Кратко: научный реализм — позиция, что лучшие научные теории (и их теоретические объекты) реально соответствуют объективной структуре мира, а не только служат удобными инструментами предсказания. Ниже — доводы «за» и «против» на примерах квантовых полей и чёрных дыр, и их влияние на общественное доверие к науке.
Аргументы в пользу реализма
- Эпистемическая успешность и точность предсказаний. Квантовая теория поля (КТП) обеспечивает экстремально точные предсказания (например, аномальный магнитный момент электрона $a_e=\frac{g-2}{2}$ согласуется с измерениями до частей $10^{-12}$). Это даёт основание считать, что формализм КТП отражает нечто реально существующее (операторы полей $\hat{\varphi }(x)$, вакуумные ожидания $⟨0|\hat{\varphi }(x)\hat{\varphi }(y)|0⟩$).
- Новая предсказательная и технологическая мощь. Понятия квантовых полей лежат в основе полупроводников, лазеров и квантовой электроники; предсказания общей теории относительности (гравитационные волны, форма тени чёрной дыры) подтвердились инструментально (измерения LIGO, изображение EHT). Математически ЭОТ записывается через уравнения Эйнштейна $G_{\mu \nu }=\frac{8\pi G}{c^4}{T}_{\mu \nu }$, решение которых даёт чёрные дыры (например, метрика Шварцшильда
$$d{s}^2=-\left(1-\frac{2GM}{r{c}^2}\right)c^{2}d{t}^2+{\left(1-\frac{2GM}{r{c}^2}\right)}^{-1}d{r}^2+r^{2}d{\Omega }^2).$$ Эти подтверждения укрепляют идею, что объекты теории «реальны» в сильном смысле.
- Конвергенция теорий. Развитие дисциплин демонстрирует согласованность разных подходов (КТП + статистическая физика + эксперимент) — сигнал к онтологической надёжности.
Аргументы против реализма
- Смена теорий и недоопределённость (underdetermination). История физики показывает замену картин мира (ньютоновская механика → релятивизм/квантовая), поэтому то, что ныне считается «реальным» (например, понятие частиц), может оказаться заменённым. То же касается квантовых сущностей: «частицы» vs «поля» vs «квазичастицы» — разные онтологии дают ту же эмпирию.
- Интерпретационная неоднозначность квантовой теории. Существуют разные интерпретации (Копенгаген, многомировая, бутстрэп, питчевые), каждая с собственной онтологией, и экспериментально они часто недифференцируемы — ставит под вопрос утверждение о единственно верной реальности квантовых объектов.
- Эффективные теории и ненадёжность фундаментальности. Квантовые поля часто понимают как эффективное описание с масштабной границей $\Lambda$ (cutoff): при других масштабах может потребоваться иная онтология. «Виртуальные частицы» часто математический приём, а не реальные объекты.
- Альтернативные модели чёрных дыр. Внутренности сингулярности — предел применимости общей теории относительности; квантовая гравитация предлагает варианты (fuzzballs, gravastars), показывая, что существующая онтология чёрной дыры может быть неполной или неверной.
Как это влияет на доверие общества к науке
- Позитивный эффект реализма: утверждение, что наука открывает «реальные» объекты мира, укрепляет доверие — особенно когда технологии и предсказания приносят ощутимые блага (медицина, электроника, GPS). Конкретные проверки (гравитационные волны, снимок тени) видимы и усиливают доверие.
- Риски чрезмерной «абсолютизации»: если учёных подают как утверждающих абсолютную истину о невидимых сущностях, а затем научное представление меняется, это вызывает публичное непонимание и снижение доверия. Парадокс: точные предсказания укрепляют доверие, но публичное непонимание природу теорий — ослабляет.
- Интерпретационная неопределённость квантовой физики легко эксплуатируется скептиками («наука не знает, что реально»), что может подорвать авторитет, если коммуникация не подчёркивает разницу между эмпирической надёжностью и философской онтологической осторожностью.
Практические выводы для сохранения доверия
- Коммуникация: подчёркивать эмпирическую надёжность и технологические последствия, одновременно объясняя условность и открытость научных моделей.
- Разделять уровни утверждений: «теория предсказывает/проверена до точности X» vs «онтологические интерпретации продолжают обсуждаться». Например: «Уравнения Эйнштейна предсказывают сигналы слияния чёрных дыр и эти сигналы наблюдены» — и отдельно обсуждать, что происходит в сингулярной области, где теория не применима.
- Обучение понятиям «эффективной теории» и «пораждающей успешности»: что хорошие предсказания усиливают доверие, даже если фундаментальная онтология остаётся предметом дискуссии.
Коротко: опыт с квантовыми полями и чёрными дырами даёт сильные эмпирические основания доверять научным теориям как рабочим описаниям мира (про-реализм), но их теоретическая сменяемость, интерпретационная неоднозначность и статус эффективных теорий оправдывают осторожность в утверждениях о «последней» онтологии. Для общественного доверия важно акцентировать предсказательную силу и прозрачность ограничений научного знания.