А. Л. Зельманов

Одним из наиболее интересных современных советских авторов, пишущих о космологии, был Абрам Леонидович Зельманов (1913-1987), астроном-теоретик из Астрономического института им. П. К. Штернберга при МГУ. Ученик В. Г. Фесенкова, обсуждавшегося ранее, Зельманов с молодости интересовался применением общей теории относительности к астрономии. В отношении построения моделей его подход был чрезвычайно эклектичным и включал в себя возможность существования многих космологических моделей для разных областей Вселенной¹. Он стойко противостоял любым попыткам априорного отрицания как "замкнутых", так и "открытых" моделей. Он полагал, что зарубежные астрономы-теоретики слишком привержены заключению об однородности и замкнутости Вселенной.

¹ (См.: Зельманов А. Л. Нерелятивистский гравитационный парадокс и общая теория относительности // Научные доклады высшей школы: физико-математические науки. 1958. № 2. С. 124-127; Он же. К постановке космологической проблемы // Труды второго съезда всесоюзного астрономо-геодезического общества, 25-31 января 1955 г. М., 1960. С. 72-84; Он же. Метагалактика и Вселенная // Наука и человечество. 1962. М., 1963. С. 383-405; Он же. Космос, космогония, космология // Наука и религия. 1968. № 12. С. 2-37; Он же. Многообразие материального мира и проблема бесконечности Вселенной // Бесконечность и Вселенная. М., 1969. С. 274-324.)

Зельманов, как и многие его современники, проявлял сильный интерес к диалектическому материализу. В 1969 г. он писал, что "диалектический материализм был и остается единственной системой философских взглядов, которой свойственны одновременно логическая последовательность внутри философской теории и гармония между нею и всей человеческой практикой"¹. Как и Амбарцумян, он говорил о "качественно отличных" областях Вселенной, указывая на то, что различные физические силы господствуют на различных уровнях бытия. Так, отмечал он, наиболее определяющими силами на микроскопическом уровне являются негравитационные силы (так называемые "сильные", электромагнитные и "слабые" силы), в то время как на космическом уровне господствует сила гравитационная. Эти разные уровни, как в 1955 г. утверждал Зельманов, демонстрируют "диалектико-материалистические положения о неисчерпаемости материи и бесконечном многообразии природы"².

¹ (Зельманов А. Л. Многообразие материального мира и проблема бесконечности Вселенной. С. 278.)

² (Зельманов А. Л. К постановке космологической проблемы. С. 73-74.)

Причиной терпимости Зельманова в вопросе о построении моделей для метагалактики было его убеждение в том, что в рамках современной физики вопрос о бесконечности в традиционном смысле является "почти тривиальным"¹. Для того чтобы выбрать модель, замечал в 1959 г. Зельманов, необходимо принять соотношение конгруэнтности. Другими словами, для построения модели Вселенной (или любой поверхности или объема) необходимо достигнуть соглашения о том. что составляет единицу длины в разных местах, в различные времена или в разных направлениях в одно и то же время. Выбирая различные отношения конгруэнтности, было бы возможно построить неограниченное множество искривлений.

¹ (См.: Речь А. Л. Зельманова // Философские проблемы современного естествознания. С. 434-441.)

Зельманов критически относился как к тем более ортодоксальным диалектическим материалистам, которые отрицали отдельные космологические модели, так и к тем астрономам, чаще зарубежным, которые безоговорочно принимали космологический принцип, на котором основывались все популярные релятивистские модели. В 1964 г. Зельманов в своей статье отмечал, что, скорее чем допускать однородность и изотропность Вселенной, необходимо отметить возможность существования неоднородной и анизотропной Вселенной¹. Согласно космологическому принципу, отмечал Зельманов, каким бы ни было искривление пространства (положительным, отрицательным, нулевым), оно должно оставаться постоянным, так как искривление вызывается количеством, распределением и движением материи; если допустить однородную везде Вселенную, то результирующее искривление будет константой независимо от своего знака.

