CC BY
53
ВРЕМЯ. ИДЕИ. НАУКА XXI В.
УДК 539.12
ЭПИСТЕМОЛОГИЧЕСКАЯ ОБЪЕКТИВНОСТЬ НАУКИ
В СВЕТЕ СОВРЕМЕННОГО РАЗВИТИЯ ФИЗИКИ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ И КОСМОЛОГИИ
Г.М. Верешков, Л.А.Минасян
В настоящей статье рассматривается эпистемологический поворот в современной науке, связанный с открытиями фундаментальной физики на рубеже ХХ-ХХ1 вв., установившими новые структурные элементы Вселенной, в которой мы обитаем. Речь идет о Темной материи (ТМ) и Темной энергии (ТЭ). Ключевая проблема фундаментальной физики и космологии состоит в том, что ни Темная материя, ни Темная энергия не могут быть описаны исчерпывающим образом на основе существующих теорий элементарных частиц и гравитации. Для объяснения новых явлений обращение к новой физике неизбежно. Последствия приобретения новых знаний, полученных в ходе исследований Темной материи и Темной энергии, сегодня прогнозу не поддаются, но одно можно с уверенностью сказать: они потребуют новых методологических подходов в интерпретации научных фактов и приведут к становлению нового стиля мышления [1].
В связи с этим в первую очередь должна быть рассмотрена проблема эпистемологи-ческойобъективности науки вообще, а также с учетом тех аспектов, которые проявили себя в связи с получением новейших результатов в современной физике элементарных частиц
Верешков Григорий Моисеевич - кандидат физико-математических наук, профессор Южного федерального университета, г. Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 5 , тел. 89094135127; E-mail: [email protected] 09.00.08 - Философия науки и техники;
Минасян Лариса Артаваздовна, доктор философских наук, профессор, заместитель директора по научной работе Ростовского технологического института сервиса и туризма (филиала) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования, 344018, г. Ростов-на-Дону, ул. Варфоломеева, 215; тел. 89282135538, E-mail: minasyan@rostinserv. ru. 09.00.08 - Философия науки и техники.
и космологии. В работе Е.А. Мамчур "Образы науки в современной культуре" [2] представлена аргументированная полемика по проблеме эпистемологической объективности и критика таких разновидностей эпистемологического релятивизма, как персоналистский релятивизм, когнитивный релятивизм и культурно-историческая версия эпистемологического релятивизма. Мы отсылаем читателя к этой глубокой и содержательной монографии. Используя результаты этой работы, мы поставили своей задачей в настоящей статье рассмотреть данную проблему с учетом достижений и трудностей, которые сложились в настоящее время на переднем крае развития физической науки. Анализ особенностей современного состояния физики элементарных частиц и космологии будет проводиться в методологическом ключе раскрытия следующих моментов эпистемологической объективности:
- различные аспекты проблематизации истины;
- различие двух типов научных задач: в рамках нормальной науки и на переднем крае исследований;
- элементы "эмпирической невесомости" и связанная с ними теоретическая нагружен-ность экспериментов.
Vereshkov Grigori Moisseevitch - candidate of physics and mathematics' sciences, professor of South federal University, Rostov-on-Don, Zorge street, 5. Mobile: 8 909 4135127, E-mail: [email protected]/ 09.00.08 - Philosophy of Science and Technique;
Minasyan Larisa Artavazdovna, doctor of philosophic sciences, professor, deputy of rector of the scientific and research work in Rostov technological institute of service and tourism (branch) federal government budget of educational institutions of higher education "South-Russian State University of economics and service", 344018, Rostov - on - Don, Varfolomeev street, 215, mobile: 8 928 2135538, E-mail: minasyan@rostinserv. ru. 09.00.08 - Philosophy of Science and Technique.
Прежде чем рассматривать собственно теоретические и экспериментальные проблемы современной физики, представляется справедливым четко обозначить авторскую философско-методологическую позицию по отношению к вышеуказанным проблемам.
Е.А. Мамчур определяет эпистемологический релятивизм как доктрину, "согласно которой среди множества точек зрения, взглядов, гипотез и теорий относительно одного и того же объекта не существует единственно верной - той, которая может считаться адекватной реальному положению дел в мире" [2, с. 16]. Выделяя три вида эпистемологического релятивизма, автор отмечает, что персоналистский релятивизм мерой всех вещей выставляет человека; когнитивный релятивизм утверждает, что в научном познании вообще не существует критериев адекватности научных теорий действительности - все они объявляются равноценными и равноправными. Культурно-историческая версия эпистемологического релятивизма настаивает на диахроничности бытия научного познания, в силу чего характер и содержание научного знания детерминируется той культурой, в рамках которой это знание развивается. Особую заслугу автора исследования мы видим в том, что Е.А. Мамчур провела четкое разведение понятий релятивности и релятивизма, не оставляя никаких лазеек для мастеров в искусстве "подмены знаков". Ведь о релятивности, относительности объективной истины говорилось всегда в отечественной философии XX века, это своего рода азбучное положение, которое можно найти на страницах любого учебника или учебного пособия по философии. Е.А. Мамчур подчеркивает, что релятивность превращается в релятивизм, когда зависимость содержания знаний от культурных стереотипов и мировоззренческих предпосылок, которая, по ее глубокому убеждению, всегда частична, становится, напротив, глобальной, всепоглощающей [2, с. 16].
Противостояние эпистемологической объективности и эпистемологического релятивизма имеет свои корни в трудностях, связанных со сменой и кризисностью перехода от классической парадигмы естествознания к неклассической в период становления квантовой физики, болевые точки которой, собственно, и явились посылом для развития релятивизма. Достаточно напомнить, что ос-
новной регулятив учения неопозитивистов, представленный ими в том числе и принципом верификации, основывался на убеждении о том, что наука представляет собой форму объективного знания; научную истину они рассматривали как совпадение высказываний с непосредственным опытом человека. Другими словами, эпистемологическая объективность на первых порах принималась целиком и полностью. Подобная позиция, определяемая в истории философской мысли как классическая концепция истины, имеющая также названия теории соответствия или корреспондентской теории истины, отталкивалась в своей основе от убеждения, что предмет познания не зависит от самого знания. А потому путь приведения в соответствие знания о предмете с самим предметом однозначен и интуитивно понятен. Между тем, данная концепция натолкнулась в ходе развития науки на ряд проблем. Заслуга неопозитивистов состоит в том, что они фокусировали внимание на этом, пытаясь доказать, что один и тот же эмпирический факт может по-разному интерпретироваться различными теоретическими системами. Осознание невозможности достижения полной верификации законов привело одних представителей этого направления к убеждению, что в науке вообще нет окончательных истин, других - к принятию когерентной теории истины.
