Д. филос.н. Минасян Л.А.

Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса, Россия

Динамика научного исследования

в  контексте развития современной космологии

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского гуманитарного научного фонда  - проект №10-03-00015а

 

Динамика научного знания включает в себя вопросы о характере развития науки, о росте научного знания. В настоящей статье сделана попытка «примерки» лакатосовской концепции научно-исследовательских программ к анализу особенностей роста знания в современной космологии.

Известно, что концепция научно-исследовательских программ самим автором рассматривалась как вариант фальсификационизма, так называемого «уточненного фальсификационизма»[1], представляющего собой попытку нивелировать ряд проблем, которые явно обозначили себя в эволюционистской  эпистемологии Карла Поппера. Критика Поппера была направлена против усилий неопозитивистской школы исследователей, ставящих перед собой задачу  доказательства того, что все научные предложения либо логически, либо эмпирически верифицируемые высказывания. Поппер демаркатором научности считает не верифицируемость, а фальсифицируемость: если предложение фальсифицируемо, то он научно.  Для эмпирического доказательства, для «подтверждения»  требуется множество экспериментов. Это, по мнению Поппера, попросту неосуществимо. Для фальсификации же теории достаточно одного лишь опровергающего эксперимента. Всегда существуют базисные предложения, запрещаемые теорией, которые он называет потенциальными фальсификаторами. Как только будет доказана истинность потенциального фальсификатора, теория должна быть отброшена. Причем вопрос о подтверждении теории новыми экспериментальными данными вообще не должен стоять: старая теория должна быть заменена новой, лучшей теорией. Главная задача философии науки и состоит в критическом исследовании теории, потому и попперовский подход называется критическим рационализмом. Позитивное свидетельство, признаваемое наукой, состоит в поисках негативных свидетельств: только негативное свидетельство способствует улучшению теории. Значение же фактуального открытия измеряется значением той теории, которую данное открытие опровергает. Таким образом, согласно методологии Поппера,  рост научного знания  всегда идет в направлении построения все лучших и лучших теорий, постоянная смена теорий  (концепция перманентной революции в науке) есть свидетельство  некумулятивного характера роста научного знания [2]. Утонченный фальсификационизм Лакатоса сдвигает проблему с оценки отдельной теории на оценку последовательности теорий. Именно ряд или последовательность теорий, а не одна изолированная теория  (тем более, научное предложение),  оцениваются с точки зрения их научности или ненаучности. Предлагаемый Поппером «эмпирический базис» имеет отношение только к одной теории, к монотеоретической дедуктивной модели. В плюралистической модели на первый план выходит проблема расхождения не между теорией и фактами, а между теориями, составляющими всю последовательность, весь спектр, среди которых Лакатос выделяет интерпретативные, обеспечивающие твердо установленные факты,   и объяснительные, гипотетически объясняющие эти факты. Основной тезис таков: Ни одна теория не может быть фальсифицирована до тех пор, пока не возникнет новая теория, которая будет верифицируема. Важно подчеркнуть, что под исследовательской программой Лакатос понимает последовательность, ряд теорий, элементы которой связаны непрерывностью. Таким образом,  в отличие от попперовского  фальсификационизма,  исходным пунктом лакатовской концепции является поддержание старой научно-исследовательской программы, ее твердого ядра, несмотря на аномалии, до тех пор, пока эта программа прогрессирует, до выдвижения новой более прогрессивной программы.  В рамках самой программы некоторая теория может быть устранена только лучшей теорией. Причем становление этой «лучшей» теории обусловлено не столько аномалиями, сколько позитивной эвристикой научно-исследовательской программы [3, с.275]. Ни один эксперимент не может опровергнуть теорию до тех пор, пока не возникнет лучшая теория.  Это обстоятельство, по мнению Лакатоса,  приводит к рациональной реконструкции изменений в науке на базе верификации дополнительного содержания теории с целью ее улучшения, и вовсе не обязательно на базе фальсификации. Таким образом, согласно лакатосовской концепции,   процесс роста научных знаний представляет собой непрерывный процесс.

