Неизвестен Автор - Рассказывают ученые
Перспективы науки о космосе
На вопросы отвечает Герой Социалистического Труда,
академик
В. А. Амбарцумян
Имеют ли основания разговоры о том, что в современной астрономии назрела революция, подобная революции в физике, совершившейся на рубеже XIX - XX столетий? Если да, то в чем эта революция состоит?
Фактически эта революция уже происходит. В отличие от физики, которая занимается изучением общих законов природы, астрономию интересует вопрос о том, какие небесные тела существуют, какова природа тех конкретных тел, из которых состоит Вселенная. В физике революция состояла в замене старых законов новыми, более общими. Кстати сказать, в настоящее время эта революция почти закончилась. Современные успехи физической науки - это в большинстве случаев результат применения уже известных общих теорий. Но, конечно, до сих пор наблюдаются "отголоски" этой революции в виде проникновения новых физических теорий и методов в другие науки.
В астрономии революционная ситуация носит несколько иной характер. До недавнего времени считалось, что окружающая нас Вселенная населена звездами, туманностями и планетами. Считалось, что именно из этих объектов состоит каждая галактика. Однако в результате астрономических наблюдений последнего времени мы столкнулись с объектами совершенно нового типа ядрами галактик, квазарами, пульсарами. Явления, происходящие в этих космических телах, совершенно необычны, и их описания в рамках фундаментальных теорий встречаются с серьезными трудностями.
Таким образом, впервые за три тысячи лет астрономы начали исследовать принципиально новые объекты.
Иногда можно услышать мнение о том, что современные астрономия и физика приблизились к исчерпанию основных законов природы. Обоснована ли подобная точка зрения?
Действительно, существует тенденция думать, что вся совокупность известных и даже еще неизвестных явлений природы может быть сведена к современным фундаментальным физическим законам. Но мир бесконечно разнообразен. И потому предположение о том, что бесконечное разнообразие явлений природы может быть понято с помощью фундаментальных законов и теорий, являющихся обобщением ограниченного и недостаточного круга известных нам фактических данных, вряд ли правильно.
Нельзя думать, что система законов теоретической физики, полученная на каком-либо этапе развития науки, окажется окончательной и абсолютно точной. И поэтому надежды на то, что мы уже находимся на пороге создания окончательной картины мира, наивны.
Мир устроен совсем не так просто, как нам хотелось бы. Он бесконечно разнообразен, и поэтому на каждом этапе развития науки наши знания представляют собой лишь определенную степень приближения к истинной его картине. Но всякий раз новые наблюдения расширяют эти представления. Так было и так будет всегда.
Нередко современные физики и астрофизики считают, что выдвигать принципиально новые теории для объяснения новых фактов нельзя до тех пор, пока не исчерпаны все возможности их объяснения с помощью существующих теорий. Считаете ли вы правомерной подобную точку зрения?
Нет! Хотя бы потому, что возможности уже существующих "старых" теорий никогда нельзя исчерпать. И в пределах уже известных теорий всегда останутся новые возможности.
История науки показывает, что принципиально новые идеи, как правило, выдвигались еще тогда, когда попытки объяснения тех или иных явлений с позиций уже существующих теорий были заведомо далеки до исчерпания.
Каким открытиям в области изучения Вселенной вы придаете особенно важное значение?
Наиболее важными мне представляются неожиданные открытия, которые кажутся необычными, диковинными. Хотя это вовсе не означает, что систематические исследования "обычных" объектов не могут приводить к фундаментальным результатам. И все же неожиданное всегда обращает на себя внимание.
На современном этапе мы переживаем эпоху величайших астрономических открытий, при которых вскрываются принципиально новые явления во Вселенной.
Как вы относитесь к той точке зрения, что все бесконечное разнообразие Вселенной можно описать с помощью конечного числа фундаментальных законов, подобно тому, как с помощью десяти цифр можно описать бесконечное множество чисел натурального ряда?
