Принципы экстраполяции законов наук

Проблема экстраполяции законов науки, т. е. переноса этих законов с той области явлений, относительно которой их справедливость доказана, за ее пределы, возникает в современном естествознании очень часто. Вот некоторые типичные случаи: а) открыты новые объекты, ранее неизвестные или недоступные исследованию; изучить их законы возможно, лишь попытавшись экстраполировать на эти объекты какие-то из уже известных законов (неудача таких попыток при известных условиях будет говорить о необходимости поиска новых, еще неизвестных законов — более общих и точных); б) необходимо изучить объекты, которые по тем или иным причинам не входят (или даже никогда не смогут войти) в сферу непосредственного исследования — области природы, недоступные для эксперимента и наблюдения, прошлые и будущие состояния многих объектов; в) из системы знания о природе вытекает возможность существования объектов (или их свойств), которые пока не обнаружены непосредственно; для эффективного поиска таких объектов (свойств) необходимо построить теоретические модели, основой которых является экстраполяция известных законов; г) ставится задача — рассмотреть возможные свойства объектов, само существование которых проблематично. Во всех этих (и аналогичных им) случаях единственный доступный естествоиспытателю метод исследования — экстраполяция.

Экстраполяция характеризуется следующими моментами^[1]:

а) базисом экстраполяции, т. е. исходными законами, которые распространяются с изученного объекта (O₁) на неизученный (О₂);

б) экстраполяционными операциями, посредством которых осуществляется перенос или трансформация исходных законов; в) оценкой степени соответствия экстраполяционных выводов объекту О₂.

Какими методологическими принципами определяется экстраполяция естественнонаучных законов? Один из важных аспектов этой проблемы мы рассмотрим на примере экстраполяции фундаментальных законов физики, которые обладают наибольшей универсальностью и, следовательно, наибольшей экстраполируемостью среди всех других.

Экстраполируемость физических законов — как в сравнительно небольших, так и в огромных масштабах (причем и в пространстве, и во времени) — с наибольшей яркостью проявляется в астрономии. Мы находим здесь почти все существенные в методологическом отношении случаи, а также разнообразные типы экстраполяции. Для одного из разделов астрономии — космологии экстраполяция вообще является основным способом исследования. Кроме того, именно в астрономии экстраполяция известных физических законов нередко приводит к серьезным трудностям, которые вызывают подозрения в том, что необходимо обобщение системы этих законов.

В силу указанных причин анализ проблемы экстраполяции естественнонаучных законов применительно к астрономии позволяет сделать выводы, имеющие значение также для других наук о природе и для всего естествознания в целом.

1. Принцип экстраполируемости естественнонаучных законов

Каждый научный закон — рассматриваемых нами физических законов это касается в наибольшей мере — в сущности представляет собой некоторую экстраполяцию. Он формулируется во всеобщей форме, тогда как опыт, из обобщения которого он исходит, всегда ограничен. Как пишет Г. И. Наан, «нельзя проверить выполнение закона сохранения энергии для любого горящего полена в отдельности, притом в любом уголке Вселенной, но мы тем не менее принимаем этот закон за универсальный (строгий, абсолютный) закон природы»^[2]. Можно указать и ряд других фундаментальных физических законов, сфера действия которых пока не определена (например, неизвестны макроскопические границы принципа возрастания энтропии). Эти законы также можно рассматривать как универсальные, но, разумеется, не в каком-то «окончательном» смысле, а с точки зрения современной ступени практики и познания.

Поскольку в большинстве случаев сфера действия естественнонаучного закона заранее неизвестна (она может быть установлена лишь исходя из опыта или более общего закона, включающего данный закон в качестве частного случая), все такие законы правомерно и допустимо экстраполировать за пределы той области природы, изучение которой позволило их сформулировать. В этом и состоит принцип экстраполируемости законов естествознания.

Объективная основа экстраполируемости естественнонаучных законов — единство природы, которое выступает, согласно материалистической диалектике, как единство многообразного. Конкретно это проявляется прежде всего в существовании законов различной степени общности, охватывающих бесконечное многообразие явлений природы. Существует, однако, точка зрения, согласно которой единство природы не исключает ее потенциально бесконечного многообразия и в отношении уровня законов, в том числе фундаментальных^[3].

