Галавкин В.В.

Дорогой Декарта, или Физика глазами системотехника. Изд. стереотип.

Oglavlenie

Predislovie

Kak verno podmetil A.Platonov v povesti "Chevingur": "Nauka tol'ko razvivaetsya, a chem konchitsya neizvestno!" Segodnya obschestvennoe mnenie prebivaet v optimisticheskom zabluzhdenii otnositel'no sostoyaniya teoreticheskoj fiziki, sformirovannom pod vliyaniem inzhenernikh dostizhenij. Na samom dele, teoreticheskaya fizika, v voprosakh raskritiya prichinno-sledstvennikh svyazej v yavleniyakh prirodi, nakhoditsya tak zhe daleko, kak i sotni let nazad. Popitki razveyat' eti zabluzhdeniya vstrechayut protivodejstvie fizikov-professionalov, uporno otstaivayuschikh prikhodyaschie istini i podmenyayuschikh prichinu sledstviem s iskrennim ubezhdeniem v svoej pravote. Odnoj iz prichin takogo sostoyaniya nauki yavlyaetsya religioznoe sledovanie korporativnim traditsiyam, slozhivshimsya v rezul'tate ne kriticheskogo otnosheniya k novim ideyam, osnovannim bolee na vere v lichnosti, chem na strogosti analiza. Pri takom podkhode nauka prevraschaetsya v "religiyu" so svoim panteonom "svyatikh", a uchenie -- v professionalov-remeslennikov. Izvestnij fizik Anri Puankare (1854--1912 gg.) spravedlivo zametil, chto "zakoni prirodi -- eto konventsii, t.e. soglasheniya lyudej po povodu nablyudaemikh yavlenij". Soglasheniya diktuyutsya utverdivshejsya na dannoe vremya nauchnoj shkoloj, imeyuschej sredstva propagandirovaniya svoikh idej i obladayuschej siloj ubezhdeniya. Idei, protivorechaschie ustanovlennim na dannij moment konventsiyam, kak eto bilo neodnokratno v istorii chelovechestva, ob'yavlyayutsya kramoloj i podvergayutsya ostrakizmu. Poka dominiruyuschaya ideya sebya polnost'yu ne ischerpaet, povorota v mirovozzrenii ne proizojdet. Matematicheskij idealizm, gospodstvuyuschij v nastoyaschee vremya v fizike, stavit pod zapret rassmotrenie otlichnikh nachal'nikh uslovij ot prinyatikh na segodnya. Tak, utverzhdenie, chto skorostej bol'shikh skorosti sveta bit' ne mozhet, ne imeet dokazatel'noj sili, odnako vopros ne obsuzhdaetsya, i vse posyagatel'stva na dannij postulat umalchivayutsya. Veroyatnostnie protsessi v mikromire ob'yavlyayutsya ikh fizicheskoj sut'yu, i poisk mekhaniki yavleniya ne vedetsya. Neuklyuzhe viglyadyat popitki sovmestit' nesovmestimie relyativistskie i klassicheskie idei v opisanii teorii lazernikh i volokonno-opticheskikh giroskopov.

Pervoe znakomstvo s fizikoj v srednej shkole porodilo u avtora dannoj knigi ryad voprosov, na kotorie on dolgo ne mog najti otvetov. K primeru, pervij zakon N'yutona viglyadel dostatochno idealizirovannim i prisposoblennim dlya resheniya uzkikh prakticheskikh zadach v ramkakh geotsentricheskoj sistemi koordinat s prenebrezheniem tselogo ryada sil, dejstvuyuschikh na vse bez isklyucheniya tela. Sostoyanie "pokoya" yavlyaetsya ponyatiem otnositel'nim i vo vsej Vselennoj ne suschestvuet ni odnogo tela, na kotoroe ne dejstvuyut vneshnie sili. Imenno etot fakt bil otrazhen v "Fizike" Aristotelya, s kotoroj avtoru udalos' poznakomit'sya v bolee pozdnij period. Velikij grek okazalsya namnogo prozorlivee velikogo anglichanina i po tselomu ryadu drugikh vzglyadov. V chastnosti, "materiya" Aristotelem ponimaetsya kak substantsiya, v to vremya kak u N'yutona i v sovremennoj fizike "materiya" est' svojstvo; "massa" po Aristotelyu -- svojstvo, u poslednikh -- suschnost'; "efir", kak veschestvo zapolnyayuschee prostranstvo, u pervogo suschestvuet, u vtorikh -- otsutstvuet, i t.d.

