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[42]. 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»[43]. Резкое (на порядки) усиление точности наблюдений стало, несомненно, примечательной чертой современной космологии. Но отметим, все же, вслед за А.Д. Пановым[44], 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[45] (отчасти под влиянием работ B.C. Степина[46]) 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[47], в которой философия Эддингтона, провозглашающая «триумф теории над экспериментом», оценена как «значительная опасность для здорового развития науки»[48]. 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»[49]. 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.