С нашей точки зрения вывод, согласно которому все теории в равной степени не являются обоснованными и можно говорить только о степени вероятности каждой из них по отношению к имеющемуся эмпирическому базису, свидетельствует о недопустимом смешении понятий релятивности знания и релятивизма, недопонимании диалектики абсолютного и относительного в объективной истине.
Проблемы эпистемологической объективности в философии науки XX века были поставлены и обсуждены в контексте развития квантовой физики. Ричард Фейнман на страницах книги "Характер физических законов" так характеризует сложившуюся ситуацию, связанную с установлением корпус-кулярно-волнового дуализма микрообъектов: «Трудность здесь чисто психологическая -нас постоянно мучает вопрос "Как же так может быть?", в котором отражается неконтролируемое, но совершенно необоснованное стремление представить себе все посредством чего-то очень знакомого. Я не стану приво-
дить никаких аналогий с чем-нибудь всем нам знакомым, а просто расскажу, как обстоит дело. Было время, когда газеты писали, что теорию относительности понимают только двенадцать человек. Мне лично не верится, что это правда. Возможно, было время, когда ее понимал только один человек, так как только он разобрался в том, что происходит, и не написал еще об этом статьи. После же того, как ученые прочли эту статью, многие так или иначе поняли теорию относительности, и, я думаю, их было больше двенадцати. Но, мне кажется, я смело могу сказать, что квантовой механики никто не понимает» [3, с. 139]. Хорошо известен афоризм Льва Давидовича Ландау, который, по нашему мнению, более полно раскрывает сентенцию, высказанную Фейнманом: "Человек может понять даже то, что представить себе не может" [4]. Фейнман имеет в виду, что природу дуализма никто не понимает. Ландау же акцентирует внимание на том обстоятельстве, что никто не может себе это представить, но мы обязаны понимать, какие следствия могут быть извлечены из сложившегося положения дел.
Действительно, у нас нет представления, нет аналога двойственности поведения объектов в макромире. Это и составляет основу для возникновения многих интерпретаций той проблемы, которая в самом сердце физической науки не решена, а за неимением другого просто обозначена в статусе исходного постулата теории. Но поразительно, что при такой недоопределенности теории все возможные следствия из нерелятивистской квантовой физики абсолютно точно экспериментально проверены и не допускают возможности привлечения для своего объяснения каких-либо равноправных и равноценных с ней других теорий. В этом смысле нерелятивистская квантовая физика абсолютно однородна и экспериментально проверена с высокой точностью. Это на сегодняшний день единственная теория нерелятивистского микромира, адекватно описывающая огромный круг явлений, определяющая технологические возможности в других отраслях науки и техники, подтвержденная множеством практических приложений. В этом смысле объективистский статус нерелятивистской квантовой физики столь же высок, как и у классической физики. В свете сказанного становится понятно, что в этом случае идеология когнитивного релятивизма не срабатывает. Что же касается
персоналистского и культурно- исторического разновидностей релятивизма, то они в данном ракурсе рассмотрения сохраняют свои позиции, но только по отношению к интерпретации исходного постулата теории и опять же никак не влияют на научно-исследовательскую программу нерелятивистской квантовой физики, очерченную четко обозначенными границами применимости.
Если вести речь о релятивистской квантовой физике, то следует признать, что на начальном этапе развития физики элементарных частиц (40-50-е годы прошлого века) действительно не было единого мнения, на каких принципах может быть построена теория. Это породило много моделей, не получивших в итоге статуса научной теории, которые можно было считать равноценными и равноправными в духе когнитивного релятивизма. Это и мезонная теория, и теория бутстрапа, и теория адронных струн, аксиоматическая теория в нескольких формулировках. Эти модели друг в друга не переходили, плохо увязывались друг с другом, так что философская проблематика, заявленная когнитивным релятивизмом, опять оказалась в центре внимания. Однако, начиная с последней четверти XX в., ситуация изменилась - была построена теория элементарных частиц, имеющая исторически сформировавшееся название "Стандартная Модель электромагнитных, слабых и сильных взаимодействий кварков и лептонов" (СМ).
Стандартная Модель основана на нетривиальной идее о геометрической интерпретации физических взаимодействий (электромагнитного, сильного и слабого), что раньше использовалось только в общей теории относительности для гравитационного поля в классическом варианте. Геометризация была проведена последовательно для всех видов указанных взаимодействий, что привело к созданию теории, описывающей все экспериментальные факты, полученные на современных ускорителях. Можно сказать, что в Стандартной Модели получает дальнейшее наполнение и закрепляет свой статус тезис о том, что мы должны понимать то, что в принципе не можем себе представить. Ведь помимо корпускулярно-волнового дуализма, на повестку дня выходят непредставимые концепции расслоенного пространства, топологии многомерного пространства и т.д. Клубок проблем множится по причине того, что микроскопическая структура расслоений
нам неизвестна. Здесь опять имеют место различные модели построения: это теория многомерного пространства Калуца-Клейна, построенная на постулате о компактификации дополнительных пространственных измерений, петлевая геометрия с содержащейся в ней идеей дискретного пространства-времени, теория пропространства, в которое вложено наше пространство-время и др.