Kogda dannaya kniga uzhe bila napisana, avtoru udalos' poznakomit'sya s knigoj A.F.Chernyaeva "Russkaya mekhanika". V knige izlagaetsya esche odin vzglyad na mekhaniku, al'ternativnuyu sovremennim fizicheskim vozzreniyam. Vo mnogom, razdelyaya vzglyadi Aristotelya, A.F.Chernyaev vvodit chitatelya v sobstvennij mir mekhaniki, otvechayuschij * russkomu mirooschuscheniyu. Prostranstvo i vremya im rassmatrivayutsya kak svojstvo, v to vremya kak N'yuton i relyativisti rassmatrivayut ikh kak substantsiyu. Ponyatie fizicheskikh konstant v "Russkoj mekhanike" suschestvuet v uzkom diapazone gravipotentsial'nogo polya Zemli i velichina etikh konstant izmenyaetsya ot tochki k tochke prostranstva nelinejnim obrazom.

Mirooschuschenie i mishlenie iznachal'no formiruyutsya isklyuchitel'no yazikom obscheniya natsii. Mnozhestvennost' yazikov i mirooschuschenij yavlyaetsya garantiej progressa vsego chelovechestva i sosredotochenie opisaniya predmeta v ramkakh odnoj logiki i odnogo mirooschuscheniya obrekaet nauku i chelovechestvo na zastoj i stagnatsiyu. Zapadnoe mirooschuschenie vidvinulo svoyu kontseptsiyu opisaniya prirodi, prisposoblennoj k uzkim tekhnologicheskim potrebnostyam cheloveka. Nastupil etap, kogda predlozhennaya kontseptsiya sebya ischerpala i luchshee, chto smogla predlozhit' zapadnaya tsivilizatsiya, eto relyativistskij vzglyad na mir, privedshij k idealisticheskomu opisaniyu prirodi. Tupik, v kotorom okazalos' mirovozzrenie v kontse 20-go stoletiya, dlya mnogikh uchenikh stal ocheviden. V sentyabre 1991 goda v Rossii proshla 2-ya Mezhdunarodnaya konferentsiya po "Problemam prostranstva i vremeni v estestvoznanii", na kotoroj bilo prinyato obraschenie k uchenim i rabotnikam prosvescheniya ob otkaze prepodavaniya teorii otnositel'nosti v srednej shkole i osveschenii kritiki relyativizma i al'ternativnikh podkhodov v visshikh uchebnikh zavedeniyakh. No starie idei, pust' dazhe i lozhnie, mgnovenno so stseni ne skhodyat. Ikh khraniteli pridumivayut dovodi, po kotorim ideya imeet pravo na zhizn'.

