По следам бесконечности

БЕЗ КОНЦА И БЕЗ КРАЯ

Чуть ли не ежедневно в Академию наук, в планетарии, в редакции журналов и газет приходят письма с просьбами ответить на вопрос, конечна или бесконечна Вселенная. А когда публикуется научно-популярная статья, посвященная проблемам геометрии мира, — она неизменно вызывает едва ли не самый интенсивный поток писем.

И вот что особенно любопытно. Еще несколько лет назад большинство вопросов, задаваемых авторами подобных писем, а также посетителями научно-популярных лекций, сводилось к уже знакомой нам классической альтернативе: «да» или «нет» — «конечна» или «бесконечна». Любой иной ответ воспринимался чуть ли не как свидетельство беспомощности современной науки.

А сейчас подобная постановка вопроса встречается все реже и реже. Гораздо чаще интерес вызывают те или иные тонкости современной космологии, философская сторона проблемы.

И это знаменательно!

Это говорит о том, что дух современного естествознания, диалектический подход к изучению явлений природы становится не только достоянием современных ученых, но проникает и в широкие массы.

И это, вне всякого сомнения, одно из самых значительных и многообещающих последствий той всеобщей научно-технической революции, современниками которой все мы являемся.

И совсем не случайно, что особенно ярко все эти черты проявляются в связи с проблемой бесконечного вообще и бесконечности Вселенной в частности.

Может быть, именно здесь современное естествознание со всей очевидностью столкнулось с принципиально новой ситуацией.

— Получены очень важные результаты, особенно за последние десятилетия, — говорит академик Наан. — Единственное, пожалуй, чего нельзя сказать: что эти результаты окончательные, и, по-видимому, сколько будет существовать человечество, столько же времени будет развиваться и понятие бесконечности. Поэтому скорее всего на вопрос: бесконечна ли Вселенная? — никогда нельзя будет дать простой ответ «да» или «нет». Теперь стало ясно, что не существует такого универсального математического или физического эталона бесконечности, который мог бы отобразить все свойства реальной Вселенной. По мере развития знаний число известных нам типов бесконечности само будет расти беспредельно.

Аналогичную мысль высказывает и советский философ Э. М. Чудинов.

— В силу многообразия определений бесконечности, — говорит Чудинов, — нельзя дать однозначного ответа на вопрос, что следует понимать под бесконечностью пространства. Такой ответ зависел бы от того, какой тип пространства имеется в виду и под углом зрения каких свойств он рассматривается.

Что такое бесконечность пространства?

Для того чтобы ответить на этот вопрос, необходимо, очевидно, выделить такие свойства, которые присущи только бесконечному пространству и которых нет у пространств конечных.

Однако и указание таких свойств все же не будет еще исчерпывающим определением бесконечного пространства.

В то же время сегодня уже нет никаких сомнений в том, что природа в самом деле обладает свойствами, которые отражаются в понятии бесконечности.

Совокупность этих свойств и может быть названа реальной бесконечностью Вселенной.

Таким образом, идея конечного и бесконечного прошла долгий и сложный путь — от умозрительных рассуждений древних греков и чисто математических изысканий XIX столетия до глубочайших выводов общенаучного характера, сделанных на основе всестороннего изучения свойств реального мира.

До сравнительно недавнего времени астрофизика и космология были пассивными потребителями чисто земной физики, используя для описания космических объектов и явлений физические теории, построенные на базе изучения земных процессов.

В последние десятилетия положение явно изменилось. Сегодня поставщиком принципиально новой информации, необходимой для дальнейшего развития проблемы конечного и бесконечного, становится лаборатория Вселенной.

И не исключено, что наступит такой момент, и, быть может, он уже не за горами, когда новые явления, обнаруженные в глубинах Вселенной, не только не найдут себе удовлетворительного объяснения в рамках существующих «земных» физических теорий, но станут основой для разработки новых более общих теорий.

Как подчеркивал в свое время В. И. Ленин, отдельное неполно входит в общее. Другими словами, в земных условиях заведомо проявляют себя далеко не все физические закономерности окружающего нас мира. Эти закономерности можно обнаружить только в космосе.

Не случайно многие известные современные физики проявляют все больший интерес к астрономии как к источнику все новых и новых оригинальных данных о закономерностях движения и строения материи. Они считают, что именно астрофизика рождает новую физику.

На протяжении многих веков астрономия была «лидером» естествознания. В частности, именно астрономические наблюдения послужили исходным фундаментом для открытия законов механики и закона всемирного тяготения, то есть для построения основ классической физики.

В дальнейшем на первое место выдвинулась физика, создавшая такие основополагающие теории, имеющие принципиальное значение для понимания окружающего нас мира, как квантовая механика и теория относительности. Но в настоящее время благодаря развитию принципиально новых средств изучения космических явлений и выдающимся открытиям, сделанным в глубинах Вселенной, благодаря неограниченной возможности черпать уникальную информацию в бесконечно разнообразной лаборатории космоса, по-видимому, начинается новая эра в развитии естествознания — эра, в которой астрофизике будет принадлежать ведущее положение.

