Физическая парадигмаи универсальная теория
Кризисфундаментальной физической теории
Бостонская дискуссия
Квантовая теория поля являетсятеоретической основой современной фундаментальной физики, включающей физикуэлементарных частиц и космологию. Своего наибольшего успеха она достигла в 70-хгодах XX века, когда была создана Стандартная модель, достаточно хорошоописывающая опытные данные. В ней фундаментальные взаимодействия природы удалосьописать единым образом – посредством неабелевой калибровочной теории. Однакозатем последовал длительный период теоретического застоя, продолжающийся иныне. Концептуальное развитие СМ застопорилось. Создавшееся положениеобсуждалось в 1996 г. в Бостонском университете на представительномсимпозиуме, посвященном концептуальным основаниям КТП. В 1999 году егоматериалы были опубликованы. Их краткий обзор дан в работе, которой мы будемследовать. В состоявшейся дискуссии с участием известных физиков и философовнауки нас будут интересовать критический взгляд на КТП «изнутри» и видениеперспективы.
Апологеты СМ утверждают, что физикаможет считаться завершенной, что все основные законы уже открыты исистематизированы в Стандартную модель. Их лозунг: «Никакой новой физики!»Однако многие исследователи такую точку зрения отвергают, подвергая СМ и КТПжесткой критике за присущие им недостатки. Заостряя ситуацию, Ш. Глэшоусказал даже, что «КТП просто неверна!» Верная теория, считает он, должнавключать в себя квантовую гравитацию. Среди недостатков КТП выделяется проблемарасходимостей. «Для таких светил, как Швингер и Дирак, появление расходимостейделало КТП неприемлемой в качестве некоторой окончательной теории», – отметилГлэшоу. Перспективу он видит в теории струн. «Но никто еще не получил из теорииструн каких-либо проверяемых предсказаний», – напомнил он.
Сторонником теории струн и критиком СМвыступил и Д. Гросс. Он перечислил проблемы, которые требуют выхода запределы КТП. В их числе унификация взаимодействий, иерархия масс, происхождениелептон-кварковых семейств, объяснение параметров СМ и малой величины космологическойпостоянной, реконструкция ранней истории Вселенной и др.
Проблемы, выходящие за рамки КТП, Глэшоуопределил как метафизические. Он относит к ним дираковскую «проблему большихчисел». Почему массы различных фермионов различаются на пять порядков и стольмалы по сравнению с планковской массой? Почему взаимодействия в миреэлементарных частиц описываются калибровочными симметриями и какова природаэтих симметрии? Что является источником сил? Почему равны гравитационная иинерционная массы? Есть ли внутренняя структура у электрона? И т.д. С точкизрения Глэшоу подлинные метавопросы остались сейчас только в физикеэлементарных частиц и космологии.
Вывод, к которому пришли критики СМ,таков: стагнация теории должна быть преодолена новой концептуальной революцией,которая не обязательно будет базироваться на теории струн, но в любом случаесовершит радикальный пересмотр основных допущений и принципов КТП. Фактическиэто есть констатация кризиса современной физической парадигмы без указанияконкретного выхода из него.
Важное место в дискуссии было уделенометафизическим и эпистемологическим вопросам физики. Среди первых основноеместо занимает вопрос о картине мира, рисуемой современной физикой. Является лимир непрерывным или он дискретен? Какова природа вакуума и вакуумныхфлуктуации? Каков смысл понятий волна и частица в субатомном мире? Обладает лимир иерархической структурой и если да, то каковы механизмы взаимодействиямежду ее уровнями? Можно ли уровни описывать в рамках редукционизма или они несводимыдруг к другу?
К. Ровелли отметил, что всовременной картине мира, основанной на КТП, нет ответа на вопросы, что такоевремя, пространство, причинность, материя. До сих пор не решена проблемаобъединения квантовой механики и эйнштейновской общей теории относительности сее представлениями о пространстве-времени, и сегодня мы не имеем согласованнойкартины физического мира. КМ и ОТО разрушили понятия, на которых более трехстолетий основывался синтез картезианско-ньютоновской картины мира, не создавновой. Ровелли настораживает, что в теории «невозмущенной» каноническойгравитации и в «невозмущенной» теории струн из фундаментальных уравненийисчезает время, а с ним и эволюция мира.
Среди эпистемологических проблем главнымявляется вопрос о природе физических понятий: стоит ли за ними физическаяреальность или это теоретический конструктор? В частности, описывает лиреальность базисная онтология теории?