Эти математически осмысленные образы мы себе наглядно никак представить не можем, но понимаем, о чем идет речь и, главное, извлекаем из этих моделей определенные следствия, которые подчиняются экспериментальной проверке. Уже сейчас достигнуто понимание того, что каждая точка пространства обладает внутренними симмет-риями; более того, установлена соответствующая группа симметрий, но по-прежнему неизвестно, что же является носителем этой симметрии. Проблем много. Но и имеющийся уровень Стандартной Модели позволяет получать результаты, свидетельствующие о колоссальном прорыве в науке, подтверждающими и усиливающими тезис, высказанный Ландау. СМ детально проверена в коллайдер-ных экспериментах. Из 118 полевых степеней свободы СМ с простейшим хиггсовским сектором экспериментально верифицированы 117. Оказалось, что свойства верифицированных объектов полностью соответствуют предсказаниям теории. Последний 118-й объект СМ - хиггсовский бозон - планируется обнаружить в экспериментах на Большом адронном коллайдере (БАК). В более сложной версии СМ расширен ее хиггсовский сектор: число полевых степеней свободы равно 122; хиггсовский сектор состоит из двух нейтральных скалярных бозонов, одного нейтрального псевдоскалярного бозона и двух заряженных бозонов. Экспериментальное исследование расширенного хиггсовского сектора также планируется на БАК. Приведем в связи с этим оценки, сделанные Нобелевским лауреатом по физике 2005 г. Дэвидом Гроссом: "Сотни экспериментов, проведенных, в основном на ускорителях элементарных частиц, позволили проникнуть в структуру материи на расстояния до 10-18 см (миллиардные доли миллиардных долей сантиметра). И во всех этих экспериментах теория - Стандартная Модель - работает очень хорошо.
Точность экспериментальной проверки Стандартной Модели необычайно высо-
ка. В случае квантовой электродинамики (КЭД) мы иногда можем проверить теоретические предсказания с точностью до единицы на 1010 — поразительное достижение и с точки зрения эксперимента, и с точки зрения теории. В случае объединенной теории электрослабых взаимодействий точность экспериментальных проверок теории иногда приближается к единице на 100 000. И даже в случае сильных взаимодействий мы сегодня имеем точность экспериментальной проверки предсказаний кантовой хромодинамики (КХД) с погрешностью менее одного процента, приближающуюся в некоторых экспериментах к одной тысячной.
Таким образом, Стандартная Модель, сформулированная на основе квантовой теории поля, необычайно успешна. Более того, не предвидится никаких оснований полагать, что эта общая концептуальная модель (квантовая теория поля) не работает вплоть до масштабов, соизмеримых с длиной Планка (где начинают проявляться квантовые эффекты гравитации), которая составляет порядка 10-33 см. Завершение теоретической разработки Стандартной Модели - одно из величайших естественнонаучных достижений ХХ века. Мы развили всеобъемлющую теорию всех негравитационных сил, действующих в природе, работающую в интервале расстояний начиная с длины Планка и заканчивая размерами Вселенной, то есть различающихся на 60 порядков!" [1].
Таким образом, и сегодня, несмотря на нерешенные проблемы Стандартной Модели, о которых будет сказано ниже, нет никаких оснований полагать, что для описания всех ускорительных данных может быть привлечена какая-либо другая, равноценная и равнозначная теория. По крайней мере, авторам статьи такие теории не известны. Если 30 лет тому назад посылы когнитивного релятивизма еще могли срабатывать, то сейчас для этого оснований нет. Скорее следует согласиться с позицией, высказанной Имре Лакатосом, о приоритете исследований в рамках установившейся научно-исследовательской программы, несмотря на аномалии, до тех пор, пока эта программа прогрессирует [5].
Важно проводить различие между двумя типами задач, обсуждаемых в науке: процесс "нормальной науки", направленный на получение новых подтверждений уже сложившейся исследовательской программы, проводимый
в рамках уже сложившейся базисной теории или вблизи границ ее применимости, и исследования на переднем крае науки, которые идут в направлении создания новой унифицированной теории с формированием ее твердого ядра. Новая теория не может возникнуть сразу в правильной и окончательной форме, она не просто упорядочивает описание, а задает направление исследований. Это приводит к постановке экспериментов другого типа, к переходу от экспериментов в режиме наблюдения явлений к экспериментам в режиме диалога с природой. Диалог же своим основанием имеет не отдельную теорию, описывающую некоторый фрагмент реальности, а теоретическую систему в целом. Если в первом случае проблематизация истины была связана с достаточностью использования теории корреспонденции, то во втором случае теория когерентности истины выступает тем основанием, на котором только и может строиться корреспондирующая доминанта. В современной фундаментальной физике и космологии как раз имеет место второй из указанных типов - процесс создания унифицированной теории. Здесь важно понимать, что все объекты изучения этой теории: космологический вакуум, геометрия обитаемого нами мира, этапы самоорганизации Вселенной как субстанционального целого, порождающего в ходе своей эволюции все многообразие форм в качестве своих акциденциальных моментов (поля, частицы и их характеристики), демонстрируют чрезвычайно "жесткую" согласованность между количественными характеристиками. Потому речь и идет о целостной теоретической системе, а не об отдельной теории и даже отдельной научно-исследовательской программе. Именно целостность предопределяет особенности диалога с природой, формирует конкретику вопросов, задаваемых нами в виде столь дорогостоящих экспериментов, играющих ключевую роль в верификации ключевых понятий, необходимых для построения теоретической системы.
Для иллюстрации последнего тезиса упомянем о некоторых экспериментах, проводимых в настоящее время. Экспериментальный поиск бозон-фермионной суперсимметрии на Большом адронном коллайдере приведет (в случае его положительного результата) к подтверждению тех новых представлений о внутренней структуре (супер)пространства-времени, которые лежат в основе теории су-
перструн. Общеевропейский проект "Invisible", нацеленный на исследование осцилляций нейтрино, также предполагает, что интерпретация экспериментальных данных потребует обращения к некоторым следствия той же теории суперструн. На другом конце пространственно-временной шкалы (в космологических масштабах) в ближайшие годы планируется детальное изучение эволюции Темной энергии (космологического вакуума - носителя глобальной антигравитации) [6]. Свойства космологического вакуума, которые предстоит выяснить, имеют непосредственное отношение как к основам физики, так и к прогнозированию будущего Вселенной. Перечень концептуально нагруженных экспериментов, проводимых за границами применимости СМ, можно продолжить. (О некоторых из них, имеющих отношение к физике вакуума, будет сказано ниже).
