Как функционирует наука астрономия

Олег Акимов

1. Сравнение эпистемологических позиций романтиков-формалистов и скептиков-конструктивистов

Меня лично больше всего интересует проблема, как функционирует институт науки в целом. Но, в отличие от философов, я считаю, что общее познается через частное, а не наоборот. Максима: «Нельзя решить частную проблему, не решив общую» — не моя максима. Сейчас мы займемся астрономией, но и она слишком обширна, чтобы охватить ее рамками этой статьи, пусть даже и объемистой. Далее речь пойдет о Марсе, точнее, о поиске биологической и разумной жизни на нем; подробно поговорим, как возникла данная тема и как она решалась фактически. Причем вся эта романтическая проблематика будет рассматриваться с точки зрения скептического наблюдателя.

Спор между романтиками и скептиками длится нескончаемо. Каждая из сторон обвиняет противоположную во всех смертных грехах. Романтики доказывают, что скептики тормозят научный прогресс, скептики, естественно, считают романтиков врагами науки. И хотя я отношу себя к скептикам, должен признаться, что без романтиков наука о Марсе не смогла бы развиваться достаточно быстро. Читатель тоже может критически относиться к искателям внеземных цивилизаций, но история, которую я собираюсь рассказать, убедительно демонстрирует, что научно-технический прогресс во многом обеспечивался иррациональной позицией именно романтиков.

В юности я был большим романтиком. Эйнштейн служил мне идолом. Но постепенно с возрастом я усомнился в справедливости теории относительности, стал искать в ней противоречия. Кое-что нашел. Задумался над природой противоречий и причинами, почему современная физика не видит их. Понял, что ошибки возникли из-за формального подхода к предмету. Причем формализм идет преимущественно с математической стороны. Формалист воспринимает математику как удобный, компактный символьный язык. Между тем математика — это самостоятельная и независимая от нас объективная структура. В ней, разумеется, существует субъективная языковая составляющая, но не она главная. Да, человек по своему выбору имеет право использовать греческие или латинские буквы, ту или иную форму представления уравнений, но главная задача физика или астрофизика отыскать адекватную математическую модель для своего предмета исследования.

Отвлечемся на время от Марса и поговорим о современных представлениях о Вселенной. Что происходит в рамках релятивистской физики и астрофизики, которые относятся к формальным наукам? В процессе поиска решения физической задачи релятивист находится вне рамок математики. Он целиком погружен в физические образы, навеянные романтическими идеями всеобщности и универсальности. Частные и конкретные вопросы его, как правило, интересуют мало. После завершения поиска, когда у релятивиста в голове складывается нечто бесформенное, но в высшей степени отвечающее требованиям всеобщности и универсальности, он приступает к формализации решения. Романтическая фаза творчества сменяется фазой перевода всего бурно пережитого в символическую форму.

При этом используется итерационный метод пошагового приближения к заранее найденному решению. Подгонка состоит в выстраивании математических форм параллельно цепочки физических образов. В процессе такой итерационной процедуры найденное решение уже не меняется. Все математические формы выстраиваются так, чтобы более или менее удовлетворительно сохранить и оправдать логику нахождения окончательного результата. Здесь наступает самый ответственный момент творчества. Приятно свободно фантазировать, тяжело этим фантазиям придать строгий математический вид. И хотя релятивист порой виртуозно владеет техникой формальной подгонки, в его математическом покрывале обнаруживаются большие прорехи. В итоге, физический компонент романтической теории по-прежнему выглядит великолепно, а запутанная, многократно штопанная формально-языковая составляющая полна противоречий и нестыковок.

Эпистемологический подход скептика-конструктивиста радикальным образом отличается от подхода романтика-формалиста. Конструктивиста хлебом не корми, дай только возможность построить стройную модель чего бы то ни было, включая модель познания мира конструктивиста и формалиста. Сейчас речь идет о моделировании физической реальности. Каким образом протекает творческий процесс, когда конструктивист-скептик касается физической области?

Прежде всего он редко замахивается на какие-то глобальные вещи, которые волнуют романтика. Он выберет скромную тему, например, распространение волн в упругих средах различной конфигурации. Последовательно моделируя этот физический процесс, он сначала разработает одномерную модель струны, затем двумерную модель мембраны и, наконец, трехмерную модель объемного резонатора. В процессе творчества он строит идеальные механико-математические схемы, которые нередко очень далеки от реальности. Тем не менее, его конструктивные модели обладают одним важным достоинством: внутренне они непротиворечивы, математически строго согласованы.

