也许没有任何一个伟大的苏联科学家比天体物理学家维克泰 · 阿马扎斯波维奇 · 安巴楚勉(1908~ )更直言不讳地宣扬辩证唯物主义。安巴楚勉扬在俄罗斯天文学家A. A. 贝勒波尔斯基指导下、学习于普耳柯沃天文台,后来相继在列宁格勒大学、亚美尼亚科学院和苏联科学院担任许多杰出的职务。他监督了在埃里温附近的有名的毕乌勒肯天体物理天文台的建设。由于他在恒星天文学和恒星演化学方面的带根本性的重要的工作,他数次荣获政府的奖赏。在国外,他成为最知名的苏联科学家之一。
安巴楚勉扬把他的最重要的工作限于恒星演化问题,而不是行星的、星系的或宇宙的演化问题。每一个这样问题一对恒星、行星、星系或宇宙的形成的描绘——提出了它自身的独特的问题。像В.Г.费森柯夫一样,安巴楚勉扬认为恒星演化学将对其他领域提供重要的线索,而在缺乏一种恒星演化方面的可取的理论的情况下,其他领域的工作就不得不基于他称之为一种过度的推测。尽管如此,阅读安巴楚勉扬对欧美天文学家的屡次批评文章(特别在六十年代之前),可以很容易地看出他对更大尺度宇宙演化学和宇宙学的偏爱。他在恒星演化方面的著作也有着含义广泛的哲学成分;而且,尽管他很谨慎,安巴楚勉扬承认更大层次的宇宙学问题乃是天文学的最终的和最重要的问题。从这些著作中我们将看到,虽然安巴楚勉扬认为建立一种宇宙学理论还不成熟,但像许多苏联天文学家一样,总的来说,他更喜欢一种相对论性的、不均匀的、膨胀的、时间上无限的宇宙模型。他的这些倾向将在以下几节中更全面地加以讨论· 这些倾向意味着否认稳恒态模型,以及否认或者大大修改大爆炸模型。
在恒星演化学领域,安巴楚勉扬早年是那些“二十年代热情的唯心主义的辩护士”詹姆斯· 金斯和阿塞 · 爱丁顿的经常的批评者。这种批评涉及好几个不同的方面,其中有一个涉及恒星演化中的变化率问题。作为一个辩证唯物主义者、安巴楚勉扬认为整个自然界无时无刻不在演化之中;他甚至对假定自然界中存在相对不变的实体的企图也持怀疑态度。金斯和爱丁顿认为恒星的质量随时间减少主要是电磁辐射的结果。根据他们的计算,这种过程需要许多千亿年,可能许多万亿年才能使一个普通的恒星出现能察觉的质量变化。但是根据爱丁顿和金斯所支持的宇宙理论——大爆炸理论的一种——宇宙的年龄只有几十亿年。因此,照金斯和爱丁顿的说法,恒星的质量自宇宙起源以来没有显著的变化;人们所看到的宇宙在本质上和开初时一样。
中世纪的教会当然赞成一种绝对不变的天球的宇宙观,它比宣扬这种相对静止的天体的宇宙观更进一步、伽利略的引人注目的成就之一是指出了天体的变化和不规则性。安巴楚勉扬认为他继承着这个传统,因为他坚决主张恒星的变化比金斯和爱丁顿所相信的要快得多,而且是根据某种恐怕他们还不知道的机理在变化,在谈到这两位英国天文学家的理论时安巴楚勉扬评论道:
“苏联的天体物理学很久以前就反对这些充满着内在矛盾的唯心主义观点,这些观点和已观察到的数据不符,和他们自己基于事实的唯物论观点也不符。宇宙中的质量变化,以前存在着而且将要永远存在下去,主要与物质的直接抛射有关”。
安巴楚勉扬说恒星的这种质量抛射现象较快地导致恒星在物理状态上明显的变化。他的同事Д. A. 马铁诺夫、В. A. 克拉特和费森柯夫都在探讨这种现象产生什么结果方面做了工作;费森柯夫试图据此来了解太阳自转速率的变化。因此,安巴楚勉扬这样说道:“苏联天文学家们的工作的最重要的结果之—是得出了这样的结论,即恒星自身在变化,并且也使围绕它们的星际环境发生变化。”