Единство природы находит отражение в тенденции к все большему единству системы естественнонаучного знания, т. е. стремлению охватить как можно большее число известных явлений и частных законов природы немногими фундаментальными законами, лежащими в основе этой системы. Указанная тенденция проявляется и в экстенсивном развитии системы знания, экстраполяции известных законов на новые, ранее недоступные исследованию области природы.

Но в развитии естествознания четко прослеживается и прямо противоположная тенденция. Открытие качественно новых явлений, не укладывающихся в рамки известных законов, во многих случаях позволяет обнаружить границы применимости этих законов, вызывая необходимость уточнения и обобщения их, т.е. происходит интенсивное развитие системы знания.

Будет ли развитие естествознания и в дальнейшем происходить на основе конкуренции двух названных тенденций, или же первая из них — тенденция к единству знания возьмет верх вследствие разработки «единой физической теории», которая окажется универсальной? На этот вопрос пока трудно дать сколько-нибудь окончательный ответ. Каждое из альтернативных его решений имеет многочисленных сторонников. Например, А. Л. Зельманов приводит ряд аргументов в пользу того, что физическая теория, обладающая универсальной экстраполируемостью, может быть построена уже в обозримом будущем^[4]. С другой стороны, В. А. Амбарцумян говорил: «…я думаю, что в XXI веке будут открыты принципиально новые аспекты явлений природы и что XXXI век тоже будет полон новыми фундаментальными открытиями»^[5], которые во многих случаях потребуют расширения системы физических законов.

2. Конкретизации принципа экстраполируемости научных законов в современном естествознании

В зависимости от того, какая из двух отмеченных тенденций развития наук о природе определяет методологические установки естествоиспытателя, он может по-разному решать вопрос: как следует осуществлять экстраполяцию фундаментальных физических законов, чтобы полученное на ее основе знание в конечном счете оказалось наиболее адекватным объективной реальности?

Естествоиспытатели, считающие более плодотворными принципы первой из них, стремятся экстраполировать фундаментальные законы современной физики на возможно более широкий круг явлений как в пространстве, так и во времени (в пределе даже на весь материальный мир, его прошлое и будущее).

Из такого методологического подхода вытекает принцип «презумпции экстраполируемости»: пока не доказано, что тот или иной физический закон в силу определенных обстоятельств ограничен определенными рамками, не существует запретов на право его экстраполирования. Для пояснения этого принципа иногда ссылаются на юридический принцип «презумпции невиновности»: пока не доказано, что подсудимый виновен, он считается невиновным^[6].

Рассматривая принцип «презумпции экстраполируемости» как эффективный прием исследования, академик Я. Б. Зельдович писал: «Можно, конечно, на каждое новое явление придумывать новый закон природы. Однако направление, к которому я примыкаю, исходит из необычной цельности и стройности современной теоретической физики.

Для нас ближайшая задача — описание наблюдаемых явлений на основе установленных законов физики. Это не означает полного запрета на какое бы то ни было принципиально новое открытие, но такое открытие приобретает право на существование, только когда исчерпаны другие возможности объяснения явлений»^[7].

Принцип «презумпции экстраполируемости» нередко рассматривается как самоочевидный и даже единственно возможный. Однако по своему содержанию этот принцип не является вполне ясным: в нем не уточняется, какое доказательство недостаточности известных законов необходимо получить, прежде чем станет правомерным предположение, что в исследуемом объекте мы имеем дело с еще неизвестными физическими законами. Неясно, должны ли быть последовательно — одна за другой — рассмотрены все без исключения возможности включения исследуемого объекта в систему знания на основе известных законов? Правомерна ли формулировка новых законов лишь после полной и окончательной неудачи таких попыток, или необходимость поиска новых физических законов может быть признана раньше, когда появятся «достаточные основания» для этого? И в чем они состоят?

