Ot izdatel'stva |
Predislovie |
Vvedenie |
Glava 1. | Nachala fiziki |
| 1.1. | Nachala fiziki Prokla Diadokha Likijskogo |
| 1.2. | Nachala fiziki I.N'yutona |
| 1.3. | Nachala fiziki G.Lorentsa i A.Ejnshtejna |
| 1.4. | Mirovoj efir, Absolyutnoe prostranstvo i fizicheskij vakuum |
Glava 2. | Sistemi fizicheskikh velichin |
| 2.1. | Vzaimosvyaz' matematiki i fiziki |
| 2.2. | Obschaya kharakteristika protsessov izmereniya |
| 2.3. | Sistemi fizicheskikh velichin |
Glava 3. | Razmernost' prostranstva i fizicheskikh velichin |
| 3.1. | Razmernost' prostranstva |
| 3.2. | Razmernost' fizicheskikh velichin i razmernostnij analiz |
| 3.3. | Vzaimosvyaz' razmernosti prostranstva s razmernost'yu fizicheskikh velichin |
Glava 4. | Virazhenie osnovnikh fizicheskikh velichin cherez dlinu i sozdanie sistemi fizicheskikh velichin: sistemi L |
| 4.1. | Virazhenie osnovnikh fizicheskikh edinits cherez dlinu |
| 4.2. | Sistema L i razmernost' osnovnikh i proizvodnikh fizicheskikh velichin |
Glava 5. | Chislennie znacheniya edinits osnovnikh fizicheskikh velichin i fundamental'nikh fizicheskikh postoyannikh v sisteme L. Ierarkhicheskaya struktura konechnomernikh prostranstv nablyudaemoj Vselennoj |
| 5.1. | Chislennoe znachenie edinitsi massi v sisteme L |
| 5.2. | Chislennoe znachenie edinitsi vremeni v sisteme L |
| 5.3. | Chislennoe znachenie edinitsi temperaturi v sisteme L |
| 5.4. | Chislennoe znachenie edinitsi kolichestva veschestva v sisteme L |
| 5.5. | Chislennoe znachenie edinitsi sili sveta v sisteme L |
| 5.6. | Chislennoe znachenie edinitsi sili elektricheskogo toka v sisteme L |
| 5.7. | Chislennie znacheniya fundamental'nikh fizicheskikh postoyannikh v sisteme L |
| 5.8. | Sravnenie etalonov osnovnikh edinits izmereniya vremeni i dlini |
| 5.9. | Predel'nie znacheniya izmerenij nablyudaemoj Vselennoj |
| 5.10. | Znacheniya energij nablyudaemoj Vselennoj |
| 5.11. | Konstanti sootnoshenij energij |
| 5.12. | Bol'shie chisla |
| 5.13. | Plankovskie edinitsi izmereniya v sisteme L |
Glava 6. | Geometricheskaya interpretatsiya fizicheskikh velichin |
| 6.1. | Geometricheskaya interpretatsiya osnovnikh fizicheskikh velichin makromekhaniki |
| 6.2. | Geometricheskaya interpretatsiya osnovnikh ponyatij mikromekhaniki |
Glava 7. | Ob'yasnenie nekotorikh fizicheskikh yavlenij mega- i mikromira |
| 7.1. | Sootnoshenie neopredelennostej |
| 7.2. | Mikrovolnovoe fonovoe (reliktovoe) izluchenie |
| 7.3. | Geometricheskaya interpretatsiya chetirekh vzaimodejstvij |
| 7.4. | Tyagotenie i skorost' gravitatsionnikh voln |
| 7.5. | Chernie i belie diri |
| 7.6. | Krasnoe smeschenie galakticheskikh ob'ektov kak defekt vremeni |
| 7.7. | Temperatura, raspad protona i entropiya |
| 7.8. | Energeticheskie sostoyaniya Solntsa i Zemli |
| 7.9. | Bol'shoj vzriv i vozniknovenie veschestva |
Literatura |
Natal'e Mikhajlovne Rzhanitsinoj
Nikakaya nauka ne dokazivaet suschestvovaniya svoego
predmeta.
Aristotel'
Nauka v novom tisyacheletii vstupila v novuyu epokhu fizicheskikh
paradigm. Starie paradigmi vstupili v protivorechie s novimi
eksperimental'nimi faktami i okazalis' nesostoyatel'nimi. Fizika
OTO i Bora, fizicheskie i kosmologicheskie mifi, osnovannie
na etikh teoriyakh, rukhnuli, nesmotrya na moschnuyu podderzhku ikh
so storoni ofitsial'noj nauki. Nastoyaschaya kniga predstavlyaet novuyu
matematichesko-fizicheskuyu paradigmu i yavlyaetsya prodolzheniem
issledovanij prostranstvennikh struktur nablyudaemoj Vselennoj,
osnovi kotorikh zalozheni v knigakh "Prostranstva" i "Vvedenie
v filosofiyu matematicheskikh prostranstv". V etoj knige
osuschestvlena polnaya geometrizatsiya fizicheskikh velichin, o chem
mechtali velikie issledovateli prirodi. Vmeste s novoj
geometriej, po kotoroj stroitsya veschestvo, izlozhennoj v knigakh
"Prostranstva" i "Vvedenie v filosofiyu matematicheskikh
prostranstv", predstavlennaya kniga daet novuyu model' zarozhdeniya
veschestva iz kachestvenno-kolichestvennikh chisel i ikh vzaimodejstvie
mezhdu soboj. Eti vzaimodejstviya osnovani na ochen' prostikh
zakonakh, otkritikh esche I.N'yutonom, Kulonom i dr. Slozhnikh
matematicheskikh uravnenij, kotorimi pestrit sovremennaya fizika,
ne trebuetsya, tak kak eti uravneniya yavlyayutsya chisto
fenomenologicheskim i ne nesut za soboj nikakikh fizicheskikh
realij. Gospod' Bog ne tol'ko ne igraet v kosti, no i ne sozdaet
Vselennuyu po tem matematicheskim uravneniyam, kotorimi zapolneni
tselie stranitsi monografij i uchebnikov po fizike.
