Новая занимательная астрономия

«Вполне возможно, что в искаженном мире с тобой совершенно ничего не случится. Рассчитывать на это неразумно, но столь же неразумно не быть готовым к этому… Возможно, эти замечания об искаженном мире не имеют ничего общего с искаженным миром. Но путешественник предупрежден».

Книга, к чтению которой вы приступаете, отнюдь не является стройным и последовательным изложением современной астрономии или каких-либо ее разделов — занимательным вариантом систематического курса астрономической науки. В ней рассматриваются лишь отдельные вопросы, так или иначе связанные с изучением Вселенной и представляющие интерес с точки зрения того понимания занимательности, о котором говорилось выше.

Автор старался как можно реже прибегать к расчетам и формулам, поскольку главную свою задачу видел в том, чтобы, не претендуя на строгость изложения, постараться раскрыть перед читателем прежде всего качественную сторону явлений и особенности их изучения.

Как ни покажется на первый взгляд странным, добрая половина научных открытий начинается с отрицания. Отрицательное и положительное. Взаимно исключающие крайности. Но так ли это в действительности? Не рождается ли в некоторых случаях положительное из отрицательного? И, в частности, так ли уж «отрицательна» роль «отрицательного» в науке? Может быть, она скорее «положительна»?

За этой кажущейся игрой слов кроются серьезные вещи.

У любой научной теории есть свои границы, тот круг явлений и условий, которые она достаточно хорошо описывает, — границы ее применимости. Всякая теория неизбежно ограничена и не в состоянии Отразить всех явлений бесконечно разнообразной природы. Правда, существует точка зрения, согласно которой все многообразие мировых процессов может быть в принципе описано конечным числом фундаментальных законов. Однако правомерность подобного утверждения вызывает серьезные сомнения. Во всяком случае, оно ничем пока еще не доказано. История естествознания скорее свидетельствует обратное.

Итак, у любой теории, даже самой общей, есть свои границы применимости, и рано или поздно обнаруживаются факты, которые лежат за этими границами, — происходит отрицание привычных представлений. То самое отрицание, с которого начинается созидание — построение новой, более общей теории.

И вовсе не следует представлять себе дело так, будто новая теория начисто отметает все, что было раньше. На-оборот, она вбирает в себя уже достигнутое как некий частный, предельный случай. В той области, в которой прежняя теория подтверждена фактами, она полностью сохраняет свое значение. В этом состоит «принцип соответствия» — одно из фундаментальных положений современной физической науки.

Прежняя теория не только не ликвидируется, наоборот, ее авторитет во много раз возрастает. Во-первых, ее положения применяются теперь в более четко очерченных границах, и это увеличивает их надежность. А во-вторых, ее значение подкрепляется не только собственными «заслугами», но и заслугами более общей теории, частным случаем которой она теперь становится…

Следовательно, с появлением новой теории отрицается не прежнее знание, а лишь прежние «заблуждения».

К примеру, в эпоху господства классической физики считалось, что механические закономерности применимы ко всем без исключения явлениям природы. Это было заблуждение. Именно по нему, а вовсе не по механике Ньютона нанесла удар теория относительности. Что же касается самой классической механики, то она оказалась частным случаем теории относительности при скоростях, значительно меньших скорости света, и при не слишком больших массах. Благодаря этому механика не только не утратила своего значения, но, наоборот, стала несравненно достовернее.

Таким образом, существенный прогресс научной теории начинается с отрицания.

Не случайно поиск новых фактов особенно интенсивно ведется именно в таких направлениях, где есть основания надеяться на получение принципиально новой информации.

«…Экспериментаторы усерднее всего ведут поиск там, где вероятнее всего найти опровержение наших теорий, — утверждает Р. Фейнман. — Другими словами, мы стараемся как можно скорее опровергать самих себя, ибо это единственный путь прогресса» [3].

А всякому отрицанию неизбежно предшествует сомнение.

«Сомнение — необходимый компонент развивающейся науки, — говорит тот же Р. Фейнман, — одна из предпосылок научного знания: либо мы оставим открытой дверь нашему сомнению, либо никакого прогресса не будет. Нет познания без вопроса, нет вопроса без сомнения…» [4].

Итак: новые факты — сомнения — отрицание привычных представлений — разработка более общих, чем прежде, теоретических представлений — такова столбовая дорога научного прогресса. И отрицание на этой дороге — одна из первых узловых станций.

Таким образом, новые факты, противоречащие существующим представлениям, в конечном счете играют не разрушающую, а, наоборот, созидающую роль: они ведут к обобщению и углублению этих представлений.

Астрономическая наука последних десятилетий особенно богата открытиями новых фактов. И этим она прежде всего обязана усовершенствованию телескопов и появлению новых эффективных методов исследования Вселенной: радиоастрономии, инфракрасной, ультрафиолетовой, рентгеновской и гамма-астрономии, а также развитию полетов в космос и применению различных космических аппаратов для астрономических наблюдений.

Немаловажную роль играет и то обстоятельство, что космос на наших глазах становится поставщиком весьма ценной научной информации, значение которой далеко выходит за рамки чисто астрономических интересов.

В необъятных просторах Вселенной протекают такие процессы, которые на Земле не происходят и которые мы поэтому еще не знаем. Бесчисленные формы существования материи, неизвестные человеку источники энергии, необычные физические условия…

Современная физика достигла такого уровня развития, когда чуть ли не каждый новый шаг вперед требует весьма сложных и тонких экспериментов, для осуществления которых приходится создавать все более мощные и грандиозные установки. Их строительство занимает годы и требует значительных затрат. Но дело даже не только в этом. Как правило, современные экспериментальные физические исследования так или иначе представляют собой в большинстве случаев опытную проверку тех или иных выводов теории. Возможностей натолкнуться в эксперименте на какое-то непредвиденное, совершенно неожиданное явление с каждым годом остается все меньше. Времена «свободного» экспериментального физического поиска, как это было в «добрую» старую классическую эпоху, практически давным-давно миновали.

Другое дело — поиск в бесконечно разнообразной лаборатории Вселенной, где всегда есть возможность обнаружить что-либо неизвестное. Хотя, разумеется, и здесь многое зависит и от технических средств (еще не все космические явления мы можем наблюдать), и от теоретических предпосылок (можно наблюдать нечто оригинальное и не обратить внимания).

Конечно, не следует думать, что на Земле физикам уже больше нечего делать и остается только одно — направить свои усилия на изучение космических явлений. Земная и космическая физика должны дополнять друг друга. Но, во всяком случае, на данном этапе развития естественных наук Вселенная в ближайшем будущем может стать очень важным поставщиком ценнейшей информации, которая способна значительно расширить наши представления о физике мироздания.

Но добывать новые факты в лаборатории Вселенной далеко не просто. Прежде всего, потому, что космические объекты находятся на огромных расстояниях от Земли. Есть и другие трудности.

«Черные ящики» в космосе

В кибернетике рассматривается такая задача. Есть некоторый объект, внутреннее устройство которого нам неизвестно. Его называют «черным ящиком». Но у этого объекта имеются «входы» и «выходы». На «входы» поступают внешние воздействия, объект отвечает на них определенными реакциями.