Страница 2 из 14
Но есть явления, которым удается затмить даже взрывы сверхновых. В марте 2008 года выведенный на орбиту вокруг Земли рентгеновский телескоп зафиксировал так называемый гамма-всплеск на расстоянии 7,5 миллиарда световых лет[1] – а это половина расстояния до границ известной нам части Вселенной. Вероятно, это был коллапс одиночной звезды в черную дыру – объект, обладающий таким сильным гравитационным полем, что даже свет не может из него выбраться. Этот всплеск был ярче, чем миллион сверхновых, и его можно было бы наблюдать с Земли невооруженным глазом – очень смутно и всего на протяжении нескольких секунд, так что вряд ли кто-то успел заметить. Взрыв сверхновой длится дольше, его свечение затухает на протяжении нескольких месяцев, поэтому еще до изобретения телескопов астрономы смогли зафиксировать в нашей Галактике несколько таких явлений[2].
Еще один тип космических монстров – квазары, объекты с очень ярким свечением, которые относятся к другой весовой категории. Они слишком далеки, чтобы увидеть их невооруженным глазом, но за небольшое время могут выдать столько же световой энергии, сколько сверхновая излучила бы за миллион лет. Источник этой энергии – массивные черные дыры, которые расположены в центрах галактик. В них пропадают целые звезды – дыра втягивает их в себя, разрывая за счет приливных эффектов во время спуска по спирали, – причем большой квазар может поглощать по несколько звезд в день! Благодаря сильным магнитным полям часть гравитационной энергии возвращается в виде джетов – направленных струй частиц высоких энергий, которые подсвечивают окружающий газ с силой триллиона солнц.
В самой черной дыре (за границей невозвращения, называемой горизонтом событий) условия еще более экстремальны – возможно, там разрушается сама структура пространства и времени! Но при этом Вселенная, зародившаяся около четырнадцати миллиардов лет назад в результате Большого взрыва, который охватил всё и вся и на фоне которого все другие описанные мною явления просто меркнут, продолжает неумолимо расширяться. И вся эта Вселенная – лишь малая часть гораздо более внушительного целого, Мультивселенной, в которой таких Вселенных огромное множество.
Физический мир не просто намного больше, и жизнь в нем кипит не просто активнее, чем нам представлялось: в нем гораздо больше деталей, он разнообразнее, и вообще в нем происходит больше событий. И все в нем подчиняется изящным законам физики, которые мы в определенной степени понимаем. Я даже не знаю, что удивительнее: сами эти явления или то, что мы столько о них знаем.
Но откуда мы все это знаем? У науки есть одна замечательная особенность – контраст между огромным охватом и силой лучших теорий и их мощи и теми сомнительными, ограниченными средствами, которые используются при их создании. Человек никогда не был на поверхности звезды и тем более в ее недрах, где и происходит трансмутация и производится энергия. Но, глядя на холодные точки на небе, мы знаем, что это раскаленные добела поверхности далеких ядерных печей. С физической же точки зрения, наш мозг просто обрабатывает электрические импульсы, поступающие из глаз. Глаза же воспринимают только тот свет, который падает на них в данный момент. Тот факт, что этот свет был излучен очень далеко от нас и очень давно, и то, что происходило намного больше событий, чем просто излучение света, мы видеть не можем. Это известно нам только теоретически.
Научные теории – это объяснения, то есть утверждения о том, какие процессы и явления существуют в мире и как они протекают. Но откуда возникают эти теории? На протяжении большей части истории науки бытовало ошибочное мнение, что теории «выводятся» из чувственного опыта; в философии это учение называется эмпиризмом.
В 1689 году философ Джон Локк писал, например, что человеческий разум – «чистый лист бумаги», на который записывается чувственный опыт, и что так появляются все наши знания о физическом мире. Другая метафора эмпириков заключалась в том, что можно читать знания из «Книги природы» путем наблюдений. Как бы то ни было, первооткрыватель знания является его пассивным получателем, но не создателем.
