2.2.2. Основания научного метода в астрономии и космологии  

Но дело не только в этом. Наблюдения Вселенной во многих случаях ведутся не с целью проверки или опровержения какой-либо астрономической теории, а исходя из довольно общих физических представлений. Например, было известно, что небесные тела должны испускать довольно широкий спектр электромагнитных излучений, большая часть которых задерживается земной атмосферой, вырезающей в этом спектре лишь узкие «окна прозрачности». Было очевидным, что выход за пределы атмосферы сильно расширит диапазон принимаемых излучений и создаст источник принципиально новых эмпирических знаний о Вселенной, которые зададут весьма нетривиальные вопросы теоретикам. Так и случилось. Начиная с середины XX в. в средствах исследования Вселенной происходят революционные изменения. Хотя оптическое окно и сейчас остается важнейшим каналом информации о Вселенной (наибольшие из современных инструментов позволяют наблюдать объекты, по своему блеску в сто миллионов раз более слабые, чем те, которые позволял видеть телескоп Галилея), но наибольшую часть ценнейших знаний о Вселенной астрономы получают через другие каналы.

Стремительное развитие радиофизики во время и после Второй мировой войны привело к появлению радиоастрономии, способной фиксировать слабые радиоизлучения космических объектов.

Современные исследования «радиовселенной», «инфракрасной Вселенной», «рентгеновской Вселенной», «гамма-Вселенной» и других образов Вселенной, открытых революцией в средствах исследования, создали в астрономии новую эпоху «великих открытий» (звездные ассоциации и звездные комплексы как очаги звездообразования, космические мазеры, активные ядра галактик, иквазары, вспыхивающие рентгеновские «барстеры», гамма-всплески, реликтовое излучение, ускоренное расширение Вселенной, скрытая масса, экзопланеты и многие другие). Некоторые из новых открытий были предсказаны теоретически. Это «черные дыры», существование которых считается сейчас «почти доказанным», хотя споры все еще ведутся, и реликтовое излучение. Другие же стали для астрономов полной неожиданностью. Астрономия не подтверждает, таким образом, тезиса современного пантеоретизма, который изображает эмпирическое знание каким-то «безнадежным должником теории», необходимым лишь для контроля правильности теоретических построений. Таков лишь один из путей исследования Вселенной. Но огромный массив эмпирической информации был получен не для проверки той или иной теории и существует вне зависимости от того, созданы ли теории, способные его объяснить. Сейчас ощущается заметный разрыв между теориями и наблюдениями в познании Вселенной.

Со времен В. Гершеля в астрономии стал распространяться сравнительно-исторический метод для исследования эволюционных процессов. Гершель уподоблял наблюдаемую Вселенную цветущему саду со множеством растений. Некоторые из этих растений, как и космические тела, представляют собой разные стадии развития однотипных объектов, другие — эволюционные развертки объектов разных типов. Но как определить эти последовательности? Гершель пытался решать этот вопрос эмпирически, сравнивая между собою наблюдаемые во Вселенной объекты. Кое-какие эволюционные связи во Вселенной ему удалось наметить правильно, вместе с тем в один и тот же эволюционный ряд он часто объединял объекты совершенно различной природы.

Одна из важнейших эпистемологических проблем изучения Вселенной состоит в осмыслении идеалов и норм построения теории в астрофизике и космологии. Огромную роль в этих процессах играет выведение разного рода эмпирических зависимостей, носящих статистический характер (например, диаграмма Герцшпрунга—Рессела, пропорциональ- ность красного смещения в спектрах галактик их расстояниям и др.). Роль этих зависимостей в изучении Вселенной очень велика, причем их характер не зависит от какой-либо теории, наоборот, любая теория должна эти зависимости учитывать. Но высказывавшаяся многими астрономами надежда, что эмпирические зависимости смогут стать основанием для прямого вывода из них теоретического объяснения наблюдаемых явлений, не оправдалась. В современной астрономии утвердился тот же идеал построения теории, который характерен для всей сферы физико-математическо- го познания: гипотетико-дедуктивная модель. Эта модель рассматривает научное знание как иерархию дедуктивно связанных между собой гипотез, выводимых из одной или нескольких основных и обосновываемых путем дедукции из них эмпирически проверяемых следствий. Конечно, действительное развертывание гипотезы не является строгой дедукцией, оно включает ряд модельных построений и разного рода интерпретаций, индуктивные моменты. Гипотезы низшего уровня, подтвержденные эмпирическими данными, делают более вероятными и основные гипотезы. Таким образом была, например, построена современная теория звездной эволюции. В ряде случаев гипотетико-дедуктивное развертывание теории в астрономии целенаправляется социокультурными факторами. Большинство астрономов всегда было убеждено в правильности идеи античной космогонии, что небесные объекты образуются путем конденсации диффузного, разреженного вещества. Эти идеи разрабатывались Кантом, Лапласом и Джинсом в рамках механической космогонии.

Большую роль в современной космологии играют математические гипотезы. Суть этого метода, согласно С.И. Вавилову, состоит в видоизменении уравнений и форм, подтвержденных в определенной области, создание тем самым новых математических форм, применяемых как средства теоретического описания и анализа. Так, например, теория относительности была экстраполирована А. Эйнштейном в 1917 г. на Вселенную как целое. Уравнения общей теории относительности (ОТО) не давали статического решения, тогда как имевшиеся эмпирические данные говорили в пользу статичности Вселенной. Эйнштейн видоизменил свои уравнения, введя в них знаменитый ?і-член, уравновешивающий силу тяготения. Долгие годы Эйнштейн выражал сожаление по поводу этой своей математической гипотезы, находя ее ненужной. Но Л-член не только сохранился в космологии, но и стал основой фундаментальных представлений о вакуумной Вселенной. Он получил физическую интерпретацию в контексте идеи давления вакуума, на нем основывается объяснение недавно открытого ускоренного расширения Вселенной. Таким образом, теоретический объект получил свою самостоятельную жизнь, исходящую из новой физической интерпретации. Математической гипотезой является также идея раздувания Вселенной, направленная на решение ряда парадоксов релятивистской космологии.

Идеалы и нормы доказательности и обоснованности знания в исследованиях Вселенной состоят в согласии теории с наблюдениями, предусматриваемом корреспондентной теорией истины. Как известно, индуктивное обоснование научных теорий, включая астрономические и космологические, не может быть завершенным. Это обстоятельство подчеркивал, например, К. Поппер. Тем не менее хорошо известно, что значительная часть теорий достигает уровня доказательности, при котором они принимаются научным сообществом. Это происходит не по причине конвенционально- сти знания и не только в силу аргументов логического плана (что имел в виду Поппер). В исследовании Вселенной, как и в других науках, выбор теорий во многом определяется еще до их эмпирического подтверждения, причинами психологическими (интуиция) и социокультурными.