Бухалов И.П. Физическая реальность:
Релятивизм и эфиродинамическая теория вакуума

Содержание

Введение

К 80-м годам XX века многим казалось, что построение фундамента здания физики – основы современного естествознания – близко к завер-шающей фазе, еще несколько "штрихов" – и картина Мира, по крайней мере в своей основе, станет ясна. Разумеется, оставались огромные блоки нерешенных теоретических проблем, однако всегда подчеркивалось, что в XX веке создана фундаментальная теория, в основе которой лежат квантовые и релятивистские представления, опирающиеся на солидную экспериментальную базу и мощный логико-математический аппарат, пы-таться опровергнуть эту теорию наивно и бессмысленно. "Большой взрыв", <черные дыры>, "кварки" и другие почти фантастические атрибуты новой физики прочно вошли в научный обиход. То, что все эти математические "конструкции", существуя лишь в сознании теоретиков, принципиально ненаблюдаемы, никого не смущало. Абстрактность этих объектов, впрочем как и всех "построений" новой физики, невозможность их интерпретации как наглядных моделей, также не смущали, – серьезная наука, имеющая предметом область "высоких сфер", для непосвященных в ее таинства, очевидно, должна быть загадочной и непонятной.

Сказанное относится и к объекту, именуемому "физический вакуум". Никто даже из самых "посвященных" не понимал, что это такое, ясно было лишь, что это "нечто", отдаленно напоминающее <мировой эфир> физики XIX века И хотя квантовая теория в полной мере оперировала этим понятием – ведь без "вакуума" невозможно описание взаимодей-ствий – ни у кого даже в мыслях не возникало намека на возможность возрождения в какой-либо форме идей эфира Действительно, а зачем? Ведь всем известно, что эксперимент Майкельсона и Морли оконча-тельно, раз и навсегда, доказал, что пространство пустое Нелогичность этой ситуации, впрочем, тоже никого не смущала.

Но к началу XXI века ситуация изменилась. В "стройном" здании квантово-релятивистской физики наметились глубокие "трещины". Физика подошла к такому рубежу, когда от науки, о всесильности и фундаментальности которой так много твердили, ожидают практических результатов или, по крайней мере, – обобщающей теории. Но ожидаемого не произошло. Практических результатов крайне мало, а вместо единой теории, объединяющей взаимодействия физики, имеется какой-то набор совершенно не связанных между собой теоретических построений, далеких от реальности. Вместе с произошедшими в 1991 году в обществе и мире изменениями – крахом мировой системы социализма и утверждением "нового мирового порядка", интерес к серьезной науке резко упал. Но, вместе с крушением надежд на справедливое общество, эти же события на <новой научной волне> позволили по-новому взглянуть на ряд "незыблемых" постулатов физики XX века, оказавшихся, при более вни-мательном рассмотрении, не более чем пустыми догмами. При вскрытии исторической истины вдруг обнаружилось, что результаты эксперимента Майкельсона-Морли указали совсем не на пустоту пространства, а опыты Д.К.Миллера, оказывается, вообще доказали существование "эфирного ветра" К этому добавилось и то, что в экспериментальной физике, в астрофизике и в ряде смежных с физикой областей, постепенно накап-ливались непонятные с точки зрения официальной теории факты

Многих исследователей (по большей части прикладников, в значите-льно меньшей – физиков-теоретиков) это заставило по-новому взглянуть на концепцию эфира, отвергнутую А.Эйнштейном в 1905 году. В неакаде-мических изданиях и неофициальных источниках на релятивизм и теорию квантов обрушился поток критики. Как следствие, возникло множество моделей и попыток теоретических построений, основанных на концеп- ции эфира в разных его вариантах. Здесь проявилась другая крайность – безудержная критика всего и вся, связанного с релятивизмом и квантами.

На наш взгляд, критика должна быть аргументированной, без чего ее научная ценность резко падает. Не будем забывать, что теория отно-сительности А.Эйнштейна в начале XX века сумела "объяснить" все известные на тот момент данные опыта и предсказать новые эффекты. Сказанное относится и к теории квантов Конечно, все эти "объяснения" объяснениями назвать нельзя, и всё же история науки XX века нераз-рывно связана с подтверждением постулатов квантово-релятивистской физики, альтернативные же направления не смогли составить ей достой-ную конкуренцию. Хотя – время всё меняет, и сейчас это уже не так.