与一些早期的天文学观点相反,安巴楚勉扬既然相信恒星在质量上正发生着可见的变化,所以他也相信恒星正不断地在诞生出来。他的关于在星系发展的目前阶段中恒星正不断地形成的理论,现在已出了名,而且通常认为该理论驳斥了星系中所有恒星是同时形成的见解,在安巴楚勉扬看来,这个工作亦是对辩证唯物主义的肯定。正如我们将在下面看到的那样,恒星演化问题和十九世纪早期地质学方面的讨论有某种相似之处,像李爱尔一样,安巴楚勉扬认为自然界所显示的特征应该——如果可能的话——以目前在自然界中目睹到的过程为依据来做解释。
根据安巴楚勉扬的图式,恒星早期生命的精确细节必然是含糊的,就像绝大部分此种描述_样。但还是能绘出其主要的轮廓。
安巴楚勉扬也不同意魏扎克的理论,其根据是认为魏扎克没有意识到自然界中量与质的辩证关系的重要性。这里争论的焦点是魏扎克关于行星、恒星星协和星系的形成的解释本质上是相同的,它们都靠假定本来呈弥散状的物质,由于引力的不稳定性而发生了集聚。根据安巴楚勉扬的观点:
“必须坚决抛弃这样一种标准的、统一的方法去解决不同结构的宇宙体系的形成问题。星系和恒星的区别,恒星和行星的区别,不但是在物质的数量上,即物质上,而且在性质上又有深刻的不同。质量方面的巨大的量的差异导致了这些天体的物理性质及其结构特征方面有深刻的性质上的差异。因此毫不奇怪,魏扎克在试图解释不同系统的具体特征时,不得不停滞不前,而且每一步都陷入了与事实不符的矛盾之中。”
安巴楚勉扬的理论描述了恒星在紧接它们出生后一段时间里的生活,而不是它们的出生。即使在该界限之内,它也只叙述了主星序中的恒星。对白矮星和冷巨星这种类型恒星的演化,不是略而不提,就是含糊不清。而且也没有描述,主星序的最后状态。但在宇宙演化学领域中,没有任何理论家能声称他的观点是圆满的。安巴楚勉扬关于恒星形成的理论已正当地为他赢得了该领域第一流研究者之一的声誉。
安巴楚勉扬在红移问题上的立场为他的宇宙学和宇宙演化学方面的许多思想提供了重要的线索,与苏联以外的许多意见相反,当时以辩证唯物主义原则解释宇宙的苏联科学家未必怀疑膨胀的概念,换言之,他们可能已接受了用多普勒效应来解释红移,他们也可能已接受我们的可观察到的宇宙正在膨胀的结论,但他们通常对这样的概念,如整个宇宙的“创造”或其“年龄”等等持强烈的保留态度。在“膨胀”和“年龄”问题之间存在着明显的联系。如果天文学家们可得到一个能用数学表示的膨胀的恒定速度,或膨胀的变化速度,他们就能用外推法向后追溯到时间上的一点,此时宇宙集聚在一个无限小的团块之中;这一时刻就是宇宙的“出生”,从此一时刻到现在的时间距离就是宇宙的“年龄”。对这种外推法,苏联天文学家们,如安巴楚勉扬,告诫人们要加以提高。存在许多在逻辑上合理的说法来代替不同信仰的“创世理论”。有人主张,没有充分的证据证明有一个可供计算的长期的膨胀速度。有人主张,膨胀只是宇宙历史的一个方面,宇宙交替地时而膨胀时而收缩。或者有人提出这样的信念,认为计算目前这个宇宙开始膨胀的时间可能是完全有效的,只要不认为这一点就是所有时间的起点和整个宇宙的起点。