Predstavlennaya geometrizatsiya fizicheskikh velichin ne yavlyaetsya
okonchatel'noj i bespovorotnoj. V etoj knige ya khotel pokazat',
chto takaya geometrizatsiya vozmozhna. Sama zhe geometriya, po kotoroj
stroitsya veschestvo, trebuet dorabotki i standartizatsii novikh
ponyatij v oblasti kachestvennikh, kolichestvennikh
i kachestvenno-kolichestvennikh chisel, a takzhe matematicheskikh
dejstvij s nimi. Poluchennie kolichestvennie znacheniya energij
ubeditel'no pokazivayut, chto nablyudaemaya Vselennaya polnost'yu
skompensirovana, yavlyaetsya statsionarnoj i vse kachestvenno
razlichnie fizicheskie vzaimodejstviya tselikom soglasuyutsya mezhdu
soboj. Eta kniga ne pretenduet na absolyutnuyu istinu, tak kak, kak
i vse nauchnie knigi, osnovana na idealizatsii matematicheskikh
i geometricheskikh ponyatij. Dazhe pri takoj idealizatsii okazivaetsya,
chto prakticheski vse fizicheskie parametri makro- i mikromira
vzaimosvyazani mezhdu soboj i nakhodyatsya v geometricheskoj
vzaimosvyazi.
Pol'zuyus' vozmozhnost'yu virazit' bol'shuyu blagodarnost' vsem tem
moim kollegam, druz'yam i blizkim, kotorie v toj ili inoj stepeni
prinimali uchastie v poyavlenii etoj knigi. Osobuyu blagodarnost'
virazhayu svoej zhene Natal'e Mikhajlovne Rzhanitsinoj, kotoroj
i posvyaschayu etu knigu.
Fizika -- nauka, izuchayuschaya prostejshie i vmeste s tem naibolee
obschie svojstva i zakoni dvizheniya okruzhayuschikh nas ob'ektov
material'nogo mira [1, t.5, s.310]. Eta nauka lezhit v osnove
vsego sovremennogo estestvoznaniya. Fizika podrazdelyaetsya na ryad
distsiplin, kazhdaya iz kotorikh opisivaet zakonomernosti toj ili
inoj otrasli estestvoznaniya. Suschestvuet klassicheskaya fizika,
fizika tverdogo tela, termodinamika, elektrodinamika, kvantovaya
fizika i dr. Tak kak priroda odna i estestvoznanie odno,
sledovatel'no, vse eti razdeli fiziki opisivayut odnu prirodu
i odno estestvoznanie, no s raznikh pozitsij. Fizika, kak i lyubaya
drugaya nauka, stroitsya sleduyuschim obrazom:
dayutsya osnovnie ponyatiya fiziki, ikh opredeleniya
i aksiomi;
ustanavlivayutsya termini i simvoli;
sostavlyayutsya metodi vichisleniya, postroeniya
i dokazatel'stva;
dokazivayutsya teoremi i teorii;
vidvigayutsya gipotezi;
daetsya logicheski-filosofskoe obosnovanie.
Eti osnovaniya zatem proveryayutsya pri pomoschi eksperimentov
na praktike. Vsledstvie etogo fizika baziruetsya na tschatel'nom
izmerenii. Mezhdu osnovaniyami fiziki i eksperimentom lezhit
logicheskaya propast'. Nablyudeniya i eksperiment proveryayut
nekotorie chastnie posilki gipotez, vvodimikh kak zakoni. V etoj
tochke issledovaniya mozhet vozniknut' tselaya tsep' oshibok, tak kak
poluchennie zakonomernosti otrazhayut ne ob'ektivnuyu istinnost',
a tol'ko prinyatie ili ne prinyatie toj ili inoj gipotezi.
Vsledstvie etogo vse nashi ustanovlennie zakoni prirodi yavlyayutsya
po suschestvu tol'ko uslovnoj istinnoj, a ne samoj istinoj.
Edinstvenno vsё, chto mi mozhem sdelat' -- eto virazit'
nablyudaemie yavleniya v udobnoj dlya nas forme i pol'zovat'sya etim
sposobom virazheniya dlya pragmaticheskikh ob'yasnenij nablyudaemoj
kartini mira. Zakoni dvizheniya planet, vidvinutie I.Keplerom,
dvizhutsya ne po ellipsam, a po gipotsikloidam, i dazhe ne vpolne
tochno po nim. Zakoni fizicheskoj khimii Bojlya i Van-der-Vaal'sa
est' nekoe matematicheskoe priblizhenie proiskhodyaschego
v dejstvitel'nosti mezhmolekulyarnogo vzaimootnosheniya.
Suschestvuet esche drugoj put' poznaniya v fizike -- eto tak
nazivaemij aksiomaticheskij put', put', osnovannij na logicheskikh
zakonakh, iskhodya iz minimuma osnovnikh neopredelyaemikh printsipov.
Etot put' tait v sebe ugrozu odnostoronnosti, tak kak on ochen'
chasto virozhdaetsya v bessoderzhatel'nij formalizm. Fizicheskie
issledovaniya osnovivayutsya ne na sootnoshenii izmeryaemikh velichin,
a na osnovanii logicheskikh pravil. Vivodimie fizicheskie velichini
posredstvom matematicheskikh formul, soderzhat gorazdo men'shij
razbros veroyatnostnikh oshibok, nezheli posredstvom izmereniya
i kazhetsya, chto aksiomaticheskij metod bolee tochen.
