Космология и время

В книге Б. Кригера большое внимание уделяется вопросу восприятия и понимания времени, его влияния на результаты космологических исследований. Рассуждения автора о времени можно условно разделить на три категории. В большей степени проблема влияния нашего восприятия времени на научные результаты касается философии, в меньшей степени физиологии и в наименьшей степени — физики.
Вообще о физике и физическом смысле времени корректно рассуждать проблематично. Например, точное определение физического смысла времени отсутствует как в школьном, так и в институтском учебнике, в отличие от строгих определений работы, энергии, силы тока или давления. Дело в том, что время, длина, масса, заряд являются основными понятиями, а работа, энергия или сила тока — производными. Существуют специальные эталоны длины, массы и времени, однако сами эти понятия являются в большей степени интуитивными или аксиоматичными. Понятие времени нельзя унифицировать, как это было в ньютоновской механике, то есть не существует единого «абсолютного времени». Мы можем рассуждать только об относительном времени применительно к некоторой системе отсчета. В теории относительности утверждается, что время должно рассматриваться неотрывно от пространства. Однако теория относительности не добавляет понимания времени, время рассматривается с формальной точки зрения как отдельный параметр. Тем не менее де-факто мы располагаем вполне адекватными теориями в других областях естествознания, поэтому аксиоматичность определения времени не является проблемой в физике.
Еще сложнее согласиться со скепсисом автора относительно проблем, связанных с физиологическим восприятием времени. Вообще говоря, появление и развитие науки не было бы возможно, если бы она строилась только на основе впечатлений отдельных индивидов. Наилучшим критерием в споре с позицией Б. Кригера является практика. Например, в физике элементарных частиц мы можем регистрировать частицы с очень малым временем жизни, которые человек не в состоянии почувствовать. Так, время жизни в состоянии покоя мезона составляет ~3*10^-8 сек, мезона ~5*10^-13 сек, а мезона ~8*10^-17 сек! В лазерах мы научились генерировать фемтосекундные импульсы (10^-12 сек), хотя с точки зрения физиологического восприятия речь идет о колоссально разномасштабных временах, которые невозможно почувствовать в силу физиологического строения человеческого организма. В отличие от космологических времен, приведенные выше времена лазерных импульсов находятся на временной шкале в противоположной стороне. Примерно такое соотношение масштабов времен мы можем получить, если сравним один день человеческой жизни со временем существования Вселенной. Однако, несмотря на разномасштабность процессов и невозможность физиологического ощущения коротких интервалов времени, физика микромира благополучно развивается. Тогда почему бы и в космологии не повторить этот успех?
Наиболее проблематично дать оценку философскому аспекту восприятия времени, поскольку здесь нет и не может быть объективных критериев. В философии существуют только субъективные оценки, и каждый может верить в свою точку зрения. Несмотря на видимую логичность философских рассуждений невозможно дать априорную оценку влиянию на результат для каждого спекулятивного фактора. В то же время практика показывает, что в любой философской полемике побеждает та точка зрения, которую исповедует субъект познания. Философия всегда являлась важным спутником науки, который задавал вектор ее дальнейшего развития, но использование философии в качестве ограничителя познания является некорректным, поскольку научный прогресс всегда определялся практикой.