S odnim iz dovodov liberal'nogo tolka avtoru udalos' poznakomit'sya s ekrana televizora. Odin iz lyubitelej nauki provozglashal, chto lyubaya ideya imeet pravo na suschestvovanie, 'i pust' ostayutsya i relyativizm, i materializm, i kvantovaya mekhanika. Na eto mozhno vozrazit', chto putej k poznaniyu istini mozhet bit' mnozhestvo, no v nauke suschestvuet tol'ko odna istina. Kvantovaya mekhanika ne raskrivaet prichini yavleniya, a yavlyaetsya lish' matematicheskim instrumentom raskritiya zakonomernostej v prirode. Issledovanie prirodi statisticheskimi metodami ne protivorechit zdravomu smislu, k tomu zhe, esli metod daet prakticheskie rezul'tati, to on neobkhodim. Rano ili pozdno statisticheskie metodi ob'edinyatsya v odnu strojnuyu teoriyu s fizicheskimi. No esli otstaivayutsya idei, postroennie na postulatakh, to etot put' ne vedet k istine! Intellektual'naya chestnost' trebuet publichnogo obsuzhdeniya idej. Esli net argumentov k opponentu, to ostaetsya priznat' svoyu nesostoyatel'nost' ili ottyanut' razvyazku spora pod kakim-libo predlogom. Odnim iz takikh predlogov i yavilsya lozung o "svobode misli".

V 1920 i 1924 gg. A.Ejnshtejnom bili napisani dve stat'i: "Efir i teoriya otnositel'nosti" i "Ob efire". Osobennost'yu etikh statej yavlyaetsya perekhod vzglyadov Ejnshtejna ot polnogo otritsaniya efira k neizbezhnosti ego suschestvovaniya. Ostavayas' v plenu pridumannoj im teorii otnositel'nosti, Ejnshtejn vinuzhden bil priznat' za efirom, vnachale prostranstvenno-vremennie fizicheskie kharakteristiki, a pozdnee, kak kharakteristiki "kontinuuma, nadelennogo fizicheskimi svojstvami..." On pisal: "Kazhdaya teoriya blizko dejstviya predpolagaet nalichie neprerivnikh polej, a sledovatel'no, suschestvovanie "efira"", "...teper' mi fakticheski vinuzhdeni razlichat' "materiyu" i "polya", khotya i mozhem nadeyat'sya na to, chto gryaduschie pokoleniya preodoleyut eto dualisticheskoe predstavlenie i zamenyat ego edinim ponyatiem, kak eto tschetno pitalas' sdelat' teoriya polya nashikh dnej." Otkazivaya efiru v "primenimosti ponyatiya dvizheniya" kak k "vesomoj materii", Ejnshtejn prishel k protivorechiyu v popitke ob'edinit' "materiyu" i "pole." Mirovoj efir, otvergnutij teoriej otnositel'nosti, bil zamenen v kvantovoj teorii novim, bolee slozhnim efirom, zapolnennim ostsillyatorami elektromagnitnogo polya i elementarnimi chastitsami s otritsatel'noj massoj (?!). V rezul'tate Fizika podoshla k situatsii skhozhej s zadachej buridanova osla: ne "razzhevav" do kontsa efir klassicheskij, ona napravila svoi stopi k "okhapke" novogo efira, kotorij razzhevat' esche slozhnee.

Otozhdestvlenie "efira" s formoj materii sovmestimoj s ponyatiem dvizheniya viditsya edinstvennim logicheskim resheniem v sozdavshejsya situatsii. Postroenie mekhanicheskoj modeli mira otvechaet kontseptsii prichinno-sledstvennoj svyazi i determinizma, i soglasuetsya so zdravim smislom, vozvedennim relyativistami v predrassudok. V nastoyaschee vremya naibol'shuyu priverzhennost' poluchaet vozvrat k klassicheskim printsipam mirovozzreniya, v osnove kotorogo lezhat idei efira i matematicheskij apparat differentsial'nikh uravnenij ili uravneniya gidrodinamiki. Fizicheskie modeli, postroennie na etom printsipe, imeyut naglyadnost' i dostupnost' v ponimanii. Veduschij anglijskij uchenij 19 veka Lord Kel'vin pisal: "Ya nikogda ne ispitivayu chuvstva polnogo udovletvoreniya do tekh por, poka ne postroyu mekhanicheskuyu model' izuchaemogo ob'ekta. Esli mne eto udaetsya, to ya srazu vse ponimayu, v protivnom sluchae ne ponimayu. Mne khotelos' bi ponyat' prirodu sveta kak mozhno polnee, ne vvodya veschej, kotorie ya ponimayu esche men'she".