V nastoyaschee vremya opisatel'nij fizicheskij protsess poznaniya mira
otvechaet ne na vopros "pochemu", a na vopros "kak".
Ogranichivayutsya obschimi rassuzhdeniyami ob entropii, svetovikh
yavleniyakh, neopredelennikh matematicheskikh i fizicheskikh simvolakh,
ostavlyaya eti i drugie nereshennie voprosi filosofstvuyuschim
metafizikam. Te, v svoyu ochered', ne pronikaya gluboko v sut'
fizicheskikh protsessov, dayut svoe, chasto nichem ne podkreplennoe,
odnostoronnee videnie mira.
V lyubom protsesse issledovaniya, kak pravilo, obnaruzhivayutsya novie
neizvestnie yavleniya, kotorie libo otbrasivayut, kak
ne podchinyayuschiesya dannoj paradigme, libo videlyayutsya. Novomu
videlennomu yavleniyu prisvaivayut imya i, esli vozmozhno, dayut
opredelenie, i pod etim imenem novoe yavlenie vnov' issleduyut.
Esli snova obnaruzhivayut neobichnie svojstva etogo zhe yavleniya, to
etim neobichnim svojstvam snova prisvaivayut svoe sobstvennoe imya
i dayut opredelenie, snova provodyat issledovaniya i t.d. Tak
poyavilis' v matematicheskikh i estestvennikh naukakh ponyatiya: tochka, chislo, massa, vremya, temperatura, sila, energiya i dr. Na vopros, chto
takoe "massa", chasto otvechayut: proizvedenie ob'ema
na plotnost'. No mozhno i skazat', chto plotnost' est' chastnoe
ot deleniya massi na ob'em. Togda, chto takoe "plotnost'"?
Na vopros, chto takoe "sila", mozhno otvetit': proizvedenie massi
na uskorenie, ili zhe massa est' chastnoe ot deleniya sili
na uskorenie. Togda, chto takoe "uskorenie" i "massa"? V fizike
mikromira k etim neopredelennim ponyatiyam mozhno dobavit'
sleduyuschie:
leptoni (foton, nejtrino, elektron, myuon i dr.);
adroni (pioni, kaoni, proton, nejtron i dr.);
zaryad;
spin;
kvarki i ikh svojstva ("tsvet", "strannost'",
"ocharovanie" i dr.);
fermioni, bozoni.
Eti ponyatiya imeyut poroj neob'yasnimie svojstva i nakhodyatsya
v golovolomnikh otnosheniyakh drug s drugom.
So dnya osnovaniya fiziki kak nauki suschestvuyut tri almaznikh orekha -- vremya, inertsiya i razmernost' prostranstva i fizicheskikh
velichin, kotorie do sikh por grizut uchenie fiziki vsego mira,
vernee dazhe ne grizut, a bol'she rassuzhdayut, kak ikh grizt',
i orekhi ostaetsya do sikh por tselimi. Po mere razvitiya fiziki k etim
trem orekham dobavilis' esche ryad orekhov toj ili inoj tverdosti,
razgrizt' kotorie yavlyaetsya samoj suschestvennoj zadachej
sovremennoj fiziki. Vot nepolnij perechen' takikh orekhov-voprosov:
pochemu suschestvuyut chetire otlichayuschikhsya po velichine
vzaimodejstviya?
kakova fizicheskaya ili matematicheskaya (geometricheskaya)
priroda etikh vzaimodejstvij?
kakov mekhanizm perekhoda odnogo vzaimodejstviya
v drugoe?
kakovo otlichie fermionov ot bozonov?
pochemu sushestvuet korpuskulyarno-volnovoj dualizm
elektromagnitnikh voln i chastits?
chto takoe zaryad i pochemu on nedelim i ne zavisit
ot massi chastitsi?
kak i otkuda "rozhdayutsya" i "unichtozhayutsya"
elementarnie chastitsi?
chto skrivaetsya pod ponyatiem "skritaya" massa
kosmologicheskikh ob'ektov?
chto takoe krasnoe i sinee smescheniya?
pochemu fermioni kiral'nie?
chto takoe fizicheskij vakuum?
pochemu suschestvuet konfajnment kvarkov?
pochemu temperatura poverkhnosti zvezdi vishe temperaturi
yadra, a u planet naoborot?
suschestvuyut li chernie i belie diri?
Pochemu tak mnogo nakopilos' ne reshennikh voprosov fiziki? Da
potomu chto fizicheskaya nauka, kak i matematika, do sikh por
nakhoditsya v krizisnom sostoyanii. Eti krizisnie sostoyaniya khorosho
opisani v monografiyakh M.Bunge [2] i F.Franka [3]. Ya kratko
khotel bi ostanovitsya na nekotorikh klyuchevikh momentakh etogo
krizisa. Krizis fiziki nachalsya s zarozhdeniem filosofskogo ucheniya
ratsionalizma. Nauchnij ratsionalizm osnovivaetsya na dvukh
osnovaniyakh. Pervoe osnovanie -- edinstvennij i osnovnoj istochnik
nauchnikh znanij -- opit. Vtoroe osnovanie -- matematika.
Kolichestvennij metod matematiki so vremen G.Galileya bil priznan
kak osnova issledovaniya prirodnikh yavlenij. Po mere razvitiya
fiziki vtoroe osnovanie stalo prevaliruyuschim, i opredelyat' fiziku
v tselom. Tak poyavilas' nauka matematicheskaya fizika [4]. Tselie
stranitsi lyubogo sovremennogo uchebnika po fizike ili monografii
ispeschreni matematicheskimi znachkami i formulami. Za chastokolom
formul, znachkov i oboznachenij teryaetsya pervonachal'nij smisl
fizicheskikh zakonov.
Po mere razvitiya fiziki iz pervogo osnovaniya ratsionalizma
otpochkovalas' novaya metodologiya filosofii nauki -- operatsionalizm, osnovatelem kotorogo stal P.Bridzhmen.
