Валерий Демин. Циолковский.

“Жизнь замечательных людей” (серия биографий) ВЫПУСК 1120 (920)
Валерий Демин
Циолковский

МОСКВА

МОЛОДАЯ ГВАРДИЯ

2005

Фрагмент: с. 190-211

* * *

Ключ к выявлению глубинных закономерностей Космоса содержится в правильном понимании сути таких фундаментальных общенаучных понятий, как пространство и время. В самом деле, трудно представить время отдельно от пространства, и наоборот. Раздельными они сделались, лишь превратившись в абстракции в рамках математически оформленных теорий. В. И. Вернадский в юношеском дневнике (запись 11 января 1885 года), более чем за двадцать лет до появления первых работ по теории относительности, отмечал, что и время и пространство в природе отдельно не встречаются; что нет ни одного явления, которое бы не занимало части пространства и части времени. И только для логического удобства представляются отдельно пространство и отдельно время. Впоследствии Вернадский совершенно справедливо настаивал на различении реального пространства, изучаемого в естествознании, и идеального геометрического пространства. Первое именуется пространством натуралиста, второе — пространством геометра. Задача же философии — не допустить подмены или отождествления этих разнотипных понятий, указать и аргументированно доказать, что не первое (материальное) вытекает из второго (идеального), а наоборот: идеальное отображает материальное.

Точно так же и Циолковский, опираясь на принцип монизма, приходил к выводу о пространственно-временном единстве. Он настаивал и постоянно подчеркивал, что пространство и время (вместе с третьей фундаментальной физической категорией — силой) «не существуют во Вселенной отдельно. Но все они сливаются в представлении о материи. Они же ее и определяют. Без материи не существует ни время, ни пространство, ни сила. И обратно, где есть одно из этих понятий, там есть и материя». Циолковский постоянно полемизирует с Альбертом Эйнштейном: его теорию относительности, или по-другому — релятивистскую теорию (от лат. relativus — относительный) он всегда воспринимал более чем скептически. В письме к В. В. Рюмину от 30 апреля 1927 года он признавался, что его «очень огорчает увлечение ученых такими рискованными гипотезами, как эйнштейновская теория, которая теперь поколеблена фактически <…>». А вот что написал Циолковский 7 февраля 1935 года в заметке «Библия и научные тенденции Запада»:

«Эйнштейн в своей теории относительности (релятивности) приходит, между прочим, к следующим выводам. Вселенная имеет ограниченные размеры: примерно 200 миллионов световых лет. Теперь это опровергнуто уже фактически астрономией. Размеры Вселенной, по мере развития науки, все более и более расширялись и в настоящее время перешли эйнштейновские пределы. Указание на пределы Вселенной так же странно, как если бы кто доказал, что она имеет в поперечнике один миллиметр. Сущность одна и та же. Не те же ли это ШЕСТЬ дней творения (только поднесенные в другом образе). Мы не знаем ограниченности во времени. И сам Эйнштейн признает его неограниченность в прошедшем и будущем. Но раз время беспредельно, то как же может быть ограничено пространство!»

Здесь же высказывается мнение и об открытии красного смешения в спектрах далеких галактик, послужившее вскоре основой господствующей до сих пор теории расширяющейся Вселенной. Согласно этой теории, Вселенная возникла 10—20 миллиардов лет тому назад из сингулярной точки, радиусом равной нулю, в результате так называемого Большого взрыва.

«По спектроскопическим наблюдениям туманности или млечные пути (группы солнц), как бы гонимые страхом Земли, разбегаются от нас в разные стороны и тем скорее, чем они от нас дальше. Тут нет ни страха, ни беготни. Если они и двигаются, то неправильно, в самых разнообразных направлениях и с обыкновенными астрономическими скоростями — в десятки или сотни километров.

Как же это примирить с несомненным указанием спектральных линий? Их перемещение указывает на увеличение длины световых волн, идущих от далеких, почти невидимых солнц. Но отчего же может происходить это увеличение? Оно может происходить не только от движения небесных тел, но также и от других причин. Длина световой волны обратно пропорциональна квадратному корню из упругости эфирной среды и прямо пропорциональна квадратному корню из ее плотности. Значит, источник этого явления — непрерывно возрастающего и стройного движения очень отдаленных солнц — можно объяснить не только нелепым и невозможным движением небесных тел, доходящим по скорости до 20 000 километров в секунду (7% скорости света), но и одной из следующих причин.

1. Чем дальше тело от нас, тем больше замедляется скорость света и тем более увеличивается оттого длина его волны. Разве мы не видим такое же влияние материальной среды на скорость света и длину его волны? Почему же и в эфире не может быть того же? Ведь невозможно отрицать в силу монизма, что эфир материален.

2. Другая причина удлинения волны —увеличение плотности эфира. Это едва ли можно допустить.

3. Наконец, третья причина — уменьшение упругости. что так же сомнительно, как и предыдущее, потому что тогдa нужно предположить, что изменение плотности или упругости, исходя из нашего местоположения, составляет как бы центр этих явлений. Это недопустимо.

Проше объяснить замедление скорости света громадным расстоянием и препятствием со стороны всюду рассеянной в пространстве обыкновенной материи, источник которой тот же эфир. Случайное соединение его частиц дает материю сложную и менее упругую, чем эфир. Это одна из возможных причин.

Надо, впрочем, заметить, что многие ученые не верят этому стремительному расширению Вселенной и пользуются в этом случае указанием спектроскопа для определения громадных расстояний от нас до звездных групп (галактик): чем скорее кажущееся движение, тем дальше туманность (галактика).

Увеличение длины световой волны на сравнительно небольших расстояниях, конечно, зависит более всего от разности в движении светил: тут влияние расстояния мало сказывается. Другое дело — невообразимо большое расстояние спиральных туманностей, или галактик: там преобладает влияние расстояния».