С. Вайнберг, анализируя путьразвития КТП и ее основных понятий, отмечает, что прежний дуализм, согласнокоторому мир состоит из частиц и полей, преодолен. С позиции КТП квантовые поляявляются базисными ингредиентами Мироздания, в то время как частицы вторичны – онипросто проявления полей. Но, отмечает Вайнберг, многие вычисления упрощаются,если их выполнять, следуя мировым линиям частиц. Он выразил неудовлетворениефеноменологическим описанием элементарной частицы, поле которой присутствует влагранжиане. Ф. Рорлих подчеркивает, что экспериментаторы наблюдают именночастицы, и в отличие от других компонент теории онтологический статусэлементарных частиц вызывает мало сомнений. Рациональное оправдание дляформализма КТП Вайнберг видит в том, что здесь реализуется синтез трехпринципов: лоренц-инвариантности, квантовой механики, а также кластерного разложения,согласно которому «результаты удаленных друг от друга экспериментов не должныбыть коррелируемы».
Наиболее острая дискуссия развернуласьпо проблеме редукционизма – антиредукционизма в теоретической реконструкциимикрореальности, поскольку она связана со стратегическими путями развитияфизической теории. Их два: программа эффективных теорий или поиск окончательнойтеории. Первая исходит из того, что иерархические уровни материи, различающиесямасштабом длин и энергий, квазиавтономны, а их «население» подчиняетсясобственным законам. Современная наука устроена подобным же иерархическимобразом, а ее уровни имеют свои собственные основополагающие эксперименты ипонятия, не имеющие смысла на низшем, фундаментальном уровне и невыводимые изпонятий последнего. Согласно Т. Цао, стратегия эффективных теорий, отрицающаямонофундаментализм окончательной теории, совместима с полифундаментальностьюиерархических уровней, из которых ни один нельзя считать более фундаментальным,чем другие. Исследователь каждого фундаментального уровня не должен огорчатьсяиз-за ограниченной области применимости своей теории. Ведь, согласно Цао, даженаиболее последовательный монофундаменталист в физике элементарных частицпонимает, что его теория имеет ограниченную область приложимости и не можетбыть использована, скажем, в экономике и поэзии.
Д. Нельсон отмечает, что физикаэлементарных частиц достигла столь малых масштабов и столь высоких энергий, чтоее выводы оказываются несущественными для физики окружающего нас мира.
Глэшоу сомневается в осмысленности самихпонятий «финальная» теория или «Теория Всего Сущего». И хотя идеалокончательной теории играет положительную роль в познании, посколькустимулирует величайшие интеллектуальные усилия по ее построению, сама цельявляется иллюзорной. Глэшоу не верит, что ученые когда-либо смогут еедостичь*'.
С редукционистских позиций выступил М. Рэдхед.Он считает, что ни антиредукционизм, ассоциирующийся с уходящей в бесконечностьбашней эффективных теорий, ни редукционизм, предполагающий окончательную теориютипа «Теория Всего Сущего», не могут быть экспериментально обоснованы раз инавсегда, а потому эти идеи метафизичны, поскольку, говоря словами Канта,выходят за рамки всякого опыта. Однако идея окончательной фундаментальнойтеории стимулирует познавательный процесс, поиски единства знания,характеризующегося простотой и симметрией порядка, лежащей за видимойсложностью явлений.
Вайнберг и Гросс отстаивали возможностьокончательной теории. Оба полагают, что эффективные полевые теории – лишьприближение к более глубокой теории, которая будет получена из этих приближенийнеким систематическим путем. Эта более глубокая или окончательная теория будетне полевой, а радикально отличной от КТП.
Таковы основные позиции, прозвучавшие набостонском форуме. Они хорошо отражают современное кризисное состояниефундаментальной теории. Впечатляет внушительный перечень вопросов, на которыепредстоит ответить тем, кто попытается найти выход из сложившейся критическойситуации. Звучали слабые надежды на развитие теории струн. Надежды на заменуКТП остаются надеждами уже более 25 лет. Теория струн возникла как модель,способная устранить расходимости, связанные с точечностью частиц и локальностьюих взаимодействия. Она способна включить гравитацию в квантовую теорию. Но,«претендуя на роль фундаментальной теории физики микромира и единой теории всехвзаимодействий, теория струн до сих пор не имеет не то что законченнойформулировки, а даже до конца разобранного «модельного примера», более илименее охватывающего все ее принципиальные черты, подобно простейшим моделямквантовой механики или квантовой теории поля». Ситуацию с теорией струн лучшевсего описывает пословица: на безрыбье и рак рыба. Очевидный вывод издискуссии: нужны новые идеи.
Когда на бостонском форуме говорилось обокончательной теории или «Теории Всего Сущего», речь не шла об универсальнойтеории – теории Универсума. Спор между редукционистами и антиредукционистамибыл не о теории Мироздания, хотя, если вдуматься, окончательной теорией можетбыть только она. Речь идет о стратегии исследований. Обе стороны видят путьразвития науки поэтапным, разница заключается в способах описанияиерархического мира. Однако поэтапное развитие монофундаменталистской теориивыглядит не очень понятным. Поэтапно должны охватываться различные уровнииерархии. Если сегодня теория опишет уровень элементарных частиц и Вселенной,то завтра и послезавтра – промежуточные уровни. Но если единым образом удастсяописать минимальный и максимальный масштабы, то почему промежуточные масштабыокажутся вне теории? Если же речь пойдет об универсальной теории, топоэтапность должна быть исключена.