Pervonachal'no operatsionalizm treboval obyazatel'nost' fizicheskikh
operatsij, no postepenno fizicheskie operatsii stali zamenyat'sya
umstvennimi, a poroj i prosto simvolicheskimi operatsiyami.
Osobenno etot metod rasprostranilsya v kvantovoj fizike. V osnove
filosofii kvantovoj mekhaniki lezhit printsip dopolnitel'nosti,
vvedennij N.Borom. Sut' etogo printsipa zaklyuchaetsya v tom, chto
poluchenie eksperimental'noj informatsii ob odnikh fizicheskikh
velichinakh, opisivayuschikh mikroob'ekt, neizbezhno svyazano s poterej
informatsii o nekotorikh drugikh velichinakh, "dopolnitel'nikh"
k pervim. Etot, na pervij vzglyad, nevinnij printsip porodil takikh
chudovischnikh monstrov v fizike i matematike, chto divu daesh'sya. Vot
eti osobennosti kvantovoj teorii v interpretatsii akademika
A.B.Migdala [5]:
predskazaniya kvantovoj mekhaniki neodnoznachni; oni dayut
lish' veroyatnost' togo ili inogo rezul'tata;
veroyatnostnoe opisanie spravedlivo kak dlya slozhnikh,
tak i dlya prostikh sistem kvantovoj mekhaniki;
prichina veroyatnostnogo kharaktera predskazanij v tom,
chto svojstva mikroskopicheskikh ob'ektov nel'zya izuchat',
otvlekayas' ot sposoba nablyudeniya;
volnovaya funktsiya -- ne fizicheskoe pole, a pole
informatsii;
v kvantovoj mekhanike vipolnyaetsya printsip superpozitsii -- polnaya volnovaya funktsiya skladivaetsya iz volnovikh funktsij
vzaimoisklyuchayuschikh sobitij.
Blagodarya printsipu i sledstviyam (osobennostyam) iz etogo printsipa
v fizike voznikli operatori. "Operatori v kvantovoj teorii -- simvolicheskoe izobrazhenie sostavlennoe po opredelennim
pravilam matematicheskikh operatsij, ispol'zuemikh v kvantovoj
teorii dlya preobrazovaniya vstrechayuschikhsya v nej velichin", -- takovo sovremennoe fizicheskoe opredelenie etogo ponyatiya [1,
t.3, s.410]. Vot eto "simvolicheskoe izobrazhenie operatsij"
(ne chislo, ne geometricheskaya tochka, a tol'ko simvol, znak, tsifra
izobrazhennaya chelovekom na bumage!) mozhet rozhdat' i unichtozhat'
material'nie elementarnie chastitsi. Interesno bilo bi postavit'
fizikam eksperiment, kakie novie elementarnie chastitsi budut
rozhdat'sya, esli mi smenim simvoliku napisaniya operatorov. Etot
printsip pozvolyaet fizikam sozdat' lyubuyu teoreticheskuyu model'
chego-libo i podognat' pod nee matematiku. Tak voznikla nauka -- matematicheskaya fizika. Vozniknovenie matematicheskoj fiziki
predskazival F.Bekon: "Ved' po mere togo kak fizika den'
ot dnya budet priumnozhat' svoi dostizheniya i vivodit' novie aksiomi,
ona budet vo mnogikh voprosakh nuzhdat'sya vsё v bol'shej pomoschi
matematiki; i eto privedet k sozdaniyu esche bol'shego chisla
oblastej smeshannoj matematiki" [6, t.1, s.238]. F.Bekon tut zhe delaet vivod, chto v etom sluchae matematika i logika budut
gospodstvovat' nad fizikoj i mogut otbrosit' ee na vtoroj plan.
Ego predskazanie osuschestvilos'. V sovremennoj kvantovoj fizike
poyavilis' mnemonicheskie termini-fantomi, pravila, postulati
i printsipi. Vsem im pripisivayutsya opredelennie matematicheskie
strukturi i znachki po tipu opredeleniya ponyatiya "operator".
"Nepostizhimaya effektivnost' matematiki v estestvennikh naukakh" [7, c. 182] -- tak nazivaetsya odin iz razdelov knigi laureata
Nobelevskoj premii E.Vignera. I dalee: "Ya mog bi opredelit'
matematiku kak nauku o khitroumnikh operatsiyakh, proizvodimikh
po spetsial'no pridumannim ponyatiyam (kursiv moj -- E.Ch.). Osobenno vazhnaya rol' pri etom, razumeetsya, otvoditsya
pridumivaniyu novikh ponyatij" (kursiv moj -- E.Ch.).
Nu chto skazhesh' na eto? Pri pomoschi etikh pridumannikh
matematicheskikh operatsij i chisto simvolov stroitsya vsya kvantovaya
fizika. V etom "teatre absurda" po virazheniyu filosofa
R.A.Aronova za chastokolom formul, znachkov i simvolov
sovershenno teryaetsya smisl fizicheskikh zakonov [8]. Krome togo,
operatori dejstvuyut tol'ko na tri prostranstvennie koordinati,
chetvertaya koordinata -- vremya -- ostaetsya klassicheskoj velichinoj [9]. Pochemu takaya diskriminatsiya chetvertoj koordinati
obscheprinyatogo 4-mernogo prostranstva-vremeni? Ya polagayu, chto
vvedi takoj operator, to vremya mozhet vozniknut' i ischeznut',
i togda vsya operatornaya nauka letit v tartarari. Poetomu i ne trogayut vremya. Pridumannie novie matematicheskie ponyatiya
visvetilo osnovnuyu problemu matematiki -- problemu suschestvovaniya
ob'ektov matematicheskogo mishleniya. Suschestvuyut li mislitel'nie
matematicheskie ob'ekti (tipa operatorov) v real'nosti?