Открытия последних лет в области астрофизики свидетельствуют о том, что эта точка зрения неверна, что истина противоположна этой точке зрения: природа бесконечно глубока.
Теоретический аппарат современной физики не является последним словом нашего познания. Попытки описать диковинные явления, открытые за последние годы, в рамках современных фундаментальных физических теорий встречают во многих случаях серьезные трудности. Это означает, что естествознание идет к признанию "неизбежности все более странного мира".
Каких же явлений можно ожидать за границами применимости современных фундаментальных физических законов?
Основными физическими законами, которые накладывают ограничения на характер происходящих в природе явлений, служат "законы сохранения". Среди них особо важную роль играют законы сохранения энергии, момента количества движения (вращательного момента) и числа барионов. Вполне можно ожидать, что если количество новых открытий в астрономии будет возрастать теми же темпами, что и в настоящее время, то будут обнаружены факты, которые приведут к изменению этих законов.
Значит ли это, что изменятся сами эти законы, их содержание или расширятся лишь границы их применимости, то есть они распространятся на новые, неизвестные ранее формы материи? Видимо, и то и другое. Но при этом следует подчеркнуть, что и старые законы будут, конечно, продолжать применяться к определенной области явлений. Какими бы ни были новые теории, они должны включать в качестве частных или предельных случаев старые - в тех границах, в которых применимость последних экспериментально подтверждена.
Имеются ли какие-либо принципиальные особенности в познании астрофизических объектов?
Разумеется. Астрономия - наука наблюдательная. Наблюдение - основной ее метод. И в этом смысле она весьма существенно отличается от остальных разделов физики, которые являются экспериментальными. Изучение любых объектов основано на сравнении их различных состояний. Экспериментатор, меняя условия опыта, имеет возможность, так сказать, активно, по своему желанию вызывать необходимые изменения сам. Наблюдатель же должен ждать, пока такие изменения произойдут в природе. Еще одна трудность состоит в том, что повторные наблюдения того или иного явления часто оказываются возможными лишь через весьма длительные промежутки времени. Экспериментатор же в принципе может повторить опыт какое угодно число раз.
Однако было бы ошибкой думать, что наблюдательные исследования абсолютно пассивны.
В своих исследованиях космических объектов астрофизики отнюдь не беспомощны. Обнаружив интересное, заслуживающее внимания явление и наблюдая его, астрофизик сознательно подбирает для наблюдений другой объект, где имеются основания ожидать те же явления, но в измененных условиях. Но, конечно, для этого приходится искать, и часто искать довольно долго. Например, меня в настоящее время интересуют явления, происходящие в так называемых "красных карликах". Это - вспышки, продолжающиеся обычно несколько минут, при которых яркость такой звезды неожиданно возрастает в 10 - 100 раз. Возник вопрос: а что произойдет, если во время вспышки яркость звезды увеличится, скажем, в 500 раз? Как получить на него ответ? Физик в таких случаях поставил бы соответствующий эксперимент, астроном вынужден ждать. Но это активное ожидание, поскольку астроном концентрирует свое внимание именно на тех объектах, где интересующее его явление может произойти.
В этом и заключается специфика астрофизических исследований - активно выбирать и ждать. С философской же точки зрения и эксперимент и наблюдение - опыт, только в одном случае более активный, а в другом - более пассивный.
Можно ли предположить, что сложность описания современной наукой некоторых астрономических и физических явлений связана с недостаточностью наших знаний и что со временем это описание станет более простым?
Вообще говоря, степень сложности описания данного явления природы по мере развития науки действительно уменьшается. Но это связано главным образом не с углублением наших знаний, а с прогрессом способов изложения, Например, развитие нового математического аппарата часто позволяет более просто описать те или иные природные процессы. Хотя, разумеется, достижение более простого описания явлений в какой-то степени связано и с расширением и углублением наших знаний. Ведь все наши теории - это не что иное, как обобщение опыта, наблюдаемых фактов. И если нам в процессе познания природы удается прийти к лучшему обобщению фактов, это, естественно, влечет за собой и более совершенное их описание.
