книги из ГПНТБ / Рахматуллин К.Х. В мире Эйнштейна

а космологи-идеалисты пришли к выводу о пространст­ венной конечности Вселенной. Стихийный материализм классической космологии был заменен идеалистическиметафизическим мировоззрением. А между тем новые открытия космологии являлись замечательным, еще более убедительным подтверждением материальности мира, диалектического характера его развития.

Многие представители релятивистской космологии впали в новый пифагореизм, являющийся примером вырождения научной мысли, сведения теории к пустой математической игре, лишающей теорию всякого соот­ ветствия действительности. Как и у «физических идеа­ листов», у некоторых космологов-релятивистов косми­ ческая материя «исчезает» (примером такой точки зре­ ния является модель мира голландского ученого де Ситтера о конечном мировом пространстве с нулевой плотностью материи), а остаются одни лишь уравнения.

Некоторые физические основания теорий конечности мира первоначально были взяты из наблюдений, но в дальнейшем они оторвались от наблюдательной базы. При всей кажущейся связи этих теорий с новыми дан­ ными внегалактической астрономии, космогонии и аст­ рофизики они идут не от фактов, а исходят из заранее постулированных утверждений. Зачастую доказатель­ ство конечности мира уже имеет эту идею в качестве своей предпосылки.

Авторы теорий конечности мира нередко пользуют­ ся такими математическими формулами, которые сами

79

нуждаются в подтверждении астрономическими факта­ ми. А между тем эти формулы кладутся в основу тео­ рии. Что касается уравнений тяготения, то они рассмат­ риваются зачастую как некие абсолютные истины. Ведь только в таком случае и можно распространять их на всю Вселенную. Идеалисты забывают слова само­ го Эйнштейна, что его теорию надо рассматривать лишь как предельный случай, как истину, хотя и объектив­ ную, но относительную, только приблизительно верную. В настоящее время, по-видимому, надо признать пра­ вильным вывод, что теория относительности не может претендовать на абсолютную всеобщность, что ее при­ менение должно иметь определенные ограничения. Ошибка авторов «теорий» конечности мира состоит в недопустимом распространении (экстраполяции) на всю Вселенную свойств материи, пространства и време­ ни, верных лишь для ее конечных частей. А между тем современная наука, в том числе и сама теория относи­ тельности, говорит о необходимости ограниченного при­ менения отдельных законов науки.

Если идти в глубь бесконечного пространства, то ко­ личественные изменения обязательно приведут к но­ вым качественным изменениям. Пространство и время могут получить другие свойства, неизвестные науке и не учитываемые теорией относительности. Следователь­ но, можно смело высказать предположение об огра­ ниченной применимости самой теории относитель­ ности.

80

Упрощение астрономической действительности в «теориях» конечности мира состоит в чисто гидродина­ мической трактовке Вселенной, игнорирующей реаль­ ную структурность в распределении материи. Эйнштейн еще в работе 1917 г. «Вопросы космологии и общая теория относительности» постулирует равномерное рас­ пределение материи, недостаточно учитывая движение тяготеющих масс и электромагнитные явления, сводит всю материю лишь к тяготеющим массам. «Грубо упро­ щая явления,— говорит В. А. Амбарцумян,— предпо­ лагая, что Метагалактика является идеально однород­ ной... ряд физиков и астрономов, используя аппарат теории тяготения Эйнштейна, пришли к представлению о так называемой конечной и расширяющейся Вселен­ ной»^.

Вопросы о структуре (типе организации) данной кос­ мической системы из ее материальных компонентов имеют важное космологическое значение. Действитель­ но, если структурность составляет существенное свой­ ство материи, то очевидно, что характер и тип прост­ ранственно-временной формы бытия материи не может оставаться безразличным к характеру и типу строения материи. Обязательно первое будет зависеть от второго.

Всущности сама теория относительности основана на1

1Цит. по кн.: «Философские проблемы современного естест­ вознания*. М., 1959, стр. 271.

этом коренном положении, но в своем космологическом аспекте иногда пренебрегает этим.