Даже выдающийся американский ученый-космист Эдвин Хаббл (1889—1953), открывший явление красного смещения, достаточно осторожно относился к гипотезе Большого взрыва и разбегания галактик. В самом деле, ведь в спектре нашего Солнца также наблюдается красное смещение, но из этого никто не делает выводов, будто бы дневное светило «убегает» от Земли (или наоборот)! Циолковский внимательно следил за новейшими открытиями в астрономии и космологии, был в курсе главных теоретических дискуссий, скептически относился ко многим скороспелым новациям.

Он высказывал аргументированные возражения также и против других постулатов релятивистской теории, в частности, против принципа постоянства скорости света и его предельности, отвергающего существование в природе сверхсветовых скоростей. Современная наука и философия лишь подтвердили эти выводы Циолковского и его общую оценку теории относительности. Вопреки распространенному мнению и несмотря на устоявшееся наименование, теория относительности на самом деле является теорией типичной абсолютности, в которой на месте старых низвергнутых абсолютов были воздвигнуты новые (что обычно предпочитают замалчивать). На эту характерную черту научного детища Альберта Эйнштейна, кстати, обращал внимание еще основоположник квантовой теории Макс Планк: одна из его работ на данную тему так и называлась — «От относительного к абсолютному» (ее русский перевод публиковался единственный раз в Вологде в 1925 году).

В релятивистской теории абсолютизировано все — от оснований до следствий. Имеются также и неявные, замаскированные абсолюты, играющие тем не менее роковую и самоубийственную роль. Так, в теории относительности, вопреки очевидности и провозглашенному равноправию всех (то есть неограниченного множества) инерциальных систем отсчета, абсолютизируются всего лишь две из них, находящиеся друг с другом в совершенно конкретных отношениях равномерного и прямолинейного перемещения (что, собственно, и описывается при помощи преобразований Лоренца). Формально-математические результаты, полученные применительно только к этим двум системам отсчета, произвольно обобщаются и экстраполируются на весь многообразный мир. На этой абсолютизированной основе и покоится все здание теории относительности, обросшее за время ее существования множеством пристроек. В действительности — и в этом суть — количество соотносящихся друг с другом физических тел и процессов или же материальных систем — неисчерпаемо. Причем закономерности их соотношения (существуют особые законы отношения, как правило, никем не учитываемые) таковы, что отношения даже трех систем — а тем более и множества — не тождественны отношению двух (то есть минимума).

Кстати, и в специальной теории относительности (СТО), вопреки господствующему представлению, действуют не две, а три системы отсчета: третьей выступает свет как совокупность фотонов — реальный, самостоятельный и независимый от механического перемещения инерциальных систем электромагнитный процесс. В Лоренцовых преобразованиях реальное световое движение отображено в виде самостоятельного члена — с, причем таким образом, что с ним (а точнее — с его абсолютизированной скоростью, возведенной в ранг абсолютной константы) соподчиняются остальные два члена реального трехэлементного отношения, а именно — движущаяся и покоящаяся системы отсчета. Уже отсюда следует, что распространенные интерпретации преобразований Лоренца некорректны по той простой причине, что не учитывают трехчленность описываемой в них реальной системы, принимаемой за двухчленную.

Между тем достаточно сопоставить с двумя (или тремя) системами отсчета, абсолютизированными в рамках СТО. еще одну или несколько — и весь храм релятивистской физики зашатается. Ничто не мешает, к примеру, взять 4—5— 10—100 и т. д. систем отсчета и произвести поочередные или групповые преобразования их пространственных и временных координат. И всякий раз перед изумленным взором будет открываться «новый дивный мир», который зачастую не способен вместить человеческое воображение, если только не отвлечься от того самоочевидного факта, что каждая из образуемых в результате математических преобразований моделей действительности — всего лишь игра нашего теоретического мышления, или, как говорили в старину, спекулятивная конструкция, подгонять под которую природу — одно из самых бесполезных и неблагодарных дел.

Зыбкость релятивистской картины мира обнаруживается, если произвести «обращение» положенных в ее основу формул. Поскольку все системы отсчета равноправны, постольку любую из них можно считать условно покоящейся, в таком случае другая (или другие) будет условно движущейся. Например, пуля, выпущенная из пистолета, может быть принята в качестве условно покоящейся системы отсчета; в таком случае сам пистолет, стрелок, земная поверхность, окружающая среда и т. д. могут быть рассмотрены как движущиеся относительно условно неподвижной пули. Чтобы воочию убедиться в искусственности и абсурдности подобного подхода в понимании фундаментальных закономерностей материального мира, в качестве условно неподвижной системы отсчета достаточно взять одиночный фотон (или группу фотонов). Оказывается, что при этом весь остальной объективный мир во всем его многообразии должен, согласно канонам СТО, двигаться со световой скоростью относительно условно неподвижного фотона.

Аналогичным образом можно рассмотреть и движение фотонов относительно космологической сингулярности (бесконечно плотной точки, радиус которой близок к нулю) после Большого взрыва. Любой фотон, находящийся на границе расширяющейся световой сферы, может быть принят за условно неподвижную систему. В таком случае сингулярная точка должна рассматриваться как система координат, удаляющаяся со световой скоростью от каждого такого фотона. Нет необходимости добавлять, что одновременное удаление центральной точки сразу от всех фотонов, расположенных по кромке сферической волны, является верхом алогичности и бессмысленности, на чем вряд ли станут настаивать даже самые твердолобые апологеты релятивистской теории. Тем самым обнаруживается принцип самоликвидности, изначально заложенный в релятивистской теории: достаточно последовательно довести до логического конца ее собственные постулаты (то есть произвести обращение преобразований) и вся теоретическая система самоликвидируется ввиду непреодолимых противоречий.