Kvantovaya i relyativistskaya kvantovaya mekhanika predstavlyaet soboj
gibrid svoikh sobstvennikh i klassicheskikh predstavlenij.
Matematicheskie modeli, opisivayuschie issleduemie protsessi
v estestvoznanii ne kasayutsya suschnosti etikh protsessov, zatragivayut
lish' tol'ko ikh kolichestvennuyu storonu. "Matematiki imeyut delo
tol'ko so strukturoj rassuzhdenij, i im, v suschnosti, bezrazlichno,
o chem oni govoryat. Im dazhe ne nuzhno znat', o chem oni govoryat,
ili, kak oni sami virazhayutsya, -- istinni li ikh utverzhdeniya" [10, c. 47] -- pishet laureat Nobelevskoj premii po fizike
R.Fejnman. Poetomu sovremennie interpretatsii yavlenij fiziki
mikromira est' matematicheskie fantazii nekotorikh fizicheskikh
shkol, perenesennie imi na fizicheskie realii.
Pomimo kvantovoj teorii stroeniya atomnogo yadra, predlozhennoj
N.Borom, v etom veke v osnovu sovremennogo mirozdaniya bila
polozhena relyativistskaya teoriya tyagoteniya (obschaya teoriya
otnositel'nosti), sozdannaya A.Ejnshtejnom. Teoriya A.Ejnshtejna
bila pozdnee podtverzhdena vsego lish' tremya
eksperimental'nimi faktami, khotya ob'yasnenie etim
eksperimental'nim faktam moglo bit' sovsem inoe. Spustya 85 let
polozhenie v oblasti eksperimentov, podtverzhdayuschikh etu teoriyu
prakticheski ne izmenilos'. Prinyatie etoj teorii mirovimi shkolami
fizikov bilo ne odnoznachnim. Ryad izvestnejshikh zarubezhnikh fizikov
i matematikov Makh, Puankare, Erenfest, Abragam i bolee pozdnie
Bondi [11] i Bryullien [12, 13], ryad sovetskikh uchenikh [14]
skepticheski i s ostorozhnost'yu otnosilis' k etoj teorii. Privedu
viskazivanie veduschego sovetskogo spetsialista po teorii
otnositel'nosti akademika A.Z.Petrova: "Chto zhe kasaetsya obschej
teorii otnositel'nosti, to vopreki dovol'no rasprostranennomu
mneniyu moguchee sooruzhenie etoj teorii pokoitsya na stol' shatkom
eksperimental'nom fundamente, chto ee mozhno nazvat' kolossom
na glinyanikh nogakh. V samom dele, etot fundament v nastoyaschee vremya
obrazovan vsego lish' dvumya astronomicheskimi nablyudeniyami
(smeschenie perigeliya Merkuriya i otklonenie svetovogo lucha pri
prokhozhdenii okolo diska Solntsa) i odnim nablyudeniem krasnogo
smescheniya v pole bol'shoj massi (kotoroe mozhet bit' ob'yasneno
i bez privlecheniya obschej teorii otnositel'nosti)... Poluchaetsya
paradoksal'naya kartina. S odnoj storoni, obschaya teoriya
otnositel'nosti yavlyaetsya osnovoj, na kotoroj razrabativayutsya
samie tonkie metodi issledovaniya mira (topologicheskie,
invariantno-gruppovie, rassloennikh mnogoobrazij i t.p.), v nej
primenyayutsya takie izyaschnie analogii, kak kvantovanie
gravitatsionnogo polya, a s drugoj -- otsutstvuet tschatel'naya
eksperimental'naya proverka osnovnoj aksiomi etoj teorii,
otozhdestvlyayuschej pole gravitatsii s prostranstvenno-vremennim
kontinuumom, ne suschestvuet opitnikh izmerenij osnovnikh velichin
teorii, naprimer energii polya tyagoteniya" [15, s.6]. No ikh
kriticheskie viskazivaniya bili glasom vopiyuschim v pustine. Eta
spekulyativnaya teoriya do sikh por yavlyaetsya osnovoj vsej fizicheskoj
nauki.
V nachalakh STO i OTO lezhit ryad aksiomaticheskikh polozhenij,
vozvedennikh v ontologicheskie printsipi (sm. razdel 1.3).
S filosofskikh pozitsij brosayutsya v glaza sleduyuschie neleposti.
1. Osnovnoj ontologicheskij printsip OTO -- otkaz
ot gipotezi efirnogo kontinuuma kak prostranstva, v kotorom
suschestvuyut i dvigayutsya material'nie ob'ekti. Vmesto beskonechnogo
prostranstva vvoditsya iskrivlennoe prostranstvo-vremya
i izmerenie dvizheniya nablyudaemogo ob'ekta osuschestvlyaetsya pri
pomoschi krivolinejnikh koordinat. Edinstvennie dokazatel'stvo
tomu, chto prostranstvo krivolinejno suschestvuet tol'ko
v sub'ektivnom prostranstve mishleniya samogo A.Ejnshtejna
i nekotorikh drugikh ego apologetov. Iskrivlyat'sya mozhet traektoriya
dvizheniya material'nogo tela, iskrivlyat'sya mogut nevidimie
i neoschuschaemie chasti prostranstva (polya), iskrivlyat'sya mogut
vzaimnie polozheniya material'nikh tel otnositel'no drug druga,
no ne prostranstvo! Eksperiment Majkel'sona--Morli, osuschestvlennij
v 1887 g., pokazal, chto otnositel'noe dvizhenie Zemli i "efira"
ne previshaet odnoj chetvertoj orbital'noj skorosti Zemli.