Это обстоятельство, отмечал академик Л. А. Арцимович, — имеет не только общенаучное, но и чисто практическое значение. В эпоху научно-технической революции, когда результаты фундаментальных естественнонаучных исследований служат мерилом могущества страны и показателем уровня развития культуры, сосредоточивать усилия и средства следует в первую очередь в таких научных областях, которым принадлежит ведущая роль.

Изучение бесконечности — одна из тех великих эпопей познания окружающего мира человеком, которая уже оказала революционизирующее влияние на многие важнейшие области естествознания, в первую очередь на астрономию, физику, философию, математику.

История науки показывает, что решение наиболее сложных фундаментальных проблем всегда вызывало к жизни немалое число «сопутствующих» открытий, оказывая заметное влияние на развитие смежных областей естествознания, человеческой мысли вообще и способствуя переходу на новые, более высокие ступени понимания природы.

Поэтому можно не сомневаться в том, что по мере дальнейшего проникновения в глубины Вселенной и выяснения ее физических и геометрических свойств наука будет совершать все новые, более фундаментальные открытия принципиального значения.

Но можем ли мы вообще делать какие-либо заключения о «Вселенной в целом»? Правомочна ли космология заниматься ее теоретическим рассмотрением?

Некоторые ученые считают, что на этот вопрос следует ответить отрицательно. Однако А. Зельманов по этому поводу весьма остроумно заметил:

— Парадоксальным образом отрицание правомерности учения о Вселенной в целом, основанное на каких бы то ни было соображениях о Вселенной, логически противоречиво, поскольку сами эти соображения можно рассматривать как элементы такого учения, а отрицание его правомерности исключает и правомерность упомянутых соображений.

Таким образом, можно не сомневаться, что дальнейшее изучение геометрических свойств и закономерностей Вселенной будет способствовать и все более глубокому пониманию мира, и всеобщему прогрессу естествознания.

А теперь пришло время вспомнить тот спор, о котором рассказывалось в начале этой книги, спор, разгоревшийся вокруг утверждения: «Мы знаем, что Вселенная бесконечна, но не знаем, в каком смысле…»

Как все же понимать эту парадоксальную фразу? Неужели долгие века настойчивых усилий философов, математиков, физиков и астрономов, стремившихся познать бесконечность, изучить ее свойства и закономерности, так и не принесли никаких результатов? Неужели все эти усилия в конце концов привели науку к «разбитому корыту», и она оказалась вынужденной бесславно капитулировать перед неуловимостью бесконечности?

Мы могли убедиться в том, что это не так. Человек не только понял неизбежность и реальность бесконечности, но и выяснил ее отличительные особенности, научился различать бесконечности, оперировать с ними, использовать их в математических и физических построениях и исследованиях.

Обобщая данные естествознания, философия диалектического материализма пришла к принципиальному выводу о неограниченности и неисчерпаемости материального мира. Этот вывод стал неотъемлемой частью материалистического мировоззрения.

Физика, астрофизика, космология, математика, изучая различные стороны и свойства Вселенной, обогащают эти представления новыми данными, наполняют их все более глубоким и разносторонним содержанием.

В частности, многое достигнуто в изучении проблемы бесконечности Вселенной. И прежде всего отчетливое понимание того, что геометрические свойства окружающего нас мира тесно связаны с распределением материи, с физическими условиями в различных областях Вселенной, с физическими свойствами космических объектов.

Мы убедились также и в том, что материя бесконечна и в смысле своей вечности — несотворимости и неуничтожимости. Все данные естествознания свидетельствуют о том, что закон сохранения материи и движения занимает среди законов природы особое место. Природа, материя находится в состоянии непрерывного движения и изменения. Но всякое изменение предполагает в соответствии с законами диалектики — наличие своей противоположности — сохранения. Именно это единство изменения и сохранения и порождает законы природы как определенные регулярности, проявляющиеся в движении материи. Таким образом, законы природы органически связаны не только с изменениями, но и с сохранением.

Все это убеждает нас в том, что сохранение но просто одна из рядовых закономерностей, а неотъемлемое свойство материи.

Наконец мы поняли, что бесконечно разнообразны явления и условия, происходящие и существующие в реальном мире, что каждое явление бесконечно вглубь, что бесконечен и процесс научного познания природы человеком.

В то же время стало ясно, что далеко не во всех случаях возможно прямое противопоставление конечного бесконечному, что те свойства окружающего мира, которые связаны с бесконечностью, чрезвычайно сложны и многогранны, и для их изучения потребуются еще усилия многих поколений ученых.

Однако это обстоятельство отнюдь не должно настраивать нас на пессимистический лад. Потому что наряду с бесконечным разнообразием и неисчерпаемостью материального мира существует еще одна, если можно так выразиться, оптимистическая бесконечность — безграничность познания природы человеком.