Неясностей такого рода не возникает при ином подходе к решению проблемы экстраполируемости фундаментальных физических законов, который связан со второй из названных выше тенденций развития естествознания.

Сторонники этого подхода, не отрицая самой широкой экстраполируемости законов физики, выступают против абсолютизации системы таких законов, сложившейся на каком-то определенном этапе развития науки. В частности, система известных сейчас фундаментальных законов физики основана на изучении хотя и очень широкого, но все же ограниченного диапазона физических условий и явлений. Эти законы, подчеркивает В. А. Амбарцумян, не только могут, но и должны подвергаться уточнениям и обобщению. Анализируя неожиданные результаты экспериментов и наблюдений, необходимо сосредоточивать внимание на возможных трудностях их объяснения на основе известных законов, чтобы выяснить: не сталкиваемся ли мы с качественно новыми явлениями? Их допустимо рассматривать как обусловленные неизвестными нам физическими законами еще до того, как исчерпаны все возможности их объяснения в рамках известных законов.

Дело в том, что ни при какой степени изученности какого-либо явления, которое не удалось, объяснить на основе экстраполяции известных законов физики, не может быть полной гарантии, что все возможности получить такое объяснение уже исчерпаны. Между тем на каком-то этапе исследования наиболее плодотворным может оказаться именно предположение, что данное явление объясняется на основе еще неизвестных законов. Это предположение может оказаться неправильным или правильным, но без введения подобных предположений для объяснения неожиданных результатов опыта прогресс в обнаружении принципиально новых, более глубоких свойств материи был бы невозможен^[8].

3. Об условиях эффективности различных принципов экстраполяции естественнонаучных законов

Как же «работают» различные принципы экстраполируемости научных законов в исследовании природы? Какой из них более эффективен, или, может быть, оба они оказываются эффективными в соответствующих условиях?

Рассмотрим сначала более простой случай: исследования показывают, что физические условия в объекте О₂ заведомо охватываются известными законами, так как объект О₂, на который производится экстраполяция закона, (1) относится к хорошо изученному классу объектов, свойства которых объясняются известными законами или же отличия О₂ от О₁ незначительны; (2) несмотря на различия классов объектов О₁ и О₂, некоторые их свойства все же оказываются подобными; (3) есть какие-то иные основания считать, что физические условия и явления в объекте О₂ заведомо подчиняются известным законам физики.

В качестве примера можно назвать экстраполяцию ньютоновского закона тяготения, первоначально проверенного лишь для части Солнечной системы, на всю Солнечную систему, на движение одиночных звезд, компонентов звездных групп и многих типов звездных скоплений в нашей Галактике, а затем также в других галактиках. На протяжении многих лет ни к каким особенным затруднениям не приводила также экстраполяция фундаментальных законов современной физики на космические объекты. Законы квантовой механики были без колебаний экстраполированы, скажем, на процессы в звездных атмосферах и газовых туманностях. Несмотря на все отличия физических условий в подобных объектах от земных лабораторий, нет решительно никаких оснований сомневаться, что j и в этих условиях квантовая механика (нерелятивистская) полностью сохраняет свою силу.

В подобном случае экстраполяция известных законов не сталкивается со сколько-нибудь серьезными трудностями или же есть все основания считать, что возникающие трудности объясняются ошибочностью конкретных моделей или причинами расчетного, технического порядка. Эффективность принципа «презумпции экстраполируемости» в ситуациях такого рода обычно никем не подвергается сомнению. Как правило, этот принцип и определяет пути получения нового знания об объекте О₂, а в применении второго принципа не возникает необходимости.

Конечно, никогда нельзя заранее исключать возможность открытия даже в самых, казалось бы, изученных областях природы таких объектов, свойства которых будет затруднительно (нельзя исключить, что и невозможно) объяснить на основе известных физических законов. Типичный пример — обнаружение в атмосферах некоторых типов звезд явления «нетепловой эмиссии». Теория звездных атмосфер — один из наиболее разработанных разделов теоретической астрофизики, однако ни предсказать, ни удовлетворительно объяснить явление «нетепловой эмиссии» эта теория не смогла. Тем самым создается новый тип проблемной ситуации, значительно более интересной с методологической точки зрения. Это проблемные ситуации, в которых возникает подозрение, что известные законы при экстраполяции их на объект О₂ могут оказаться недостаточными.