D.K.Miller v period 1902--1926 gg. vosproizvodil eksperiment
Majkel'sona--Morli na bolee sovershennoj apparature mnogo tisyach
raz i poluchil te zhe dannie [16]. "Profan, kotorogo uchili
uvazhat' uchenikh za ikh bezuslovnoe doverie k nablyudaemim faktam
i za to rassuditel'no-besstrastnoe otnoshenie, kotoroe oni
ispitivayut k nauchnim teoriyam (buduchi vsegda gotovimi otbrosit'
teoriyu, stolknuvshis' s protivorechaschim ej faktom), pozhaluj, reshil
bi, chto, posle togo kak Miller dolozhil na zasedanii
Amerikanskogo fizicheskogo obschestva 29 dekabrya 1925 g. o svoikh
ne vizivayuschikh nikakogo somneniya rezul'tatakh, vse prisutstvuyuschie
nemedlenno otkazalis' ot teorii otnositel'nosti", -- pishet
fizik i filosof M.Polani [17, c. 33]. No ne tut-to bilo: "...k
etomu vremeni vse uzhe bili nastol'ko intellektual'no
nepronitsaemi dlya lyubikh soobrazhenij, predstavlyayuschikh ugrozu
otkritiyu Ejnshtejna i toj kartini mira, kotoraya im opredelyalas',
chto esche raz nachinat' mislit' po-novomu bilo uzhe
nevozmozhno" (kursiv moj -- E.Ch.) [17, c. 34]. M.Polani
podtverzhdaet ranee sdelannoe predupreditel'noe viskazivanie
F.Bekona po etomu voprosu: "Razum cheloveka vsё privlekaet dlya
podderzhki i soglasiya s tem, chto on odnazhdi prinyal, -- potomu li,
chto predmet obschej veri, ili potomu, chto emu nravitsya. Kakovi bi
ni bili sila i chislo faktov, svidetel'stvuyuschikh o protivnom,
razum ili ne zamechaet ikh, ili prenebregaet imi, ili otvodit
i otvergaet ikh posredstvom razlichenij s bol'shim i pagubnim
predubezhdeniem, chtobi dostovernost' prezhnikh zaklyuchenij ostalas'
nenarushennoj" [18, t.2, s.20]. "Vsya glupost' Ejnshtejna
v tom, chto on bil troechnikom v shkole i bol'shim nevezhdoj v mishlenii -- v filosofii" [19, c. 14], -- rezyumiruet R.Cheresh. Takim
obrazom, vsё mirovoe soobschestvo uchenikh zakrilo glaza
na ochevidnost' eksperimental'nikh faktov i v techenie tselogo stoletiya
izuchalo, issledovalo i interpretirovalo krivolinejnost'
prostranstva i voobrazhaemikh yavlenij, voznikshikh v golove
matematicheskogo i fizicheskogo "troechnika" A.Ejnshtejna i ego
posledovatelej.
2. Vtoroj ontologicheskij printsip -- printsip postoyanstva
skorosti sveta vo vsej Vselennoj. Absolyutizatsiya skorosti trebuet
polozheniya o suschestvovanii Absolyutnogo konechnomernogo
prostranstva i Absolyutnogo konechnomernogo vremeni! Sama zhe
skorost' konechna. Eto tipichnij logicheskij paradoks, tipa "Ya -- lzhets". Takim obrazom, A.Ejnshtejn, virazhayas' russkim yazikom,
"sovmestil vo Vselennoj pol s potolkom". Gde mozhet bit'
podtverzhdena pravil'nost' teorii A.Ejnshtejna? Konechno
v astronomii. No esli vnimatel'no prochest' poslednie sborniki
po voprosam prostranstva, vremeni, dvizheniya i astronomii, to,
prakticheski vse issledovateli otvergayut printsip postoyanstva
skorosti sveta, a astronomi nikogda i ne ispol'zovali etu
postoyannost' [20--22].
3. Tretij ontologicheskij printsip -- identichnost' ponyatij
"suschestvovanie" i "odnovremennost'". Suschestvovanie
material'nikh ob'ektov i vremya, kategorii sovershenno raznie
i odno sovershenno ne zavisit ot drugogo. Suschestvovanie -- filosofskaya kategoriya, a vremya edinitsa izmereniya etogo
suschestvovaniya. Suschestvovat' mozhno i bez vremeni. Tak Absolyutnoe
prostranstvo, gde net vremeni, suschestvuet. Ob'ekt uzhe
ne suschestvuet, a vremya idet. Vse material'nie ob'ekti suschestvuyut
v chem-to. Chelovek suschestvuet na Zemle, Zemlya v Solnechnoj sisteme,
Solnechnaya sistema v Galaktike i t.d. Odnovremennost' eto
ponyatie, kogda rassmatrivaemie sobitiya proizoshli v odno i to zhe
vremya. Chto takoe vremya nikto ni iz fizikov, ni filosofov do sikh
por ne znaet. Po moim predstavleniyam fizicheskoe vremya eto
nepodvizhnoe po postupatel'nomu dvizheniyu odnomernoe prostranstvo.
Izmeryaem zhe mi vremya pri pomoschi ego edinitsi -- sekundi. No sama
edinitsa izmereniya vremeni ko vremeni ne imeet nikakogo
otnosheniya. Pri pomoschi sekundi mi izmeryaem ne vremya, a dvizhenie
ob'ekta, prichem ob'ekt mozhet ne dvigat'sya, a ego vremya idet.
Naprimer, mi govorim: mashina stoit tselij chas. Sekunda est'
prosto chislo izmereniya diskretno neprerivnogo dvizheniya strelok
chasov ili kolichestvo kolebanij mayatnika. Vremya tol'ko
"teper'", a streloj vremeni yavlyaemsya mi sami, blagodarya
sobstvennomu dvizheniyu, nakhodyas' vnutri sobstvennogo intervala,
nazivaemogo zhizn'yu. Strela vremeni est' strela samogo ob'ekta,
strela dvizheniya ob'ekta ot ego rozhdeniya ili sozdaniya do ego
smerti ili razrusheniya. Naprimer, chelovek snachala zarozhdaetsya
i suschestvuet vo vnutrennem prostranstve materi. Zatem on
rozhdaetsya, vikhodit vo vneshnee prostranstvo i nachinaet
suschestvovat' v etom prostranstve. Vo vnutrennem prostranstve on
suschestvuet primerno 9 mesyatsev, a vo vneshnem 60--100 let. S moej
tochki zreniya v etom primere mezhdu suschestvovaniem cheloveka i ego
vremenem net nikakoj identichnosti.
