Конец науки: Взгляд на ограниченность знания на закате Века Науки

Хорган Джон

Теория Большого Взрыва для астрономии — это то же, что теория естественного отбора Дарвина для биологии: она дает связь, смысл, знание, единое изложение. Это не значит, что теория может — и когда-нибудь сможет — объяснить все явления. Космология, несмотря на тесную связь с физикой элементарных частиц, самой болезненно точной из наук, сама от точности далека. Этот факт был подтвержден невозможностью астрономов согласиться по поводу значения постоянной Хаббла (Hubble), которая является мерой размера, возраста и скорости расширения Вселенной. Чтобы вывести постоянную Хаббла, следует измерить величину красного смещения галактик и их расстояние от Земли. Первое измерение является простым, а последнее ужасно сложным. Астрономы не могут считать, что видимая яркость галактики пропорциональна ее расстоянию;

галактика может быть рядом, или она может быть действительно яркой. Некоторые астрономы настаивают, что Вселенной 10 миллиардов лет или даже меньше; другие точно так же уверены, что ей не может быть меньше 20 миллиардов лет.

Споры о постоянной Хаббла дают очевидный урок: даже при проведении кажущегося простым расчета астрофизики должны делать разнообразные предположения, которые могут повлиять на результат; они должны интерпретировать свои данные точно так же, как делают биологи и историки. Поэтому следует воспринимать любые заявления, основанные на высокой точности (такие, как утверждение Шрамма, что расчет нуклеосинтеза соответствует теоретическим предсказаниями до пятого знака после запятой), с большой поправкой на точность.

Более детальные наблюдения нашего космоса не обязательно решат вопросы о постоянной Хаббла и другие. Смотрите: самой таинственной из всех звезд является наше Солнце. Например, никто на самом деле не знает, что вызывает пятна на Солнце и почему их количество то увеличивается, то уменьшается, грубо говоря, каждые десять лет. Наша способность описать Вселенную простыми стройными моделями обусловлена, в основном, отсутствием у нас данных, нашим незнанием. Чем яснее мы увидим Вселенную во всем величии деталей, тем сложнее нам будет объяснить при помощи простой теории, каким образом получилось так, что она такова. Изучающие историю человечества прекрасно понимают этот парадокс, но космологи принимают его с трудом.

Солнечный принцип предполагает, что многим из более экзотических предположений космологии предстоит пасть. Совсем недавно, в начале семидесятых, черные дыры все еще считались теоретическим курьезом, который нельзя воспринимать серьезно. (Даже Эйнштейн утверждал, по словам Фримэна Дайсона (Freeman Dyson), что черные дыры — это «пятно, которое из его теории уберет хорошая математическая формулировка».) Постепенно, в результате обращения в эту веру Джона Уилера и других, черные дыры стали восприниматься как реальные объекты. Многие теоретики теперь уверены, что почти все галактики, включая нашу собственную, имеют в своей основе черные дыры. Причиной признания этого является то, что никто не может представить лучшего способа объяснить неистовое вращение материи в центре галактик.

Эти аргументы проистекают от нашего незнания. Астрономам следует спросить себя: если их каким-то образом доставят в центр туманности Андромеды или нашего Млечного Пути, то что они там найдут? Найдут ли они там что-то, напоминающее черные дыры, описанные современной теорией, или встретят нечто совершенно другое, такое, что никто никогда себе не представлял и не мог представить? Солнечный принцип предполагает, что более вероятен последний вариант. Мы, люди, можем никогда не заглянуть прямо в скрытое пылью сердце нашей собственной Галактики, не говоря уже о других галактиках, но мы можем узнать, достаточно, чтобы поставить под сомнение гипотезу о черных дырах. Мы можем узнать достаточно, чтобы еще раз узнать, как мало мы знаем.