Raskritie prichinno-sledstvennikh svyazej v fizike yavlyaetsya uvlekatel'nejshej zadachej. Reshenie ee dolzhno provoditsya sovmestnimi usiliyami spetsialistov razlichnikh profilej. Proektirovschiki slozhnikh sistem, spetsialisti shirokogo profilya -- inzheneri-sistemotekhniki, obladayuschie dostatochnimi znaniyami v razlichnikh oblastyakh fiziki i tekhniki, mogli bi vnesti svoj posil'nij vklad v reshenie etoj zadachi. V pervuyu ochered' eto kasaetsya voprosov vibora metodologii issledovaniya na osnove analiza "chernogo yaschika", gluboko razrabotannogo v teorii avtomaticheskogo regulirovaniya. Dlya sistemotekhnika, bezuslovno, blizhe mekhanika Aristotelya i "Russkaya mekhanika" A.F.Chernyaeva. Prichina blizosti zaklyuchaetsya v tseli, kotoruyu presleduet sistemotekhnik. Etoj tsel'yu yavlyaetsya opredelenie oblastej ustojchivogo suschestvovaniya ob'ekta upravleniya, bud' to elementarnaya chastitsa, atom, sistema upravleniya letatel'nim apparatom, tekhnologicheskim protsessom ili gosudarstvennoj ekonomikoj. V lyubom sluchae sostavlyaetsya uravnenie ob'ekta i ego peredatochnaya funktsiya, o chem budet govorit'sya nizhe. Chem bol'she vozmuschayuschikh faktorov budet uchteno pri sostavlenii uravneniya ob'ekta, tem s bol'shej dostovernost'yu matematicheskaya model' ob'ekta budet otrazhat' povedenie real'nogo ob'ekta. Sistemotekhnik vidit mir dinamichnim, postoyanno menyayuschimsya i, iskhodya iz etogo vzglyada, sozdaet ob'ekt, ustojchivo rabotayuschij pri razlichnikh vneshnikh vozdejstviyakh. Metodologiya sistemnogo podkhoda, kotoroj vladeet sistemotekhnik, napravlena na viyavlenie mnogoobraznikh tipov svyazej i svedeniya ikh v edinuyu teoreticheskuyu kartinu. Mekhanika Aristotelya--Chernyaeva tak zhe vidit mir vzaimosvyazannim, v postoyannom dvizhenii i izmenchivosti, i v etom ob'edinyaetsya s mirooschuscheniem sistemotekhnika. V nastoyaschej rabote avtorom vibrana model' fizicheskogo prostranstva, zapolnennogo efirom, nakhodyaschegosya v postoyannom dvizhenii i yavlyayuschegosya istochnikom obrazovaniya vesomoj materii. Eta model' bila predlozhena Rene Dekartom, i avtor provodit sobstvennuyu rekonstruktsiyu staroj idei.

Bol'shuyu pomosch' v razrabotke fizicheskoj kartini mira okazali idei, izlozhennie V.A.Atsyukovskim v ego rabote "Efirodinamika", a tak zhe ego lichnie zamechaniya viskazannie pri prochtenii dannoj rukopisi. Revolyutsionnost' "Efirodinamiki" zaklyuchaetsya v tom, chto vpervie opredeleni fizicheskie kharakteristiki efira (davlenie, vyazkost', skorost' zvuka i t.d.), chto sozdalo predposilki k "zaklyucheniyu novoj konventsii". Poyavilas' vozmozhnost' opisaniya fizicheskikh protsessov i struktur uravneniyami gidrodinamiki. Khotya fizicheskaya model' efira, predlozhennaya V.A.Atsyukovskim, v osnovnom otrazhaet real'nuyu kartinu mira, odnako u avtora dannoj raboti imeyutsya raskhozhdeniya vo vzglyadakh na voprosi ob'edineniya polej, mekhanizma gravitatsii, proiskhozhdeniya solnechnoj sistemi, opisaniya kvantovikh yavlenij v mikromire i primenimosti modeli fotona (vikhrevaya dorozhka Karmana) k yavleniyam kvantovoj elektrodinamiki.