Чтобы вплотную подойти к реальности, конструктивист последовательно усложняет свои идеальные модели, внося в них поправки на сопротивление среды, на физические свойства материала, из которого сделана струна, мембрана и объемный резонатор. Иногда ему приходится вводить и какие-то подгоночные параметры, варьируемые в широких пределах. Однако, в отличие от формалиста, конструктивист делает это открыто, не нарушая внутренней логики созданной им конструкции.

Для конструктивиста математическая модель является основополагающим компонентом. Для него важно, что его механико-математическая, часто чисто геометрическая конструкция работает без сбоев, идеально точно. То, что она далека от реальности, слабо отвечает физике явления, конструктивиста расстраивает не сильно. Он успокаивает себя примерно так. На данном этапе развития естествознания мы способны понять окружающий мир лишь на уровне этой простейшей модели. Более сложные физические процессы мы не сможем понять, так как у нас нет соответствующих им пространственных представлений. В частности, мы совершенно не знаем пространственной структуры мировой среды, в которой распространяется свет и силы гравитации. Поэтому многие явления природы остаются для нас загадкой. Первой задачей физика должно стать поиск подходящей модели физической среды (если угодно, эфира). Рано хвататься за проблему возникновения Вселенной, отвечать на вопрос, как зародилась жизнь на Земле, и т.п. Как можно говорить об отклонении луча света вблизи солнечного диска, если нам неизвестна на уровне среды механика взаимодействия электромагнитной и гравитационной силы?

Пытаясь ответить на эти сложные вопросы, романтик-формалист начинает откровенно фантазировать. Если в его романтико-утопических теориях появляется математический компонент, то он неизбежно носит спекулятивный характер. Он начинает заниматься уже не физикой, а какой-то схоластикой, поскольку его уже не интересует то, что извечно интересовала физиков. Формалист-феноменалист создает теорию, в которой отдельные уравнения, выполняющие иллюстративную роль, мало связаны друг с другом, не подчинены строгой, математически выверенной модели. Они тесно сцеплены только с отдельными звеньями ряда физических образов, которые образуют существо романтической концепции.

При анализе теорий романтиков, скептика возмущает запутанность, непоследовательность и противоречия математического компонента. Не увидев жесткой модели, конструктивист-скептик не видит и никакой теории. Расплывчатые фантазии романтика его раздражают. Он не понимает, зачем релятивист нагородил Монблан математических выражений, которые повисают в воздухе, поскольку релятивистская теория не имеет опорного скелета.

Романтик, в свою очередь, спрашивает скептика, какую теорию он может предложить для объяснения возникновения жизни и Вселенной в целом. Не услышав никакого ответа, формалист-романтик принимается за развенчивание примитивных моделей конструктивистов. Его смешат вихревые модели атомов, он возмущенно говорит, что современная физика ушла далеко вперед от старой механики Декарта. Формалист гневно обличает конструктивиста в преступном механицизме и не способности усвоить передовые методы феноменологической физики Бора и Эйнштейна.

Если их спор становится публичным, то околонаучная общественность всегда оказывается на стороне романтика-формалиста. Не в состоянии разобраться в математически строгих моделях, разработанных еще Максвеллом, Больцманом и Томсоном, она обвиняет скептика-конструктивиста в консерватизме, догматизме, реакционности и беспросветной тупости, в силу которой этот доисторический мамонт не может усвоить передовых идей Эйнштейна и Бора. Учась еще в средней и высшей школе, подавляющая часть взрослого населения возненавидела общую физику, разработанную столпами классической науки. Из популярных книг, прочитанных еще в романтические годы юности, немалая часть граждан прониклась любовью к путешествиям во времени и удивительному искривлению пространства.

Релятивисты-популяризаторы постарались донести молодежи живописные картины эйнштейновских фантазий. Романтики также усвоили, что за всем этим феерическим великолепием стоят громоздкие, но безупречно выполненные математические выкладки, которые провели гениальные физики. Да, говорят они, тензорный аппарат, описывающий общую теорию относительности, не всем подвластен, трудно понять его тонкости неподготовленным людям. Но посмотрите, как проста, как великолепна физическая идея теории относительности. Разве Эйнштейн не Бог? Ведь это он освободил коллективное сознание человечества от механистических пут физиков-классиков.

Посмотрите, на базе теории относительности стали стремительно развиваться теория струн, суперструн, супергравитации, теория мембран и т.д. Теперь мы достоверно знаем, что помимо нашей Вселенной существует множество других. Нам известна последовательность временных эпох возникновения Вселенной, которые измеряются крохотными долями секунды, минутами и часами. Мы узнали о существовании черных дыр и теперь любуемся ими в телескопы, летающие вокруг Земли. Всё это богатство добыто трудом неутомимых релятивистов, прошедших через унижения и оскорбления, которые выплеснули на них в начале прошлого века консерваторы ретрограды из лагеря механицистов.