То же самое относится и ко всей космологии в целом. Мы узнали один удивительный основополагающий факт о Вселенной. Мы знаем, что Вселенная расширяется и могла уже расширяться от 10 до 20 миллиардов лет, точно так же, как биологи знают, что вся жизнь произошла от общего предка путем естественного отбора. Но то, что астрофизики преодолеют свое базовое понимание, так же маловероятно, как и то, что биологи прыгнут за дарвинизм. Дэвид Шрамм был прав: конец восьмидесятых и начало девяностых запомнятся как золотой век космологии, когда область достигла идеального равновесия между знанием и незнанием. По мере появления большего количества данных космология с ее обширной коллекцией эмпирических фактов, лишь слабо связанных теорией, будет больше походить на ботанику.

Конец открытий

В конце концов ученые перестанут наслаждаться бесконечной способностью открывать новые интересные вещи о Вселенной. Мартин Харвит (Martin Harwit), астрофизик и историк науки, до 1995 года возглавлявший Смисониевский институт по изучению национального воздушного пространства и Музей космоса в Вашингтоне, округ Колумбия, выразил свою точку зрения в книге «Космическое открытие» (Cosmic Discovery, 1981):

«История большинства открытий следует по обычному пути, независимо от того, рассматриваем ли мы разнообразие насекомых, исследование океанов в поисках континентов и островов или поиск запасов нефти в недрах земли. Есть начальный подъем скорости открытий в связи с привлечением все большего количества исследователей. Новые идеи и техника привлекаются к поиску, и скорость открытий увеличивается. Однако вскоре количество открытий, которые можно сделать, уменьшается, и скорость открытий идет вниз, несмотря на высокую эффективность разработанных методов. Поиск приближается к концу. Случайное, ранее пропущенное свойство может быть найдено, или встретится особо редкий вид; но скорость открытий начинает быстро идти вниз, а затем снижается до тонкой струйки. Падает интерес, исследователи уходят из области, и фактически не остается никакой активности» [83] .

83

Harvit, M. Cosmic Discovery.Cambridge, 1981, pp. 42–43.

В 1995 г. Харвит подал в отставку с поста директора Смисониевского института по изучению национального воздушного пространства и Музея космоса в Вашингтоне во время жесточайшего спора по поводу экспоната под названием «Последний акт: атомная бомба и конец Второй мировой войны», за который он отвечал. Ветераны войны, да и не только они, жаловались, что экспонат очень критически представлял решение США сбросить атомные бомбы на Хиросиму и Нагасаки.

В отличие от большинства экспериментальных областей науки, указал Харвит, астрономия — это, по сути, пассивная деятельность. Мы можем обнаружить небесные явления только через информацию, падающую на нас с неба, большей частью в форме электромагнитного излучения. Харвит высказал различные догадки о совершенствовании уже развитых технологий наблюдения, таких как оптические телескопы, а также других, пока еще находящихся в стадии разработки, например детекторов гравитационных волн. Он представил график, оценив скорость, с которой делались новые космические открытия в прошлом и с какой они будут делаться в будущем. График представляет собой кривую в форме колокола, резко идущую вверх в 2000 году. К этому году мы обнаружим, грубо говоря, половину всех явлений, которые мы можем обнаружить, как прогнозирует Харвит. К 2200 году мы откроем примерно 90 процентов доступных для открытия явлений, а оставшиеся будут раскрываться со все уменьшающейся скоростью на протяжении нескольких последующих тысячелетий.

Конечно, соглашается Харвит, различные факторы могут изменить этот график:

«Политика может повлиять на уменьшение финансирования астрономии в будущем. Война может фактически остановить исследования, хотя послевоенное время, если такое будет, может обеспечить астрономов оборудованием, от которого отказались военные, и это снова увеличит скорость открытий» [84] .

И в плохом можно найти хорошее.

Конечно, ироническая космология продолжится, пока у нас есть поэты с таким же воображением и амбициями, как у Хокинга, Линде, Уилера и, разумеется, Хойла. Их видение является ограниченным, так как оно охватывает определенный круг нашего эмпирического знания, но одновременно и стимулирующим, так как свидетельствует о безграничности человеческого воображения. В своем лучшем виде ироническая космология может держать нас в приподнятом состоянии. Но это не наука.

84

Там же, c. 44. «Я нашел эту цитату из Донна в конце эссе биолога Лорена Эйсли „Космическая тюрьма“» («Хорайзен», август 1970), с. 96–101.