¹ (Зельманов А. Л. О бесконечности материального мира // Диалектика в науках о неживой природе. М., 1964. С. 260. Начиная с конца 40-х годов некоторые естествоиспытатели в разных странах начали работать над анизотропными неоднородными моделями. См., напр.: Godel К. An Example of a New Type of Cosmological Solutions of Einstein's Field Equations of Gravitation // Review of Modern Physics. 1949. Jul. Vol. 21. P. 447-450; Raychaudhuri A. Relativistic Cosmology I // Physical Review. 1955. 15 May. P. 1123-1126. Ранние работы Зельманова по этому вопросу см.: Зельманов А. Л. Хронометрические инварианты и сопутствующие координаты в общей теории относительности // Доклады АН СССР. 1956. Т. 107. С. 815-818; Он же. К релятивистской теории анизотропной неоднородной Вселенной // Труды шестого совещания по вопросам космогонии. М., 1959. С 144-173.)

Такое положение о постоянном искривлении было, с точки зрения Зельманова, большим упрощением, по которому понятия "замкнутый" и "бесконечный" должны были быть взаимоисключающими. Эта исклю-чаемость была истинной, даже несмотря на то что эйнштейновская теория гравитации сама по себе не давала однозначного ответа на вопрос о конечности Вселенной. Эйнштейновская теория могла бы быть сохранена, насильно не связываемая с вопросом бесконечности, если бы космологи не настаивали на ненужных допущениях: "приняв в качестве основы космологии теорию тяготения Эйнштейна, не следует дополнять ее какими-либо упрощающими предположениями типа предположения однородности и изотропии"¹.

¹ (Зельманов А. Л. О бесконечности материального мира С. 260.)

Утверждая существование неоднородной анизотропной Вселенной, Зельманов мог предложить много видов локальных пространственно-временных континуумов, включая как замкнутые, так и бесконечные. Более того, тот факт, что пространство (рассматриваемое отдельно) может быть бесконечным в пространственно-временном континууме, не означает, что в целом этот континуум заполняет всю Вселенную. Как писал Зельманов, "пространственно-временной мир, бесконечный во времени и пространстве, может и не охватывать собой всей Вселенной: он может быть и частью другого пространственно-временного мира, пространственно конечного или бесконечного. Пространственно-временной мир, охватывающий собой всю Вселенную, напротив, может не быть бесконечным в пространстве и, вместе с тем, содержать пространственно бесконечные мировые области... Разумеется, интересующий нас вопрос по отношению к реальному случаю остается открытым, и рассмотрение однородных изотропных моделей, пустых или не пустых, не дает на него ответа. Но едва ли можно ожидать, что в реальном случае свойства пространства окажутся более простыми, чем в случае упрощенных моделей"'¹.

¹ (Зельманов А. Л. О бесконечности материального мира С. 263-264.)

Зельманов предвидел новый этап в развитии физической теории, основываясь на теории относительности, но выходя за ее рамки, подобно тому как релятивистская физика выходит за рамки классической физики, вводя необходимые поправки в области больших скоростей и расстояний¹. Какими же были пути, по которым, согласно Зельманову, эйнштейновская теория гравитации могла быть модифицирована для воздействия на космологию? Во-первых, от отмечал, что космологические модели "исключают друг друга" в рамках эйнштейновской относительности; другими словами, хотя все эти модели являются релятивистскими, они описывают "разные Вселенные". Так как по определению может существовать лишь одна Вселенная, то все модели, кроме одной, должны были быть неверными. Однако Зельманов видел достоинства во многих моделях. Казалось, он надеялся на своего рода "дополнительность" в космологии, позволяющую совмещать взаимоисключающие объяснения, хотя он и не использовал самого этого термина. Различные модели не будут взаимоисключающими, если они будут иметь каждая свое собственное отношение конгруэнтности, каждая свою собственную пространственно-временную метрику. Так, он возвращался к важности отношений конгруэнтности, говоря о том, что, используя различные отношения, различные модели могут дать различные описания одной и той же Вселенной и различных ее частей. Для этого необходимо было бы отказаться от понятия "идеального стандарта" дайны и времени. Такая модификация имела бы следующее значение. "Это влечет за собой не только изменение понимания гравитационного взаимодействия, но также изменение самого понимания конечности и бесконечности пространства и времени: эту конечность или бесконечность уже нельзя будет рассматривать как метрическую, т. е. как конечность или бесконечность числа кубических метров или парсеков и числа секунд или лет"².