При обсуждении философской проблемы эпистемологической объективности науки необходимо ясно понимать, что совместная интерпретация упомянутых и других экспериментов возможна только в целостной теоретической системе, основанной на унифицированных концепциях. Методология постмодерна, имеющая отношение ко всем вариантам эпистемологического релятивизма, в фундаментальной физике и космологии в принципе не может быть использована ни на этапе планирования экспериментов за границами применимости СМ, ни при обработке экспериментальных данных (компьютерные программы, основанные на "игре в бисер", просто не позволят выделить интересующие нас эффекты в процессе диалога с природой), ни при осмыслении полученных результатов.
Обращение к целостной теоретической системе, попытка верифицировать такую систему в ходе выполнения исследовательской программы на переднем крае фундаментальной физики и космологии - в этом и состоит наиболее значимый и сущностный подход в вопросе о том, что есть истина. Можно обсуждать, выполнима ли эта программа, но невозможно игнорировать тот факт, что проблема уже поставлена. Подчеркнем, что все способы проблематизации истины, как-то теория корреспонденции, теория когерентности, прагматическая теория истины, не просто взаимодополняющие концепции, а подходы, существующие в одном и том же отношении на протяжении всего времени (в одно и то
же время) развертывания научного поиска, становления развитой научной теории, определения границ ее применимости и преломления научных достижений в практике.
Развитие физики, в том числе и космологии, показывает, что замены одной исследовательской программы другой, равноценной и равноправной, в принципе в ходе развития науки не происходит. Речь может идти только о поглощении старой теории в качестве подсистемы новой, более унифицированной, но при этом поле функционирования прежней теории по-прежнему достаточно четко определено границами ее применимости. Запуск Большого адронного коллайдера реализует определенные экспериментальные программы, которые уже выходят за рамки границ применимости СМ. Такому выходу способствуют нерешенные проблемы СМ, в ряду которых происхождение хиггсовых полей, обеспечивающих спонтанное нарушение симметрии расслоенного пространства; отсутствие в математической схеме СМ эффекта осцилляций нейтрино; проблема числа стандартных кварк-лептонных поколений, объяснение которой принимается на основании ничем не мотивированной гипотезы о том, что три поколения полей материи, совершенно идентичные по отношению к фундаментальным взаимодействиям, по-разному взаимодействуют с универсальным хиггсовским полем. И наконец, проблема, уже явно выходящая за границы СМ, - в теории встал вопрос об описании эволюции вакуума в реальном времени (планируемый к постановке в этом десятилетии эксперимент по запуску зонда Supermova/Acceleration Probe (SNAP) [7, 8].
Говоря о границах применимости СМ, следует отметить, что теория согласована с теми экспериментами, которые работают на масштабах либо много меньших, либо много больших, чем масштабы вакуумных структур. Речь идет о двух установленных современной наукой вакуумных подсистемах, верифицированных экспериментально: электромагнитная и слабая, объединенные в единую электрослабую подсистему в рамках теории Вайнберга-Салама, и подсистема, связанная с квантовой хромодинамикой, являющейся теорией сильных взаимодействий. К этим двум подсистемам добавляется подсистема, введенная Дираком, представляющая собой нулевые колебания различных полей.
Они всегда наличествуют, но рассматриваются уже на фоне этих подсистем.
Природа эти вакуумных подсистем различна. В соответствии с экспериментальными данными предполагается, что симметрия расслоенного пространства, соответствующая электрослабым взаимодействиям, спонтанно нарушена, т.е. эта структура определенным образом деформирована в однородном пространстве-времени. Этот эффект однородной деформации описывается с использованием представлений о существовании хиггсовского вакуумного конденсата, разлитого по всей Вселенной. Формально математически хиг-гсовский конденсат рассматривается как состояние скалярного поля (бозонного поля с нулевыми значениями спинов бозонов), взаимодействующего со слоистой структурой, соответствующей электрослабому взаимодействию.
В свете вышеприведенных рассуждений возникает вопрос о вписывании этого скалярного поля в геометризированную теорию. Понятно, что надежды на такое решение весьма обнадеживающие, но пока скалярное поле выступает в качестве некоторого дополнительного и самостоятельного элемента теории, вводимого в нее для описания деформации слоистой структуры электрослабого поля в определенном смысле конвенциально, по соглашению между учеными. Основанием для этого служит устремление к созданию внутренне самосогласованной теории. Потому столь важной является проводимая на БАК экспериментальная программа по поиску возбуждений хиггсового конденсата - бозона Хиггса.
Вторая подсистема, соответствующая хромодинамическому вакууму, имеет существенно иную природу и связана с квантово-топологическими явлениями в микромасштабах пространства-времени. Речь в данном случае идет о топологии расслоений. Оказалось, что одному и тому же энергетическому состоянию слоистой структуры могут соответствовать ее различные конфигурации, которые не сводятся друг к другу непрерывными преобразованиями. С точки зрения классической физики каждая конфигурация должна соответствовать отдельной Вселенной. Учет законов квантовой физики приводит к выводу о неизбежности спонтанных туннельных переходов между различными топологическими конфигурациями. Эти спонтанные туннельные
переходы объединяют различные вакуумы (которые в классической физике соответствовали бы разным Вселенным) в единый хромодинамический вакуум нашей Вселенной со сложной топологической микроструктурой. Как стало понятно, эти туннельные переходы сопровождаются возникновением в реальном пространстве-времени квантовых флуктуа-ций слоистой структуры - глюонного поля, которые в свою очередь индуцируют флуктуации кварковых полей (внешних объектов по отношению к слоистой геометрии). Каждая из этих флуктуаций локализована в пространстве-времени и не способна к макроскопическим перемещениям.