Но в теории относительности абсолютизируются отношения не только инерциальных систем и их составляющих, но также и особый способ определения одновременности удаленных событий с помощью посылки электромагнитного сигнала к удаленному объекту и соответствующих расчетов после его возвращения назад. Однако подобный трудноосуществимый способ не является единственно возможным. Во-первых, синхронизация часов может быть произведена при помощи не только искусственных, но и естественных сигналов. Естественными природными сигналами являются, к примеру, вспышки сверхновых звезд, распространяющиеся в виде гигантских сферических световых волн в Галактике и далеко за ее пределами. Так, в феврале 1987 года все информационные агентства мира сообщили о вспышке сверхновой звезды в галактике Большое Магелланово Облако, которая произошла 170 тысяч лет назад (такое время потребовалось свету, чтобы достичь Земли). Сферическая волна, образовавшаяся в результате вспышки этой сверхновой звезды, как бы живет самостоятельной жизнью во Вселенной, подчиняясь конкретным физическим законам. Подобно колоссальному, космических размеров, мыльному пузырю, непрерывно расширяющемуся со скоростью света и охватывающему все новые и новые просторы Вселенной, она «засекает» фронтом своего прохождения неисчислимое множество разнообразных материальных объектов. Отсюда следует, что прохождение световой волны через определенные участки Галактики, фиксируемое в виде начала вспышки (или ее окончания), является одновременным для всего неограниченного множества точек, расположенных на одинаковом расстоянии от источника. Все события, происходящие в данный момент на этих участках космического пространства, будут одновременными. Если в данных точках разместить атомные часы, которые включались бы в момент прохождения волны, то все эти часы, разделенные каким Угодно расстоянием, заработали бы одновременно и пошли синхронно.

Во-вторых, одновременность можно зафиксировать без всяких сигналов, опираясь в основном на геометрические и тригонометрические методы (хотя и учитывая при этом физические и космические процессы). Например, добиться синхронизации удаленных друг от друга часов вполне допустимо путем измерения углов. Так, на основе учета периода собственного вращения вокруг оси Земли и Марса, а также их движения вокруг Солнца, на обеих планетах можно найти две такие точки, где заранее выбранная звезда будет наблюдаться под одним и тем же углом. Данный момент и позволит синхронизировать некоторые исходные точки временного отсчета на обеих планетах.

Проблема эмпирического мгновения — одна из глубочайших загадок природы, при решении которой вскрывается реальное содержание, не менее богатое, чем то, которое нами осознается в безбрежности пространства-времени Космоса. На примере распространения сферической световой волны видно, что любые события, оказавшиеся в определенный момент времени на линии фронта прохождения волны, объективно происходят в одно и то же мгновение. Понятно, что Циолковский не мог пройти мимо проблемы одновременности и трактовал он ее весьма оригинально:

«Особому рассмотрению должно быть подвергнуто представление о “мгновенности” времени… Что такое мгновенность? Мгновенная передача импульсов от одного конца стержня к другому. Говорят, что такой мгновенный процесс совершается вне времени, но только в пространстве. Но опять-таки это неверно, ибо мгновенность может быть одной тысячной, одной миллионной или одной миллиардной и так далее секунды. Значит, никакой мгновенности не существует, и физики не должны пользоваться этим ложным термином. Мгновенность, как и одновременность, в покоящихся и движущихся системах суть проявление нашего крайнего невежества! Серьезно говорить о мгновенности просто нельзя, ибо она только удобная форма, принятая для “объяснений” событий.

Особенно странной мне кажется “мгновенность”, которой оперирует Эйнштейн в своей теории относительности. Конечно, никакой мгновенности в природе не существует, и то, что он относит за счет понятия “вне времени”, происходит в ничтожные доли секунды, как искусственной единицы, и за счет пространства, как он справедливо полагает. Если время как явление природы существует, то ничто не может быть вне времени, ибо это — бессмыслица. Если времени не существует, тогда из него нельзя создавать обязательный фактор движения системы и украшать земными часами все космические стержни, а Минковскому из абстрактного понятия времени делать четвертую координату, которую приставляют к трехмерному пространству. Надо согласиться, что это удобная конструкция, особенно для электродинамики, но насколько она реальна — это еще никем не доказано!»

В современной научной литературе широко распространена точка зрения, согласно которой понятие мгновенности не имеет физического смысла, поскольку оно будто бы является следствием преодоленного наукой представления о дальнодействии и бесконечных скоростях. Однако подобный подход вытекает из глубоко укоренившегося мнения об отсутствии скоростей, превышающих скорость света. Мифический закон «предельности скорости света», являющий собой типичную абсолютизацию и фетишизацию конкретного математического соотношения, не выдерживает никакой критики. Вывод о существовании якобы непреодолимого «светового барьера» зиждется на сугубо формальных основаниях — абсолютизированном истолковании релятивистского коэффициента, подкоренное значение при определенных условиях обращается в нуль.

Но одно дело объективные физические закономерности, и совсем другое — их математическое описание. Все эффекты, вытекаюшие из преобразований Лоренца, касаются в первую очередь численных значений, возникающих из соотношения между механическим перемещением инерциаль-ной системы отсчета и процессом распространения света. Данное объективное отношение, будучи выражено в математической форме, может принимать любые численные значения, включая нулевые и бесконечные. Но это вовсе не налагает непременного запрета на движение в зависимости от того, что получается в результате конкретных математических преобразований или расчетов — нуль или бесконечность. Если вместо скорости света подставить в релятивистские формулы скорость звука (что вполне допустимо, и такие подстановки, отображающие реальные физические ситуации, делались), то получится аналогичный результат: подкоренное выражение релятивистского коэффициента способно обратиться в нуль. Но никому же не приходит в голову утверждать на этом основании, будто бы в природе недопустима скорость, превышающая скорость звука.

Чем же, в таком случае, оправдать абсолютизацию математического отношения, из которого якобы вытекает «предельность скорости света»? Какую же. в таком случае, реальность описывают знаменитые релятивистские формулы, вытекающие из преобразований Лоренца? Только ту. которая зафиксирована в самих формулах. — и никакую другую, причем не в космических масштабах, а в строго определенных границах, очерченных самими же формулами: есть две системы отсчета — условно неподвижная и условно перемешающаяся (в любое время их можно поменять местами), а параллельно равномерному и прямолинейному перемещению движется луч света (что-то вроде следующего: лодка (в темноте) отплывает от берега, а в корму ей светят фонариком). Релятивисты же обыкновенные изменения в числовом соотношении временных отрезков и пространственных длин пытаются экстраполировать на все время и пространство, абсолютизируя тем самым математические формулы, имеющие ограниченную сферу приложения.