Основания для подобных подозрений могут выявиться как на стадии исследования объекта, которая предшествует экстраполяции, так и в ходе самой экстраполяции, если она приводит к серьезным трудностям, противоречиям, парадоксам.

Проблемные ситуации такого типа возникают в следующих, например, случаях: (1) у объектов, которые находятся в сравнительно хорошо изученной области природы, как уже отмечалось, удается обнаружить качественно новые неожиданные свойства; (2) объект О₂ оказывается принадлежащим к ранее неизвестному классу объектов, или (3) он обладает по крайней мере некоторыми качественно новыми или необычными свойствами; (4) в качестве объекта О₂ выступает Вселенная как целое.

Как же разрешаются проблемные ситуации такого типа?

Исход некоторой части из них оказывается «благополучным» для системы известных законов: новые явления удается, несмотря на все трудности, объяснить на основе этих законов. Например, на ранних этапах разработки теории внутреннего строения звезд в ней возникли многочисленные трудности, связанные с объяснением источников звездной энергии. Чисто механические схемы не срабатывали, а термоядерная реакция еще не была известна.

Для выхода из создавшейся проблемной ситуации некоторые физики выдвинули Предположение, что в звездных недрах нарушается один из самых фундаментальных физических законов — закон сохранения энергии. Но столь радикальное предположение оказалось неправильным. Успехи физики элементарных частиц привели к более простому выходу: источник звездной энергии был найден в реакциях термоядерного синтеза. (Правда, вплоть до нашего времени, как считает В. А. Амбарцумян, нет уверенности, что эти реакции являются единственным или хотя бы главным источником колоссальных количеств энергии, которая выделяется звездами.) Таким образом, выход из проблемной ситуации может быть подсказан дальнейшей разработкой уже существующей теории.

Но как быть в тех случаях, когда исследование объекта не позволяет с уверенностью судить, насколько правомерна экстраполяция на него известных законов, а сама экстраполяция не приводит к быстрому успеху? Решать эту проблему приходится методом «проб и ошибок», причем на разных стадиях исследования высказываются, как правило, самые различные мнения о том, исчерпаны ли уже известные законы или нет. Между сторонниками одной и другой точек зрения начинается острая борьба мнений. Сторонники принципа «презумпции экстраполируемости» в стремлении «выжать» все возможное из системы известных законов разрабатывают одну за другой многочисленные модели изучаемых объектов. Напротив, исследователи, по каким-либо причинам считающие, что возможности известных законов исчерпаны, занимаются поисками новых, нетрадиционных объяснений (другими словами, нового базиса экстраполяции).

Один из наиболее ярких примеров такого рода проблемной ситуации возник в развитии астрофизики за последние 25 лет. Стремительное расширение и углубление наших знаний о Вселенной сопровождается открытием все большего числа нестационарных (неустойчивых) космических объектов, среди них — нестационарные звездные группировки (в частности, звездные ассоциации), многие группы и скопления галактик. Были обнаружены также новые объекты — гигантские космические тела, свойства которых качественно отличны от всего, с чем астрономы были знакомы раньше: активные ядра галактик, квазизвездные объекты и др. Состояние этих тел характеризуется относительно быстрыми изменениями, которые носят иногда катастрофический характер.

Для большинства астрофизиков существование во Вселенной подобных объектов казалось совершенно невероятным. И не столько потому, что открытия их, как правило, были полной неожиданностью, сколько потому, что эти объекты совершенно «не укладывались» в рамки сложившихся представлений.

В. А. Амбарцумян, которому принадлежит предсказание или открытие многих из нестационарных объектов во Вселенной, уже на стадии их предварительного исследования пришел к выводу: попытка истолкования их на основе экстраполяции фундаментальных законов, известных современной физике, едва ли имеет шансы на успех^[9].

