Виктор Комаров - По следам бесконечности

— Надеюсь, я вас не задел?..

— Между прочим, недавно я тоже прочитал в одном журнале, — заметил в связи с этим академик Наан в своем докладе, — что спектры звезд, которые астрономы фиксируют на фотопластинках, в действительности таковыми не являются, так как спектральные наблюдения ведутся в ночное время, а в этот период, как известно, выпадает роса, которая и является подлинной создательницей «астрономических» спектров. Но было бы нелепо на основании подобного «утверждения» отказывать в доверии всей астрофизике.

Вообще отдельные неудовлетворительные или даже вовсе нелепые работы сами по себе не могут дискредитировать ту или иную область науки. Вероятно, таких работ намного больше, чем заслуживающих внимания. Невольно вспоминается одно из высказываний академика Л. Д. Ландау, отличавшегося сокрушительным остроумием:

— Плохие работы не портят науку. Если бы портили, то от науки давно ничего бы не осталось.

Но вернемся к космологии и к результатам космологических исследований. В какой же степени они заслуживают доверия?

Густав Иоганович Наан однажды остроумно заметил:

— Нередко говорят: «Космология доказывает, что Вселенная бесконечна (или конечна)». Но если отнестись к этому утверждению совершенно строго, то единственным вполне ясным словом во всей фразе является служебное слово «что». Что же понимается под «космологией», «бесконечностью», «доказательством» и «Вселенной», остается весьма неясным.

Все же попытаемся определить, что же такое космология и решением каких задач она занимается. Об этом на декабрьском симпозиуме говорил известный московский космолог А. Л. Зельманов.

Может быть, космология — это теория всей охваченной наблюдениями части Вселенной? Однако никакая часть Вселенной не может быть физически изолированной системой, а значит, и теорию любой части Вселенной нельзя строить без теоретического выхода за ее пределы.

Тогда, быть может, космология — это теория Вселенной как целого, то есть такой Вселенной, которая рассматривается во взаимоотношениях с любыми ее частями? Однако выводы подобной теории было бы абсолютно невозможно проверить наблюдениями. Наблюдениями можно проверить только выводы, относящиеся к той части Вселенной, которая доступна современным средствам астрономического исследования.

Так что же такое космология?

Для успешного ответа на этот вопрос, по мнению Зельманова, необходимо ввести различие между понятиями физического учения и физической теории. Учение — более общее понятие, чем теория. Теория — это такое учение, которое можно непосредственно проверить наблюдениями или экспериментами. Учение же может быть такой проверке и недоступно. В его основе могут лежать не конкретные факты или наблюдения, а основные физические теории и фундаментальные философские принципы.

Используя эту терминологию, Зельманов предложил следующее определение космологии:

«Космология есть физическое учение о Вселенной как целом, включающее в себя теорию всего охваченного астрономическими наблюдениями мира как части Вселенной».

Непосвященному человеку может показаться, что идет никому не нужный спор о словах — и только: в конце концов ведь неважно, что и как называть, важны результаты. Но в том-то все и дело: чтобы получать успешные научные результаты, необходимо отчетливо представлять себе цели и задачи исследования, характер объекта или явления, которые подвергаются изучению. Иначе научный поиск неизбежно превратится в хаотическую азартную погоню за случайными открытиями.

Но если космология — это учение и, следовательно, ее выводы нельзя проверить наблюдениями, то где гарантия, что они отражают реальное положение дел? Может быть, все-таки прав Бриллюэн, и космология действительно не что иное, как научная фантастика?

Однако Зельманов считает, что проверочный критерий есть и для космологии. Этот критерий — практика. Практика в самом широком значении этого слова — как вся человеческая деятельность, включая создание и разработку научных теорий. А работает этот критерий так. Поскольку в основе космологии лежат основные физические теории, то при смене этих теорий теориями более общими, опирающимися на гораздо большее количество фактов, меняется и космология. Что-то в ней отбрасывается, что-то сохраняется и уточняется. Именно эти сохраняющиеся выводы и следует с достаточно большой степенью вероятности признать правильными.

Таково определение космологии, предложенное Зельмановым. Но и эта формулировка, к сожалению, не исключает той неопределенности объекта, о которой говорит академик Наан. Космология — учение о Вселенной. И мы снова приходим к тому же вопросу: а что такое Вселенная? Какой объект мы имеем в виду, произнося это слово? Какую именно материальную систему мы изучаем, решая вопрос о пространственной бесконечности или конечности Вселенной?

Казалось бы, самое простое решение вопроса — договориться о том, что «Вселенная — это все существующее». Такой точки зрения придерживался в свое время и сам академик Наан:

— Вселенная, с одной стороны, охватывает все в наиболее буквальном значении этого слова, с другой же стороны, Вселенная — это нечто сугубо единичное, она, как говорил Пуанкаре, «издана лишь в одном экземпляре»… Наиболее общие черты Вселенной в то же время являются и ее индивидуальными чертами — других Вселенных ведь нет.

Итак, «все существующее»?.. Но, как совершенно справедливо подчеркивает московский философ Вадим Васильевич Казютинский, термин «существование» в достаточной степени многозначен. И следует уточнить, о каком же «существовании» идет речь в астрономии?

Скажем, можно было бы считать существующим то, что удается непосредственно наблюдать с помощью современных средств научного исследования.

В сравнительно недалеком прошлом это была бы «звездная» Вселенная, то есть фактически наша Галактика, а в настоящее время, когда нам известны и другие галактики, — часть «Большой Вселенной», Метагалактика.

Но современная физика уже убедила нас в том, что наблюдаемость — ненадежный критерий существования. Например, одним из основных представлений квантовой электродинамики является представление о так называемых виртуальных частицах, которые окружают любую реальную частицу, возникая и тут же исчезая, — о частицах, которые одновременно и существуют и не существуют. Никто и никогда непосредственно виртуальные частицы не наблюдал. Однако в природе все происходит так, как если бы они реально существовали.

А в астрономии? Достаточно хотя бы того, что из-за конечной скорости распространения электромагнитных волн мы все космические объекты наблюдаем с запаздыванием — тем более значительным, чем дальше они находятся. Скажем, всем известная Полярная звезда расположена на расстоянии 460 световых лет, значит, мы видим ее такой, какой она была около пяти веков назад. Можно ли при таких условиях безоговорочно утверждать, что она существует, на основании того, что мы ее наблюдаем сегодня?