Не вызывает сомнений, что крупные научные открытия существенно изменяют облик науки. Они кардинально меняют или углубляют представление человека о природе. Так было с открытием закона всемирного тяготения, открытием периодического закона химических элементов, с теорией эволюции живых организмов, с теорией относительности и т.д. При этом, не умаляя роль великих ученых, сделавших эти выдающиеся открытия, мы понимаем, что им просто выпала честь сформулировать эти законы. Если бы они этого не сделали, то это было бы сделано их учениками и последователями. Процесс развития науки невозможно остановить. Но его вполне можно ускорить, замедлить или направить по ложному пути. В истории науки встречаются такие моменты, когда некоторые события могут существенно изменить ход развития науки.
В этой публикации я хотел бы обсудить то, как могла бы развиваться физика, если бы закон Хаббла был сформулирован на 30-40 лет раньше.
Начало изучения природы с помощью видимого света было заложено Ньютоном после экспериментального открытия им дисперсии света около 1672 года. Но только в начале 19 века в спектрах веществ были обнаружены тёмные полоски, что позволило Фраунгоферу сформулировать основы спектрального анализа. Во второй половине 19 века с помощью спектрального анализа были открыты цезий, рубидий, талий, гелий. Спектральный анализ начал применяться в астрономии для определения химического состава звезд. В начале 20 века было обнаружено, что спектральные линии в спектрах далёких звёзд сдвигаются в сторону красной части спектра. Это явление было названо «красное смещение». Было экспериментально получено, что красное смещение увеличивается пропорционально расстоянию до звездных скоплений. Эта закономерность была исследована Хабблом и сформулирована им в виде закона в 1929 году. Первой версией, выдвинутой для объяснения красного смещения, стала версия о том, что это явление обусловлено эффектом Доплера. На основе этого предположения была выдвинута теория Большого взрыва, утверждающая, что все звёздные скопления разлетаются друг от друга. Впоследствии физики поняли, что эффект Доплера не может объяснить многие результаты наблюдений. Но отказываться от красивой и захватывающей картины, предлагаемой теорией Большого взрыва, не захотели. Поэтому они выдвинули другую гипотезу – расширяется не сама Вселенная, а пространство Вселенной. Но и на этом пути возникли различные трудности, для преодоления которых пришлось придумывать инфляционную модель, тёмную материю, тёмную энергию и другие странные понятия. При этом всё это называется большим достижением современной космологии и считается убедительным доказательством справедливости теории относительности.
Сегодня уже мало кто вспоминает, что до начала 20 века была очень популярна теория эфира, на базе которой пытались объяснить явление гравитации и особенности распространения света. Нужно отметить, что положения теории эфира полностью противоречили положениям теории относительности. Некоторое время эти теории конкурировали между собой за право объяснять фундаментальные явления природы. Но этот период был непродолжительным. Большинством голосов была присуждена победа теории относительности. И все последующие открытия провозглашались убедительным подтверждением её справедливости.
Но что изменилось бы, если бы закон Хаббла был сформулирован в конце 19 века?
Я полагаю, что в настоящее время облик физики был бы совсем иным. Теория эфира предполагает, что существует некая невесомая субстанция, которая заполняет всё пространство и является средой для распространения световых волн. Но в конце 19 века физики не смогли экспериментально проверить и доказать существование такой среды. На этом основании заключили, что эфир не существует. Это очень странное решение. Потому что через сто лет физики придумали тёмную материю, доказать существование которой экспериментально никто не может. Но при этом никто не говорит, что этот факт доказывает отсутствие тёмной материи. Налицо какие-то двойные стандарты и предвзятое отношение. Но вернёмся к закону Хаббла. Если бы в 19 веке был обнаружен эффект «красного смещения», то сторонники теории эфира получили бы важный козырь в свои руки. Они могли бы утверждать, что этот эффект обусловлен расширением эфира. Действительно, если считать, что свет распространяется в эфире, а эфир расширяется подобно нагретому газу, то эффект красного смещения получает простое объяснение. Это было бы подобно тому, что современная космология говорит о расширяющемся пространстве. Но до теории относительности не дошло бы дело. В ней не было бы необходимости. Теория эфира присвоила бы себе лавры победителя. Затем сторонники теории эфира сделали бы предположение, что при распространении света в эфире возможно нагревание эфира. В этом случае можно было бы предсказать, что эфир будет испускать тепловое фоновое излучение. А затем, когда физики открыли бы микроволновое фоновое космическое излучение, то это стало бы ещё одним подтверждением предсказаний теории эфира и доказательством её справедливости. Мне могут возразить, что теория эфира ошибочна и противоречива. Рано или поздно это бы пришлось признать, поскольку накопившиеся противоречия привели бы к очевидному замедлению технического прогресса. Однако неверно думать, что ошибочная теория может остановить технический прогресс. В начале 19 века все расчеты тепловых процессов выполнялись на основе теории теплорода. Несмотря на то, что эта теория была ошибочной, это не мешало строить прекрасно работающие машины. Так и теория эфира не помешала бы развитию атомной, электронной промышленности. Безусловно, квантовые эффекты были бы открыты, но физикам пришлось бы объяснять их с позиции теории эфира. Конечно, у теории возникли бы трудности, но физики придумали бы тёмную материю, тёмную энергию и многое другое, чтобы сохранить эту теорию. Это был бы средневековый мрак. Но этого не случилось. Победила теория относительности. И вместо средневекового мрака физика попала в театр абсурда. С той же тёмной материей и тёмной энергией.
Как же оценить итоги этой победы? Какой вариант развития был бы более прогрессивным для физики? Мне представляется, что всё-таки победа теории относительности дала физике значительно больше, чем могла бы дать теория эфира. Физика до конца 19 века основывалась на идеологии материализма и философского осмысления мира. Это, безусловно, правильный путь. Но при таком подходе весьма сильны принципы консерватизма. Это, в свою очередь, весьма ограничивает полет фантазии и генерацию новых, пусть даже безумных, идей. Теория относительности смела все былые границы и условности, провозгласив главенство принципа позитивизма. Позитивизм – это философское учение и направление в методологии науки, определяющее единственным источником истинного, действительного знания эмпирические исследования и отрицающее познавательную ценность философского исследования. Это заложило основу абсолютного либерализма в науке.
Я приведу ещё одну аналогию с живописью. Физика 19 века – это реализм. Физика 20 века – это абстракционизм.
По какому пути физика пойдёт дальше? Недавно была озвучена мысль, что либеральные идеи изжили себя в политике. Я полагаю, то же самое можно сказать в отношении науки. Либеральные идеи в науке изжили себя. Без трезвого и здравого учета консервативных идей невозможен дальнейший прогресс науки и развитие научной мысли.