В споре с редукционистами аргументацияоппонентов не выглядит последовательной. Их главный довод – неспособностьсовременной монофундаменталистской КТП описывать высокие иерархические уровнинашего мира. Это действительно так, и это – приговор, но не редукционизму, асовременной физической парадигме, что не одно и тоже, хотя последняя и включаетредукционистский подход как свой элемент. Идущая, видимо, от Гераклита идеяредукционизма подтверждается на низших уровнях иерархии материи. Всеми, в томчисле и антиредукцонистами, признается, что из кварков образуются нуклоны, изнуклонов строятся ядра, создающие атомы, далее идет молекулярный уровень, изучаемыйхимией. Здесь прослеживаемая редукционистская цепочка обрывается, и приизучении более высоких уровней организации материи современная квантовая теориястановится неэффективной. Нужно ли из этого делать вывод ополифундаменталистском устройстве мира и неадекватности редукционистскогоподхода? Более последовательный вывод таков: возможности КТП ограничены, и ейнадо искать замену. Об этом говорили некоторые участники бостонской дискуссии.
Если принять концепциюантиредукционистов, то проблема описания мироустройства не упрощается, аусложняется. Сразу встает вопрос о числе иерархических уровней, чем оноопределяется. Нужно будет объяснять их происхождение, чем природа одного уровняотличается от природы другого, сколько новых фундаментальных констант должны ихописывать, каково их происхождение и т.д. Комплекс проблем, возникающий примонофундаменталистском подходе, многократно умножится при переходе кполифундаментализму. И это выход из кризисной ситуации? Глядя на подобноеневынужденное усложнение, уместно вспомнить о «бритве Оккама».
Бостонская дискуссия не выявиланепреодолимой аргументации против возможности создания универсальноймонофундаменталистской теории, разработка которой в 2000 г. продвигаласьуспешно, хотя еще была далека от завершения.
Для поиска выхода из тупика в 2004 г.Министерство энергетики и Национальное научное общество США создали комитет,задачей которого является выяснение возможностей науки в решении наиболеезначительных проблем в физике элементарных частиц. Комитет, руководимый П. Дрелл,начал с составления перечня вопросов, которым надо уделить особое внимание внациональных и международных программах:
1. Существуют ли неизвестныеприродные принципы, новые физические законы, новые симметрии?
2. Имеются ли дополнительныепространственные измерения?
3. Можно ли объединить всесилы и все взаимодействия?
4. Зачем Вселенной так многотипов различных элементарных частиц?
5. Можно ли раскрыть тайнутемной материи и получить ее в лаборатории?
6. Каковы настоящие свойстванейтрино?
7. Как Вселенная достигласовременного состояния?
8. Что в процессе эволюцииВселенной случилось с антивеществом?
Все эти вопросы будут обсуждаться в ч.I. Они важны для разработки новой парадигмы.
О «Теориях ВсегоСущего»
На бостонском симпозиуме, когда речьзаходила о «Теории Всего Сущего» или окончательной теории, под этим понималасьотнюдь не теория Мироздания – не тот сегодня уровень фундаментальной физическойтеории, чтобы рассчитывать на подобное. Однако теории, претендующие науниверсальное описание мироустройства, известны. Их немного и успешными назватьих нельзя, но для характеристики поисков в этом направлении, важном для нас, мыпредставим две теории – одну антиредукционистскую и одну редукционистскую.
Теория Д. Дойча. Она не относится к физическим теориям.Поэтому мы приведем представления автора не о структуре реальности, а оформировании универсальной Теории Всего. Он, как и многие, считает цельюнаучной теории объяснение мира, полагая, что должно пониматься не все, что существует, а все, что понято. «Мы понимаем структуру реальности,только понимая теории, объясняющие ее». Если структура реальности едина, топуть обобщения теории приведет к «единственной теории единой структурыреальности». «Это будет теория всех предметов: Теория Всего». Она будет первойуниверсальной теорией. Так как теории принципиально несовершенны, ее в своевремя вытеснит более глубокая и точная теория, и т.д. «Создание Теории Всегобудет последним большим объединением и в то же время первым шагом квозникновению нового мировоззрения». Дойч считает, что при редукционистскомподходе фундаментом становится «упрощенная Теория Всего», универсальная теориячастиц, сил, пространства и времени вместе с некоторой теорией начальногосостояния Вселенной. Остальная физика образует первые несколько этажей.Астрофизика и химия займут более высокий уровень, геология еще более высокий ит.д. Еще выше – биохимия, биология и генетика. «В нетвердых слоях стратосферыпримостились такие предметы как теория эволюции, экономика, психология и вычислительнаятехника». Однако «никто на самом деле не собирается выводить принципы биологии,психологии или политики из принципов физики. Причина, по которой предметы болеевысокого уровня поддаются изучению, состоит в том, что в определенных условияхнепостижимо сложное поведение огромного количества частиц становится меройпростоты и удобопонятности. Это называется исходом: простота высокого уровня исходит изсложности низкого. Явления высокого уровня с понятными фактами, которые нельзяпросто вывести из теории низкого уровня, называются исходящими явлениями». «Цель наук высокого уровня – дать намвозможность понять исходящие явления, самыми важными из которых…являются жизнь,мысль и вычисление». «Четыре основные нити объяснения, которые могут составитьпервую Теорию Всего – это квантовая физика, эпистемология, теория вычислений итеория эволюции».