Система сильно связанных квантово-топологических флуктуаций получила название кварк-глюонный вакуумный конденсат. И опять в науке та же ситуация, охарактеризованная Ландау: мы обязаны понимать то, что не можем себе представить. Обязаны понимать, что вакуум - сложная среда, но не можем себе представить, почему она не оказывает препятствий движению материальных объектов. На макроскопическом уровне мы можем представить себе пустоту, но совершенно ясно, что понятие пустоты абсолютно не соответствуют содержанию данного объекта на микроуровне. Не можем представить, но обязаны понимать все следствия, вытекающие из данной концепции. И физикам удалось с изучением вакуумных подсистем понять ряд свойств наблюдаемого мира, которые ранее оставались непонятными. Например, взаимодействие волнового поля с хиггсовским конденсатом, как предполагается, генерирует массы различных частиц (так называемый механизм Хиггса). Масса рассматривается как энергетическая мера этого взаимодействия. Кварк-глюонный конденсат позволил понять природу масс адронов. Адрон рассматривается как область перестроенного кварк-глюонного вакуума, стабилизированного валентными кварками. Эта область обладает плотностью энергии вакуума большей, чем плотность энергии вне-адронного вакуума. Приблизительно половина всей массы адрона обеспечивается энергией перестроенного кварк-глюонного конденсата. Если масса самого кварка - это мера взаимодействия с хиггсовским конденсатом, то масса адрона, состоящего из кварков, - мера взаимодействия системы валентных кварков с кварк-глюонным конденсатом [9].
Понимание следствий должно быть настолько детальным, чтобы планировать эксперименты в режиме диалога с природой, как это, собственно, и происходит на Большом адронном коллайдере.
Подчеркнем, что подобное различение вакуумных подсистем соответствует современной ступени познания мира, но уже сейчас понятно, что все подсистемы есть проявления единой универсальной вакуумной структуры, соответствующей описанию мира в терминах единой универсальной геометрии. На БАКе проводится изучение этих подсистем вакуума, но если речь заходит о космологическом вакууме нашей Вселенной как самоорганизующейся целостности, то ее состав значительно сложнее, высока вероятность, что он представлен многими другими, не установленными ныне подсистемами. Хорошо известно только то, что все подсистемы тщательно согласованы между собой и имеют свое проявление в таком структурном элементе нашего мира, как Темная энергия. Парадокс состоит в том, что СМ описывает объекты (элементарные частицы), общая доля которых в энергобалансе наблюдаемой Вселенной не превышает 4 %. По данным наблюдательной космологии, примерно 20 % энергии приходится на Темную материю, а еще 76 % - на Темную энергию. ТМ и ТЭ отличаются друг от друга по реакции на космологическое расширение и по способности к структурализации. Плотность энергии ТМ обратно пропорциональна объему Вселенной, т.е. достаточно быстро падает в ходе космологического расширения; а плотность ТЭ изменяется очень медленно. Не исключено, что в ходе расширения Вселенной плотность ТЭ остается постоянной или даже слегка увеличивается, что и планируется установить в экспериментах с использованием SNAP. ТМ способна к структурализации, она входит в состав практически всех наблюдаемых галактик; ТЭ заполняет Вселенную однородно и изотропно. По этим феноменологическим признакам предполагается, что носителями массы ТМ являются новые, пока еще не открытые стабильные элементарные частицы, а носителем ТЭ является физический вакуум.
Новый этап развития космологии начался в 1999 г., когда две группы астрофизиков независимо друг от друга открыли эффект глобальной антигравитации - ускорение расширения Вселенной. Первую группу воз-
главил Сол Перлмуттер, другую - Брайан Шмидт, привлекший к своей работе Адама Рисса, внесшего важный вклад в результаты исследований. Все первое десятилетие XXI в. эффект ускоряющегося расширения Вселенной детально изучался различными методами наблюдательной космологии - регистрацией излучения, возникающего при взрывах максимально удаленных сверхновых звезд типа 1а, изучением корреляций между максимумами неоднородностей в спектре реликтового излучения и в распределении скоплений галактик, исследованием влияния общего расширения Вселенной на динамику скоплений галактик на различных этапах их эволюции. Основная задача исследователей состояла в создании полномасштабной карты Вселенной путем изучения самых отдаленных звезд.
Теоретическая нагруженность экспериментов требовала использования новейших передовых технологий: мощных телескопов, регистрирующих излучения звезд и с Земли, и в космосе; компьютеров и цифровых датчиков отображения. К слову следует отметить, что изобретение датчиков отмечено Нобелевской премией по физике 2009 г. Как уже сказано, основной упор был сделан на изучении сверхновых звезд типа 1а. Особенность 1а состоит в том, что она по размеру порядка размера Земли, но при этом ее масса сравнима с массой Солнца, а яркость излучения при взрыве превышает яркость излучения всех звезд галактики [10].
Исследователями было обнаружено более 50 сверхновых отдаленных звезд типа 1а, о которых говорят, что они являются почти идеальными "стандартными свечами", что и позволяет определить расстояние до них по их наблюдаемой яркости. Поэтому ученые обратились к изучению сверхновых звезд этого типа, наблюдения за которым давали возможность расчета скорости расширения Вселенной. Обработка экспериментальных данных по яркости излучения удаленных сверхновых привела к ошеломляющему результату: Вселенная не просто расширяется, а расширяется с ускорением! Теоретическое осмысление этого результата с позиции фундаментальной физики привело к выводу, что источником ускорения расширяющейся Вселенной может быть только глобально антигравитирующий вакуум, обладающий отличной от нуля плотностью энергии и отрицательным давлением. Результаты, полученные Солом Перлмутте-
ром, Брайаном Шмидтом и Адамом Рисса, отмечены Нобелевской премией по физике 2011 г., что является свидетельством особой значимости данного фронта научных исследований. Возникает вопрос: в чем же фундаментальность данной проблемы?