Что касается реальных сверхсветовых скоростей, то они давно уже получены в опытах, которые ставились Н. А. Козыревым, А. И. Вейником, В. П. Селезневым, А. Е. Акимовым и другими отечественными учеными. Обнаружены и внегалактические объекты, обладающие собственной сверхсветовой скоростью. И российские, и американские физики получили сходные результаты в активных средах. Однако абсолютизирование понятый релятивизм заставляет догматически мыслящих теоретиков настаивать на своих абсурдных интерпретациях, а заодно приструнивать экспериментаторов, открывающих факты, в корне противоречащие всяким теоретическим домыслам.

В 2000 году весь мир облетело сенсационное сообщение: американские физики из Принстонского института-NEC в серии опытов сумели преодолеть скорость света*, что, как известно, противоречит теории относительности.

* В эксперименте, поставленном американскими физиками, использовались свойства нелинейности специально организованной оптической среды, содержащей атомы цезия, охлажденные практически до абсолютного нуля, что давало необычный коэффициент преломления света. Именно на выходе из ячейки с такой средой и удалось зафиксировать скорость света, превышающую скорость распространения света в вакууме.

Периодика Старого и Нового Света запестрела заголовками, вроде: «Скорость света преодолена», «Эврика! Ученые преодолели скорость света», «Эйнштейн переворачивается в гробу быстрее скорости света». А что же отечественные газеты и журналы? Поначалу большинство из них точно в рот воды набрало. Наконец в ноябре научное приложение к «Независимой газете» — «НГ-Наука», № 10, опубликовало со ссылкой на известного российского физика, академика Виталия Лазаревича Гинзбурга, надо полагать, официальное мнение российских ученых под заголовком: «Сенсационные сообщения о преодолении скорости света оказались логической ошибкой».

Что же противопоставляют российские корифеи теоретической физики данным, полученным в американских лабораториях? Всего лишь набор старых как мир софистических уловок, вроде нереальности «солнечного зайчика»: известно. что если двигать или раскручивать вокруг своей оси зеркало с отраженным солнечным светом или любой другой световой источник, то конец луча (если, конечно, он достаточно удален) будет описывать дуговое или круговое движение со скоростью, во много превышающей световую.

Не успели поутихнуть страсти вокруг достижения сверхсветовой скорости, как электронные средства массовой информации и газеты принесли другую ошеломляющую новость: начало III тысячелетия ознаменовалось новым эпохальным экспериментом: ученым удалось остановить свет! Физики из двух американских лабораторий, базирующихся в Кембридже (штат Массачусетс), объявили о революционном открытии, сразу же поставившем под сомнение теорию относительности. Лене Вестергаард Hay из Гарвардского университета, Рональд Уолсворт и Михаил Лукин (наш соотечественник) из Института астрофизики создали относительно несложную по конструкции установку. Луч света, проходя через систему зеркал, оказывается в конце концов в ловушке из охлажденных почти до абсолютного нуля молекул рубидия: на их поверхности как раз и замедлили свое движение и как бы «замерзли» фотоны лазерного луча. Затем с новым пучком света они вновь «оттаяли» и продолжили движение.

Поставленный эксперимент начисто опровергает один из фундаментальных устоев теории относительности — принцип постоянства скорости света, согласно которому скорость света не зависит ни от каких пертурбаций в движении источника или приемника. Остановка света означает полный крах данного постулата, без которого и вся теория относительности — ничто. Собственно, известно это было давно. Теоретик космической навигации, профессор Василий Петрович Селезнев еще в 1960-е годы демонстрировал то же самое ученым и космонавтам в Дубнинском Объединенном институте ядерных исследований на примере массы покоя фотона. Никто ведь не может оспорить факта, что для того, чтобы отразиться в зеркале, фотон должен сначала затормозиться на его поверхности (то есть обрести массу покоя) и лишь затем двинуться датьше. Приняв участие в продолжении дискуссии (уже в конце 1980-х годов), я довел рассуждение профессора Селезнева до логического конца: данный факт, с коим практически каждый сталкивается повседневно, является неоспоримым доказательством того, что скорость света относительно приемника (зеркала), вопреки постулату Эйнштейна, не может быть постоянной хотя бы потому, что, достигая приемника, фотон сбавляет скорость до нуля.

Новые факты, опровергающие принцип постоянства скорости света, появляются чуть ли не каждый год. В 2004 году физики Стив Ламоро и Джастин Торгерсон из Лос-Аламосской национальной лаборатории установили изменяемость мировой константы альфа, что, в свою очередь, свидетельствует о переменности световой константы.

Теперь о пресловутом солнечном «зайчике» — сколько же десятилетий им морочат голову всему честному миру! Прежде всего, нас пытаются уверить в его нереальности, а затем, как следствие, — в нереальности сверхсветовой скорости, с которой «зайчик» способен перемещаться. Особенно поражает… — как бы это помягче сказать — наивность современных ученых, что ли, и особенно — их доверчивой аудитории: она, наподобие толпы из андерсеновской сказки, никак не может решиться сказать, что король попросту голый. А некоторые современные физики-теоретики, вроде ловких портных из той же самой сказки, пытаются всех уверить (и себя заодно тоже), что движение солнечного «зайчика» нереально! Позвольте, а что же в таком случае реально? Быть реальным — значит существовать! Реальны даже бредовые мысли в пустой голове, не говоря уж о самой голове глупца. А тут световой «зайчик» — световое пятно и его движение. Что же здесь нереального? Сплошная физика, так сказать: поток материальных фотонов (квантов электромагнитного поля), производящих физическое давление; световое пятно — зрительно воспринимаемое и даже тактильно ощущаемое и согревающее кожу — в результате попадания фотонов на материальную поверхность и, наконец, движение этого пятна (или конца светового луча) в материальном пространстве.