Можно согласиться с Дойчем, что его«Теория Всего» несовершенна. Это яркий пример спекуляции, не утруждающей себядоказательствами.
Теория Г. Шилова. У этой теории иной статус. Этафизическая редукционистская теория представляет интерес тем, что в нейфактически заложен поляризационный подход, лежащий в основе настоящей работы.Это делает возможным сравнение.
Как известно, от А. Эйнштейна ведетначало еще одно направление поиска, нацеленное на универсальное описание мира, –единая теория поля. В ее основе лежит геометризация полей материи. Эйнштейннадеялся, что на этом пути ему удастся найти уравнения «совершенной квантовойтеории», так как появившаяся квантовая теория его не удовлетворяла. Шиповым в«Теории физического вакуума» строится более общая ЕТП, основанная на идее, что«…в мире нет ничего, кроме кривизны и кручения». Как считает ее автор,«проблема создания единой теории поля получила свое решение в теориифизического вакуума» – «основного состояния любого вида материи, являющегоисточником всех частиц и полей». Вывод уравнений 10-мерного вакуума, несодержащих физических констант, основан на новом «принципе всеобщейотносительности всех физических полей… Все физические объекты становятсяотносительными, приобретая возможность менять свои массы, заряды, спины и т.д.при рождении из физического вакуума». Эти характеристики «частицеподобныхрешений» уравнений определяются тензором кривизны, становящимся относительным.
Поля материи, образующие тензор материи,– «это торсионные поля, являющиеся источником нового вида взаимодействий – торсионных»,порождающих силы инерции в ускоренных системах отсчета. «В инерциальныхсистемах отсчета поля инерции, образующие плотность материи, удовлетворяютволновым уравнениям, подобным уравнению Шредингера… При этом волновая функцияквантовой теории оказывается связанной с реальным физическим полем – полеминерции и получает детерминистскую интерпретацию». «Поле инерции и представляетсобой единое поле».
Из уравнений вакуума Шиповым выделено«семь уровней реальности»: Абсолютное Ничто, первичное торсионное поле,физический вакуум, элементарные частицы, газ, жидкость и твердое тело.Абсолютное Ничто имеет два состояния абсолютного вакуума: неупорядоченное иупорядоченное. «На этом уровне нет ничего конкретного: ни наблюдателя, нивещества. Идет процесс самоорганизации Абсолютного Ничто, который заключается внумерации точек пространства», кривизна и кручение которого равны нулю. «Пустое,но пронумерованное пространство предполагает существование «первичногосверхсознания», способного осознать Абсолютное Ничто и сделать егоупорядоченным. На этом уровне реальности решающую роль играет «сверхсознание»,выступающее в роли активного начала идеального, действующего в рамках всеобщегопринципа относительности. Переход с первого уровня реальности на второй осуществляетсяспонтанно либо под действием торсионного поля. На этом уровне поле крученияпредставляет собой элементарные пространственно-временные вихри, не переносящиеэнергию в обычном ее понимании, но переносящие информацию». Геометрияпространства на этом уровне представляет собой 10-мерное многообразие, причемкривизна оказывается равной нулю, а кручение отлично от нуля. «На третьем уровнереальности возникает виртуальная материя, способная при взаимодействиипередавать энергию. Ее уравнения не содержат никаких физических констант».«Переход материи из виртуального состояния в реальное происходит после того,как константы или функции интегрирования в том или ином конкретном решении приобретаютфизические значения. В этом случае возбужденное вакуумное образование – инерцион– проявляет себя как реальная частица или поле. Иными словами, происходитрождение реальной материи из вакуума, т.е. переход на четвертый уровеньреальности». На этом уровне и «устанавливается соответствие физического вакуумасуществующим фундаментальным уравнениям физики». Таков сценарий Шилова рожденияматерии из «ничего».