В этой связи вопрос о средней плотности материи во Вселенной приобретает громадное значение. С точки зрения общей теории относительности, считал Эйн­ штейн, бесконечность Вселенной можно допустить лишь при исчезающе малой средней плотности материи в ней (но среднюю плотность, равную нулю, Эйнштейн считал маловероятной). Эта величина определяется весьма не­ точно, как среднее количество небесных тел средней массы на определенную единицу объема. Если средняя плотность атомного ядра 1014 г/см3, Земли — 5,5 г/см3, Солнечной системы — 2 • 1012 г/см3, то по указанному методу средняя плотность Галактики определяется в 1(И24 г/см3, а доступной нам части Метагалактики — в 10-29 г/см3. При этом возможна ошибка на целый по­ рядок или даже более. При таком неуверенном опреде­ лении этой величины мы ничего точного не можем ска­ зать о метрике метагалактического пространства. По­ этому все выводы о конечности мира, основанные на определенном значении средней плотности материи, а отсюда и характера кривизны пространства и т. д., по­ висают в воздухе.

Выводя то или иное значение средней плотности ма­ терии, некоторые ученые опираются на представление об однородности Метагалактики. В докладе на VI сове­ щании по вопросам космогонии, как и в ряде других работ, академик В. А. Амбарцумян говорит о крайней

82

неоднородности в распределении вещества в Метагалак­ тике. В условиях открытой в последнее время тенден­ ции галактик образовывать скопления не представляет­ ся возможным говорить о средней для всей Метагалак­ тики (тем более для всей Вселенной) плотности материи. Все выводы по этому вопросу, как и о других свойствах моделей мира, должны относиться только к определен­ ной ступени структурной лестницы. Они могут быть, на­ пример, отнесены в целом к Метагалактике или, скорее всего, к какой-то определенной ее части. Экстраполяция их на всю Вселенную совершенно недопустима. Если этот вывод философски был безупречен и раньше, то теперь он стал уже и физическим фактом.

С вопросом о средней плотности материи в мире тес­ но связан вопрос о кривизне пространства, из опреде­ ленного значения которого также делается вывод о ко­ нечности мира. Эта кривизна может быть нулевой, от­ рицательной и положительной. Пространство нулевой кривизны — это эвклидово пространство с однородной метрикой. Пространство отрицательной кривизны — это гиперболическое пространство Лобачевского, где сумма внутренних углов треугольника меньше 180 гра­ дусов на величину, стремящуюся к нулю при неограни­ ченном уменьшении размеров треугольника. Простран­ ство положительной кривизны будет иметь геометрию, сходную с геометрией сферической поверхности, здесь сумма внутренних углов треугольника будет больше 180 градусов.

Еще Лобачевский пытался определить сумму углов космических треугольников, чтобы выяснить характер пространства больших расстояний. Такие же попытки делали и другие ученые. Результаты каждый раз были разными. Так, на основе анализа данных более чем двадцатилетней работы трех американских обсервато­ рий в 1956 г. был сделан вывод о положительной кри­ визне пространства Метагалактики. Наоборот, другие ученые на основании других наблюдений склонны при­ знать эвклидовость этого пространства. Результаты ра­ диоастрономических наблюдений более удаленных кос­ мических объектов говорят об отрицательной кривизне пространства. Эта последняя точка зрения сейчас при­ влекает все больше сторонников. Таким образом, без­ оговорочный вывод о положительной кривизне и отсю­ да о конечности пространства не подтверждается данными астрономии. Но даже доказательство положи­ тельной кривизны пространства не дает права для вы­ вода о его конечности. Ведь одна только метрика прост­ ранства не может определить всех его свойств. Для это­ го надо знать характер связности пространства, а для решения этого сложного вопроса наука пока не распо­ лагает данными.

Между тем вывод о положительной кривизне прост­ ранства и отсюда — о его конечности, полученный Эйн­ штейном в результате произвольно принятого постула­ та о равномерном распределении и средней плотности материи в мире, стал впоследствии рассматриваться

84

как доказанное положение. Некоторые астрономы ста­ ли даже подсчитывать общее «количество материи» в конечной Вселенной. Так, Эддингтон «точно» устано­ вил, что в мире имеется 136 • 2256 протонов и столько же электронов!

Как курьезный факт можно отметить, в какое не­ ловкое положение попал крупный английский астро­ ном Дж. Джинс с «границей мира». В статье «Новое в космогонии», опубликованной в 1927 г., он пытался установить точные размеры Вселенной в пространстве. Джинс писал, что граница мира лежит не очень дале­ ко, что самые дальние образования во Вселенной ле­ жат не дальше 4 миллионов световых лет. Но не успели еще высохнуть чернила с этих строк, как астрономы стали наблюдать небесные тела, находящиеся от нас на расстоянии 140 миллионов световых лет. «Грани­ цы мира» сразу увеличились в 36 раз! Впоследствии Джинс был вынужден по мере развития астрономии еще несколько раз «отодвигать» ранее' установленные им «границы мира». А ныне радиотелескопы фиксиру­ ют небесные тела, свет которых до Земли идет бо­ лее 12 миллиардов лет!