4. Chetvertij ontologicheskij printsip -- prostranstvo, massa
i vremya zavisyat ot sootnosheniya skorostej. Prostranstvo i vremya
ne mogut zaviset' ot sootnosheniya skorostej, tak kak linejnoe
prostranstvo i vremya vkhodit v ponyatie skorosti i yavlyaetsya ego
prichinoj, krome togo, kak budet pokazano v gl.4, vremya yavlyaetsya
samim linejnim prostranstvom, a skorost' -- dvumernim
prostranstvom. V klassicheskoj fizike skorost' zavisit ot edinitsi
linejnogo prostranstva i vremeni, no ya nigde ne vstrechal
zavisimost' edinitsi linejnogo prostranstva i vremeni
ot skorosti. Poetomu, vivodit' sledstvie cherez prichinu s lyubikh
gnoseologicheskikh tochek zreniya ne korrektno. Massa zhe k skorosti
voobsche ne imeet nikakogo otnosheniya. Ona mozhet dvigat'sya
s opredelennoj skorost'yu, no ee kolichestvo i kachestvo ne zavisit
ot skorosti. Otnoshenie skorostej daet nam chislo i s vichislitel'noj tochki zreniya, poluchennie rezul'tati mogut bit'
pravil'nimi. No perenosit' eti matematicheskie vichisleniya na to,
chto prostranstvo, vremya i massa real'no izmenyayutsya v zavisimosti
ot sootnosheniya skorostej ne tol'ko ne korrektno, no i absurdno.
Sleduet otmetit', chto A.Ejnshtejn yavlyaetsya rodonachal'nikom esche
odnoj vetvi fiziki -- esteticheskoj, v osnovu kotoroj polozheni
ne eksperiment, a krasota! Ob etoj novoj tochki zreniya na fiziku
pishet v svoikh vospominaniyakh P.Dirak: "Ejnshtejn bil tverdo
ubezhden, chto zakoni prirodi dolzhni zapisivat'sya v vide krasivikh
uravnenij. On schital eto sovershenno neobkhodimim. Imenno poisk
krasoti sostavlyali osnovu ejnshtejnovskogo metoda raboti. Soglasie s eksperimentom ne bilo dlya nego faktorom" (kursiv
moj -- E.Ch.) [23, s.46]. I dalee: "...teoriya, obladayuschaya
krasotoj i elegantnost'yu teorii Ejnshtejna, prosto obyazana
bit' pravil'noj. I esli v kakom-nibud' iz prilozhenij teorii
voznikaet raskhozhdenie, to prichinu nado iskat' ne v krakhe obschikh
printsipov teorii, a v kakom-to svyazannom s etim prilozheniem
pobochnom yavlenii, kotoroe ne bilo sootvetstvuyuschim obrazom
uchteno" [24, s.57]. Kakovo, a? Esteticheskaya fizika srazu zhe
porodila teoriyu chernikh dir i inflyatsionnuyu Vselennuyu, voznikshuyu
v rezul'tate Bol'shogo vzriva tochki. Lavri estetichnosti uravnenij
A.Ejnshtejna perekhvatili sozdateli esche odnoj udivitel'noj
fizicheskoj teorii -- teorii superstrun. "Fiziki, rabotayuschie nad
teoriej superstrun bol'she ne zanimayutsya fizikoj, potomu chto ikh
teorii nikogda ne mogut bit' podkrepleni eksperimentami,
a tol'ko sub'ektivnimi kriteriyami, takimi, kak elegantnost'
i krasota" [25, s.115]. Esli teoriya A.Ejnshtejna, kak schitayut
nekotorie fiziki, bila eksperimental'no podtverzhdena, to teoriya
superstrun ne poddaetsya testirovaniyu, ne mozhet bit'
eksperimental'no proverena i poetomu mozhet bit' vsem chem-libo,
no ne fizikoj. Avtor odnogo iz uchebnikov po teorii superstrun
M.Kaku pishet: "Tomu, kto vpervie izuchaet etu teoriyu, ona chasto
predstavlyaetsya udruchayuschim naborom legend i istoricheskikh
anekdotov, vzyatikh s potolka retseptov i intuitivnikh dopuschenij" [26, s.13]. Po etim "krasivim legendam i anekdotam" uchat
mastitie uchenie studentov, nekotorie iz kotorikh v dal'nejshem
tozhe stanut mastitimi uchenimi i v svoyu ochered' peredadut eti
legendi i anekdoti drugim studentam i t.d.
Krasota estestvennikh i iskusstvennikh
material'nikh ob'ektov kharakterizuetsya sorazmernost'yu chastej,
simmetriej i garmoniej. Estestvennij mir ne yavlyaetsya absolyutno
garmonichnim i simmetrichnim, razvitie material'nikh ob'ektov
proiskhodit v nechetnikh prostranstvennikh izmereniyakh s tsel'yu
dostich' nevidimogo "chetnogo pokoya" [27]. Na osnovanii etogo
ni o kakoj krasote fizicheskogo mira ne prikhoditsya govorit'.