Космология и перспективы познания

В заключении книги автор достаточно четко формулируется мысль, в которой ставится под сомнение возможность познания Вселенной, пространства и времени с помощью человеческого разума, который как бы связан биологическими рамками восприятия информации. Более того, автором формулируется принцип неопределенности Вселенной. Попробуем разобраться в справедливости этого принципа.
С одной стороны, обсуждаемая идея не нова, поскольку вопрос принципиальной возможности (ограниченности) человеческого разума (а значит, и науки в целом) в познании окружающего мира неоднократно обсуждался философами начиная с XVIII века. В разные времена высказывался довольно широкий спектр мнений по этому вопросу, начиная от разных форм идеализма и заканчивая кантианством и махизмом. Мы не будем оспаривать влияния философии науки на саму науку, однако отметим, что эта система имеет и обратную связь. Локальные затруднения в науке способствуют появлению скептических философских течений, и наоборот, успехи науки стимулируют обратную точку зрения. Прямая дискуссия между «оптимистами» и «скептиками», по всей видимости, бессмысленна, поскольку философия является не наукой, а неким набором понятий-аксиом, или призмой, посредством которой человек обрабатывает внешнюю информацию. Однако можно обратиться к объективным критериям. Одним из главных критериев успешности науки всегда считалась практика, и в частности технический прогресс. Мы не вправе отрицать наличие технического прогресса за последние 100 или 200 лет, поэтому можем утверждать, что в принципе мир является познаваемым. Следовательно, проблема ограничения возможности научного познания, которую сформулировали идеалисты, касающаяся адекватности восприятия и передачи информации в виде субъективных впечатлений и ощущений, оказалась в большей степени спекулятивной.
В этом вопросе наиболее конструктивной является точка зрения основателя постпозитивизма, американского философа Карла Поппера. Согласно представлениям постпозитивизма, мы можем получать все более адекватные научные теории, которые более точно описывают мир и позволяют объяснить новые наблюдательные факты. Однако абсолютно точной картины мы никогда не получим, поскольку всегда найдется «нечто», что остается за кадром. При такой методологической позиции исследователя занятие наукой имеет смысл, так как существует перспектива познания.
С другой стороны, некоторую новизну вопросу принципиальной возможности человеческого познания придает перенос Б. Кригером этой темы в область космологии, которая имеет свои специфические отличия от других естественных наук. Как справедливо замечает автор, в космологии человек является лишь наблюдателем, который не только не может поставить эксперимент, но и не способен изменить место и время (!) наблюдения. Гипотетический полет к ближайшей звезде Альфа Центавра или к ближайшей галактике Туманность Андромеды (М31) с точки зрения получения новой космологической информации ничего не даст, поскольку путешествие наблюдателя в пространстве даже на несколько миллионов световых лет является ничтожным перемещением по сравнению с размерами Вселенной. Кроме того, нужно отдавать себе отчет, что фактически мы наблюдаем статичную Вселенную. Вселенная, которую мы видим «сейчас» и будем видеть через миллион лет, не претерпит существенных изменений, — даже миллион лет наблюдений окажется малым сроком по сравнению с возрастом в 14 млрд. лет. Да и вообще, нам хотелось бы получить ответ не через миллионы лет, а в более разумные сроки. Между тем кроме сложностей для космолога-исследователя существуют и благоприятные факторы. Например, из-за ограниченности распространения сигнала скоростью света мы можем наблюдать формирующиеся далекие галактики, которые находятся на разных стадиях эволюции. Хотя мы не способны зарегистрировать динамику изменения Вселенной в течение своей жизни, мы можем наблюдать отдельные объекты Вселенной в далеком прошлом, что в принципе может позволить реконструировать эволюцию Вселенной от нашего времени до этапа формирования галактик с большой степенью достоверности. Именно в этом направлении мы располагаем на сегодняшний день относительно полными наблюдательными данными, и поэтому именно здесь мы в праве ожидать получения новых результатов в уже ближайшем будущем.
В свете этого становится понятным происхождение тезиса о неопределенности Вселенной, которым оперирует Б. Кригер. Как уже утверждалось выше, скептическое отношение к принципиальной возможности познания всегда являлось следствием появления в науке локальных кризисов. Однако в настоящее время было бы некорректным утверждать наличие в космологии явного кризиса. Скорее всего, дело в том, что современная космология не оправдывает наших ожиданий. С чем это связано? Мы должны честно признать, что еще слишком поверхностно изучили Вселенную. Тем не менее, располагая недостаточной исходной информацией, мы пытаемся поспешно строить глобальные теории. Занимаясь селекцией изначально неполных исходных данных под заранее выбранную модель, космологи получают формальные математические решения, которые потом как-то интерпретируются и выставляются на обозрение широкой публике. Вполне естественно, что поспешные теории, которые штампуются, словно пряники, со стороны производят впечатление беспомощности науки.
Еще большее уныние вызывает принцип объяснения одного непонятного через другое, который космологи заимствовали из религии. На самом же деле мы еще слишком мало изучили Вселенную, чтобы претендовать на получение точных теорий. Тезис Б. Кригера о неопределенности Вселенной является вполне ожидаемой реакцией на сложившееся в космологии положение дел, однако он является поспешным, точно так же как и современные космологические теории. Мы еще слишком мало изучили Вселенную, чтобы говорить о неопределенности в ней или невозможности ее познания, даже если точка зрения автора впоследствии окажется справедливой.
Чтобы получить более адекватные теории, предстоит найти ответы на множество локальных вопросов, которые уже как бы решены. Основной задачей на ближайшие годы является уточнение всевозможной сопутствующей информации, которая зачастую известна весьма приблизительно или оценочно: уточнение расстояний, начальной функции масс, влияния межзвездного поглощения, оценок темпа звездной эволюции, возраста Вселенной и т. д.
Современные технические возможности позволяют уже в ближайшем времени реализовать спутниковые телескопы-интерферометры с большим базисом, что позволит не только перейти на новый уровень точности измерений, но и получить новые результаты. Без этого промежуточного шага давать какие-то определенные прогнозы относительно далеких перспектив космологии проблематично и безответственно. Вопросы, на которые пытается ответить космология, настолько масштабны и фундаментальны, что не допускают спешки и неаккуратности со стороны исследователя. По крайней мере с нашей стороны было бы довольно нескромно считать иначе. Наиболее вероятно, что мы не получим окончательного ответа на космологические вопросы при своей жизни. Это может быть неутешительным для нас, но для науки время — не главное. Главное заключается в том, что до сих пор наука умела находить ответы на поставленные перед ней вопросы. Именно этот факт придает нам уверенность в том, что и космология сможет найти правильный ответ на вопрос о происхождении и будущем Вселенной.
-----

1. Wilkinson Microwave Anisotropy Probe .
2. Попов С. Б. Сверхсветовое разбегание галактик и горизонты Вселенной: путаница в тонкостях; Прохоров М. Е. Может ли наша Вселенная быть конечной и топологически сложной?
3. Schwarz D.J., Starkman G. D., Huterer D., Copi C.J. Is the low-l microwave background cosmic? arXiv:astro-ph/0403353v3
4. Страйжис В. Звезды с дефицитом металлов. Вильнюс, 1982.
5. Сурдин В. Г., Ламзин С. А. Протозвезды. Где, как и из чего формируются звезды.
6. Захаров А. И. Из личной переписки.