В такой ситуации вновь открываются возможности для отстаивания идеологии эпистемологического релятивизма. Нам неизвестно, каково количество подсистем Темной энергии, неизвестен закон вакуумной динамики. Известен лишь факт существования Темной энергии, отмеченный Нобелевской премией. Единственно, что возможно в этом случае, - это создание феноменологических моделей, которые могут на определенном этапе рассматриваться как равноценные и равноправные. Но это процесс, неминуемо ведущий к получению более точных космологических данных, на основании которых число феноменологических моделей будет уменьшаться. Так что проблематика когнитивного релятивизма явно преувеличена.
Выше уже говорилось о том, что наиболее четкое провозглашение когнитивного релятивизма относится к постмодернистскому образу науки. Как справедливо отмечено Е.А. Мам-чур, постмодернизм - это признание изначальной и принципиальной плюралистичности мира и способов его описания [2, с. 48]. Методология постмодерна может быть рассмотрена как реакция на сложнейшую ситуацию в науке, когда еще не выстроена последовательная логика, нет четких концепций, не выработаны критерии правильности, нет ясности понимания вновь открываемых явлений. Как уже отмечалось, в случае решения задач создания нового направления на переднем крае науки никогда такой ясности нет. И идет гессианская "игра в бисер" с перебором всех возможных вариантов, собирательством многих подчас разнородных элементов, связываемых не столь дискурсивно, сколь интуитивно, на основе аналогий, аллегорий, симулякров и всего прочего. Это и есть онтологическая и гносеологическая основа постмодернизма. В этом смысле этот процесс неизбежный, а в отдельных случаях и полезный. Но важно понимать, что это только этап в науке.
Между тем существует важная эпистемологическая проблема современной науки, которая плотно закрывает двери релятивизму. Речь идет не о возможности создания одной единственной теории, следствия которой
будут проверяемы и экспериментально подтверждаемы. Речь идет о границах познания мира, об обозначенной Кантом и получившей в наши дни новое наполнение проблеме ноуменальности исходных конструктов нашего мира и границах способности человеческого разума к изучению их. Дело в том, что основополагающий постулат квантовой теории предполагает возможность разделения мира на микро и макро-подсистемы. Вакуум как основное состояние геометрии расслоенного пространства-времени относится к макроскопическим подсистемам. Возбуждениями же вакуума являются микрообъекты - элементарные частицы. Такой подход позволяет провести разделение единой целостности на микромир и макрообстановку, что и составляет существо идеологии квантовой физики. Однако в том случае, когда вакуум имеет сложную динамическую топологическую структуру, такое разделение на макро- и микромир является приближенным. И это является следствием глубокой взаимосвязи, взаимопревращаемости, по существу неразделяемости подсистем. Но пока такое разделение в теории работает, нам удается познавать мир методом локально воспроизводимых экспериментов. В этом случае мир как целостная система изучается через свойства подсистем возбуждений, способных к локализации. Именно это на данном этапе обеспечивает возможность изучения свойств вакуума, которое обеспечивается коррелированностью обеих подсистем согласно общим принципам имеющихся теорий. Между тем рассмотрение квантовой эволюции топологической структуры вакуума в реальном времени в рамках существующей теории неосуществимо, так как при решении этой задачи невозможно провести разделение целостной системы на макроскопическую и микроскопическую подсистемы. Возникает проблема поиска более общих принципов. Но весь вопрос состоит в том, что наша способность познания ограничена тем, что мы сами являемся макроскопическими существами, проводящими исследование микромира только благодаря переводу их свойств на язык макроприборов. Сегодня получены весьма нетривиальные результаты, являющиеся следствиями наблюдения перестройки вакуума и эффектов Темной энергии. Однако теории, которая работала бы на других принципах, не требующих разделения целостности на микромир и макрообстановку, нет. И есть
большие сомнения в том, что макросубъект обладает способностью познавать столь сложный мир.
При обсуждении наших возможностей как субъектов научного познания речь идет не только об эпистемологическом повороте в современной науке в связи с все более обозначающей себя "эмпирической невесомостью" [11], когда сама постановка экспериментов оказывается невозможной (например, построение ускорителя, опоясывающего земной экватор, или построение ускорителя длиной, сопоставимой с размерами Млечного пути). Определяющую роль в оценке ситуации продолжает играть теоретическое обоснование поисков, которое предшествует и определяет постановку экспериментов, призванных подтвердить справедливость полученных теоретических предсказаний. Здесь возможны два сценария развития научного процесса. В первом из них последующее дедуктивное развертывание теоретических положений может обозначить круг вопросов, для которых эксперимент в принципе может быть поставлен, благодаря чему может быть получено подтверждение правильности выбранной стратегии теоретического поиска. Это тоже проблема кантианского характера. Но проблема пусть косвенно, но преодолимая. Но во втором, более пессимистическом, а может, как раз наоборот - оптимистическом сценарии возникает другая проблема, которую Кант обозначил особенно остро и которая становится вызовом гносеологическому субъекту. Суть проблемы не в технологических возможностях Человека, а в его способностях к познанию как сложной биологической и духовной (хотя точное научное содержание термина "духовный" не определено) системы. А именно - способен ли Человек как система со сложной внутренней структурой познавать Вселенную, если внутренняя структура Вселенной окажется более сложной, чем его собственная? Первое впечатление - ответ на этот вопрос отрицательный, так как с позиций теории информации более простая система просто не способна закодировать полную информацию о более сложной системе на своих внутренних структурах.
Открытие Темной энергии диктует необходимость выхода на новый уровень рассмотрения фундаментальных законов природы, которые отражали бы процессы самоорганизации различных подсистем
Вселенной, обеспечивающих устойчивость ее эволюции с сохранением возникающих структур на всех пространственно-временных масштабах и формированием условий, обеспечивающих возникновение и существование Человека. Уже сегодня экспериментально известно, что небольшое рассогласование количественных параметров вакуумных подсистем (Темной энергии) и характеристик Темной материи сделало бы невозможным возникновение во Вселенной органической жизни [12]. Мы отмечаем этот факт глубокой связи между Человеком и Вселенной на уровне фундаментальных законов самоорганизации, но при этом признаем, что нам неизвестны законы квантовой вакуумной динамики, сформулированные без разделения всего существующего на макромир и микрообъекты.