Наряду с частицами, имеющимиположительную массу, должны рождаться частицы с отрицательной массой. Шиповссылается на Я.П. Терлецкого, введшего понятия позитон и негатон исчитавшего, что негатоны распределены во Вселенной равномерно, компенсируянеоднородно распределенную массу позитонов. Современная плотность негатоновничтожна, поэтому они ненаблюдаемы в эксперименте. В больших же масштабах онидолжны проявлять себя. К таким проявлениям он относит наличие спиральнойструктуры у галактик. Согласно Терлецкому, должны существовать и тахионы – сверхсветовыечастицы с мнимой массой. Такая картина Вселенной принята в теории Шилова. Крометого, «к теоретическим следствиям относятся:
1) построение эйнштейновскойединой теории поля как теории физического вакуума;
2) соответствие уравненийфизического вакуума всем фундаментальным уравнениям современной физики;
3) построениедетерминированной квантовой теории, удовлетворяющей требованиям Эйнштейна;
4) открытие новых типовфундаментальных взаимодействий, основанных на точных решениях уравненийфизического вакуума;
5) теоретическое описаниеторсионных взаимодействий;
6) фундаментальное описаниемонопольного излучения в электродинамике;
7) обобщение некоторыхтеорем и законов классической механики».
В подтверждение своей теории Шиповрассматривает некоторые эксперименты с использованием так называемых торсионныхгенераторов и приемников, результаты которых не удается объяснить в рамкахобычной физики. Вне этих рамок находятся и предсказанные им «физическиеобъекты, которые по своим свойствам претендуют на роль посредника впсихофизических явлениях». Особенность торсионных полей Шипов связывает соспином, который рассматривается как спиновый заряд. Поэтому электромагнитноеполе и другие поля со спином получают в теории необычные «торсионные» свойстваи используются для объяснения аномалистики.
Теория Шилова выделена нами потому, чтов ней сделана попытка понять возникновение материи из «ничего», дан некийсценарий ее рождения. Представление о вакууме в ней и КТП различны, а поисквыхода из кризиса теории требует ревизии взглядов на вакуум как на исходноесостояние материи. Образование физических величин из «ничего» – этополяризационный процесс, материализация «Пустоты», то, что связывает подходыШилова и настоящей работы. Однако имеется одно принципиальное различие междуними. Геометрическая природа взаимодействия в ЕТП отделяет физическоепространство от материи, делая пространство первичным. Здесь пространство невозникает из «ничего», это высшая данность, в которой реализуются материя исознание. Таков принцип построения ЕТП. Вопрос, почему пространство выделено,не обсуждается. Это постулат теории.
Если же исключения дляпространства-времени не делать и не постулировать первичность торсионных полей,то возникает другая теория, которая названа нами поляризационной. В ней природа всех взаимодействийсвязана уже не со свойствами пространства – кривизной и кручением, а ссимметрией. Это то, что объединяет ее с КТП. Коренное различие в природеполяризации нуль-вакуума предопределяет разницу в возможности адекватного описаниянаблюдаемой реальности. Несмотря на универсальность подхода, описанияиерархических уровней косной и живой материи в теории Шипова нет. Сравнениетеории с экспериментом носит весьма ограниченный характер. Теория оперирует нетолько тремя фундаментальными константами, но и другими. При этом она недостигает той точности описания опытов, которая не позволила бы усомниться в ееадекватности. В ней нет ответа и на многочисленные вопросы, обсуждавшиеся набостонском форуме, без чего нельзя говорить о ЕТП как о новой фундаментальнойтеории физики. Адекватность ЕТП наблюдаемому миру не доказана. Поэтому она небыла воспринята физиками «традиционной ориентации», но получила признание всреде исследователей, занимающихся аномалистикой и интерпретирующих ее с помощью«торсионных» полей. Декларируемая первичность «торсионных» полей противоречитсовременным представлениям и поляризационной теории, считающим первичнымскалярное поле.
Близкими в концептуальном отношении кпредставлениям Шилова являются идеи Дж. Хегелина, согласно которым сфераСознания, Мышления, Коллективного разума имеет материальную основу в видеЕдиного Поля, а различные индивидуальные сознания следует рассматривать какпроявление единого универсального сознания, что соответствует ведической традиции.В качестве физической основы Единого Поля у Хегелина выступают суперструны. Егопредставления легли в основу научно-исследовательской программы Международногоуниверситета Махариши. Одно из ее направлений – попытки воздействия на ходсоциальных процессов с помощью целенаправленной коллективной медитации.
Можно констатировать, что существуютпопытки радикально расширить монофундаменталистский «физический кругозор»,особенно в сторону сознания, которое Н. Бор считал физическим феноменом.Однако они не способны переубедить антиредукционистов. И не только их. Этипопытки были недостаточно успешными, чтобы поколебать существующую парадигму ипомешать критической ситуации в фундаментальной физической теории благополучноперекочевать из второго тысячелетия в третье.
Современнаяестественнонаучная парадигма
Система основных концептуальныхположений, характеризующих определенный этап развития науки, меняется вместе сней. Ревизия научной парадигмы – это постоянно идущий процесс, и потому ееформулировка всегда будет иметь неоднозначность, неопределенность. Этоотносится и к современной парадигме – парадигме рубежа тысячелетий.Характеризуя научный зтап, обычно указывают отдельные концептуальные положения,отражающие его специфику. Попытки дать более или менее полную формулировкусистемы основных положений автору неизвестны. В такой формулировке, собственноговоря, нет и особой нужды – науку это не продвинет, а споров, что считатьобщепринятым, может вызвать множество.
