рассказывают ученые

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.

История физики убедительно подтверждает справедливость данного положения. Были обнаружены многие явления и объекты, механические модели которых не могут быть созданы, например электрон. В настоящее время известен целый ряд явлений, которые заведомо нельзя представить себе наглядно в доступных нам обычных образах, скажем Рима-ново пространство, или четырехмерное пространство, или спин элементарной частицы. Иногда спин, правда, изображают как вращение частицы. Но на самом деле это лишь довольно грубое упрощение — в действительности понятие спина отражает более сложные свойства микрочастицы, которые не могут быть отражены с помощью классических механических понятий.

Но модели не обязательно должны быть «вещественными». Существуют ведь, скажем, математические модели, и в частности модели «Вселенной как целого». Какова их ценность?

Безусловно, такие модели могут отражать существенные стороны реальной действительности, в частности описывать некоторые свойства Вселенной. Именно таким путем, например, было предсказано существование реликтового радиоизлучения и распределение в нем энергии. В настоящее время такое радиоизлучение, как известно, обнаружено. Это, бесспорно, важный успех теории.

А как быть с теми теоретическими моделями Вселенной, справедливость которых еще не подтверждена наблюдениями? Можно ли придавать им сколько-нибудь серьезное значение? Например, космолог А. Л. Зельманов высказал интересную идею о том, что в бесконечно разнообразной Вселенной в принципе можно ожидать реализации любых условий и явлений, допустимых с точки зрения известных нам фундаментальных физических законов и теорий.

Мне кажется, что основная мысль А. Зельманова правильна. Природа действительно настолько разнообразна, что если какая-либо модель возможна с точки зрения существующих законов и теорий, то есть основания ожидать, что в природе действительно могут иметь место явления, которые близки к ней по своему характеру.

Как известно, одной из основных идей, которую вы развиваете, является идея существования сверхплотных тел, которые дают начало различным космическим объектам. О каких формах подобной сверхплотной материи можно говорить в настоящее время?

Одну такую форму мы знаем из физики — атомное ядро, представляющее собой не что иное, как сверхплотное вещество. Согласно теоретическим расчетам, сверхплотные объекты, имеющие массу порядка массы звезды, должны состоять из нейтронов и гиперонов. Такими объектами являются, по-видимому, пульсары и некоторые рентгеновские источники.

Но вполне возможно, что в природе могут существовать и другие сверхплотные объекты. Основание для такого вывода дают наблюдения некоторых необычных процессов, происходящих в ядрах галактик. Однако судить о том, в какой мере эти процессы связаны с активностью подобных сверхплотных масс, позволят лишь будущие наблюдения.

Существование сверхплотных масс можно предположить и там, где происходит процесс звездообразования, возникают новые звездные ассоциации и звездные скопления.

А не могут ли находиться или образовываться сверхплотные сгустки и внутри звезд?

На этот вопрос сейчас трудно дать ответ.

Вполне возможно, что сверхплотное вещество имеется и в недрах некоторых «обычных» звезд. Однако эта проблема требует специальных исследований.

Что вы можете сказать по поводу результатов нейтринных наблюдений Солнца?

До сих пор все наши представления о внутреннем строении Солнца базировались на усиленно разрабатываемой уже двумя поколениями астрофизиков-теоретиков общей теории внутреннего строения звезд. Основная ее идея базируется на гипотезе о термоядерном синтезе как основном источнике энергии их лучеиспускания.

Построенная таким образом теоретиками модель звезды оказалась способной объяснить много известных нам фактов, относящихся к звездам. Однако астрофизиков очень смущало то, что, несмотря на происходящие за последние десятилетия многочисленные новые открытия в мире звезд, ни одно из этих открытий, по существу, не было предсказано теорией их внутреннего строения.

Необходим был какой-то контрольный эксперимент. Он был поставлен. Это была попытка обнаружить предсказанный теорией поток нейтрино от Солнца. Эксперимент показал, что поток не наблюдается.

Какое заключение из всего этого? Необходимо понять, что существующие теоретические модели являются настолько ориентировочными, что не выдерживают точных количественных сравнений, когда речь идет о новых явлениях. Поскольку, однако, выводы, касающиеся внутренних слоев звезды, требуют очень обоснованной теории и точного знания всех входящих в рассмотрение величин, то на данном этапе построенные модели могут иногда вести к грубым ошибкам и просчетам. Несоответствие существующим теоретическим моделям Солнца найденного группой А. Б. Северного (Крымская астрофизическая обсерватория) периода пульсации ярко свидетельствует об этом.