Na protyazhenii pochti vsego XX veka eti teorii, kotorie s lyubikh
filosofskikh ili drugikh nauchnikh pozitsij predstavlyayut logicheskij
nonsens i kotorie dolzhni bili bi bit' zakriti, kak teoriya
flogistona, vladeyut umami mnogochislennoj fizicheskoj kogorti
uchenikh. V nauchnikh shkolakh, kotorie priderzhivayutsya etikh
paranormal'nikh paradigm, pishutsya sotni monografij, uchebnikov,
zaschischayutsya dissertatsii. Vsledstvie etogo, v nastoyaschee vremya
trudno otlichit' nastoyaschuyu nauku ot psevdonauki iz-za togo, chto
mi nakhodimsya vnutri poslednej [28].
Osnovnaya zadacha sovremennoj fiziki, virazhayas' slovami
V.V.Nizovtseva, -- "chisto politicheskaya: restavratsiya" [29].
Eta restavratsiya dolzhna osnovivat'sya na pozitivistskikh
trebovaniyakh, soglasno kotorikh vse ispol'zuemie ponyatiya dolzhni
obladat' eksperimental'nim, i dobavim geometricheskim smislom.
Lyuboe ponyatie fiziki tol'ko togda imeet soderzhanie, kogda
operatsii nad etimi ponyatiyami (tol'ko ne logicheskie i ne operatornie) sootnosyatsya s real'nost'yu. Eksperimental'nie
dokazatel'stva imeyut bolee visokij statut, nezheli
matematicheskie, poskol'ku poslednie ne v sostoyanii okhvatit' vsyu
slozhnost' i tonkost' yavlenij fizicheskogo mira. Matematicheskie
rassuzhdeniya, stroyaschiesya na abstraktnikh matematicheskikh postulatakh
i predpolozheniyakh, mogut legko privesti k oshibkam. V nastoyaschee
vremya s fizicheskimi velichinami provodyatsya matematicheskie
operatsii: slozhenie, vichitanie, delenie, umnozhenie,
differentsirovanie, integrirovanie, vozvedenie v kvadrat,
izvlechenie kornya i dr., khotya nikto i nikogda ne dokazal, chto
s lyuboj fizicheskoj velichinoj mozhno provodit' eto matematicheskie
dejstviya. Poluchennie rezul'tati schitayutsya istinnimi
i prinimayutsya vsemi issledovatelyami kak okonchatel'nie. Nikto
ne zadavalsya voprosom: mozhno li differentsirovat' tu ili inuyu
fizicheskuyu velichinu, a vdrug ona yavlyaetsya chislom? Naprimer,
nekotorie issledovateli schitayut fizicheskoe ponyatie "vremya"
chislom. Esli eto tak, to nikakimi differentsial'nimi uravneniyami
ne mogut bit' opisani dvizheniya material'nikh tel. Vremya schitaetsya
neprerivnim odnonapravlennim yavleniem iz nastoyaschego v buduschee
(znamenitaya strela vremeni). Esli eto ponyatie imeet tol'ko odno
napravlenie, to chto oznachayut stepennie funktsii kvadrata i kuba,
stoyaschie vo vremennikh razmernostyakh uskoreniya i moschnosti? Eto chto
poverkhnost' i ob'em vremeni, ili eto prosto sokraschennaya
formal'naya zapis' dlya sootvetstvuyuschikh vichislenij? Esli prinyat'
poslednyuyu pozitsiyu, to, sleduya etoj logike, ni o kakikh-libo
ploschadyakh i ob'emakh, v kotorikh stoyat analogichnie stepennie
funktsii rassuzhdat' ne imeet smisla. Na osnovanii vsego etogo
sovremennuyu matematiku, kotoruyu ispol'zuyut dlya opisaniya
fizicheskikh yavlenij, ya nazval bi psevdomatematikoj, tak kak ona
yavlyaetsya tol'ko podgonochnim instrumentom dlya polucheniya
kolichestvennikh rezul'tatov v fizike.
Nepostizhimaya effektivnost' matematiki v fizike vozmozhna tol'ko
lish' v tom sluchae, esli vse fizicheskie velichini virazit' cherez
matematicheskie ponyatiya. Po moemu mneniyu, eto veroyatno tol'ko pri
uslovii privedeniya semi fizicheskikh edinits k odnoj edinitse. Esli
vzyat' v kachestve osnovi fizicheskoj edinitsi dlinu, to vozmozhna
polnaya geometrizatsiya vsekh fizicheskikh edinits i velichin i togda
vsyakim matematicheskim spekulyatsiyam s fizicheskimi velichinami budet
polozhen konets, i s nimi mozhno smelo provodit' te ili inie
matematicheskie dejstviya.
To chto v prirode, a sledovatel'no i v fizike, vsё vzaimosvyazano
ne vizivaet nikakikh somnenij. V fizike zhe menya porazili dva
vzaimosvyazannikh fakta. Pervij fakt v mikromekhanike: formal'noe
sovpadenie zapisej kvazichastits tverdogo tela (eeh, hhe, he) s zapis'yu kvarkovskikh struktur adronov (ddu, uud, ud). Vtoroj fakt v makromekhanike:
obratnoe sovpadenie razmernosti uskoreniya LT--2
i energii gravitatsii (LM--2)--1. Takoe sovpadenie v prirode
ne mozhet bit' sluchajnim. V pervom sluchae vozniklo predpolozhenie,
chto geometriya i svojstva elektronno-dirochnikh sostoyanij
poverkhnosti kondensirovannikh sistem yavlyaetsya otobrazheniem
glubinnikh protsessov, protekayuschikh v kvark-glyuonnikh sostavlyayuschikh
atomnogo yadra. Vo vtorom sluchae vozniklo predpolozhenie, chto
kvadrati massi i vremeni yavlyayutsya autentichnimi ponyatiyami (M2 = T2), a uskorenie i energiya gravitatsii imeyut obratnie
razmernosti. Eti dva znamenatel'nikh faktora posluzhili osnovoj
geometrizatsii fizicheskikh velichin.