Если космологическая теория (релятивистская, инфляционная) раскрывает такие независимые от наблюдателя свойства Вселенной, которые делают возможным его существование, то решение проблем типа "существовала ли природа до человека?" или "имеют ли наши концепции реальности отношение к миру вне нас" становится более ясными. Наука доказывает, что наша Вселенная возникла задолго до появления человека. Если бы это была не имеющая отношения к природе символическая конструкция, выраженная языком математики и ничего более, то едва ли она давала бы импульс для обсуждения проблемы "условий существования" самого математически ориентированного наблюдателя. Из факта существования наблюдателя вытекают как объективное существование породившей его Вселенной, так и познаваемость мира в математизированных теориях.
Современная космология имеет дело далеко не только с наблюдаемыми объектами, величинами и корреляциями. Напротив, сфера наблюдаемой реальности в космологии незначительна по сравнению со сферой ненаблюдаемого. Эпистемологическая природа этой ненаблюдаемости различна. Во-первых, ненаблюдаемость выступает как логически неизбежное следствие обоснованных теорий. Пример: горизонты событий, очерчиваемые общей теорией относительности ("внутренность" черных дыр; Вселенная за космологическими горизонтами). Какими критериями реальности следует описывать подобные объекты, ведь несмотря на их ненаблюдаемость никакого сомнения в их реальности нет? Теория описывает существование подобных объектов, но в каком смысле? Они не являются действительностью для наблюдателя на Земле, но совсем иначе выглядит дело для наблюдателя, "падающего" на сингулярность внутри черной дыры! Этот пример раскрывает относительность понятия существования в физической теории. Квантовая механика описывает некоторые свойства элементарных частиц, как существующих лишь потенциально до акта их наблюдения в макроприборах. Для космологии наиболее интригующим является, конечно, вопрос о том, какой наблюдатель "приготовил" квантовую Вселенную вблизи начального момента, с помощью какого прибора он зафиксировал ее физическую реальность? Это не могла быть некая трансцендентная сила, поскольку ее нельзя подвести под физическое понимание наблюдателя. Может быть, однако, прав Пенроуз, и копенгагенскую интерпретацию квантовой механики в данном случае использовать не стоит?
Наиболее обширна, однако, в современной космологии сфера виртуальной реальности, образуемая в свете доминирующей теории вакуумами разных типов. Это - бездонный океан, порождающий, опять-таки согласно теории, бесчисленные вселенные с бесконечно разнообразными свойствами. Существование этих объектов как физической реальности одними космологами признается (в силу неустранимой "теоретической потребности" в них), другими же отвергается как некая бессмыслица. Таким образом, Мультиверс оказывается "физико-теоретической", т. е. абстрактной реальностью, требующей вердикта со стороны реальности эмпирической, получаемого в опыте. Вот почему недостаточно ставить вопрос о реальности множества вселенных в общей форме.
Сказанное означает, на мой взгляд, что современная космология выделяет в концепции физической реальности еще один нюанс (который довольно безразличен для эпистемологического анализа лабораторной физики). Она должна быть скоррелирована с условиями нашего существования как наблюдателей, т. е. с нашим местом в процессе эволюционной самоорганизации Вселенной. Это поможет более адекватно понять нашу включенность в реальный мир и механизмы его познания (в форме относительных истин).
В.В. Казютинский
ТЕОРИЯ И ФАКТ В КОСМОЛОГИИ
Errare humanum est.
Современная космология опирается на гигантские по масштабам экстраполяции. Существующая система физического знания достигает в них пределов своей применимости. Появляются все более экстравагантные теории. Можно ли надеяться на их обоснование или же они так и останутся гипотетическими конструкциями? С помощью каких критериев следует их проверять? Какие теории (сценарии) в космологии получили подтверждение, а какие - серьезно в нем нуждаются? Как показывает эпистемологический анализ, основным и отнюдь не утратившим своего значения идеалом доказательности знания, позволяющим оценивать отношение теорий к объективной реальности, является для космологов их сопоставление с результатами экспериментов и наблюдений.
Долгое время космология располагала незначительным, по сравнению с другими разделами науки о Вселенной, объемом эмпирических знаний. Их не хватало для построения обоснованной модели нашей Метагалактики, которая рассматривалась в качестве Вселенной как целого. Вот почему космологию часто считали своего рода спекуляцией. Заниматься космологией было непрестижным. Это сказывалось и на оценке ее научного статуса. А.Л. Зельманов, космолог-профессионал высочайшего класса, предлагал называть космологию не наукой, а учением: "теория, в принципе, может и, следовательно, должна быть непосредственно подтверждена экспериментом или наблюдениями. Учение же может и не быть доступно непосредственной проверке экспериментом или наблюдениями. Таким образом, понятие "учение" полагается более широким, чем понятие "теории"". (Напомним, что для Зельманова Вселенная была объектом неизмеримо обширнее Метагалактики, включающим последнюю в качестве своей части). Это понимание космологии никакой поддержки в научном сообществе не получило и осталось, по-существу, неизвестным.