Было бы совершенно неверным считать, что эта мысль возникла при первых же трудностях объяснения новых астрофизических явлений известными законами физики. В работах В. А. Амбарцумяна проанализированы возможности истолкования этих явлений не только с «неортодоксальных», но и. с «ортодоксальных» позиций. Однако В. А. Амбарцумян не занимался разработкой моделей и теоретических схем этих явлений в рамках известных законов (с целью доказать, что они недостаточны) и не рассматривал также всех мыслимых вариантов таких объяснений (считая это бесперспективным).

Следовательно, новые представления в астрофизике возникли в соответствии со вторым из названных принципов экстраполяции научных законов. Естественно, они вызвали многочисленные возражения сторонников принципа «презумпции экстраполируемости», считавших, что разработка таких представлений еще преждевременна. Однако все попытки объяснения нестационарных явлений во Вселенной в рамках известных физических законов пока не привели к успеху и сама возможность подобных объяснений стала проблематичной.

Проблемные ситуации, которые ставят под сомнение универсальную экстраполируемость системы физических законов (на той или иной конкретной ступени ее развития), часто возникают и в развитии космологии. Проблема экстраполяции в космологии характеризуется специфическими чертами, обусловленными уникальностью объекта этой области знания. Никакими эмпирическими средствами объект космологии — Вселенная как целое — не выделен, он всегда задается экстраполяцией. Ее задача — представить наблюдаемую Вселенную в качестве части некоторой физической системы, обозначаемой термином «Вселенная как целое».

Что же представляет собой эта система? Можно отметить три основные точки зрения по этому вопросу. Различия между ними обусловлены неодинаковым решением проблемы экстраполируемости физических законов.

Ученые, по мнению которых физические законы могут в принципе обладать универсальной экстраполируемостью (в частности, они применимы и к материальному миру как целому, т. е. «всему существующему» в каком-то абсолютном смысле), считают объектом космологии глобальный аспект материального мира.

Но возможность глобальной экстраполяции системы физических законов неоднократно оспаривалась на основе самых разнообразных аргументов.

Например, согласно выдвинутому В. И. Свидерским принципу «относительности конкретного», любое конкретное состояние материи должно быть конечным, ограниченным, локальным, преходящим, абсолютизация конкретного недопустима^[10]. Из этой точки зрения вытекает, что об экстраполяции на материальный мир как целое фундаментальных законов физики не может быть и речи: область применимости этих законов ограничена. Вселенная как целое — это Метагалактика, рассматриваемая в качестве целостной физической системы.

Идея о том, что объектом космологии является глобальный аспект «всего существующего», в абсолютном смысле связана с допущением, что материальный мир может быть описан конечным числом фундаментальных законов. Но это предположение далеко не бесспорно и вполне может оказаться неправильным. Вместе с тем, хотя развитие естествознания во всяком случае до настоящего времени всегда происходило таким образом, что свойства, состояния, закономерности материального мира, считавшиеся прежде универсальными, неизменно оказывались присущими не всем, а лишь некоторым структурным уровням материи, заранее устанавливать границы экстраполяции физических законов нельзя: они всегда устанавливаются лишь практически. Отождествлять объект космологии лишь с Метагалактикой как целым неправомерно: в космологии выдвинуты модели систем, в которых Метагалактика может представлять собой лишь некоторую локальную область.

Исходя из этих соображений была выдвинута третья точка зрения относительно объекта космологии: Вселенная как целое представляет собой целостный аспект «всего существующего» с точки зрения определенной ступени познания; бесконечно многообразный, неисчерпаемый материальный мир как целое не может быть объектом космологии. Объектом космологической теории является «все существующее» с точки зрения данной теории — все многообразие физических условий и явлений, которое она способна охватить. В качестве таких объектов может выступать не только Метагалактика, рассматриваемая как целое, но и физические системы большего масштаба.