Конструктивист-скептик с грустью слушает эти сказки и прикидывает — сто или тысячу лет должно пройти, чтобы весь этот романтический хлам выветрился из голов одураченного населения. Он хорошо понимает, что в данное время его скучная работа конструирования «примитивных» моделей никого не интересует. Весь мир прикован к работам продвинутых релятивистов. В коротких газетных сводках, радио и телевидение передают новости с переднего фронта науки. Как они там, отыскали аксиоматический базис топологического пространства для Единой Теории Всего? Вот дали российскому математику и астрофизику престижную премию за достижения в области теории струн. При указании имен в поисковике Интернета система выдает добрую сотню сообщений одного и того же содержания, прославляющего русских ученых. Всех распирает гордость за достижения наших соотечественников.

Пусть умолкнут фанфары, давайте спокойно разберемся, что реально сейчас происходит в науке с точки эпистемологии? Математическая подгонка формалистов-романтиков в чём-то напоминает поиск поэтической рифмы для уже созревшего образа или подборку нужной мелодии под заранее сочиненное стихотворение. Поэт и композитор путем проб и ошибок подгоняют (в первом случае) слова, (во втором) ноты так, чтобы они максимально точно соответствовали высшей художественной цели, лишенной всяких слов и нот. Наглядные примеры из современной физики демонстрируют нам авторы, которые стремятся объединить теорию относительности Эйнштейна и квантовую теорию Бора или четыре вида взаимодействия — сильное, слабое, электромагнитное и гравитационное. Спрашивается: «Откуда взяли, что такие широкие теории существуют?» Отвечают: «Из идеи всеобщности и универсальности природы». — «А это из чего вытекает?» — «Из идеи простоты и гармонии».

Тут начинаешь понимать, что данные авторы, в конечном счете, исходят из врожденной идеи о великолепии Божественной Природы или, по крайней мере, из какого-то романтического предчувствия, которое не поддается никакому рациональному объяснению. Предположим, что по отдельности теория относительности и квантовая теория верны. Хотя это не так, поскольку сами они явились на свет благодаря формалистским спекуляциям. Но допустим, они лишены всяких противоречий. Дальше ход мысли формалиста выглядит так. Если теория А и теория Б верны, то конъюнкция (А, Б) всегда будет истинной.

Здесь допускается ошибка следующего порядка. В природе по отдельности живут человек и лошадь. Однако кентавр существует только в голове мифотворца. Невозможно скрестить, например, кошку с собакой. Нельзя объединить теорию теплоты с геометрической оптикой. В моем курсе дискретной математики приводится пример, когда две матричные группы при перемножении не дуют новой группы. Это происходит потому, что в исходных группах роль единицы взяли на себя различные числовые матрицы. Другими словами, перемножаемые группы только внешне выглядят однотипно, внутренняя же их природа совершенно несовместима.

Теперь снова обратимся к теориям Эйнштейна и Бора. Фактически они касаются весьма специфических областей физики. Ситуация окончательно запутывается, когда на доску ставятся четыре вида взаимодействия. Возьмите взаимодействие внутри ядра атома (сильное взаимодействие) и теорию Максвелла (электромагнитное взаимодействие), с помощью которой рассчитываются моторы и генераторы. Что между ними общего? Ничего, хотя в реальности эти взаимодействия как-то соседствуют. Исторически теории атома и электромагнитных устройств создавались совершенно самостоятельно. Им отвечали абсолютно разные математические модели. Но в учебнике физики обе теория оказались под одной обложкой. И вот формалист решает их объединить, поскольку в истории физики известны случаи слияние двух теорий.

Конструктивист скажет: пока не существует модели, показывающей, как микро взаимодействия на атомном уровне переходят в электромагнитные взаимодействия на макро уровне, нечего и мечтать о создании какой-то общей математической теории. Формалист же берется создать объединенную теорию без кропотливой работы над моделью. Он рассчитывает получить единую теорию чисто формальным путем, надеясь, что из системы новых универсальных уравнений при выполнении каких-то начальных или граничных условий можно будет вывести старые формулы теории относительности и квантовой механики или, если повезет, электромагнитные уравнения Максвелла и всемирный закон тяготения Ньютона, а также уравнения сильных и слабых взаимодействий.