Таким образом, проблемы философии как науки о месте Человека в Мире и его возможностях познавать этот Мир, сегодня беспрецедентно тесно интегрированы с проблемами фундаментальной физики и космологии. По нашему мнению, подход к обсуждению этих проблем должен быть основан на методологической концепции, представляющей собой возврат к Модерну на более высоком уровне. В рамках настоящей статьи авторы берут на себя смелость для обозначения этой концепции как концепции Сверхмодерна. Обращение к этому термину диктуется необходимостью противопоставления концепции Сверхмодерна постмодернизму, а также акцентирования его существенного расширения в сравнении с имеющейся естественнонаучной парадигмой. Методологическое расширение Сверхмодерна состоит в переходе к унифицированным концепциям, объединяющим в единую систему не только физические поля и взаимодействия (например, в рамках теории суперструн), но и нелинейные информационные поля, ответственные за самоорганизацию, жизнь и разум. В этой связи отметим, что линейное информационное поле (вектор состояния) присутствует в существующей квантовой теории в качества ее важного элемента, но работает в этой теории только в режиме отражения (информация не производит информацию). Может статься, что унификация и как следствие - взаимосвязь информационных и физических полей и есть ключ не только к выяснению структурной основы самоорганизации Мира и места Человека в нем, но и к решению проблемы природы целостности
микрообъекта и макрообстановки - той самой целостности, которая порождает непредставимый корпускулярно-волновой дуализм.
В связи с тем, что унификация в ее стандартном теоретико-физическом и расширенном (в контексте Сверхмодерна) смыслах является центральным понятием обсуждаемой методологии, отметим весьма важное обстоятельство. Следует понимать, что стремление к поиску унифицированных концепций не означает движения в направлении построения упрощенной картины мира. Весь опыт фундаментальной физики показывает, что чем более общей является унифицированная концепция, тем более сложными являются структуры, возникающие из элементов, объединяемых этой концепцией в единую систему.
Зафиксируем три методологические отличия сверхмодерна от постмодерна. Во-первых, основой сверхмодерна является расширенная унифицированная концепция, в то время как постмодерн вообще не обращается к какой-либо концепции унификации. Во-вторых, проблема верификации расширенной унифицированной концепции задает направление исследований, основанных на методологии сверхмодерна, причем цель этих исследований сформулирована конкретно - познание процессов самоорганизации в сложной системе, включающей Человека. В методологии постмодерна какие -либо глобальные направления и цели не предусматриваются, напротив, предполагается, что задание направления и цели возможно только при решении пусть важных, но локальных задач. (Иными словами, в постмодерне теоретические системы варьируются в зависимости от решаемой задачи). Третья характерная черта методологии сверхмодерна состоит в переоценке взаимоотношений между объектом и субъектом познания. При традиционном подходе, в том числе и в постмодерне, объектом исследования является Мир в целом как совокупность множества явлений, развернутых в пространстве и времени и происходящих на всех представимых пространственно-временных и энергетических масштабах. Статус же субъекта исследования состоит в упорядочении информации об этих явлениях и в создании теоретической модели с целью ее дальнейшего использования для локального преобразования Мира в своей окрестности. В методологии сверхмодерна предполагается, что Человек не есть Нечто,
противостоящее изучаемому Миру, а есть часть природы, есть продукт космологической эволюции Вселенной. Тем самым информация о Мире неявно уже заложена в структурах самого Человека, поэтому изучая Вселенную, Человек изучает самого себя.
Выше мы постарались показать, что методология сверхмодерна по существу является реакцией на проблемы, поставленные перед фундаментальной физикой и космологией в самые последние десятилетия. В этой ситуации необходимо со всей определенностью сделать акцент на недопустимости той путаницы, которая уже сейчас наличествует во многих философских трудах, ставящих знак равенства между постнеклассическим этапом в развитии науки и методологией постмодернизма. Все чаще можно услышать о двух ветвях постнеклассического этапа: одну из них дает постмодернистская философия, а вторая связана с утверждением синергетических подходов в методологии исследований различных наук, в том числе естественных. Подобное смешение является недоразумением и противостоит основным чертам постнеклассической науки, эксплицированным В.С. Степиным, давшим имя "постнеклассичности" современному теоретическому знанию [13]. Как только заходит речь о взаимовлиянии объекта и субъекта, становится очевидным, что вопреки провозглашенному эпистемологическому анархизму постмодернистская линия обладает малой прогностической силой, ограничиваясь кругом только наблюдаемых явлений. Потому речь и идет о работе с теоретической системой в целом, что требует совсем другой методологии, которая выше была названа Сверхмодерном и которая, очевидно, потребует выработки новых правил мышления.
Вообще говоря, в истории философской мысли вопросы подобного рода уже ставились. Ставились, но они не имели физико-теоретической нагруженности. Прежде всего это относится к оценке познавательных возможностей субъекта, противопоставленного объекту исследования. Так, Иммануил Кант, говоря о возможности мыслящего Я определить способ своего существования, познать себя как ноумен, делает вывод о недостижимости подобного, "так как внутреннее эмпирическое созерцание имеет чувственный характер и не заключает в себе ничего, кроме данных явления; которые ничего не доставляют объекту чистого сознания для познания его обособленного существования и могут служить только для целей опыта" [14, с. 388].
Но далее кенингсбергский мыслитель идет гораздо глубже в рассмотрении данного вопроса, отмечая: "Но если допустить, что впоследствии, не в опыте, в определенных (не только логических правилах, но и) неизменных априорных законах чистого применения разума, касающихся нашего существования, нашелся бы повод предположить, что мы совершенно a priori законодательствуем в отношении нашего собственного существования и даже определяем это свое существование, то тем самым обнаружилась бы спонтанность, посредством которой можно было бы определить нашу действительность, не нуждаясь в условиях эмпирического созерцания; тогда мы заметили бы, что в сознании нашего существования a priori содержится нечто такое, с помощью чего наше существование полностью определяемое только чувственно, может быть тем не менее определено касательно некоторой внутренней способности в отношении к умопостигаемому (конечно, только мыслимому) миру" [14, с. 388]. Однако в чем состоит эта внутренняя способность, Кант не знал. Не знаем и мы по прошествии столетий. Скромность и честность ученого привели этого гения к единственно достойному его времени ответу о невозможности окончательного познания мира ноуменов.