¹ (Согласно историко-научному взгляду, выдвинутому Т. Куном, релятивистская физика была тем не менее не просто дополнением или модификацией классической физики, а являлась парадигмой, которой были присущи противоречия с классической физикой. См. обсуждение этого важного вопроса в кн.: Кун Т. Структура научных революций. М., 1975, и глубокую рецензию на эту книгу, написанную Шепиром, особенно обсуждение существенных протнвореиий: Shapere D. The Structure of Scientific Revolutions // The Philosophical Review. 1964. Jul. Vol. 63. P. 389- 390. )

² (Зельманов А. Л. О бесконечности материального мира. С. 268.)

Таким образом, Зельманов схематично представил модель, которая охватывала много субмоделей. Не вдаваясь далее в детали чрезвычайно спекулятивного вопроса, можно заметить, что многие естествоиспытатели считали возможным принять сложную модель, которую предлагал Зельманов, только если были бы другие причины для этого принятия, а не такие, как отступление от научно принятых, значительно более простых, но не приемлемых с точки зрения философии альтернатив. Многие естествоиспытатели отдали существующим моделям постоянного искривления свое предпочтение в отношении научной приемлемости и структурной простоты, вне зависимости от философского значения. Однако это не преуменьшает главной цели Зельманова, который считал сомнительными операциями экстраполяции систем, построенных на основе обозримых данных, на всю Вселенную (как это делалось во всех существующих моделях). Что же касается философских препятствий принятию замкнутой Вселенной, то они были актуальными для многих естествоиспытателей в разных странах мира. В 1969 г. Зельманов попытался объединить свой взгляд на космологию и космогонию с концепцией всего физического знания; по его мнению, в природе существует "структурно-эволюционная лестница", расширяющаяся от субатомного уровня к Вселенной¹. Эта материальная, многообразная лестница имеет качественно различные уровни, но составляет взаимосвязанное целое. Ее наиболее отличительной характеристикой является не поддающееся представлению разнообразие. В самом деле, Зельманов рекомендовал ученым принять как "методологический принцип" тот взгляд, согласно которому в природе содержится все то многообразие условий и явлений, которое может иметь место, согласно принятым фундаментальным физическим теориям. Отсюда Зельманов эвристически представил присутствие в различных областях природы всех форм материи и всех космологических моделей, согласующихся с существующей физической теорией². Так как физическая теория со временем изменяется, то, в свою очередь, изменяется и этот гипотетический бесконечный резервуар с моделями, но Зельманов не видел причин для того, чтобы заранее исключить какую-либо модель.

¹ (Зельманов А. Л. Многообразие материального мира и проблема бесконечности Вселенной. С. 280.)

² (Зельманов А. Л. Метагалактика и Вселенная. С. 390.)

В конце 60 - начале 70-х годов качество советских работ по космологии и космогонии продолжало улучшаться. В 1969 г. в Москве был опубликован интересный труд "Бесконечность и Вселенная"¹, содержащий 18 статей. В этом труде и в других работах предпринимались впечатляющие усилия для достижения философского понимания структуры и эволюции Вселенной. Имела место тесная связь между несколькими ведущими советскими астрофизиками и философами. Среди ученых, занимавшихся в 1969 и 1970 гг. важными разработками в этой области, были А. Л. Зельманов, В. А. Амбарцумян, Г. И. Наан, В. В. Казютинский и Э. М. Чудинов². Первые двое, каждый из которых уже описывался в этой книге, являются известными естествоиспытателями; три последних - способные философы естествознания. Амбарцумян и Казютинский публиковали совместные работы, пытаясь объединить взгляды профессионального философа естествознания и астронома³.

¹ (См.: Бесконечность и Вселенная. М., 1969. Среди других интересных книг см.: Станюкович К. П., Колесников С. М., Московкин В. М. Проблемы теории пространства, времени и материи. М., 1968.)

² (См.: Чудинов Э. М. Логические аспекты проблемы бесконечности Вселенной в релятивистской космологии // Бесконечность и Вселенная. С. 181-218; Он же. Философские проблемы современной физики и астрономии. М., 1969; Казютинский В. В. Астрономия и диалектика//Астрономический календарь. 1970. М., 1969; Наан Г. И. Понятие бесконечности в математике и космологии // Бесконечность и Вселенная. С. 7-77; Зельманов А. Л. Многообразие материального мира и проблема бесконечности Вселенной // Там же. С. 274-324.)

³ (См.: Амбарцумян В. А., Казютинский В. В. Революция в современной астрономии // Природа. 1970. № 4. С. 16-26. Амбарцумян также признавал подход Казютинского в кратком предисловии к "Революции в астрономии" (М., 1968), написанной последним.