Predlagaemaya chitatelyu nastoyaschaya rabota posvyaschena modelirovaniyu struktur elementarnikh chastits, polej i kosmicheskikh ob'ektov na osnovanii efirodinamicheskogo opisaniya prirodi s ispol'zovaniem izvestnoj sistemotekhnicheskoj metodologii, bez izobreteniya novikh' suschnostej. Kak pisal anglijskij filosof Uil'yam iz Okkama (1281--1349 gg.): "Naprasno pitat'sya posredstvom bol'shego delat' to, chto mozhet bit' sdelano posredstvom men'shego". Glavnaya tsel' -- pokazat' vozmozhnost' opisaniya izvestnikh fizicheskikh yavlenij izvestnimi metodami, ne pribegaya k "chetvertomu izmereniyu i iskrivleniyu prostranstv". Rabota posvyaschena poisku al'ternativnikh podkhodov v fizike, i postroena na chisto inzhenernikh resheniyakh, v osnove kotorikh lezhat izvestnie otkritiya i opiti poslednego 50-letiya, ne nashedshie tolkovaniya v ofitsial'noj nauke. V ramkakh efirodinamiki i sistemotekhnicheskoj metodologii predlozheno uravnenie elektrona, s ob'yasneniem ego volnovikh kharakteristik uravnenie fotona, s ob'yasneniem ego opticheskikh fenomenov i, v tom chisle, yavleniya "krasnogo smescheniya". Rassmotren mekhanizm gravitatsii i ob'edineniya polej, istoki kvantovikh yavlenij i, vpervie, na osnovanii uravneniya elektrona, daetsya ob'yasnenie poyavleniyu v spektre izlucheniya vodoroda dopolnitel'nikh chastot v serii Bal'mera. Krome togo, v rabote rassmotren mekhanizm obrazovaniya vesomoj materii, obrazovanie Solnechnoj sistemi, ee planet i poyasa asteroidov, strukturi elementarnikh chastits s ob'yasneniem prichini razlichiya vremeni ikh zhizni. V rabote shiroko ispol'zuyutsya metodi teorii matematicheskogo bil'yarda, pozvolivshie po-novomu vzglyanut' na izvestnie fizicheskie yavleniya.

Khotya, kak govoril A.Ejnshtejn, ni odin uchenij ne mislit formulami, rano ili pozdno vstaet vopros kolichestvennogo opisaniya protsessov. Poetomu avtor, gde neobkhodimo, dopolnyal logicheskie rassuzhdeniya matematicheskimi opisaniyami. Dlya kogo matematicheskie formuli predstavlyayut opredelennie trudnosti, mozhno, opuskaya vichisleniya, prochitat' odin tekst i poznakomit'sya s vivodami. Dlya bolee podgotovlennikh chitatelej ne bez interesa budet poznakomit'sya s predlagaemimi avtorom raschetami i vinesti svoi suzhdeniya. Sam avtor rassmatrivaet dannuyu rabotu kak vozmozhnuyu sostavnuyu chast' "tekhnicheskogo zadaniya" (TZ) na razrabotku novoj sistemi mirovozzrenij.

Ob avtore

Rodilsya 14 yanvarya 1947 goda v g. Moskve.

V 1966 godu okonchil Moskovskij elektromekhanicheskij tekhnikum pri zavode "Dinamo", v 1972 godu -- Moskovskij institut radiotekhniki, elektroniki i avtomatiki, a v 1985 godu -- aspiranturu NIIPriborostroeniya.

Imeet pechatnie trudi i avtorskie svidetel'stva na izobreteniya. Zanimaetsya perspektivnimi razrabotkami v oblasti navigatsionnikh sistem, postroennikh na osnove novikh fizicheskikh printsipov.