Целью данной книги является не критика квантово-релятивистской теории в современной физике, а необходимость вскрыть истоки реляти-визма и квантовой неопределенности, показав концептуальную и методоло-гическую их ограниченность. Как альтернатива представлена субквантовая эфирно-вакуумная модель, исходные положения которой изложены в книге автора [22], хотя целью не является исключительно разработка новых теорий. В большой своей части цель книги – сопоставление субстанцио-нального и "пустотного" релятивистского подходов, а также различных существующих моделей и теорий. Эфирно-вакуумный нерелятивистский подход, предполагающий существование субквантового уровня материи и выделенной системы отсчета, относится к радикально альтернативным. Надо сказать, что на сегодняшний день релятивистская физика допускает, впрочем как бесперспективную альтернативу, модели с использованием субквантовой "среды", обладающей очень слабым взаимодействием с наблюдаемым вещественным миром, с точки зрения наблюдателя это, по теории, должно вести к нарушению лоренцевой и CPT-инвариантности.

Методологическая некорректность квантово-релятивистской физики выражается, прежде всего, в абсолютизации математических методов. Если классическая физика XIX в уделяла внимание прежде всего законам сохранения (энергии, импульса и т.д.), то физика XX века основное зна-чение придала симметриям и групповым свойствам. Приведем цитату из предисловия В.Паули к английскому изданию книги [91], в которой отчетливо прослеживаются истоки и истинные мотивы создания теорий относительности и квантов (наиболее значимые места выделены):

<специальная теория относительности стала первым шагом на пути отказа от наивных наглядных представлений. В ней было покончено с представлением об эфире – гипотетической среде, вводимой ранее для описания распространения света. Это случилось не только потому, что такая среда оказалась ненаблюдаемой, но также и потому, что в качестве элемента математического формализма она оказалась лишней, так как нарушала присущие этому формализму теоретико-групповые свойства. В общей теории относительности, благодаря расширению группы преобразований, Эйнштейну удалось избавиться от представ-ления о выделенности инерциальных систем отсчета, так как это представление оказалось несовместимым с теоретико-групповыми свойствами теории. Формулировка квантовой механики в ее современном виде была бы невозможна без этого общего критического подхода, в котором предпочтение отдается концептуальному анализу соответствия между экспериментальными данными и математическими величинами в формализме теории перед наивными наглядными представлениями На этот раз в жертву рациональным обобщениям приносится как понятие классического поля, так и понятие траектории частиц И снова от этих понятий отказались не только потому, что траектории ненаблюдаемы, но также и потому, что они стали лишними и нарушают симметрию, присущую общей группе преобразований, которая лежит в основе математического формализма теории> [91, с.11].

Как видим, в основе метода квантово-релятивистских теорий лежит исключительно стремление к <математической гармонии>, причем на уро-вне умозрительной феноменологии. Но это не ново. Обращаясь к истории науки, вспомним, что во многом схожую идеологию исповедовала еще схоластика – "наука" средневековых времен. Аристотель рассуждал об отношении понятий "потенции" и "действия", а "материю" представил "формами", определяющими движение тел <к конечной причине>. В XIII веке философию Аристотеля развил Фома Аквинский, основные идеи при этом сводились к тому, что <Физика это не та наука, где можно тео-ретизировать, основываясь на ее собственных фактах и законах если физическая теория не согласуется с метафизическим учением, то ее нельзя принять, поскольку высшей естественной наукой является мета-физика, а не физика>, при описании мира необходимо руководствоваться только "формальной логикой" [113, с.20]. Конец схоластике и переход к рациональному знанию был положен трудами Коперника, Галилея и Декарта, а механика Ньютона ознаменовала начало эры классической физики. Основным стал вопрос "как?", а не аристотелевский "почему?"

Конечно, адепты академической науки возразят таким сравнениям. Хотя бы на том основании, что критерием оценки современных теорий является, прежде всего, соответствие с экспериментом, если этого нет – теория признается неверной. И всё же идеализированный подход отры-вает физику от реальности, так что на квантово-релятивистские теории приходится смотреть лишь как на удобную и красивую расчетную схему. Абсолютизация математики привела к тому, что такой подход оказался "золотым дном" для теоретиков, создав благодатную почву для их <интел-лектуальных игр>. В результате в теориях возникло много парадоксов, обусловленных чисто математическими причинами и не имеющих физи-ческого смысла. Таково <сокращение времени> в движущейся системе отсчета или вблизи массивного тела. Скорость течения тех или иных процессов, разумеется, зависит от гравитации, но это вовсе не значит, что от гравитации зависит ход самого времени, ведь физически "время" – это независимый измеритель этой скорости. Зависимость <хода времени> от гравитации, связываемое со смещением спектральных линий в излучении атомов, можно сопоставить, например, с изменением хода маятниковых часов при перенесении их с Земли на Луну или уподобить утверждению, что скорость течения времени зависит от температуры на том основании, что <в горячей воде сахар растворяется быстрее, чем в холодной>. Абстракция также ведет к овеществлению процессов:

<Например, реальный процесс колебаний решетки твердого тела путем разло-жения колебаний на составляющие и их дробления на кванты возбуждения – фононы, уподобляется взаимодействию совокупности этих квазичастиц и иссле-дуется методами квантовой механики. Затем, на основании совпадения выводов расчета с опытом (например, рассеяние тепловых нейтронов в кристаллах), фононы начинают трактовать, как реальные частицы, а не как модель> [50].

Такой подход считается вполне нормальным в теориях квантованных полей. Но ведь это расчетный метод, а не физика. Можно рассматривать световые волны в среде, но без среды, что аналогично изучению коле-баний маятника, "но без маятника" [2]. Таким образом, к утверждению о "физичности" постулатов квантово-релятивистских теорий, "физичности" математических моделей как объектов этих теорий, следует относиться с большой долей осторожности и уж ни в коей мере нельзя придавать исповедуемой ими идеологии статус глобальной метафизической истины. Несмотря на этот очевидный факт, для кого-то существует определенная выгода, чтобы современная физика развивалась исключительно в идеа-лизированном абстрактном "релятивистском" направлении.

Существует еще один интересный факт. Современная физика декла-рирует органическую связь теории и эксперимента, однако ряд понятий, неприемлемых в теоретической физике, существуют и исследуются в экспериментальной Например, понятие "абсолютной системы отсчета" не существует в теории относительности, но им пользуются в астрономии – это выделенная система отсчета, в которой скорость объекта относите-льно микроволнового фонового излучения равна нулю [103]. О структуре элементарных частиц не принято говорить в теории, но о структуре нуклонов говорят и исследуют ее в ядерных экспериментах [124].

Говоря о концепциях, альтернативных релятивизму, отметим следую-щее. В попытке разобраться в природе фундаментальных взаимодействий существует только три возможных варианта, которыми можно было бы осуществить передачу воздействий от одного тела к другому через прост-ранство. 1. Посредством колебаний, распространяющихся в какой-либо среде, заполняющей пространство. 2. Посредством движения каких-либо частиц (в пустом пространстве), излучаемых одним телом и принимаемым другим. 3 Можно, наконец, допустить, что любые два тела в пространстве имеют некую связь так, что одно тело "чувствует" присутствие другого на расстоянии. Это – мгновенная нелокальная связь. Если развивать эту мысль, то все тела Вселенной связаны воедино этой глобальной связью. При обосновании физической модели в любой из теорий, описывающей взаимодействия, приходится выбирать из этих трех вариантов. Этот выбор определяет концептуальную основу теории. Об этом, и о выборе метода, будем достаточно подробно говорить в последующем.

Книга состоит из шести глав. В первой главе дан исторический экскурс и анализ проблемы поиска "агента", ответственного за взаимодействия (эфир, эмиссионная гипотеза, обменные теории, принцип Маха). Во второй главе рассмотрены основные идеи предлагаемой модели физического вакуума-эфира. Третья и четвертая главы посвящены модели гравитационно-инерциальных сил. Важными следствиями модели является вывод о ненаблюдаемости скорости рас-пространения гравитации в условиях естественного поля, объяснение аномального торможения космических зондов "Пионер" и "Вояджер", а также анализ проблемы <темной материи> и "темной энергии" в современной космологии. Пятая глава является теоретической, где помимо методологических аспектов доказана выте-кающая из теории причинно-следственная связь, в частности гравитационно-инерциальных явлений Шестая глава, напротив, посвящена экспериментальным исследованиям и аномальным явлениям, имеющим связь с гравитацией и электро-магнетизмом как эфирно-вакуумными эффектами. Достаточно подробно рассмот-рено явление квантовой нелокальности, его причины и следствия.

В теориях, развиваемых в рамках современной теоретической физики, утверждение "мистики" вместо поиска рациональных механизмов явле-ний стало нормой, что, вообще говоря, является признаком ее глубокого кризиса. Предлагаемый, в большой мере "рациональный", подход, но радикально альтернативный с точки зрения современной физики, воз-можно, в какой-то мере укажет нужный путь.

Об авторе