Экстраполяция в космологии применяется чаще всего в форме математической экстраполяции. Академик С. И. Вавилов, который ввел этот термин, пояснял его смысл так. Физик, исходя из математических форм (в частности, уравнений), обоснованных опытом или в рамках определенной теории, путем простого переноса, а в других случаях путем видоизменения, обобщения, развития этих форм на новые объекты конструирует математический формализм, позволяющий описать новую область явлений. Но поскольку заранее неизвестно, насколько успешной окажется такая экстраполяция, она первоначально представляет собой математическую гипотезу, требующую проверки и обоснования^[11].

Наибольшее число работ, связанных с проблемой экстраполяции в космологии, посвящено структуре пространственно-временного каркаса Вселенной как целого и ее изменению во времени. В прошлом базисом экстраполяции при решении этих проблем выступала ньютонова теория тяготения. Но как известно в ньютоновской космологии возник ряд тяжелых парадоксов. Многочисленные попытки устранить их, не выходя за рамки прежнего базиса экстраполяции, не привели к успеху. Ликвидация этих парадоксов оказалась возможной лишь после создания ОТО — общей теории относительности, или теории тяготения Эйнштейна, которая и стала новым базисом космологических экстраполяций.

В современной космологии параллельно развивается несколько основных теорий, различающихся между собой в первую очередь неодинаковым отношением к исходному физико-теоретическому базису релятивистской космологии — уравнениям ОТО. С этой точки зрения их можно разделить на две основные группы: а) эйнштейнианские теории: уравнения ОТО сохраняются в них неизменными; б) другие космологические теории, в которых уравнения ОТО так или иначе видоизменяются или даже отбрасываются вовсе. Каждая из этих групп теории включает в себя разнообразные направления, различающиеся выбором дополнительных условий и предположений.

Эйнштейнианская космология включает следующие основные направления: 1) «ортодоксальное», связанное с развитием теории однородной изотропной Вселенной; 2) теории, которые отказываются от представления об однородности и изотропии. «Ортодоксальное» направление в современной космологии исходит помимо уравнений ОТО также из так называемого космологического принципа или постулата, согласно которому мегаскопические свойства Вселенной одинаковы во всех точках (однородность) и по всем направлениям (изотропия). Допуская экстраполяцию фундаментальных теорий современной физики на мир как целое в современном его состоянии, космологический принцип разрешает их экстраполяцию и во времени — как в прошлое, так и в будущее. В рамках этого направления разработана теория расширяющейся Вселенной. Ее основы были заложены А. А. Фридманом^[12] в 1922—1924 гг. В дальнейшем теория расширяющейся Вселенной развивалась многими космологами, как зарубежными, так и советскими. Ядро второго направления эйнштейнианской космологии — теория анизотропной неоднородной Вселенной в ее различных вариантах, которая отказывается от постулатов однородности и изотропии.

Группа других космологических теорий довольно многочисленна. Среди этой группы: а) теории, которые отказываются от ОТО как физико-теоретической основы космологии; б) теории, в которых уравнения ОТО тем или иным способом модифицируются; в) теории промежуточного характера^[13].

Переход от ньютоновской космологии к релятивистской произошел в согласии с принципом «презумпции экстраполируемости». Новая космологическая теория возникла после того, как появился объективный критерий, очерчивающий границы применимости ньютоновской теории тяготения. Этот критерий дала ОТО, включившая прежнюю теорию тяготения в качестве предельного частного случая. Для космических систем масштаба Метагалактики (а тем более для гипотетических систем, превосходящих Метагалактику по своему масштабу) эффекты ОТО явились настолько значительными, что ее применение было необходимым и неизбежным.

Тем не менее физическое содержание теории расширяющейся Вселенной, например наличие сингулярностей в решениях уравнений ОТО, описывающих начало расширения 7и конец сжатия космологических моделей, возможная замкнутость (конечность) пространства и другое, казалось настолько необычным, что предпринимались многочисленные попытки объявить теорию сомнительной или даже вовсе отвергнуть ее. Видное место среди аргументов, высказывавшихся против теории расширяющейся Вселенной, занимала ссылка на принцип «презумпции экстраполируемости». В полном противоречии с фактами высказывалось утверждение, что возможности ньютоновских представлений еще далеко не исчерпаны; более того, иногда высказывалось даже мнение, что ньютонова космология во всех отношениях лучше новой, релятивистской.