Бесспорный интерес представляет проблема роста научного знания на материале современных достижений космологии.  Современное развитие космологии легко укладывается в русло методологической концепции Лакатоса: четко обозначает себя твердое ядро космологической исследовательской программы, представляющее собой стандартную космологическую модель с учетом согласованности ее со стандартной моделью фундаментальных взаимодействий элементарных частиц,   и вспомогательный пояс дополнительных гипотез, формирующих различные космологические модели и  сценарии эволюции Вселенной. Налицо позитивная эвристика космологической исследовательской программы, ее прогрессирующий характер. Между тем, правомочен вопрос,  насколько лакатосовская методология приемлема для анализа современного состояния дел в космологии. Ведь концепция эта базировалась на данных научных исследований, полученных к середине предыдущего века. Потому «просвечивание» основных положений концепции через призму новейших достижений физики представляется актуальным, способствует выявлению и сильных, и слабых сторон лакатосовской методологии. Важно на примере развития космологии показать,  что процесс познания представляет собой неравновесный процесс. В связи с этим встает задача  поиска точек пересечения, совместимости, дополнительности, а, возможно, и синтеза лакатосовский и синергетической методологии, или, если выражаться точнее, поиск модифицированной синергетико-лакатосовской концепции.

В современной космологии представлено несколько теорий (правильнее говорить о моделях), базирующихся на основных положениях твердого ядра, использующих при этом различные вспомогательные гипотезы. Бесспорно, волнующим остается вопрос о том, какая из них адекватна действительности, учитывая, что все они на теоретическом уровне  согласованы? То есть речь идет об их экспериментальной нагруженности и возможности подтверждения. Между тем, ясно обозначила себя  проблема «эмпирической невесомости» [4], ситуация, когда теоретические разработки не только опережают экспериментальные исследования, но и в фокусе своего рассмотрения имеют результаты, для которых эксперимент в принципе поставлен быть не может. Ключевую роль для дальнейшего развития фундаментальной физики играют эксперименты  первой четверти XXI века. Это экспериментальные программы на Большом Адронном Коллайдере (Large Hadron Collider) - (LHC), планируемая к постановке программа с использованием зонда Supermova/Acceleration Probe (SNAP),  служащая установлению ускорения Вселенной на основе изучения свойств «темной энергии»; исследования «темной материи» на основании изучения «не идентифицированных источников гамма-излучения»    и т.д. Результаты  этих экспериментов, их взаимосогласованность для верификации отдельных моделей и фальсифицируемости (возможно, временной) других чрезвычайно важны. Интерпретация результатов экспериментов может способствовать выработке нового твердого ядра программы, что и будет означать революционный поворот к новому периоду в развитии космологии. Однако планируемые для постановки в ближайшие годы эксперименты как раз  характерны тем, что вряд ли дадут  однозначные ответы на вопросы, поставленные современной наукой. Даже в случае успеха реализации экспериментальных программ на LHC будут получены результаты, служащие прояснению происхождения и эволюции Вселенной  как физического объекта, начиная с момента Великого Объединения tGUT = 10-35 с и заканчивая моментом кварк-адронного перехода tQCD = 10-3 с. При этом относительно эпохи в интервале от планковского времени tPl до момента Великого объединения tGUT прямая экспериментальная верификация теории невозможна. Предсказания всех предлагаемых моделей, базирующихся на квантовой геометродинамике, основанной на теории многомерных суперструн, можно   сопоставлять лишь  с астрофизическими наблюдениями неоднородностей реликтового излучения. Что касается физики допланковских времен в истории Вселенной, то в настоящее время мы не имеем  ни теории, ни эксперимента. Вопрос состоит в том, какая из имеющихся теоретических моделей  в космологии в  большой степени будет соответствовать поучаемым экспериментальным результатам и  на каких масштабах энергий? Дальнейший путь развития теории в условиях эмпирической невесомости подчеркивает  особое значение, которое  приобретает объект теоретический, который должен быть рассмотрен в системе других теоретических объектов как элемент теоретической системы в целом. Только теоретическая система в целом может быть сопоставлена с опытом.  Именно этот смысл подчеркивается Лакатосом в его концепции, когда он говорит о том, что его методология сдвигает проблему с оценки теории на оценку ряда (последовательности) теорий, об относительном влиянии «больших решающих экспериментов» на дальнейшую судьбу исследовательской программы. Он утверждает, что если один из соперничающих вариантов терпит поражение вследствие результатов, полученных экспериментом, то  этот вариант не сразу сдает свои позиции, а предлагает увеличить эмпирическое содержание, часть которого должна пройти успешную проверку. И только, если длительные усилия не к чему не приводят, и борьба затихает, то исходный эксперимент «задним числом признается «решающим» [1, с.115].