Иное дело, если речь идет о новомвзгляде на мир, на его устройство. Тогда нужно зафиксировать существующеемиропонимание, чтобы была возможность четче уяснить предлагающиеся изменения исфокусировать на них дискуссию.
Мировоззрение обычно считается уделомфилософов. Но наука о Природе – это физика. Если считать, что ничего, кромеПрироды, не существует, казалось бы, физики и должны формулироватьмиропонимание, исходя из добытых ими эмпирических данных. Однако современныйуровень развития физики не позволяет понять множество загадок Природы, без чегонельзя проникнуть в тайну мироустройства. Вследствие этого современнаяфизическая парадигма неэквивалентна научной парадигме, следствием чего являетсяразделение наук на естественные и гуманитарные. Физики смогут заменитьфилософов только тогда, когда будет создана окончательная универсальная теорияПрироды – теория Мироздания. До тех пор философы будут домысливать недостающее.Как мы видели выше, единичные попытки ее создания физиками предпринимаются, номало кто верит, что успех возможен в обозримом будущем. Немало и тех, ктосчитает зто принципиально невозможным. Речь идет не о религиозных людях, не огуманитариях, считающих, что у «них свои законы», а о физиках.
Слава богу, науке демократияпротивопоказана, поскольку творческий процесс индивидуален. Поэтому,констатировав сложившуюся ситуацию, начнем продвижение к намеченной цели, начавс попытки сформулировать современную естественнонаучную парадигму. Не претендуяна полноту и учтя спорность ряда положений, сконцентрируемся на той ее части,которая будет подвергнута ревизии в рамках предлагаемого поляризационногоподхода.
Мы разобьем парадигму на три основныхблока, охватывающих материю всех масштабов. В первый блок включим положения,характеризующие фундаментальный уровень материи. Этот блок будем называть «фундаментальнойпарадигмой». Второй блок содержит основные представления о Вселенной как оедином целом. Это – «космологическая парадигма». Наконец, третий блок включаетположения об иерархической структуре материи. Это иерархический блок парадигмы,или «иерархическая парадигма». Относительно нее идет спор редукционистов иантиредукционистов.
В предлагаемых ниже формулировках курсивом выделены те позиции, которые сохранятсяв поляризационной парадигме. Возможно, не все приводимые положения парадигмыможно счесть концептуальными, но базисный характер описываемых ими свойствматерии представляется очевидным.
А. Фундаментальнаяпарадигма
А.1. Мир материален. Материя – реальностьМироздания. Согласно материалистической диалектике, материя – это объективнаяреальность, существующая вне и независимо от человеческого сознания. Этаформулировка вызывает сомнение, так как само человеческое сознание можетоказаться неизвестной формой материи. Возможно, правильнее считать, что материя– это реальность. Но какая? В физике она конкретизируется по своим проявлениям.Сегодня известны три ее формы: частицы, поля и вакуум. Понятие последнеговарьируется, но доминирует представление о физическом вакууме – состоянииматерии с отличной от нуля энергией. При возбуждении этот вакуум генерируетчастицы и поля.
Существуют два типа частиц – реальные ивиртуальные. Реальныеобразуют вещество, виртуальные частицы отличаются от реальных тем, что для нихне выполняется соотношение специальной теории относительности между энергией,массой и импульсом.
Поля имеют также две формы – классическуюи квантовую.
Информация не рассматривается какфизическая субстанция. Ее роль в физической картине мира, ее вклад в реальностьне ясны.
А.2. Реальные частицы существуют вчетырехмерном пространстве-времени, имеют неотрицательные массы и скорости, непревышающие световую. Их движения описываются принципом наименьшего действия. Существуют три типа механическогодвижения материи – трансляционное, колебательное и вращательное.
А.З. Частицы обладают волновыми свойствами.Они – проявления полей.
А.4. Существуют два типа вещества: первый – кварк-лептонныйбез правого нейтрино, другой – неизвестная небарионная материя.
А.5. Свойства взаимодействий определяются ихсимметрией.
А.6. Существуют четыре фундаментальныхвзаимодействия – электромагнитное, слабое, сильное и гравитационное.Предполагается, что первые три взаимодействия объединяются в одно с симметрией 5Щ5). В этом случае должны существоватьмагнитные монополи, а протоны – распадаться. Скорость распространениявзаимодействий в вакууме ограничена скоростью света.
А.7. В основе фундаментальной теории лежатпервые принципы – апробированные опытом постулаты.
А.8. Теоретической основой фундаментальнойфизики является квантовая теория поля. Это положение оспаривается.
Б. Космологическаяпарадигма
Б.1. Представление о Мироздании несформировано. Вселенная – это наблюдаемая часть Мироздания, все Мироздание или частица в нем.