Хорошо известно, что справедливость релятивистской космологии подвергалась сомнению не только десятки лет спустя после разработки ее математического «скелета», но и после того, как было подтверждено одно из важных следствий теории — нестационарность Вселенной и приблизительно линейный характер закона ее расширения. Таким образом, ссылки на принцип «презумпции экстраполируемости» в данном случае (как и во многих других) объяснялись лишь нежеланием многих приверженцев прежних, ньютоновских представлений отказаться от своих взглядов, опровергнутых развитием естествознания.

Разработка «неортодоксальных» направлений современной космологии началась задолго до того, как были рассмотрены хотя бы основные возможности экстраполяции, предоставленные релятивистской космологией в ее «ортодоксальном» варианте. Среди причин, вызвавших появление других направлений современной космологии, наиболее важны:

1) некоторые противоречия теории расширяющейся Вселенной с эмпирическими данными. Часть из них оказалась мнимой и была устранена, другие же остаются в силе (среди последних — противоречие между космологическим принципом и наблюдаемой неоднородностью Вселенной в больших масштабах);

2) подозреваемая связь параметров космологических моделей с микрофизическими константами;

3) уже упоминавшиеся сингулярности;

4) стремление рассмотреть более интересные и в ряде случаев более экстравагантные возможности, заключенные в уравнениях ОТО, а также некоторые другие.

Как бы ни были важны эти причины, все же они не были достаточны для вывода, что возможности общей теории относительности в качестве базиса космологической экстраполяции уже исчерпаны. Самое большее, они указывали на некоторые затруднения конкретных типов релятивистских космологических моделей. Иными словами, развитие новых направлений современной космологии происходило фактически вразрез с принципом «презумпции экстраполируемости» научных законов. В результате возникло любопытное положение: сторонники теории расширяющейся Вселенной, еще недавно вынужденные парировать доводы, что в релятивистской космологии нет необходимости, так как не исчерпаны возможности космологического применения ньютоновой теории тяготения, теперь сами стали ссылаться на принцип «презумпции экстраполируемости» физических законов, доказывая ненужность или во всяком случае преждевременность разработки новых теорий в качестве базиса космологических экстраполяций. Убедительным подобный аргумент представляется только самим сторонникам «ортодоксального» направления релятивистской космологии, но отнюдь не их оппонентам.

Таким образом в космологии разрешение проблемных ситуаций, связанных с трудностями экстраполяции известных физических законов, происходит тем же путем, что и в астрофизике: а именно задолго до полного исчерпания возможностей прежних законов появляются попытки найти более универсальные законы, частным случаем которых становятся, согласно принципу соответствия, прежние законы. Но не следует ли такого рода подход рассматривать все-таки как незаконный? Если бы требование — «сначала полностью исчерпать возможности известных законов в ходе их экстраполяции» — на самом деле применялось как непреложный закон методологии научного исследования, то принципиально новое знание никогда не смогло бы появиться ни в одной из наук о природе. При открытии качественно новых явлений все попытки дать им радикально новые объяснения отбрасывались бы «с порога» как ненаучные. Не возражая, что подобные объяснения, вообще говоря, не исключены, ученые отвергли бы все конкретные попытки в этом направлении. Однако такой методологический прием никогда в истории естествознания не имел для ученых силы непреложного правила. Вопрос о том, как поступить, если новые формы не укладываются в рамки старых законов, понятий и представлений, решался более гибко.

Науки о природе никогда не удовлетворялись лишь формальным признанием того, что существование качественно новых явлений и законов природы возможно «в принципе». Они всегда активно искали и находили не только новые явления; но и новые законы — во многих случаях до того, как удавалось, исчерпать все возможности объяснения на основе известных законов.