После появления внеатмосферных методов исследования эмпирический базис космологии совершенно изменился. Запущено или планируется к запуску в ближайшие годы большое число космических телескопов специально для проверки отношения к реальности космологических теорий и моделей. Принципиальная ненаблюдаемость областей мира за космологическими горизонтами сохраняется и сейчас, но статус космологии как науки более не вызывает прежних сомнений. По словам A.A. Старобинского, "замечательным достижением последнего десятилетия XX века стало превращение космологии в стандартную точную экспериментальную науку (точнее, в часть астрономии, в свою очередь, являющуюся частью физики), в которой дальнейшее развитие идет по обычной схеме". Резкое (на порядки) усиление точности наблюдений стало, несомненно, примечательной чертой современной космологии. Но отметим, все же, вслед за А.Д. Пановым, что в космологии возрастает роль нетрадиционной методологии, подразумевающей использование все более косвенных измерений, стандартов доказательности знания и др. С этой точки зрения даже такой общепризнанный феномен, как Большой взрыв, обосновывается не прямыми, а косвенными наблюдениями (реликтовым излучением, как следствием этого процесса; сам же он останется навсегда принципиально ненаблюдаемым). Но нетрудно заметить, что в некоторых ситуациях современная космология использует метаэмпирические критерии (когерентность, простота, красота знания). В своей совокупности они характеризуют "внутреннее совершенство" теории (А. Эйнштейн). На мой взгляд, они носят вспомогательный характер. Во всяком случае, решающим аргументом в пользу признания теории расширяющейся Вселенной послужили не красота фридмановских уравнений и не простота однородных моделей Вселенной, а наблюдательные тесты, добывать которые пришлось с огромным трудом на протяжении нескольких десятилетий. Что касается простоты, то она в данном случае лишь отпугивала значительную часть наблюдателей. Космология в силу специфики своего объекта (огромная сфера принципиально ненаблюдаемого) использует мета-эмпирические критерии совсем иного типа. Например, А.Л. Зельманов предложил считать одним из таких критериев сохранение тех или иных выводов космологии, уводящих нас за пределы наблюдаемой Вселенной при обобщении ее физико-теоретических оснований. Добавим, что ослабление норм исследования в космологии часто восполняется парадигмальными, социально-психологическими факторами, регулирующими систему взглядов в рамках сообщества космологов. В итоге, если значительная часть выводов в космологии достаточно надежно обоснована принятыми в науке эталонами доказательности знания, то есть в ней и немало такого, что этим эталонам соответствует не вполне.
1. Теория и факт в динамике космологии
В то время, как естествоиспытатели предпринимают огромные усилия для эмпирической верификации, фальсификации, выбора своих теорий, некоторые подходы в современной философии и эпистемологии науки оценивают подобные усилия довольно скептически. Отмечается, что эмпирическое знание в науке всегда "теоретически нагружено". Согласно тезису Куна-Фейерабенда, каждая теория сама формирует свои факты и ее независимая эмпирическая проверка невозможна. Между теорией и реальностью выстраивается почти непреодолимый барьер. Но существует и другая точка зрения - о единстве теоретического и эмпирического в динамике науки; она разрабатывается с позиций так называемого деятельностного подхода и приводит к противоположному выводу.
Моя точка зрения по этому кругу проблем сформировалась давно (отчасти под влиянием работ B.C. Степина) и в своей основе не изменялась, но, естественно, дополнялась и уточнялась. Ее можно суммировать так.
Во-первых, проблема должна рассматриваться в плане взаимосвязи двух типов научной деятельности: теоретической и экспериментально-наблюдательной, которые взаимодействуют между собой как непосредственно в сфере познания, так и через технологическую практику общества, выступающую важным стимулом познания. Проблема взаимной связи эмпирических и теоретических знаний в развитии различных теоретических систем науки и всей системы научного знания представляет собой лишь аспект или "срез" обсуждаемой проблемы. Особенность взаимосвязи эмпирического и теоретического в научной деятельности и научном знании (включая способы проверки научных теорий) определяется, по преимуществу, спецификой познаваемых объектов. Это касается и космологии.
В эпистемологии науки часто обсуждается вопрос: как установить связи систем абстрактных объектов, относительно которых формулируются математизированные теории с эмпирически фиксируемыми объектами. Я разделяю точку зрения B.C. Степина, что эти связи формируются либо на основе схематизации эмпирических объектов, либо путем "адаптации" к ним теоретических структур. Теоретические схемы науки выступают не только системным изображением определенных сторон объекта исследования, но и особой моделью экспериментально-измерительной практики. Модифицируя мысль B.C. Швырева, который рассматривал эмпирическое и теоретическое как две в равной мере необходимые и кардинальные структуры процесса познания, я высказал мнение (которое разделяю и сейчас), что наиболее адекватным является рассмотрение эмпирического и теоретического в научной деятельности как равноправных "партнеров", каждый из которых существует лишь во взаимосвязи с другим и обусловливает другого. Развитие научного знания следует представлять не как переход от одной теории к другой, а как переход от одной совокупности системно организованных теоретических и эмпирических знаний к другой совокупности таких знаний, более близкой к объективной реальности. (Хочу в связи с этим особо подчеркнуть то, что всегда казалось мне очевидным: именно это обстоятельство и приводит к возможности относительно независимой проверки теоретического знания).