Все эти парадоксы — как объективные (то есть относящиеся к самой природе), так и субъективные (то есть относящиеся к математическим абстракциям и нигде, кроме головы теоретиков, не существующие) — стали, наконец, предметом комплексного рассмотрения независимых аналитиков. В конце XX века во Франкфурте-на-Майне вышла в свет объемистая книга немецких физиков — Георга Галецки и Петера Марквардта — под названием «Реквием по частной теории относительности». На русский язык она пока не переведена, но существует ряд добротных изложений (по существу расширенных рефератов)*, а также интернетовских сайтов. дающих полное представление о существе дела. «Большинство людей убеждено в том, что Альберт Эйнштейн — один из величайших гениев в истории человечества, а его частная теория относительности — одно из крупнейших достижений науки, — пишут немецкие авторы. — Прежде так думали и мы. Но вот теперь всем нам впору утверждать обратное, ибо исследования показали: гений заблуждался!»

* См. дискуссию на данную тему: Прав ли Эйнштейн? // Знание-сила. 2002. № 1. Далее мы опираемся на пересказ книги Георга Галецки и Петера Марквардта. содержащийся в статье Александра Голяндина «Немецкие ученые утверждают: теория относительности Эйнштейна лжива!», опубликованной в указанном номере журнала.

Последующие выводы более чем сенсационны: практически все факты и их объяснения, составляющие фундамент так называемой частной теории относительности, либо сфабрикованы, либо сфальсифицированы. Все началось еще во второй половине XIX века, когда англичанин Джеймс Клерк Максвелл и немец Генрих Герц сформулировали теорию света и электромагнитных волн, согласно которой свет имеет волновую природу. Но волны способны распространяться только в материальной среде, коей в те времена считался эфир. Естественно возник вопрос: неподвижен ли эфир относительно Земли и если движется, то как измерить его скорость?

Выяснением этого вопроса занялись Альберт Майкельсон и Эдвард Морли, поставившие в 1881 году свой знаменитый эксперимент. На сложной и громоздкой установке, схематическое изображение которой теперь можно найти в любом учебнике физики, они измерили скорость света, отражавшегося между двумя зеркалами. Во время первой серии экспериментов свет двигался в том же направлении, что и Земля; в другой — в обратном направлении. В результате Майкельсон и Морли никакого «эфирного ветра» не обнаружили. Однако приборы того времени были весьма несовершенны, и сами Майкельсон и Морли не очень-то доверяли полученным результатам. Тем не менее они предположили: скорость света всегда одинакова; следовательно, эфирного ветра не существует.

Альберт Эйнштейн абсолютизировал эту гипотезу и на ее основе сформулировал один из главных постулатов теории относительности — скорость света всегда постоянна. Некоторое время ученым физикам нечего было возразить. Но вот в 1933 году Дейтон Миллер, повторив опыт Майкельсона—Морли, доказал обратное — «эфирный ветер» существует. А стало быть, частная теория относительности основана на неверной теоретической посылке. Даже Эйнштейн, который вслед за частной создал общую теорию относительности, вынужден был признать, что во Вселенной, возможно, существует нечто, передающее движение и инерцию. Противореча самому себе, он как-то заметил, что «пространство немыслимо без эфира».

Фальсификация коснулась и математического фундамента творения Эйнштейна — преобразований Лоренца, из одностороннего истолкования которых и вытекали все релятивистские чудеса и парадоксы, в том числе и вывод о продольном сокращении — в направлении движения — размеров быстро движущихся тел. По этому поводу еще в 1909 году известный австрийский физик Пауль Эренфест высказал вполне резонное сомнение: «Допустим, движущиеся предметы действительно сплющиваются. В таком случае, если мы приведем во вращение диск, то при увеличении скорости его размеры, как утверждает г-н Эйнштейн, будут уменьшаться; кроме того, диск искривится. Когда же скорость вращения достигнет скорости света, диск попросту исчезнет. Куда же он денется?..»

Релятивисты попытались оспорить выводы Эренфеста, опубликовав на страницах одного из специальных журналов свои аргументы. Но они оказались малоубедительны, и тогда Эйнштейн нашел другой «контраргумент» — помог оппоненту получить должность профессора физики в Нидерландах, к чему тот давно стремился. Эренфест перебрался туда в 1912 году, и тотчас же из книг о частной теории относительности исчезло упоминание о так называемом парадоксе Эренфеста. О нем предпочли попросту забыть.

Лишь в 1973 году умозрительный эксперимент Эренфеста был проверен на практике. Американский физик Томас Фипс сфотографировал диск, вращавшийся с огромной скоростью. Снимки эти должны были послужить доказательством формул Эйнштейна. Однако вышла промашка. Размеры диска — вопреки теории — не изменились. «Продольное сжатие» оказалось чистейшей фикцией. Фипс направил отчет о своей работе в редакцию научно-популярного журнала «Nature». Но там его отклонили: дескать, рецензенты не согласны с выводами экспериментатора. В конце концов статья была помещена на страницах некоего специального журнала, выходившего небольшим тиражом в Италии, и осталась, по существу, незамеченной.

Точно так же обстоит дело и с десятками и сотнями других экспериментальных данных, которые якобы подтверждают релятивистскую теорию. Георг Галецки и Петер Марк-вардт скрупулезно проследили историю каждого такого «эксперимента». Вот лишь два показательных примера из книги «Реквием по частной теории относительности». Первый эксперимент, проведенный еще в 1950-е годы, касался определения среднего времени жизни мюонов — частиц, возникающих при столкновении частиц космического излучения с молекулами воздуха. Обычно мюоны живут всего две миллионные доли секунды, а затем распадаются на какие-то другие частицы. Происходит все это в 20—30 километрах от поверхности нашей планеты. Следовательно, достичь Земли мюоны не могут. Однако их все-таки обнаруживали у самой ее поверхности. В чем же дело? Долгое время в ходу было следующее объяснение. Скорость движения мюонов крайне высока, значит, время для этих частиц, согласно теории относительности, меняется. Мюоны, как можно предположить, не старятся и достигают Земли, тем самым подтверждая выводы Эйнштейна. Экспериментальное доказательство налицо! Однако результаты исследований, проведенных еще в 1941 году, выявили следующее. Во-первых, мюоны образуются на любой высоте, в том числе и невдалеке от поверхности Земли. Во-вторых, мюоны живут дольше вовсе не потому, что время для них растягивается, как гласит теория Эйнштейна, а потому, что из-за своей высокой скорости они не так часто сталкиваются с другими частицами.