Б.2. Вселенная расширяется из начальногоплотного состояния, возникающего в физическом вакууме.
Б.З. Масса Вселенной образуется на ееначальном этапе существования и в дальнейшем сохраняется.
В.4. Вселенная зарядово-асимметрична:вещество доминирует над антивеществом.
Б.5. Динамика Вселенной как целогоопределяется гравитационным взаимодействием, темной энергией иантигравитирующим вакуумом. При красном смещении 2~7 расширениеускоряется.
Б.6. Теоретическим фундаментом космологииявляется общая теория относительности с Л ф 0 и следующая из нее фридмановская модель расширения.
Б.7. Основным механизмом структурированиявещества Вселенной является гравитационная неустойчивость начальных возмущений,возникающих на инфляционной стадии.
Б.8. Звезды образованы барионной материей,тогда как вгалактиках и их скоплениях доминирует небарионное вещество.
Б.9. Крупномасштабная структура в однороднойВселенной не могла образоваться механическим способом – для этого наблюдаемыхскоростей галактических систем недостаточно.
8.1. Мир един, монофундаментален, и потомусвойства всех сложных иерархических уровней материи должны объяснятьсясвойствами частиц фундаментального уровня, т.е. физика является фундаментом наук,изучающих любые иерархические уровни. В естественных науках эта тенденция проявилась исторически.Поэтому редукционизм можно считать естественным подходом, хотя он иоспаривается.
8.2. Живая и косная материя образованы однимии теми же элементарными частицами. Живая материя возникает из косной.
8.3. Существует универсальный генетическийкод, задающий связь между кодонной структурой ДНК и производством аминокислот.
8.4. Жизнь появилась на Земле химическим путем либо посредствомпанспермии и эволюционируетот простого к сложному.
8.5. Живая материя эволюционирует врезультате случайных мутаций естественного отбора. Этот механизм оспаривается,но достаточно убедительной альтернативы пока не предложено.
8.6. Души нет, психика и сознание-функциимозга и нервной системы.
8.7. Потустороннего мира не существует.
Это, конечно, не полный переченьбазисных положений, касающихся живой материи. Он не затрагивает, в частности,видообразования и таксономии, человеческого общества.
Малая доля отмеченных курсивом положенийво всех трех блоках дает представление, насколько радикально меняется парадигмав поляризационной теории Мироздания, излагаемой ниже.
Помимо содержательной компоненты научнаяпарадигма включает в себя положения, связанные с познаваемостью природы иметодами ее познания. Важность гносеологического блока отмечалась во Введении.От него зависят эффективность и направление усилий, выбор познавательнойстратегии и методологии. В сегодняшнюю эпистемологическую парадигму включим следующие положения:
Г.1. Мир познаваем, а наука – способ егопознания и понимания. Познание мира возможно и ненаучными методами, но егообъяснение, понимание – прерогатива науки.
Г.2. Важнейшим постулатом естествознанияявляется принцип, что законы природы, установленные в лабораторныхэкспериментах, остаются верными для всей Вселенной, и все явления, наблюдаемыево Вселенной, могут быть объяснены на основе этих законов.
Г.З. Теоретическое обобщение опытных данныхтем совершеннее, чем большее число их оно охватывает.
Г.4. Наука основывается на воспроизводимыхфактах.
Первое и третье положения возражений невызывают. Вторая позиция проблематична, так как в лаборатории нельзяустанавливать закономерности крупномасштабных и длительных явлений, аинтерпретация их посредством лабораторно открытых законов может оказатьсяневозможной. Собственно, такая ситуация и сложилась в физике. Например,обнаружить в лаборатории крупномасштабные элементарные частицы нельзя, а они,как будет показано, играют определяющую роль в иерархической структуризациивещества Вселенной. Основываясь только на гравитационных механизмах структуризации,понять строение Вселенной невозможно. Поэтому здесь много «белых пятен». Образованиегалактик и Солнечной системы, рассматриваемое в гл. 3 и 4, тому примеры.Возможности «лабораторного познания» реальности ограниченны, поэтому нужноиспользовать и иные методы исследования.
Следует сказать, что наука опирается нетолько на лабораторные данные, но и на наблюдательные. Они лежат в основенекоторых наук, но интерпретируются посредством лабораторно открытыхзакономерностей. Исключение составляет открытая И. Ньютоном гравитация.
Использование наблюдательных данныхделает сомнительным и четвертое положение. Роль воспроизводимости в признаниифактов достоверными не оспаривается. Но как уже говорилось во Введении, онасужает сферу научного познания и в этом смысле противоречит первому и третьемуположениям. Не отказавшись от него, нельзя построить универсальную теориюМироздания. Оно делает изгоями науки целые направления исследования реальности.
