Лорен Грэхэм - Естествознание, философия и науки о человеческом поведении в Советском Союзе

В 1969 г. Амбарцумян писал по поводу своей же работы об эволюции звезд: «До середины 30-х годов… эволюционные идеи не играли в астрофизике существенной роли, хотя большинство астрофизиков прекрасно понимали, что они имеют дело с изменяющимися, развивающимися объектами» [1002].

Подводя итоги, мы можем сказать, что основным и неизменным элементом в профессиональной жизни Амбарцумяна, начиная с его раннего акцента на рождении и эволюции звезд и кончая его поздним акцентом на такие быстро изменяющиеся явления Вселенной, как сверхновые и квазары, был принцип астрономической эволюции.

В 1958 г. советский философ С. Т. Мелюхин опубликовал книгу «Проблема конечного и бесконечного», в которой стремление марксистских философов принять релятивистские модели Вселенной выражается в гораздо большей степени, чем в предыдущие годы [1003]. Работа Мелюхина была переходом, мостом между прежней ортодоксией и новой готовностью, даже стремлением со стороны некоторых советских философов объединить диалектический материализм с фактуальными обсуждениями современных астрономических доказательств. В этой книге Эйнштейн совершенно серьезно представлен как защитник диалектического материализма. Такое представление об Эйнштейне будет в позднейшие годы набирать силу [1004]. Тем не менее мелюхинская интерпретация Вселенной не была просто признанием положений, ранее считавшихся недопустимыми, а определенным независимым утверждением.

Мелюхин связал наиболее интересную часть своего обсуждения с проблемами, поднятыми парадоксами Ольберса и Зеелигера. Поэтому будет разумным кратко рассмотреть эти известные вопросы астрономии.

В противоположность конечной Вселенной средних веков, Вселенная Ньютона выступала как состоящая из бесконечно большого числа тел в бесконечном евклидовом пространстве. Как отмечал Ньютон, если конечное количество вещества находится в бесконечном пространстве, то сила притяжения выльется в тенденцию всей материи сконцентрироваться в одну массу. Предполагая, что количество звезд и других небесных тел бесконечно, Ньютон избегал этой проблемы, ибо бесконечно большое множество тел не имеет центра. Его взгляд на бесконечную Вселенную стал стандартной интерпретацией в конце XVIII — начале XIX в.

В 1826 г. Г. В. Ольберс указал в ньютоновской Вселенной на проблему, которая стала известной как парадокс Ольберса: если общее количество звезд бесконечно, то земной наблюдатель должен видеть ослепительное небо, светящееся сплошным светом. Исходя из того, что ближе лежащие звезды будут затмевать более отдаленные от Земли, Ольберс полагал, что уровень яркости должен быть не бесконечным, а скорее равным солнечному по всем направлениям. Усилия многих астрономов прошлого века были направлены на попытки разрешить этот парадокс, это представляет интерес даже сегодня, хотя допущение расширения Вселенной может объяснить указанное явление. Дело не в том, что из этого парадокса нет выхода (его можно избежать, допустив, что яркость звезд уменьшается с удалением от Земли, или придав звездам определенные типы относительного движения, или допустив, что Вселенная меняется определенным образом через какие-то периоды времени), а в том, что любое допущение, необходимое для устранения этого парадокса, носило, до работы Хаббла по красному смещению, явно выраженный искусственный характер. Другими словами, допущение вводилось только для этой цели без дополнительных доказательств. Более того, любое из допущений имело бы радикальные космологические последствия. Сам Ольберс полагал, что он был в состоянии решить эту проблему, предположив существование пылевых облаков между звездами и Землей, которые бы препятствовали прохождению света. Сейчас мы понимаем, что гипотеза Ольберса не давала ответа, так как пыль абсорбировала бы энергию звезд до тех пор пока сама не стала бы настолько же ослепительно яркой.

Другим парадоксом, который Мелюхин указывал как вступление к своей попытке соединения диалектического материализма и современной космологии, был парадокс Г. Зеелигера, описанный в 1895 г. Зеелигер утверждал, что если бесконечная материя действительно распределялась однородно в бесконечном пространстве, как полагал Ньютон, то интенсивность гравитационного поля, проистекающая от бесконечной массы Вселенной, также будет бесконечна. Так как таких гравитационных полей не существует, то допущения Ньютона должны быть некорректными. Зеелигер пытался решить этот парадокс введением в ньютоновский гравитационный закон такой модификации, которая имела бы заметные эффекты лишь на очень больших расстояниях.

По зрелому размышлению становится ясно, что как парадокс Ольберса, так и парадокс Зеелигера (и многие другие кардинальные проблемы космологии) являются просто различными выражениями проблемы концептуализации бесконечности. Однако это объяснение не устраняет самих проблем, так как бесконечность представлялась необходимой для Вселенной Ньютона.

Мелюхину было ясно, что с 20-х годов возможным выходом из парадокса Ольберса являлись теории расширяющейся Вселенной (относительное движение звездного света), но он не хотел принимать расширение в качестве явления Вселенной как целого, хотя, как мы увидим, был готов принять его как явление в рамках ограниченных областей. К тому же теория расширения, даже как простое предположение, не удовлетворяла его, так как он полагал, что даваемое ею решение парадокса Ольберса будет лишь в терминах видимости; длина волны электромагнитного излучения звезд, достигающего Земли, будет смещена из светового диапазона в область радиоволн как результат внешнего расширения, но, по мнению Мелюхина, парадокс все же остается. (Сюда же можно отнести и проблему порога измеримости радиоволн, но Мелюхин ее не касался.)

Вместо того чтобы объяснять парадоксы на базе предположения о расширяющейся Вселенной, Мелюхин выдвигал другие возможности: модель иерархической Вселенной Ламберта — Шарлье (которая будет описываться далее) и возможность взаимодействия электромагнитного и гравитационного полей с космической материей. Как мы увидим далее, именно последнему взгляду отдавал предпочтение Мелюхин.

Модель Ламберта — Шарлье, впервые выдвинутая в XVIII в., представляет Вселенную, построенную в виде систем или гроздей первого порядка, второго порядка и так далее до бесконечности, причем каждая следующая система больше, чем предыдущая. Таким образом, будут иметь место галактики, супергалактики, суперсупергалактики и так до бесконечности. Шведский астроном К. В. Л. Шарлье продемонстрировал возможность такой иерархической модели разрешить проблемы парадоксов Ольберса и Зеелигера в рамках классической теории. Мелюхин, однако, указывал на то, что при экстраполяции к бесконечности модель иерархической Вселенной, предложенная Шарлье, приведет к средней плотности материи в ней, равной нулю, так как средняя плотность материи на каждом следующем уровне будет меньшей, чем на предыдущем. Такое упразднение материи было для Мелюхина неприемлемым по философским причинам. «С этой точки зрения теряет смысл и само понятие пространства, поскольку пространство не обладает независимым от материи существованием, оно выражает протяженность материи…» (с. 175). Таким образом, Мелюхин, как Аристотель и последующие мыслители, отрицал существование пустоты. Кроме того, замечал Мелюхин, все авторы иерархических моделей просто допускали существование такой Вселенной, не рассматривая пути ее возникновения. Согласно диалектическому материализму, никакое состояние материи не может сохраняться бесконечно без изменения, так как «всякая ограниченная материальная система, как бы велики ни были ее размеры, не может быть вечной. Она исторически возникла из других форм материи» (с. 178).