Второй эксперимент провели в 1972 году американцы Джозеф Хефеле и Ричард Китинг. В течение пяти суток они летели на двух самолетах вокруг земного шара в противоположных направлениях. Один из них двигался строго на восток, другой — на запад. На борту обеих машин находились синхронно работавшие атомные часы. К концу эксперимента ученые должны были зафиксировать, согласно теории относительности, некоторую разницу во времени. Вернувшись с небес на землю, оба ученых заявили, что расчетные данные подтвердились. Однако только теперь, изучив материалы эксперимента, Галецки и Марквардт убедились, насколько сомнительны тогдашние выводы. Хефеле и Китинг определили, что разница во времени составила 132 наносекунды. Однако погрешность измерения самих атомных часов составляла 300 наносекунд! Следовательно, разница вполне укладывалась в пределы погрешности. Более того, исследователи во время полета вновь и вновь синхронизировали часы. Таким образом результат, полученный ими, никак не может подкрепить теорию относительности.

Многие отечественные ученые также со значительной долей сомнения относились к релятивистской теории. Среди них академики Мстислав Всеволодович Келдыш и Сергей Павлович Королев. И связано это было не с теоретическими предпочтениями или симпатиями, а с теми практическими задачами, которые приходилось решать советской науке в процессе освоения Космоса. Так, эхолокация планеты Венеры, проводившаяся первоначально на основе релятивистских расчетов (то есть без учета реальной скорости мощного радиолокационного сигнала), в свое время окончилась неудачей. Чтобы подогнать расчетно-экспериментальные данные к реальным результатам, ученым пришлось условно «переместить» Венеру примерно на 700 километров, дабы свести концы с концами. Аналогичные «сбои» произошли при запусках космических аппаратов «Фобос-I» и «Фобос-II» к Марсу, закончившихся, как известно, безрезультатно.

Какой же физический смысл имеет, в таком случае, скажем, знаменитое релятивистское «растяжение» временного интервала, или, по-другому, — «замедление» времени? Циолковский отвечал на этот вопрос так:

«Замедление времени в летящих со субсветовой скоростью кораблях по сравнению с земным временем представляет собой либо фантазию, либо одну из очередных ошибок нефилософского ума. <…> Замедление времени! Поймите же, какая дикая бессмыслица заключена в этих словах!»

В самом деле, из двух релятивистских формул, хорошо известных из школьного курса физики, следует, что в материальной системе отсчета, движущейся равномерно и прямолинейно относительно условно покоящейся системы и связанного с ней наблюдателя, временные промежутки «растягиваются» (течение времени «замедляется», отчего родители-космонавты могут якобы оказаться моложе собственных детей, оставшихся на Земле), а пространственные длины сокращаются. Так ли это? Весь вопрос в том, как понимать фиксируемое «растяжение» и «сокращение». Вытекает ли из формул, что «замедляется» всякое время, связанное с перемещающейся системой отсчета, — и продолжительность жизни, и процессы мышления или рефлексы и биоритмы? И действительно ли укорачивается космический корабль, сплющиваются в нем все предметы, живые организмы и сами космонавты? Если рассуждать последовательно-реалистически, то упомянутые эффекты непосредственно из релятивистских формул не вытекают, а являются следствием их свободного истолкования.

Формула, как это ей и положено, описывает (отображает) строго определенные физические параметры и процессы, которые, собственно, и фиксируются в виде символических обозначений. Физическая формула может описывать только физические (а не химические, биологические, социальные) закономерности. Прямая экстраполяция формул на целостную Вселенную также недопустима. В данном смысле приведенные выше релятивистские формулы раскрывают всего лишь объективное отношение между механическим перемещением тела и синхронно-совместным с ним движением света. Соотнесенность этих двух физических явлений зафиксирована в подкоренном соотношении двух совершенно различных скоростей — 1) скорости равномерного и прямолинейного перемещения инерциальной системы) и 2) скорости света, движущегося параллельно той же системе. И то и другое соотносится с третьим элементом реального трехчленного отношения — условно неподвижной системой отсчета.

В соответствии с известным выводом из преобразований Лоренца численная величина времени в движущейся системе отсчета оказывается большей в сравнении с покоящейся. Но что конкретно означает увеличившийся временной интервал в движущейся системе? Единственное: в движущейся системе отсчета свету потребуется больше времени, чтобы покрыть расстояние, одинаковое с зафиксированным отрезком покоящейся системы координат. Например, в поезде, мчащемся через туннель, таким одинаковым пространственным отрезком будут длина самого поезда и соответствующее расстояние в неподвижной системе туннеля. Для преодоления длины мчащегося поезда свету потребуется больше времени, чем для прохождения того же самого расстояния, отмеренного на железнодорожном полотне или на стене туннеля. Для того чтобы свет мог достигнуть головы переднего вагона (ни вагоны, ни поезд в целом при этом своей длины не меняют — они просто перемещаются вперед), потребуется дополнительное время. Естественно, что в совокупности данный временной интервал будет превышать время, которое потребовалось для преодоления того же расстояния в неподвижной системе отсчета. При сравнении же результатов измерения окажется, что временной интервал в движущейся системе как бы «растягивается». В действительности же один и тот же световой сигнал, данный в определенный момент из определенного источника, затратит различное время для преодоления одного и того же расстояния в различных системах отсчета, и в движущейся системе это время будет тем больше, чем выше механическая скорость системы.

Почему так существенно рассматривать совместное параллельное движение светового луча, с одной стороны, и ракеты или любого другого материального объекта — с другой? Потому что таковы конкретные условия, задаваемые преобразованиями Лоренца, из которых выводятся релятивистские формулы. В проанализированных выше примерах системы отсчета привлекаются не поочередно (как это делается во всех работах, посвященных теории относительности), а одновременно, в триединстве с процессом электромагнитного излучения, ибо таков объективный смысл преобразования координат. Кроме того, в отличие от распространенных трактовок релятивистских эффектов, существенно важно рассматривать не поведение света с точки зрения наблюдателей, находящихся в разных системах отсчета, а наоборот, обе системы (покоящуюся и движущуюся) — с точки зрения движения электромагнитных волн*.