Все сказанное неопровержимо доказывает несостоя­ тельность «теорий» конечности мира в пространстве и времени. Они явились выражением кризиса в космоло­ гических воззрениях, переходом некоторых ученых на позиции идеализма. Рассмотренные модели мира не только не служат изображениями всей Вселенной

(впрочем, этого нельзя требовать и от любых других моделей), но имеют очень ограниченную применимость

ик изученной части Метагалактики. Несмотря на это, их пытались рассматривать как непреложные реальные картины всей Вселенной.

Отсутствие союза естествознания с передовой фило­ софией неизбежно приводит к целой цепи тяжелых ошибок и заблуждений, ведущих к оскудению естест­ вознания и отнимающих силы и время ученых на блуждание вокруг уже решенных наукой вопросов. Одним из таких вопросов, получивших глубоко верное решение в передовой философии, но вновь поставлен­ ных на повестку дня в период кризиса естествознания,

ибыл вопрос о бесконечности мира в пространстве и во времени.

Финитизм (идея конечности мира), как и пятьдесят лет назад, занимает сегодня почетное место в буржуаз­ ной идеологии. Он оказывает исключительно большое отрицательное влияние на развитие естествознания. Под влиянием его идей теоретическое естествознание занимается бесплодными изысканиями свойств конеч­ ных пространства и времени. Финитизм наносит боль­ шой вред и наблюдательным работам, давая им лож­ ную направленность и мешая делать правильные выво­ ды из фактических данных.

Идея конечности мира неразрывно связана с при­ знанием его вторичности. Эту идею идеалист выводит из ограничения материального мира неким идеальным

86

пространством более высокого измерения, мировым ду­ хом или сознанием человека. Модели статического (неизменного) мира в свою очередь тесно связаны с ме­ тафизической методологией. Именно на эти стороны теорий конечности мира обращали внимание ученых Ф. Энгельс и В. И. Ленин в ряде своих работ, доказы­ вая философскую и естественнонаучную несостоятель­ ность этих теорий.

Признание современной наукой бесконечности Все­ ленной в пространстве находится в полном соответствии с положениями диалектического материализма. Идеа­ листические выводы о конечности мира вызвали отри­ цательную реакцию многих ученых, стоящих на пози­ циях стихийного материализма. Большую роль в преодолении ошибочных выводов сыграли работы со­ ветских ученых. Современная научная космология не капитулирует перед парадоксами бесконечного, но ищет и находит разумные пути их устранения (напри­ мер, в идее о структурности Вселенной, о том, что она состоит из систем различного порядка: планетных, вроде нашей солнечной, скоплений звезд, галактик, скоплений галактик и Метагалактики).

Наш казахстанский астроном Г. М. Идлис утверж­ дает, что на структурную модель бесконечной Вселен­ ной нет необходимости накладывать какие бы то ни было ограничения. С точки зрения теории относитель­ ности модель структурной Вселенной не приводит ни к какому гравитационному парадоксу, являясь в то же

время бесконечной в пространстве и во времени. Г. М. Идлис подчеркивает, что идея конечности мира основана на признании однородности Вселенной, а между тем Вселенную принципиально нельзя считать однородной даже в смысле сколь угодно крупномас­ штабного распределения масс.

Космические парадоксы обязаны своим происхож­ дением распространению на бесконечное закономерно­ стей, установленных для конечного.

В вопросе об устранении парадоксов бесконечного серьезного внимания заслуживает идея возможности поглощения гравитационного и электромагнитного по­ лей межзвездной, межгалактической материей, идея взаимосвязи и взаимоперехода между всеми видами существования материи. В наши дни наука твердо установила такие взаимопереходы между фотонами (частицами света) и парой частиц, то есть между элект­ ромагнитным полем и веществом: фотон, встретившись с преградой, может породить частицу и античастицу вещества, и наоборот, встреча пары частиц (например, электрона и позитрона) приводит к образованию фо­ тона света. Что касается гравитации, то она по-преж­ нему продолжает рассматриваться лишь как поле; существование гравитонов остается недоказанным. Но ограниченность достигнутого уровня наших знаний не есть отрицание существования этих материальных носителей поля тяготения. Известные нам законы при­ роды и положения марксистской методологии дают

88