В то же время,  те уязвимые моменты концепции, которые попали под обстрел критики еще при жизни Лакатоса, обнаруживают себя в связи с развитием космологии еще в большой степени.  Речь идет о монотеоретичности концепции исследовательских программ в том смысле, что  ее автор «не подчеркивает важность диалектического взаимоотношения между различными теориями или исследовательскими программами» [5, с.303]. Лакатос   допускает «диалектику  спекулятивных предположений и эмпирических опровержений», но в рамках одной исследовательской программы. Между тем  имеет место диалектическое взаимопроникновение между различными «конфликтующими» теориями. Их «несовместимость», в ряде случаев «дополнительность»,  как раз и обуславливает «диалектическое восхождение» к более общей, полной  и содержательной теории. Именно этот диалектический момент, который явно присутствует в процессе роста знаний, Лакатос не принимает, протестуя даже против термина «степень связности».  Между тем, как показывает история любой науки, в том числе и космологии, имеет место действительная связность теорий. Так, в модели Старобинского делается попытка объединения квази-деситтеровской и фридмановской теорий,  в инфляционных моделях четко прослеживается синтез квази-деситтеровской, фридмановской  моделей и новейших результатов физики элементарных частиц, а в теорию бран входит уилеровский геометродинамический подтекст. Рост научного знания всегда происходит в направлении формирования научно-исследовательской программы со все большей степенью связности и однородности, следовательно, анализ развития науки в ее динамике должен проводиться в контексте  нелинейности того системного целого, в котором отдельные теории в рамках одной научно-исследовательской программы, отдельные научно-исследовательские программы выступают как относительно автономные подсистемы. Попытки создания квантовой теории гравитации, попытки синтеза общей теории относительности и квантовой-полевой исследовательской программы являются достаточно полновесным подтверждением этого процесса.   Развитие физики, в том числе и космологии, показывает, что замены одной исследовательской программы другой в принципе в ходе развития науки не происходит. Уж если научно-исследовательская программа с ее твердым ядром существует, то она надежно функционирует в границах своей применимости.  Речь, скорее, должна   идти о поглощении старой теории в качестве подсистемы новой, более унифицированной теорией, но при этом поле функционирования прежней теории по-прежнему достаточно четко определено. Понятно, что новая теория не может возникнуть сразу в правильной и окончательной форме. Это свидетельствует о том, что  в действительности процесс познания представляет собой неравновесный процесс, протекающий в открытой системе, через которую идут информационные потоки. Справедливости ради, надо подчеркнуть, что Лакатос не мог,  пусть даже между строк,  не обратить внимание на признаки самоорганизующихся эффектов при развитии науки. Однако они не поставлены у него во главу угла  концепции.

В процессе познания порядок может быть соотнесен с доминирующей концепцией. Именно это обстоятельство составляло суть методологии Лакатоса,  - твердое ядро и защитный пояс вспомогательных гипотез были призваны выявить те организованные структуры, в рамках которых функционирует наука.  Тем самым, концепция Лакатоса оказалась на диаметрально противоположных позициях  по отношению к эпистемологическому анархизму Фейерабенда, хотя сам Фейерабенд в достаточно пристрастной полемике с Лакатосом охарактеризовал лакатосовскую философию как замаскированный анархизм [6, с. 323]. Анархизм Фейерабенда базируется на принципе пролиферации идей и теорий, согласно которому альтернативные теории и концепции следует размножать чуть ли не искусственным способом, не считаясь с логикой развития науки, по принципу «все дозволено!»: «Единственным принципом, не препятствующим прогрессу, является принцип допустимо все (anything goes)» [6, с.153]. Обоснованием такого подхода служит принимаемый Фейерабендом принцип несоизмеримости теорий, согласно которому теории вообще невозможно сравнивать. Отсюда вывод, идущий вразрез со всей концепцией Лакатоса: «Условие совместимости, согласно которому гипотезы логически должны быть согласованы с ранее признанными теориями, неразумно, поскольку оно сохраняет более старую, а не лучшую теорию. Гипотезы, противоречащие подтвержденным теориям, доставляют нам свидетельства, которые не могут быть получены никаким другим способом. Пролиферация теорий благотворна для науки, в то время как их единообразие ослабляет ее критическую силу» [6, с.166].  Может показаться, что концепция Фейерабенда более синергетически наполнена,  выдвигает  на первый план  идею не Порядка в науке, а Хаоса. Однако лишь на первый взгляд. Действительно,  любую альтернативную  концепцию можно принять за признак Хаоса в науке. Сколь прогрессивной научно-исследовательская программа не являлась бы, в ней всегда будут возникать задачи, не решаемые в ее  границах. А это всегда будет служить импульсом для возникновения альтернативных подходов.  Следовательно, альтернативные теории нужны, и они всегда будут. Призывая к методологической терпимости, расширяя требование пролиферации в сравнении с прежним фальсификационизмом, отмечая, что оно может играть эвристическую роль, Лакатос, по существу, признает важную роль, говоря сегодняшним языком, хаоса в науке. Но при этом Лакатос  выступает против возведения анархии в основаниях в ранг добродетели. Ответ на этот «открытый вопрос» в споре этих видных методологов науки прошлого века, может быть дан именно в рамках синергетического рассмотрения. 