* Анализ других примеров см.: Демин В. Н. Тайны Вселенной. М.. 1998; Если оседлать луч света // Домашний лицей. 2002. № 4; и др-Или: персональная страница в Интернете http://www.shaping.ru/mku/demin.asp.

Ничего другого релятивистские формулы не означают (разве что в них рассматривается поперечный снос светового луча света, что и дает, по теореме Пифагора, подкоренное выражение) и означать не могут — по той простой причине, что описывают совершенно конкретное соотношение между электромагнитными процессами (движение света) и равномерно-прямолинейным перемещением физической системы. Все остальное — результат домыслов и предположений. И задача конструктивного космического миропонимания, как его развивал Циолковский, — найти в разного рода догадках рациональное зерно и отделить зерна от плевел. Сам он на протяжении всей жизни обращался к теории относительности и ее более чем странным утверждениям. Вот его доподлинное мнение на сей счет в записи А. Л. Чижевского:

«Чисто математические упражнения, может быть, и любопытные, как забавнейшая игра человеческого ума, представляют в действительности бессмыслицу, которой отличаются многие современные теории, начало которым было положено примерно в середине прошлого века. Успешно развиваясь и не встречая должного отпора, бессмысленные теории одержали временную победу, которую они. однако, празднуют с необычайно пышной торжественностью! Будучи в целом безумными, эти теории кое-что помогли объяснить. Но они зарвались и достигли своего апогея. <…> Они не приводят к реальному познанию природы, а, наоборот, уводят человека в мир парадоксов, где уже никто (даже и сами авторы этих теорий) разобраться не может. Я не верю им, когда они говорят, что все выводы теории относительности им понятны. Я ведь тоже интересовался общей и специальной теорией относительности и делю их на две части: доступную уму человека и непостижимую уму. <…>

Физики хотят уверить меня в том, что явления, протекающие в микрокосмосе, непредставимы наглядно и поддаются только математической интерпретации! Но не будем говорить об этом вздоре. <…> Я перестал верить физикам: у них, как говорится, ум зашел за разум! Отсюда следует вывод: либо физики ошибаются, либо природа микрокосмоса крупно их подвела и ничего заумного в ней нет! Ничего заумного, а наоборот, все в микрокосмосе подчинено строгим законам, еше более строгим, чем в макрокосмосе, законам, которые доступны человеческому разуму и познанию, а не только математическим формулам!

<…> Во все времена и у всех народов физики ошибаются в творении идей и теорий, ошибаются даже в трактовке некоторых опытов! Эта традиция идет из века в век, из тысячелетия в тысячелетие. То, что утверждается сегодня, опровергается завтра. Эти вечные ошибки понятны и за них нельзя бранить физиков, но и принимать на веру многое тоже нельзя. И я, грешный человек, думаю, что через сотню лет от парадоксов сегодняшнего дня ничего не останется. Я глубоко уверен, что в реальном мире, где отсутствует мысль человека, никаких парадоксов нет, и нет многого такого, чем мы наделяем природу, вследствие нашей ограниченности».

С горечью и возмущением говорил Циолковский о тенденции выдавать за истину скороспелые и непроверенные гипотезы, а также о «многоэтажных гипотезах», в фундаменте которых нет ничего, кроме чисто математических построений. Именно отсюда проистекают многочисленные парадоксы и спекуляции, милые сердцу многих современных ученых, ибо, опираясь на подобные парадоксы, можно доказывать все что угодно и изобретать «явления», не существующие в природе. В свою очередь, «это привело к появлению особого жанра в области литературы “наукообразных” сочинений, не имеющих ровно никакого познавательного значения, но пересыпанных математическими знаками».

* * *

С помощью подмены понятий и других софистических приемов релятивисты пытаются «запретить» и бесконечность, а также вечность мироздания. Это проделывается путем абсолютизации некоторых абстрактно-математических моделей Вселенной (положительной, отрицательной или нулевой кривизны), являющихся конечными. На первый взгляд понятие кривизны кажется тайной за семью печатями, загадочной и парадоксальной. Человеку даже с развитым математическим воображением нелегко представить, что такое кривизна. Однако не требуется ни гениального воображения, ни особого напряжения ума для уяснения того, что кривизна является не субстратно-атрибутивной характеристикой материального мира, а результатом определенного отношения пространственных геометрических величин, причем — не просто двухчленного, а сложного и многоступенчатого отношения, одним из исходных элементов которого выступает понятие бесконечно малой величины. Именно так истолковывал понятие кривизны и Циолковский: «…”кривизна константы” явление математическое. а не физическое».

Русский ученый как будто предчувствовал, что абсурд и дальше будет развиваться именно в данном направлении. Но он даже не мог предположить, что предполагаемый абсурд может превзойти сам себя: сингулярная точка, положенная в основу концепции Большого взрыва, оказалась равной нулю. Вывод Циолковского по всему комплексу затронутых проблем в высшей степени эмоционален:

«Если же он (Космос) вечно сиял, как теперь сияет, то может ли прекратиться вечное! Что сохранилось в течение бесконечности времен, то не может уже исчезнуть. Так не могут исчезнуть и небесные огни, а следовательно и жизнь, производимая ими».

Вывод релятивистской теории о якобы существующем в природе запрете на сверхсветовые скорости также, по Циолковскому, вполне вписывается в представление, признающее сотворение мира из ничего, и ученый приводит соответствующие доводы. Аналогичные суждения, к тому же в резкой форме, Циолковский высказывал в частной переписке. Именно из-за содержащейся здесь нелицеприятной критики теории Эйнштейна эти письма великого русского ученого никогда не публиковались (не опубликованы они и по сей день) и всячески скрывались от широкой общественности.