Чему, спрашивается, будут соответствовать эти универсальные формулы и общие уравнения в реальном мире, если из поля зрения исследователя выпал переходный слой, в котором перестают работать уравнения Максвелла и Ньютона, где пересекаются четыре различных взаимодействия? Очевидно, они будут отвечать той в высшей степени абстрактной идее романтика-формалиста, смысл которой заключается в радующих его словах «универсальность» и «всеобщность». Но если отправные принципы не отвечают физическим объектам, то мы не сможем нашу суперконцепцию подвергнуть эмпирическому испытанию. Единственное, чем мы сможем удовлетвориться, это формальной согласованностью общей теории с уравнениями двум, трем, четырем частным теориям.

И еще, скажите на милость, зачем нужна Теория Всего, ведь ключи от тайников природы не обязательно должны болтаться на одном брелочке. Ответ на этот вопрос опять же нужно искать в романтических корнях формализма. Романтики счастливы оттого, что нашли некую, ими только воспринимаемую, Красоту Природы. Так, релятивисты не устают повторять, что теория относительности восхитительна своею простатой. Для нее понадобилось сформулировать всего два постулата Эйнштейна и галилеевская механика вместе с максвелловской электродинамикой слились в одну чудесную специальную теорию относительности. Добавив к ней принцип эквивалентности инерционной и гравитационной массы, мы получим восхитительную общую теорию относительности.

Да, действительно, на словах всё выглядит просто и красиво. Даже на физическом уровне эйнштейновская теория кажется логичной. Но полюбуйтесь на ее математическую сторону. На этом уровне, где только и можно говорить, состоялась теория или нет, господствуют сплошные противоречия. Формалист-романтик иногда улавливает спекулятивную суть и вопиющие противоречия универсального учения. Однако из-за невысоких моральных качеств он закрывает на это глаза и затыкает уши. В принципиальном споре, который ведется один на один со скептиком-конструктивистом, он может признать, что универсальных теориях имеются натяжки. Но он говорит своему оппоненту примерно следующее: мелкие математические погрешности не могут перечеркнуть глобальную идею единения физического мира.

В публичных спорах перед телевизионными камерами романтик, как правило, надевает на себя маску дотошного формалиста. Он выписывает на доске десятки сложнейших формул, которые якобы привели его к идее универсальности. Он бы и рад отказаться от путешествия во времени, существования черных дыр и параллельных вселенных, увы, строгие математические выкладки вынуждают его, скептически настроенного человека, принять эти вполне реальные вещи. О том, что этот замаскировавшийся романтик ночами напролет грезил о путешествиях в далекое будущее и прошлое, мечтал оказаться в мире с иными, чем на Земле, физическими законами, он не говорит зрителям и слушателям.

Обман — вот ключ к пониманию причины существования формально-романтической науки. Формалист-романтик обманывает себя и других и в эту свою ложь безотчетно верит. Он не замечает, как за множеством мелких математических погрешностей, незаконных переходов мысли и формально-логических допущений созревает в корне ошибочное учение. Да и обыватель никогда не поверит, что он живет в мире мифов, где его обманывают на каждом шагу самые уважаемые люди в обществе — известные телеведущие и ученые академики. Между тем, изучая историю науки, он не перестает удивляться наивности людей, живущих тысяча или даже сто лет назад. Нет, говорит он себе, нынешнее поколение не так наивно, его не проведешь сказками о чудесах. Современная физика — наука серьезная, созданная стараниями гениальных ученых, заслуженно отмеченных Нобелевскими премиями.

Скептик ворчит: «Нет, ничего в нашем мире не изменилось». Современная наука, созданная всё теми же романтиками мало чем отличается от науки прошлого. Законы функционирования института науки не изменятся, пока не изменится природа человека. Неподготовленным людям формалисты-романтики будут рассказывать на пальцах простые и увлекательные вещи о своих научных достижениях, а о своих формально-математических спекуляциях и грубейших ошибках они никому ничего не скажут.

Профессиональные математики знают, что все эйнштейновские формулы вымучены и в действительности очень некрасивы, а его теоретические суждения — не аккуратны и запутаны. В этом болотистом иле скрывается множество противоречий и нестыковок. Так что «красиво» и «просто» выглядит одна лишь романтическая идея «всё объединить». Об универсальности релятивистских теорий не перестают говорить популяризаторы науки. Когда же начинаешь разбираться в деталях их хваленых теорий, хватаешься за голову, никакого единства нет и в помине, всё притянуто за уши.