Научное отношение к проявлениямреальности – это важные эпистемологическая и методологическая проблемы.Отказываясь от требования воспроизводимости, нужно предложить альтернативу.Нами принят следующий подход: априори нельзя отрицать достоверность любогоопытного факта, наблюдения или свидетельства, сколько бы странными инеприемлемыми они на первый взгляд ни казались. Для поставленной задачи утратаинформации неприемлема, т.е. информативность важнее воспроизводимости. Иными словами, принимается презумпциядоверия к фактам, позволяющая избежать утраты ценной информации относительноявлений природы, о существовании которых в силу ограниченности современногоуровня знаний и экспериментальных возможностей мы даже не подозреваем. Иногопути нет. Требовать тотальной проверки достоверности фактов и свидетельствбессмысленно, ибо их число необъятно, а большая часть и вовсе непроверяема, таккак либо принципиально невоспроизводима, либо воспроизводима, но недостатокзнаний не позволяет быть уверенным в идентичности проверочных опытов. Именнотак обстоит дело с экспериментами, природу которых еще предстоит понять. Крометого, известны примеры, когда сам экспериментатор, его настроение влияют нарезультаты опытов.
Как же разбираться в таком скопищеданных, где неверная информация может даже доминировать? Это новая для наукипроблема – учиться оценивать достоверность невоспроизводимых данных, несущихнеобычную информацию и не вписывающихся в современную парадигму. С подобнойпроблемой сталкивается христианская церковь, канонизируя святых, совершившихчудеса. Однако ее опыт для науки вряд ли пригоден.
Как говорилось во Введении, толчком длянастоящей работы послужило наблюдение автором НЛО. Существование феномена НЛО сего удивительным набором «аномальщины» отрицается официальной наукой. Но есливспомнить, аналогичная ситуация была и с шаровой молнией. О ней люди зналииспокон веков. Хотя она убивала людей и животных, приводила к разрушениям,наукой это явление долго не признавалось. Воспроизвести ее экспериментальнопытаются до сих пор, но уже в 80-х годах XX века сомнения в существованиифеномена ШМ отпали. Что произошло? В ряде стран появились работы постатистическому анализу тысяч свидетельств, т.е. субъективных наблюдений.Выяснилось, что картина явления не зависит от статуса свидетелей. Игнорироватьстатистику свидетельств, фото- и видеоматериалы, разрушительные воздействиябыло трудно. Не вписывающееся в современную парадигму явление было признаноофициальной наукой и изучается ею, правда, без большого продвижения вперед. Кслову, аналогичный статистический подход используется в космологии иастрофизике для изучения звезд, галактик и других объектов.
Феномен НЛО имеет нечто общее с ШМ,порой объект можно отнести и к тому, и к другому явлению.
В те же годы аналогичный статистическийанализ тысяч свидетельств был выполнен и для НЛО. Он вновь показал, что на всехконтинентах присущий НЛО набор явлений одинаков. Казалось бы, ситуацияаналогична ШМ, но НЛО как явление не признается официальной наукой до сих пор,несмотря на то, что накоплено большое количество фото- и видеоматериалов,исследований физических следов НЛО на земле. Чем вызван такой двойной стандарт?Дело, видимо, в том, что часть НЛО проявляет разумное поведение и ассоциируетсяуфологами с инопланетными кораблями, их нельзя отнести, как ШМ, к природнымфеноменам. По этой причине вначале некоторые сведения о НЛО засекречивались, аНЛО объявлялись несуществующими. Если НЛО – проявление разума, то он намногопревосходит человеческий, и тогда ситуация грозит обществу и наукепотрясениями. Научная экспертиза феномена НЛО не смогла отсеять все наблюдениякак недостоверные или объясняемые наукой. Существенная доля достоверныхнаблюдений осталась невыясненной и стала изучаться уфологией.
Сделанное отступление характеризуетотношение науки к паранаукам, которые занимаются исследованиями непризнаваемыхнаукой явлений. Подобная ненормальная ситуация характерна и для отношенияофициальной науки к религии, накопившей много информации о душе, к мистике идругой аномалистике. Суть проблемы – в недоверчивом отношении к фактам, добытымненаучными методами. Сомнения вызывают не их объяснения, большей частьюнеудовлетворительные, а именно сами факты, события. Однако об универсальноститеории нельзя говорить, если она не описывает весь человеческий опыт.
Разная степень достоверности имеющихсяфактов требует вести наше исследование в два этапа. На первом для разработкиуниверсальной теории используются данные, считающиеся наукой достоверными.Апробация теории строится на достоверных, но не объясненных данных о явлениях,событиях. Для демонстрации универсализма теории необходимо переходить к массивуданных, игнорируемых современной наукой. Это не только приборные данные, но исубъективные свидетельства, среди которых есть и ложные, и ошибочные.Выработанный и апробированный универсальный подход позволяет оценивать ихдостоверность. Если данные противоречат универсальной теории, они должныотбрасываться как недостоверные. Если же универсальная теория описывает их, тоони, скорее всего, реальны. Тем самым универсальная теория становитсяотносительным критерием истины там, где им не может стать опыт. Естественно,при условии корректного применения.