На самом же деле научные теории ниоткуда не «выводятся». Мы не читаем их в природе, и природа не записывает их в нас. Теории – это догадки, дерзкие гипотезы. Они возникают у человека в голове: мы играем идеями, перегруппировываем, комбинируем и видоизменяем их, наконец, сочетаем с существующими идеями с целью усовершенствования. Приходя в этот мир, человек не начинает жизнь с «чистого листа», у нас есть врожденные ожидания и намерения и врожденная способность совершенствовать их с помощью мышления и опыта. Опыт действительно играет в науке важную роль, но она отлична от той, которую приписывал ему эмпиризм. Опыт – не источник для вывода теорий. Главное его предназначение – помочь определиться с выбором одной из нескольких уже предложенных теорий. Именно это и означает фраза «познавать на опыте».
Однако до середины XX века, до появления работ философа Карла Поппера, это должным образом не осознавали. Итак, с исторической точки зрения именно эмпиризм дал первое обоснование экспериментальной науки в известном нам сегодня виде. Философы-эмпирики критиковали и отвергали такие традиционные методы познания, как поклонение авторитету священных книг и других сочинений древности, равно как и авторитету людей – священников и мыслителей, а также веру в предания, привычные правила и слухи. Кроме того, эмпиризм отвергал противоположное ему и удивительно стойкое представление о том, что чувства – это не больше чем источники ошибок и их нужно игнорировать. И, целиком и полностью выступая за получение новых знаний, он внушал оптимизм в противовес господствовавшему в Средневековье фатализму, согласно которому все важное было уже известно. Таким образом, несмотря на принципиальное заблуждение относительно источника научного знания, эмпиризм стал большим шагом вперед как в философии, так и в истории науки. Однако оставался открытым вопрос, который с самого начала поднимался скептиками (дружелюбными и не очень): как знания о том, что не было испытано на опыте, могут быть «выведены» из того, что было? Какой нужен ход мысли, чтобы достоверно вывести одно из другого? Вряд ли кому-то придет в голову выводить географию Марса из карты Земли, так почему же мы полагаем, что можем узнать о физике на Марсе из экспериментов, проведенных на Земле? Очевидно, одним логическим выводом здесь не обойтись из-за логического же пробела: любые логические выводы, примененные к утверждениям, описывающим тот или иной опыт, могут привести к заключению только об этом опыте и ни о чем другом.
Долгое время считалось, что все дело в повторении: если человек многократно получает сходные результаты при схожих обстоятельствах, то можно «экстраполировать» или «обобщить» эту картину и предположить, что она будет воспроизводиться и дальше. Например, почему мы полагаем, что завтра утром взойдет солнце? Потому что в прошлом рассвет неизменно наступал каждое утро. Из этого мы якобы «выводим» теорию, что при схожих обстоятельствах так будет всегда – ну или скорее всего будет. Мы полагаем, что каждый раз, когда этот прогноз сбывается, и с учетом того, что обратного никогда еще не было, вероятность того, что он будет сбываться всегда, увеличивается. Так можно – предположительно – получать все более и более надежные знания о будущем, исходя из прошлого, и об общем, исходя из частного. Такой ход рассуждений стали называть «индуктивным выводом» или «индукцией»[3], а учение о том, что научные теории создаются именно таким способом, называется индуктивизмом. Чтобы закрыть логический пробел, некоторые индуктивисты воображали существование некого принципа природы – «принципа индукции», который позволяет считать индуктивный вывод верным. Популярный вариант индуктивного рассуждения звучит так: «Будущее будет похоже на прошлое». Сюда же можно добавить варианты «далекое должно быть похоже на близкое» или «невиданное должно быть похоже на известное» и т. д.
1
До этого гамма-всплески регистрировались на протяжении 40 лет, но событие 19 марта 2008 года оказалось уникальным – впервые удалось одновременно пронаблюдать источник в оптическом диапазоне и по спектру надежно определить его красное смещение z = 0,937. Отсюда было вычислено расстояние – и стало окончательно ясно, что гамма-всплески представляют собой исключительно далекие и мощные события. – Прим. ред.
2
Увы, за 400 лет после изобретения телескопа не было зафиксировано ни одного взрыва сверхновой в нашей Галактике. – Прим. ред.
3
Не путать с математической индукцией – строго логическим способом построения математических доказательств. – Прим. ред.