Ложь пронизывает учения формалистов-романтиков снизу доверху. Пройдет время, и наши потомки будут удивляться, как можно было поверить формалисту-романтику Эйнштейну. Но сегодня апологеты релятивистской догмы извратили его биографию настолько, что никому и в голову не придет заподозрить его в преднамеренном обмане. Между тем они изобразили гениальным физиком-теоретиком человек с интеллектуальными способностями ниже среднего и плохо знающего математику. Впрочем, что говорить об апологетах, если отец-основатель теории относительности сам обманывал на каждом шагу. Так, он скрыл, что наиболее принципиальные работы, заложившие основы спекулятивной физики, написаны его женой или при ее непосредственном участии. Он не сказал, откуда им взята формула E = mc², а она явно впервые получена не им. Даже рождение дочери, Лизерль, он зачем-то утаил от своих биографов.

Аморальный характер Эйнштейна на фоне его обожествления заставляет задуматься о механизме функционирования всего института науки, для чего перенесемся в совершенно иную отрасль современного знания — психологию. Обратите внимание на психоанализ Фрейда: разве это учение не носит формально-романтический характер? Правда, формальная и романтическая составляющие фрейдизма выглядят совершенно иначе, чем соответствующие компоненты релятивизма. Но романтическая природа этой чисто формальной психологии мало чем отличается от формально-романтической физики.

Первоначально мой интерес к психоанализу и Фрейду был вызван одним — лучше понять природу и истоки возникновения релятивизма. Разумеется, комплекс проблем современной психологии менее сложен, чем комплекс проблем современной физики. Романтические фантазии психоаналитиков выглядят комичнее, а ложь и ошибки отца-основателя — очевиднее. Несмотря на простоту и наивность психоанализа, препарирование его ошибок оказалось делом не легким. Сейчас не хочется подробно останавливаться на Фрейде и психоанализе; это слишком отвлекло бы нас от темы, от которой мы и так достаточно далеко ушли. Читатель сможет познакомиться с данной проблематикой по следующим трем работам, о которых скажем буквально несколько слов.

Хронологически сначала появилась работа Психология познания. Удод, затем Правда о Фрейде и психоанализе и, наконец, Анна О. — первая пациентка Фрейда. По ним видно, как постепенно приоткрывалась истина, тщательно скрытая Фрейдом. Чтобы скорее осознать спекулятивную сущность психоанализа, читателю рекомендуется начать с последней работы, в которой детально разобрана самая фальшивая книга из всего творческого наследия Фрейда — «Исследование истерии». Поняв, как психологист беспощадно разделался со своим идейным противником, физиологистом Йозефом Брейером, читатель может переходить к «Правде о Фрейде и психоанализе». Здесь анализируется самая известная и малопонятная книга — «Толкование сновидений». Следует иметь в виду, что с помощью сновидений автор зашифровал наиболее пикантные моменты своей биографии. Наконец, «Удод» знакомит читателя с общей научно-философской атмосферой, в которой вызревал фрейдизм.

Об Эйнштейне и теории относительности мною написано уже немало, еще больше не опубликовано. О жизни отца-основателя релятивизма читайте в работе Феномен Эйнштейна. Критика теории относительности изложена в учебнике Естествознание: Курс лекций. О достоинствах конструктивного подхода и о недостатках формального рассказывается в книге Конструктивная математика. В Дискретной математике представлено приложение конструктивного подхода к логике, группам, графам и фракталам. С печальными последствиями формально-романтического подхода к астрофизике можно познакомиться по работе Конец науки. Борьба формалистов с конструктивистами в Советской России пока представлена оригинальными статьями и книгой, к которой отсылается читатель, если он не хочет заниматься марсианской тематикой.

Основная обязанность дотошного исследователя — проявить здоровый скепсис ко всему, во что верят все. К сожалению, эта самая первая и необходимая заповедь забывается не только студентами-первокурсниками, беззаботно резвящимися в «живых журналах», блогах и на многочисленных форумах, но и академическими учеными. Казалось бы, для того чтобы убедиться в ложности психоанализа и теории относительности, нужно всего лишь внимательно прочесть несколько критических работ, например, указанных выше. На это уйдет два-три дня, максимум, неделя. Однако люди настолько ленивы, что предпочитают годами, целыми десятилетиями блуждать по бесконечным лабиринтам, прорытым Фрейдом и Эйнштейном, прежде чем поймут, что находятся в тупике.

Но разве дело заключается только в людской лености? Нет, конечно, есть более сложные и скрытые механизмы социально-психологического плана. Рассказать о них — наш первейший долг. Задача эта сложна и необъятна. Некоторые ее аспекты анализируются в данной работе.