По следам бесконечности

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?

Вероятно, все же существует, поскольку за 460 лет со звездой такого типа вряд ли может произойти что-либо кардинальное. И все же это только вероятность. А ведь нам известны и нестационарные космические объекты, где глубокие качественные изменения происходят в сравнительно короткие промежутки времени, буквально в течение нескольких лет. Как быть с ними?

— Встречаются порой люди, — саркастически заметил американский физик-теоретик лауреат Нобелевской премии Ричард Фейнман, — утверждающие, что они могут узнавать будущее. На самом же деле ни один провидец будущего не способен узнать даже настоящее! Нам никто не скажет, что сию минуту происходит достаточно далеко от нас, потому что это ненаблюдаемо.

Возможны и еще более сложные ситуации. Одним словом, наблюдаемость как критерий существования для астрономии мало пригодна.

— Правильнее исходить из другой идеи, — утверждает А. Л. Зельманов, — согласно которой во Вселенной осуществляется все многообразие физических условий и явлений, допускаемых основными физическими теориями.

Но ведь это значит, что различным физическим теориям могут соответствовать разные картины Вселенной, так сказать, разные «теоретические Вселенные».

Таким образом, мы приходим к выводу, что Вселенная, которую изучают физики и астрономы, — это не весь материальный мир, а та его часть, которая выделяется определенными наблюдательными и теоретическими средствами, то есть определенный аспект «всего существующего», соответствующий достигнутому уровню развития науки. Но так как и средства астрономических наблюдений, и научные теории постоянно развиваются, то вместе с тем может изменяться и то, что мы называем Вселенной.

Примерно к такому выводу и приходит В. Казютинский.

Аналогичной точки зрения придерживается и московский философ профессор Э. М. Чудинов.

— Релятивистские вселенные, — говорит он, — правильнее было бы считать идеализированными конструкциями, которые схематично и с определенной для данного этапа развития науки степенью точности и полноты отражают материальный мир.

— Конечно, какое-то разделение понятий, — заметил по этому поводу А. Зельманов, — которое отражало бы тот факт, что мы изучаем и наблюдаем лишь некоторую часть «всего существующего», можно провести. Но если уж проводить терминологические разграничения, то, на мой взгляд, следовало бы поступать как раз наоборот. То есть все существующее называть «вселенной», а изучаемую область «миром». Если уж приводить термины в соответствие с их фактическим употреблением, то нельзя не учитывать, что под «миром» люди в большинстве случаев понимали нечто меньшее, чем вселенную. Миром человек называл ту часть Вселенной, где он живет, — не только Солнечную систему или Землю, но даже село. Вспомните поговорку «на миру и смерть красна».

Впрочем, Зельманов считает, что и такое решение вопроса имеет свои отрицательные стороны. Дело в том, что было время, когда некоторые философы и астрономы считали, что космология как наука о Вселенной в целом вообще не имеет права на существование. Они утверждали, что какое бы то ни было распространение известных нам данных, полученных на основе изучения ограниченной области мира, на всю Вселенную — принципиально недопустимо. Но в конце концов космология все же утвердила свое право на существование и в последние годы добилась немалых успехов.

— У меня возникают опасения, — с тревогой говорит Зельманов, — как бы все эти терминологические уточнения не исказили существо дела.

Действительно, согласно определению Зельманова, космология — это наука, объектом исследования которой является Вселенная как целое, то есть именно весь мир.

Другой вопрос, что различные модели отражают разные стороны и аспекты реального мира, выделяя из него ту или иную совокупность процессов и явлений. И эти модели могут служить объектами самостоятельного исследования. Но исходный объект — реальный мир — все же один-единственный. Наши представления о нем могут меняться, но сам он существует и обладает определенными свойствами независимо от наших исследований.

По Существу, речь идет о праве науки изучать Вселенную как целое.

Однако и то, и другое понимание Вселенной не свободны от некоторых трудностей и противоречий.

В частности, если рассматривать Вселенную как целое, то не исключено, что, поскольку речь идет о столь всеохватывающем объекте, для него вообще нельзя сформулировать достаточно точное, полное и непротиворечивое определение.

Как мы уже знаем на опыте теории множеств, всеобъемлющие совокупности каких-либо объектов принципиально отличаются от конечных множеств тех же объектов. И попытки распространить на них уже известные закономерности, применить к ним обычные логические средства неизменно приводят к глубоким противоречиям.