Между тем, высказанное философом замечание приобретает в современной науке статус узловой проблемы, потому как в разрабатываемой уже сегодня унифицированной концепции мира особое место занимает вопрос о том, каков статус субъекта исследования, который эту природу изучает. Если перевести приведенное нами выше высказывание Канта на современный физический язык, то можно ставить вопрос о том, а возможно ли, чтобы информационные поля мозга Человека определенным образом были связаны с информационными полями Вселенной, которые и обеспечили ее самоорганизацию в ходе эволюции вплоть до появления в ней Жизни и Разума? Как уже отмечалось выше, в методологической концепции сверхмодерна процессы самоорганизации, происходящие в субъекте и объекте исследования, должны описываться, несмотря на колоссальное различие в пространственно-временных масштабах, универсальной унифицированной теорией. Только при таком подходе реализуется идея, что Человек не есть Нечто, противостоящее этой самой природе, а есть часть природы.
В связи с поднятой проблемой следует вспомнить и о гностицизме Гегеля, основанном на его абсолютном убеждении в том, что вершиной творения духа в представленной им унифицированной системе мира является Человек. Именно на Человека возложена столь почетная миссия через ступени своего развития, через труд, господство и рабство, несчастное сознание, свободу и ужас, через нравственное самосознание, через моральный дух, искусство, религию и науку достигнуть высшей ступени в своем саморазвитии - прийти к абсолютной истине, что есть тождество Субъекта и Объекта, есть Абсолютный дух. "У Гегеля если сверхчеловеческий Разум и допускается, то мышлению все же приписывается способность развиваться до такой высоты, где оно, не переставая быть мышлением, все же становится равным по своему могуществу этому мировому Разуму" [15, с. 418]. Субъективность в философии Гегеля конституируется не в рамках субъект-объектных реляций, а внутри субъект-субъектных отношений и есть процессуальность, разворачивающаяся через диалектику "всеобщего-особенного-единичного". Центральным элементом его философии становится интресубъективность, явленность объективности. Но именно этот момент под прицелом критики постмодернизма. Постомодернизм потому и пост-модерн, что выступает против проективного смысла эпохи модерна, в центр которой поставлен познающий субъект. Субъект познающий, более того, самопознающий, разумный, способный к самосовершенствованию в соответствии с требованиями разума. Если постнеклассическая наука своей задачей имеет изучение миропорядка с включенным в него Человеком, становится по своей сути категорически императивной, то постмодернизм занят процедурой ниспровергательного демонтажа, за которой "не стоит вожделенная твердь нового достойного порядка или нравственная безупречность "светлого будущего" [16, с. 152]. Потому характеризовать постмодернизм термином "постнеклассический" неприемлемо, Что касается нынешней ситуации в науке, то уже понятно, что антропный принцип заложен на вакуумном уровне, т.е. присутствие Человека в мире играет важную роль в процессах самоорганизации и самовосстановлении Вселенной. Но каковы механизмы этих процессов и насколько удастся раскрыть сокровенность этой тайны, нам неизвестно (тем более в условиях обсуждаемой нами проблемы наразделяемости целостности на макро
и микро-подсистемы). Именно эта проблема и составит основной посыл будущей науки, что потребует в первую очередь интегратив-ного синтеза всех отраслей естествознания. Именно эта проблема стоит в центре эпистемологического поворота современной науки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гросс Д. Грядущие революции в фундаментальной физике // Элементы [Электронный ресурс]. URL: http://elementy.ru/lib/430177.
2. Мамчур Е.А. Образы науки в современной культуре. М.: Канон, 2008. 400 с.
3. Фейнман Р. Характер физических законов. М.: "МИР", 1968. 232 с.
4. Ландау Л.Д. Афоризмы. Лев Ландау // Цитаты и афоризмы. [Электронный ресурс]. URL: http:// citaty.info/man/lev-davidovich-landau.
5. Лакатос И. Фальсификация и методология исследовательских программ // Методология исследовательских программ. М.: "Аст", 2003. 380 с. С. 5-253.
6. Расширение в бесконечность // Взгляд. 2011. 4 окт. [Электронный ресурс]. URL: http://vz.ru/ society/2011/10/4/527484.html.
7. Американцы моделируют "темную энергию" для космического зонда SNAP // Элементы. [Электронный ресурс]. URL: http://elementy.ru/ neus/164768.
8. Верешков Г.М., Минасян Л.А. "Темная энергия" и революция в космологии // Гуманитарные и социально-экономические науки. 2006. № 10. С. 3-12.
9. Верешков Г.М., Минасян Л.А. Понятие вакуума и эволюция ранней Вселенной / Современная космология: философские горизонты. М.: "Канон+", 2011. 432 с. С. 308-338.
10. Нобелевская премия по физике присуждена за открытие ускоренного расширения Вселенной // Modern Cosmologu. [Электронный ресурс]. URL: http://www.modcos.com/news.php?id=160.
11. Латыпов Н.Н., Бейлин В.А., Верешков Г.М. Вакуум, элементарные частицы и Вселенная. М.: Изд-во МГУ, 2001. 232 с.
12. Павленко А.Н. Европейская космология. М.: ИНТРАДА, 1997. 256 с.
13. Степин В.С. Теоретическое знание. М.: Прогресс-Традиция, 2003. 744 с.
14. Кант И. Соч.: В 6 т. Т. 3. М.: Мысль, 1964. 800 с.
15. Ильенков Э.В. Космология духа // Философия и культура. М.: Изд-во полит. литературы, 1991. 464 с. С. 415-436.
16. Панарин А.С. Русская культура перед вызовом постмодернизма. М.: Изд-во Института философии РАН, 2005. 188 с.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского гуманитарного научного фонда - проект № 10-03-00015а
27 сентября 2012 г.