Я хотел бы напомнить о статье М. Борна, в которой философия Эддингтона, провозглашающая "триумф теории над экспериментом", оценена как "значительная опасность для здорового развития науки". В некотором противоречии с эпистемологическими высказываниями самого Эйнштейна генезис специальной теории относительности Борн видит следующим образом: "Новая теория является гигантским синтезом длинной цепи опытных результатов, а не самопроизвольного колебания мозга". Разумеется, было бы необоснованной придиркой возражать Борну на том основании, что СТО была построена именно в процессе ментальной активности. Ведь основное в его утверждении - роль "опытных результатов". Борн снова и снова подчеркивает значение эксперимента в физике на примере уравнения Шредингера. "Никто не знал, что реально означают волновые функции Шредингера. И опять решение этого вопроса не было свободным изобретением разума, а было вынуждено экспериментальными фактами… Все развитие квантовой механики показывает, как совокупность наблюдений и измерений медленно создает абстрактные формулы для их сжатого описания, и что понимание их значения наступает впоследствии". Я не призываю пересмотреть (несомненно, известные Борну) взгляды Эйнштейна на генезис теории как свободное творение человеческого разума. Моя цель скромнее - возразить, хотя бы и ссылкой на авторитет, против принижения роли эмпирического знания, свойственного многим эпистемологам науки под влиянием постпозитивизма.
Во-вторых, при обсуждении проблем теоретической нагруженности фактов науки и возможности независимой проверки теории фактами, следует учитывать сложную структуру эмпирического знания и многообразие связей его подуровней не только с объясняющей теорией, но и с другими теоретическими знаниями. Идея о теоретической нагруженности эмпирического знания явилась ценным вкладом в эпистемологию, но она недостаточно учитывает, что структура эмпирических знаний многоуровневая, причем к фактам в ряде случаев относят разные их уровни.
Е.А. Мамчур выделяет два уровня: интерпретацию-описание и интерпретацию-объяснение. Первый представляет собой констатацию экспериментального (наблюдательного) результата, теоретически нейтральную по отношению к проверяемой или сравниваемой теориям. Второй - как раз его объяснение в недрах той или иной теории, средствами которой он ассимилируется. Этот уровень структуры эмпирического знания несет определенную теоретическую нагрузку, независимую, однако, от объясняющей его теории.
Вполне соглашаюсь с Е.А. Мамчур относительно существования названных уровней и возможности независимой эмпирической проверки отношения теории к исследуемым фрагментам реальности. Но я всегда считал, что структура эмпирического знания еще сложнее. Необходимо выделять большее число уровней (или подуровней?):]) уровень непосредственно данного (например, красное смещение линий в спектрах удаленных галактик, наличие во Вселенной микроволнового фона радиоизлучения, флуктуации его интенсивности, звездные величины Сверхновых типа Iа на разных расстояниях и др.); 2) интерпретационный уровень (включающий целый ряд подуровней), на котором статистика результатов измерений осмысливается с точки зрения физических теорий (скажем, обсуждается проблема, является ли красное смещение следствием эффекта Доплера или каких-то иных факторов, типа старения фотонов; представляет ли микроволновой фон "реликтовое" излучение Вселенной или же его природа иная; означает ли отклонение скоростей отдаленных галактик, определяемое по блеску сверхновых от линейного закона, ускоренное расширение Метагалактики, или же справедливо какое-то из альтернативных объяснений; 3) уровень, на котором смысл того или иного факта, используемого космологами, устанавливается в контексте объясняющей теории (например, теории Фридмана, теории Гамова, инфляционной космологии). При обосновании космологических теорий различие этих уровней знания обязательно следует принимать во внимание - в силу особенностей "теоретической нагруженности" каждого из них. Мне кажется односторонней претензия так называемого пантеоретизма считать, что любой эксперимент, любое наблюдение ставится на основе предсказаний определенной гипотезы или теории и выступает лишь как звено в движении от одной теории к другой. Наука о Вселенной (и не только она) переполнена "случайными" открытиями, которые не могут получить обоснованного теоретического объяснения даже долгое время спустя.
В-третьих, что же представляет собой факт науки в структуре эмпирического знания? Многообразие точек зрения по этому вопросу едва ли не больше, чем по другим аспектам эпистемологии. Мне ближе всего точка зрения П.В. Копнина: "знание приобретает качество фактичности, если оно: 1) достоверно, 2) служит исходным моментом в постановке и решении научной проблемы". Отмечу еще точку зрения С.Ф. Мартыновича: факт - это смысл истинного высказывания, полученного эмпирическим путем.
В этом контексте рассмотрим некоторые факты (или эмпирические знания, считаемые фактами) из предметной области современной космологии.