Важным доводом, ограничивающим эпистемологический анархизм,  становится принцип минимального производства энтропии. Суть открытия И.Пригожина [7] состоит в выделении им параметра, представляющего собой производство энтропии. Режим эволюции может быть представлен как режим минимального производства энтропии. Казалось бы,  это свидетельствует об увеличении Хаоса в противовес Порядку. Однако увеличение Хаоса приводит к возникновению странных аттракторов, и в результате в системе появляются возможности возникновения из Хаоса Порядка более высокого уровня.  Только в том случае режим познания для человека может считаться оптимальным, если производство альтернативных концепций достаточно, однако не столь уж велико. Можно утверждать, что концепция Фейерабенда открывает дорогу множеству околонаучных теорий, что противоречит условию минимума производства энтропии. Ограничительным условием производства энтропии являются также и результаты ключевых экспериментов. 

Анализ ситуации, которая сейчас возникла в современной физике элементарных частиц и космологии показывает, что одним из важнейших результатов современной физической теории является признание существования множественности различных Вселенных с различными типами вакуумов в них.  Информация о структурном составе нашей Вселенной (в которой только 4% составляет известные нам виды вещества – протоны, нейтроны, электроны, нейтрино и т.д., 23% - «темная материя», 73% процента «темная энергия»), показывают, что «темная энергия» превалирует над другими видами энергии. Это свидетельствует о том, что Вселенная расширятся с ускорением.  И  здесь обнаруживается достаточное количество альтернативных подходов, обеспечивающих достаточное производство информации, столь важной для   прорыва от Хаоса в теории к Порядку. Это  теории, в которых множество Вселенных рассматривается как многосвязное. То есть Вселенные считаются связанными перемычками. Второй вариант, развиваемый А.Д. Линде, это представление о супервселенной, состоящей из островных Вселенных. Третий вариант использует концепцию суперпространства Уилера. Наиболее популярный и обсуждаемый в последние годы вариант – это множество Вселенных в виде бран. Разумеется, существуют  другие интересные подходы и будут возникать новые.   Какая «сумасшедшая идея» выведет развитие науки на странный аттрактор, покажет время. 

 

Литература

 

1.     Лакатос И.  Фальсификация и методология исследовательских программ/ Лакатос И. Методология исследовательских программ. – М.: ЕРМАК, 2003.

2.     Поппер К. Логика научного исследования. - М.: РЕСПУБЛИКА, 2004.

3.     Лакатос И. История науки и ее рациональные реконструкции/ Лакатос И. Методология исследовательских программ. – М.: ЕРМАК, 2003.

4.     Павленко  А.Н. Европейская космология. -  М.: ИНТРАДА, 1997.

5.     Кертж Н.  Интертеоретическая критика и развитие науки/ Структура и развитие науки. - М.,1978.

6.     Фейерабенд П. Против методологического принуждения/ Фейерабенд Пол.  Избранные    труды   по   методологии          науки. – М.: Прогресс, 1986. – С. 125-466.

7.     Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. - М.: Прогресс, 1986.