В свое время великий немецкий математик Карл Фридрих Гаусс (1777—1855), кстати, весьма чтимый К.Э.Циолковским, ввел в научный оборот понятие меры кривизны, он относил ее не к кривой поверхности вообще, а к точке на поверхности и определял как результат (частное) деления (то есть отношения) «полной кривизны элемента поверхности, прилежащего к точке, на самую площадь этого элемента». Мера кривизны означает, следовательно, «отношение бесконечно малых площадей на шаре и на кривой поверхности, взаимно друг другу соответствующих». В результате подобного отношения возникает понятие положительной, отрицательной или нулевой кривизны, служащее основанием для различных типов геометрий и в конечном счете — основой для разработки соответствующих моделей Вселенной.

Гаусс не возводил свои выводы в абсолют и не объявлял их сущностью мироздания. Зато в этом преуспели последующие эпигоны. Между тем любая из известных космологических моделей, любые из лежащих в их основе геометрий или используемых в них понятий и формул описывают не целостный материальный мир, а лишь определенные системы присущих ему объективных отношений. Поэтому каждая такая модель адекватно отражает систему связей и отношений объективного мира, но ни одна из этих моделей не может исчерпывать богатства вечной и бесконечной Вселенной. Главный же аргумент: почему ни одна из космологических моделей не устанавливает границ для бесконечного материального мира — заключается в следующем. Каждая такая модель отображает и фиксирует определенные пространственные (и временные) отношения, а отношения в принципе не могут выступать в виде материальных границ. Такие границы присуши не отношениям, а находящимся в них материальным элементам, для которых пространственно-временная конечность (ограниченность) является выражением самого их существования.

Космическое всеединство мира неотвратимо предполагает бесконечность Вселенной. По-прежнему остаются актуальными слова Циолковского:

«Некоторые вообще отрицают бесконечность. Но ведь одно из двух: конечность или бесконечность. Среднего мнения быть не может. Ограниченность никакой величины допустить нельзя. Значит, остается признать только одно — бесконечность». Он связывал бесконечность Вселенной с фундаментальными категориями бытия — пространством, временем, силой и чувством: «Так как время бесконечно, то бесконечно и распространение материи с ее четырьмя свойствами. Значит, бесконечны так же: пространство, сила и чувство (ощущение), т. е. они везде и всегда есть. Но что такое бесконечность? Известная астрономам Вселенная с ее атрибутами нам кажется поражающей величины. Громадны размеры небесных тел. их расстояния, диаметры млечных путей, их расстояния, величины Эфирного Острова, т. е. всей известной Вселенной. Еще большими числами выражается ее объем. <…> Какой же вывод? А вот какой: все известное нам о Вселенной совершенный нуль в сравнении с неизвестным. Если путается человеческий мозг перед числом 55 то как же он будет путаться перед бесконечностью? Если известная Вселенная поражает человека до отупения, если его ум нуль в сравнении с нею. то каков же он по отношению к неизвестной бесконечной Вселенной! Если на каждом шагу она приводит нас в изумление и поражает своими неожиданными свойствами, то как же может нас поразить истинная бесконечная Вселенная!!! Какие бы мы чудеса не вообразили — она даст бесконечно больше. Их не может себе представить ум, который далее в миллион раз выше человеческого».

Критерии, отличающие научно-космистский подход к пониманию бесконечности от естественно-математического, очень просты. Во-первых, научный космизм рассматривает действительную бесконечность действительного материального мира, а в современных естественно-математических науках конструируются различные абстрактные модели. Во-вторых, теоретическая и прикладная математика (включая и приложение математики к физике и космологии) анализирует бесконечность как отношение (численное, множественное, пространственное); космическая философия же рассматривает бесконечность с точки зрения единственности, уникальности Вселенной: за ее пределами не существует никакой иной, нематериальной среды, а поэтому и не существует никакого предела, она бесконечна.

Так как отношения — и внешние, и внутренние — по природе своей не могут быть бесконечными, их неисчерпаемое многообразие проявляется в форме неограниченности, которая и лежит в основе математических понятий безграничности. Парадоксальность математической бесконечности заключается в том, что она, по словам Фридриха Энгельса (1820—1895), «заражена конечностью». «Дурная бесконечность». — назвал ее Гегель.

«Расширенный предел» математической бесконечности, о которой писал и славянофил Константин Аксаков (1817— 1860),— вот истинный смысл почти всех математических бесконечностей. Именно такими оконеченными бесконечностями являются натуральный ряд чисел от нуля до плюс-минус бесконечности, бесконечно большая и бесконечно малая величины, бесконечности, возникшие в результате математических преобразований, и т. д. Несколько в ином смысле понимается бесконечность в теории множеств: элементы множества находятся во внутренних отношениях друг к другу, зато допускается неограниченное количество самых бесконечных множеств. Действительная же бесконечность материального мира одна, ибо единственна Вселенная (двух бесконечных Вселенных быть не может).

Гносеологический анализ показывает: объективным аналогом математических понятий бесконечного являются те непрерывные процессы, совершающиеся в действительности, у которых отсутствует не конец как таковой, а завершенность, законченность, последняя точка. При этом в понятиях математической бесконечности находит отражение как возможность (осуществимость) постоянного и непрерывного отодвигания границы, предела, конца — так и невозможность (неосуществимость) наступления такого момента, когда бы завершился процесс счета, измерения, преобразования. Первый акцент сделан, к примеру, в понятиях актуального бесконечного множества или потенциальной осуществимости при анализе бесконечно малых величин. Примером второго акцента может служить понятие неограниченности в геометрии Бернхарда Римана (1826— 1866), оказавшего влияние на развитие современной космологии.

Таким образом, понятно, какое место занимает неограниченность в различных, почти взаимоисключающих друг друга моделях Вселенной. Но также становится совершенно ясным, что такая неограниченность не имеет ничего общего с действительной космической бесконечностью, за исключением того, что отображает ее строго определенные аспекты. Проецировать же заведомо оконеченную, «зараженную конечностью» математическую модель на целостную Вселенную если и допустимо, то лишь при четком осознании частичности охватываемого ею Космоса или отдельных его фрагментов. Зато уж совсем недопустимо подгонять природу как целое под какую угодно сверхоригинальную математическую модель.

Написать ответ