安巴楚勉扬试图在下面两种人中走中间道路,一种是拒绝把红移解释成宇宙正在膨胀,另一种认为这种膨胀允许在时间上倒推至整个宇宙的诞生。当他在1958年被问道,除了用多普勒效应解释红移外,是否还有其他解释时,他回答说:“没有,不可能有。至少到目前为止没有提出另外的讲得通的解释。因此我们必须推断,围绕我们的星系和星系团正在膨胀。这是现代科学最基本的事实之一。”同样,当安巴楚勉扬被问到他对“相对论性宇宙学”的态度时,他回答说:“宇宙学只能是相对论性的。”因而,对安巴楚勉扬的宇宙学理论的任何研究都应使人懂得过于简单地讨论苏联的宇宙学观点,公开或含蓄地说苏联的宇宙学家们既拒绝爱因斯坦的相对论,又拒绝膨胀宇宙的概念,就会大大降低这场相当丰富多彩的讨论。
安巴楚勉扬对宇宙学上的唯心主义学派和机械论学派都作了批评。他说唯心主义者利用人们知识的缺乏以及在试图回答极端困难问题时难免遇到的挫折或者乞求于认识论上的唯心主义,或者乞求宗教。与此相反,机械论者试图在已知原理的基础上解释,一切把自然界过于简单化,而不理解有必要提出新的概念,然后安巴楚勉扬把宇宙学这两个典型的错误学派和红移现象及其对宇宙结构的含意联系起来。他说许多物理学家和天文学家假定总星系是理想地均匀的,然后进一步提出这种类型的系统充满整个宇宙。考虑红移时,他们把爱因斯坦的引力解释用于均匀宇宙的假说;然后他们得出宇宙是有限的,并且正在膨胀的结论(这是一种爱因斯坦——德希特型模型,即上述Ⅱ6)。安巴楚勉扬说,唯心主义哲学家以及有同样倾向的物理学家正是在这一点上失足,并对世界的创造以及与这种创造有关的神秘力量作出了戏剧性的结论。他认为最后这一步是完全不合理的。他说,之所以发生的事只是因为对总星系的结构了解不够,因而为“无节制的外推”留下了余地,“导致这些假说远离真正的科学……”。
但是另一种极端即由机械论者所提出的看法也并不合理些。“在缺乏任何实验证据的情况下,他们试图说明红移和多普勒效应无关,而是有某种其它的原因。”这就是提出光子在漫长的时间中“衰老”了的假说;根据这个解释,光谱上向红端的移动不是退行速度的结果,而是光本身的性质发生了变化的结果。这种变化以前从未证实过,衰老说的支持者认为这是因为实验室的实验时间不够长。安巴楚勉扬大部分其他天文学家一样认为衰老说太武断;这是一种专为避免膨胀说而凑合起来的一种解释。天文学上的红移现象之外,不存在任何画像表明光子衰老。如果科学家们手头有一个现成的至少在一些实例中能相当好地说明手头事实的解释。他们不会采取建立在未知的,不能证实的现象上的各种解释,这个现成的解释就是多普勒效应。
安巴楚勉扬注意到,自从二十世纪二十年代最初把红移解释成为多普勒效应以来,天文学家们已发现了其他支持这一假说的事实。例如,1955年美国海军研究实验室的A.И. 列力和И.Ф. 麦凯思在天鹅座A的射电源中得到了中性氢原子的谱线的红移。这样,光的红移和射电的红移都已被观察到。由于这些事实,安巴楚勉扬形容拒绝用多普勒效应解释红移的机械论者和保守派的努力已“遭受了彻底的失败。”
如果,红移的多普勒效应解释上的安巴楚勉扬的意见和其他地方大部分天文学家的意见相似,那么他批评这些天文学家的哪一点呢?安巴楚勉扬建立自己解释时的焦点至少在1958年以前,是集中在宇宙的均匀性这个问题上的。就在哈勃用公式表示红移关系的同时,他假定河外星云以近乎相等的密度占据着空间。根据这一假定在两亿五千万光年距离以外,速度-距离关系是线性的,随着更完整更精确的资料的收集,速度- 距离关系究竟是直接的,还是曲线的问题变得紧迫起来。其结论对宇宙学有明显的含义:曲线关系表示我们部分的宇宙的膨胀在变慢或在加快,这使外推变得困难,使宇宙的“年龄”成了问题。安巴楚勉扬评论道:
“二十年前,人们可以认为宇宙有均匀密度的假说是合理的,因为在遥远星系的分布方面缺少证据的情况下,假定总星系是均匀的是一种自然的但非常粗糙的近似,当时这种见解在哈勃的计算中得到一定程度的支持;但现在情况已发生彻底的变化。关于星系的可见空间分布的新证据说明和均匀说完全抵触,甚至与最粗糙地近似相抵触。对我来说,如果试图用两个词来表达近几年来基于最新证据所形成的,对星系分布特征的认识,那么最能达意的措辞将是极端不均匀”。
在详细阐述他的关于宇宙是不均匀的见解时,安巴楚勉扬承认,虽然存在着河外星云团和河外星云群,但仅仅这个事实并非必然就是星云不以恒定的密度占据空间的证据。人们可以认为这些星云团和星云群仅仅是宏大的整个总星系范围中的小岛,该整个花园可以是均匀的,也可以是按连续的梯度变化的。但安巴楚勉扬感到,二十世纪五十年代早期的天文学方面的研究说明这样一种结论,即形成星云团和星云群的倾向是总星系的一个基本特性,而不是一种例外情况。不均匀性的这种证据由于主要的宇宙模型被危及而引起了一场危机,这种前景,安巴楚勉扬认为是哲学基础方面并没有什么争议。他认为总是星系的绝大部分物质存在于星云团和星云群中。他认为人们仍可用下面的说法来挽救均匀说:所谓的均匀是对大范围尺度而言的,也即,并不是星系本身而是星系团的中心在空间均匀地分布着。但根据安巴楚勉杨,这种假说是“完全不正确的”他引用了1952年由堪培拉澳大利亚联邦天文台G. 德 · 伏古勒开始的对一个“本超星系团”问题的研究。该超星系团看来由一个巨大的、扁平的系统组成,而该系统是总星系的一部分。安巴楚勉扬认为,不均匀性的这种证据可得到其他最新研究的支持,如帕洛玛天文台F. 兹威基和他的同事们的计算,以及列克天文台C. D. 希思和C. D. 威特南的计算。
这样,当代简单化了的宇宙模型的基础之一已遭破坏。一个像这样模型所描绘的均匀的宇宙并不存在。而且还有一点,所有这些模型都把速度与距离的线性关系作为一个基本的假定。可惜,我们没有确切的、足够的关于星系距离的知识来证实这个假定。
在六十年代,安巴楚勉扬的著作越来越集中在哲学问题上以及天文学的哲学含义方面上。虽然他最新的见解是他以前见解的合乎逻辑的结果,但他的侧重点还是多少有了改变。例如,近几年来他很少批评苏联国外的天文学家的哲学家的唯心主义观点。非常明显的是,他高度评价这些人的工作,如金斯、爱丁顿、乔顿和魏扎克,尽管他以前批评过他们而且继续对他们的理论持保留态度。另外,他在六十年代后期很少评论宇宙的均匀性或不均匀性问题。而是集中研究用公式概括宇宙的简单自然图景的可能性问题和天体的演化问题。在最近的一些论文中包括1968年在维也纳第十四届国际哲学大会上发表的一篇安巴楚勉扬在这些题目上完善和发展了他的见解。