Во всех тех случаях, когда необходимость изменения базиса-экстраполяции оправдывалась историей науки, исследователь фактически никогда не ждал, пока будут исчерпаны все возможности экстраполяции существующей системы знания. Сталкиваясь с многочисленными и все возрастающими трудностями, исследователь в конце концов решался на риск, уже не слишком задумываясь над тем, какие можно придумать варианты классических объяснений. (Например, когда М. Планк ввел гипотезу квант для объяснения трудностей и противоречий в теории излучения, еще не было уверенности в том, что представления, основанные на классической физике, уже окончательно исчерпаны. Более того, сам Планк очень хотел бы, чтобы проблемная ситуация в теории излучения разрешалась без введения принципиально новых представлений, которые ему лично внушали глубокую внутреннюю антипатию. И все же он был вынужден пойти на такой шаг.)

Нет оснований категорически отрицать, что подобным образом могут разрешиться также по крайней мере некоторые из проблемных ситуаций, рассмотренных выше. Добавим, что, если речь идет о достаточно сложных явлениях, анализ всех возможных схем их объяснения в рамках известных законов может оказаться, во-первых, практически неосуществимым, во-вторых, никогда не будет полной уверенности в том, что не пропущена ни одна из таких схем. Тем не менее и при таком разрешении проблемных ситуаций можно говорить о своеобразной «презумпции экстраполируемости». Известные законы при их экстраполяции используются исследователем до тех пор, пока еще существует хотя бы слабый шанс добиться успеха. Не перебор одного за другим всех без исключения вариантов (построение всех мыслимых моделей и последовательная констатация непригодности их всех), а исключительно интуиция исследователя подсказывает ему на определенной стадии экстраполяции, что надежды на успех больше нет. Именно тогда он и решается на «риск» — признать, что известные законы в качестве базиса экстраполяции недостаточны, и начинает поиски новых законов, экстраполяция которых приведет к построению теории исследуемого объекта.

По нашему мнению, именно в этом смысле и следует понимать высказывания ряда выдающихся ученых о том, что к выдвижению новых фундаментальных идей и принципиально новых научных законов они приходили только после того, как известные законы были исчерпаны «полностью». Этот смысл, пожалуй, единственный, в котором можно настаивать на «презумпции экстраполируемости» тогда, когда границы известных законов не очерчены какими-либо определенными критериями.

1. Структура экстраполяции рассматривается, например, в статье Л. А. Зеленова, С. П. Макарычева «Экстраполяция и эксперимент». — «Вопросы философии», 1967, № 4. ↑
2. Г. И. Наан. Гравитация и бесконечность. — «Философские проблемы теории тяготения Эйнштейна и релятивистской космологии». Киев, 1965, стр. 273. ↑
3. См. В. А. Амбарцумян, В. В. Казютинский. Диалектика в современной астрономии. — «Ленин и современное естествознание». М., 1969. ↑
4. См. А. Л. Зельманов. Многообразие материального мира и проблема бесконечности Вселенной. — «Бесконечность и Вселенная». М., 1969. ↑
5. В. А. Амбарцумян. Нестационарные явления в мире звезд и галактик. — «Вестник АН СССР», 1972, 5, стр. 45. ↑
6. См. Я. Ф. Аскин. Бесконечность Вселенной во времени. — «Бесконечность и Вселенная». ↑
7. Я. Б. Зельдович. Удивительные звезды. — «Рождение и эволюция звезд». М., 1964, стр. 17—18. ↑
8. См. В. А. Амбарцумян. Звезды типов Т Тельца и UV Кита и явление непрерывной эмиссии. — Научные труды, т. 2. Ереван, 1960, стр. 241. ↑
9. См. В. А. Амбарцумян. Проблемы эволюции Вселенной. Ереван, 1968. Подробнее этот вопрос рассмотрен также в книге «Проблемы современной космогонии» под ред. В. А. Амбарцумяна (М., 1972). ↑
10. См. В. И. Свидерский. Философское значение пространственно-временных представлений в физике. Л., 1956. ↑
11. См. С. И. Вавилов. Ленин и современная физика. — Собр. соч., т. III. М., 1956, стр. 79 ↑
12. См. А. А. Фридман. Избранные труды. М., 1966. ↑
13. См. О. Гекман, Е. Шюкинг. Другие космологические теории. — «Строение звездных систем». М., 1962. ↑