)

Эти авторы тщательно проводили границу между наукой и философской интерпретацией науки. Они утверждали о своей готовности полностью принять данные науки, вне зависимости от того, как эти данные повлияют на предыдущие концепции. Однако эти авторы выражали уверенность, что эти данные не только всегда будут соотносимыми с диалектическим материализмом, но будут также освещаться им. Более того, как не видели они в естествознании угрозы диалектическому материализму, так же не видели они в диалектическом материализме угрозы для естествознания. Казютинский одобрительно цитировал высказывание советского физика В. Л. Гинзбурга о том, что диалектический материализм "не накладывает и не может накладывать "табу" на выбор моделей Вселенной"¹. Казютинский был убежден, что даже гипотеза Леметра об изначально взорвавшемся атоме как начале Вселенной может быть соотнесена с диалектическим материализмом после внесения небольших терминологических уточнений. "Нельзя считать, что идея о взрыве плотного или сверхплотного "первоатома" сама по себе является идеалистической. Если действительно Метагалактика (а не вся Вселенная!) образовалась так, как предполагал Леметр, это означало бы лишь то, что природа более "диковинна", чем нам казалось раньше, и что она поставила перед нами еще один трудный вопрос, решение которого будет, однако, найдено в рамках естествознания"².

¹ (Казютинский В. В. Астрономия и диалектика. С. 140-141; Гинзбург В. Л. Как устроена Вселенная и как она развивается во времени. М., 1968. С. 51.)

² (Казютинский В. В. Революция в астрономии. С. 33. )

Диалектические материалисты заняли настолько гибкие позиции по вопросам космологии и космогонии, что можно было подумать об отсутствии влияния философии на их подход к природе. Однако такой вывод не будет достаточно верным. Они все еще стремились сохранить понятие бесконечности, часто во временном смысле для Вселенной в целом, но всегда, как минимум, в смысле "неисчерпаемости" материи при ее более внимательном изучении человеком¹. Они приводили различие между словами "бесконечный" и "безграничный", указывая на то, что замкнутое пространство-время не обладает границами, "за которыми должно существовать что-то внепространственное"². Достаточно многие из этих ученых продолжали отдавать предпочтение неоднородным анизотропным моделям Вселенной, находя в них то богатство и бесконечность, которые они искали в материальной реальности. Они также продолжали разделять обозримую область Вселенной и Вселенную как целое.

¹ (См., напр.: Чудинов Э. М. Логические аспекты проблемы бесконечности Вселенной в релятивистской космологии. С. 218. Эстонский философ Г. И. Наан говорил в 1969 г., что бесконечность Вселенной есть постулат, а не что-либо "доказуемое" или "опровергаемое". Но, продолжал он, без этого постулата человек так или иначе не может правильно понимать мир или что-либо существующее вне его, его волн и сознания. См.: Наан Г. И. Понятие бесконечности в математике и космологии. С. 76-77.)

² (Баженов Л. Б., Нуцубидзе Н. Н. К дискуссиям о проблеме бесконечности Вселенной // Бесконечность и Вселенная. С. 130.)

Космическое фоновое излучение достаточно взволновало космологов с момента его открытия А. А. Пензиасом и Р. В. Вильсоном в 1965 г. Это излучение все чаще интерпретировалось как остаток первозданного огненного шара, из которого произошла Вселенная. Развитие этой концепции придало достаточный вес аргументам тех космологов, которые придерживались модели Большого взрыва. Появившись в то время, когда сторонники теории стационарного состояния отступили на другие позиции, эта интерпретация стала причиной перехода многих советских и зарубежных космологов к той или иной версии теории Большого взрыва. Открытие пульсаров и квазаров также добавило ценную информацию в той области, в которой новые данные наблюдений получить очень трудно. Астрономические данные, полученные недавно из нескольких разных источников, заметно укрепили позиции тех теоретиков, которые отдавали предпочтение расширяющимся однородным и изотропным моделям Вселенной. Эти новые данные усложнили задачу диалектических материалистов, таких, как Амбарцумян, которые до того были на стороне неоднородных анизотропных моделей. С другой стороны, данные, поддерживающие скорее открытые, чем замкнутые модели, устраивали многих советских интерпретаторов космологии.