安巴楚勉扬一直反对建立整个宇宙的模型,理由是作这种努力时机不成熟。1963年在堪培拉的一篇演讲中,他评论道:“这些模型的特性这样多地依赖各种简单化的假定,以致必须认为它们离事实很远。我个人认为,在目前阶段甚至连把这些模型的观察的结果作仔细的比较是毫无意义的。”在他最近的一些陈述中,他用哲学的观点论证这种见解。他的解释的内在的哲学原则是量变到质变的反间接证明法原则;即他相信现行的物理学理论基于如此有限时观察范围,因而数量上向真正宇宙尺度的过渡将出现性质上新的物理学规律性,即尚未为人们所认识的规律。像生物学家奥巴林和其他许多马克思主义者一样,安巴楚勉扬认为客观实在由规模不同的层次所构成,每一层次有它自身的物理学原理。当天文学家们在现行物理学理论的基础上建立宇宙模型时,他们正由一个较低的层次过渡到一个较高的层次,这样他们的模型就不能恰当地描写物理实在。他说:
“我们认为,无限数量的各种不同物质现象,可以用有限数量的基本定律和理论来解释的想法是不适当的。自然在其多样性方面,甚至在其规律的层次方面都是无限的。……系统结构的层次越高,其各种成分的相互关系和作用的意义就越大。结果,随着天体系统显示出越来越复杂的性质,其规律性对天体系统可能变得如此地必不可少,以至该系统各单独部分所依靠的基本法则开始只扮演次要的角色。在这个意义上来说,生物系统应被看作是自然'综合的结果,这种综合导致新的性质。如果将这些性质和组成这一系统的元素的本来物理化学性质作比较,后者将是不重要的,而且把生物有机体“降低”到组成它们的元素的总和上丢简直是可笑的。”
安巴楚勉扬认为,就像生物有机体不能还原到已知的物理学和化学原理一样。对宇宙也不能这样做。他认为当代物理学不能适当地解释宇宙大层次现象的证据,可以在超新星中找到。“目前有顽强的理由认为涉及那些爆发的一系列事件过程很难角现有的物理学定律加以解释。1963年发现的类羞体中的能源问题也是如此。”安巴楚勉扬认为,正在超新星、类星体和脉冲星中发现的自然的各种特性要求在物理学方面进行一次革命,自哥白尼、勃拉赫和开普勒以来,物理学第一次将为天文学的事实所推翻。但安巴楚勉扬暗示,即使这样一个革命发生以后,他仍将对宇宙模型的建造者持怀疑态度,因为宇宙“在其规定律的层次上是无限的”,自然界具有两端无限多样性;在假观领域,基本粒子就如列宁所强调的那样是不可穷尽的,而在宏观层次上,宇宙本身也是不可穷尽的。
安巴楚勉扬最近著作的另一题目是他相信不稳定天体对天文学的极大的重要性。当然他一贯强调不稳天体系统和不稳恒星是了解宇宙的关键;如前所述,这种立场是他早期研究恒星演化的基础。1952年,他又用马克思主义他关于演化力的互相冲突的哲学解释来说明对不稳天体的重视。
“为什么研究不稳状态对天体演化是如此引人入胜呢?众所周知,自然界中每一发展过程的重要推动力是矛盾。这些矛盾在下面情况下特别清楚地被显示出来:当天体系统或天体处于不稳定状态时,当对抗的力量互相争斗之时,当这些天体处于其演化的转折点时……这意味着处于不稳状态的天体理应受到特别的重视。近几年来,对不稳天体系统和恒星的研究业已取得了重大成就。”
1969年,安巴楚勉扬回顾他自己在恒星演化方面的工作时评论道:“三十年代中期以前……进化的思想在天体物理学家非常清楚地知道他们正和变化着的、发展着的天体打交道。”
总之,作为一个专门家的一生中,从安巴楚勉扬早期对恒星出生和演化的重视,到他最近对宇宙中这种迅速变化的现象如超新星和类星体的重视可以看出,他的理论中最强烈的贯穿始终的成分是天体正在演化的原则。
[Science and philosophy in the Soviet Union]