Краеугольные камни преткновения

Геннадий Горелик • 26 мая 2016
Эйнштейн не во всем был прав, но вполне правдоподобно звучит его предупреждение: «Над тем, кто в стране искателей истины попытается изображать начальство, посмеются боги». Так что не стоит приказывать природе, каким понятиям и законам ей следует подчиняться.

    Великий физик Макс Планк сказал свое веское слово и в истории науки: «Новые научные идеи побеждают не потому, что их противники признают свою неправоту, просто противники эти постепенно вымирают, а подрастающее поколение, не обремененное предрассудками, усваивает новые идеи сразу». В этом законе теоретик Планк убедился на собственном опыте, родитель кванта не мог примириться с тем, какой странной жизнью зажил его повзрослевший ребенок.

    В отличие от Планка некоторые современные ему физики из своих научных огорчений делали вывод не историко-научный, а историко-контрнаучный. Правдами и неправдами они старались доказать себе и другим, что чем осваивать новомодные теории, проще опровергнуть их с помощью учебников своих студенческих лет. Не было в тех учебниках ни теории относительности, ни квантов, и ничего, люди как-то жили.

    От корабля науки можно отстать законно-исторически - по принадлежности к вымирающему поколению, а можно и биографически, когда не столь уж и новую теорию берет впервые в руки человек не первой молодости и высокого мнения о себе. Для самомнения могут быть веские основания - успешная научная работа (хоть и не в той области, о которой говорит новая теория) или научно-общественное положение, скажем, звание академика, руководство крупным научным учреждением.

    История науки знает нобелевских лауреатов по физике, академиков и профессоров, которые, стараясь опровергнуть теорию относительности, переходили за границы науки, привлекая аргументы из сфер арийского духа, марксистской терминологии и политиканской демагогии. При этом первичной причиной мракобесия был научный мрак в душе. Ну, не лежала их душа к новым идеям, омрачали их эти идеи, и все тут. По теореме Планка.

    Справедливости ради надо сказать, что вовсе не каждый противник новой теории запросто выходит за границы научной этики. Среди омраченных новейшим развитием естествознания были и Планк, и Эйнштейн, чьи критические усилия способствовали освобождению птенца истины от прилипших к нему яичных скорлупок.

    Для науки как коллективного явления, однако, омраченности отдельных его участников недостаточно, чтобы остановить прогресс науки. Но бывает достаточно для некоторых оргвыводов. К примеру, Парижская академия наук в 1775 году постановила не рассматривать в дальнейшем проекты вечного двигателя: слишком много сил отнимала проверка изощренных инженерных проектов, предлагавшихся вечными изобретателями, и все зря. А научной формой этого административного постановления стал закон сохранения энергии. Другой пример - постановление редколлегии «Журнала экспериментальной и теоретической физики» под руководством П.Л. Капицы не рассматривать, помимо проектов вечного двигателя, также и опровержений теории относительности. Потому что теория относительности, созданная Эйнштейном в 1905 году, стала уже не менее прочно проверенной, чем сохранение энергии.

    Сложнее ситуация с эйнштейновской теорией гравитации, завершенной в 1915 году и принесшей ему большую часть его мирской славы. Кривизна пространства-времени, искривление лучей света, черные дыры в расширяющейся Вселенной - все эти новые слова науки появились благодаря эйнштейновской теории гравитации.

    И все же, невзирая на все это, вот уже много лет известный физик академик А.А. Логунов без устали атакует эту теорию. Обычно принято сочувствовать Дон Кихоту в его атаках на ветряную мельницу. Но можно посочувствовать и мельнице или хотя бы работающим на ней мельникам. Когда кто-то виснет на крыльях мельницы, мукомольное дело затрудняется.

    В истории законов сохранения, как и везде в науке, очевидное переплелось с невероятным. Очевидно, что в нашем мире масса не сохраняется. Положите на чаши весов по одинаковой массе, сделанной, скажем, из газеты, чтобы не жалко было. Подожгите правую газету, подождите немного и увидите, что левая чаша опустилась, а значит, правая масса, превращенная в горстку пепла, уменьшилась. Понадобилась голова Лавуазье, чтобы догадаться герметически закрыть чаши весов стеклянным колпаком и обнаружить, что при этом равновесие весов после сожжения не нарушится, под колпаком останется та часть вещества, которая иначе бы улетучилась. Так родился закон сохранения массы. Голова Лавуазье, увы, в отделенном от тела состоянии понадобилась вскоре французской революции. И уже поэтому нельзя было ожидать от него уточнения своего закона.

    Уточнение внес сто лет спустя Эйнштейн в виде самого знаменитого уравнения физики E = mc2. Если для эксперимента по сожжению газеты под стеклянным колпаком взять весы достаточно точные, то выяснится, что точного равновесия не будет — колпак сшит не по-колпаковски. Закон сохранения массы надо перевыколпаковать, добавив в баланс энергию света пламени, ушедшего через стекло. Либо надо сделать колпак светонепроницаемым, чтобы эта энергия осталась внутри колпака.

    Можно горевать по поводу утраты привычной формулировки закона сохранения массы, но только новая формулировка E=mc2 объясняет сияние звезд и мощь ядерного оружия.

    Для академика Логунова закон E = mc2 очень привычен, и он стремится сохранить эту привычку, переходя в область гравитационных явлений. А это не получается. В искривленном пространстве-времени законы сохранения энергии, импульса и момента импульса сцепляются друг с другом и с геометрией и что поэтому только в особых случаях способны служить привычную службу.

    Но в двадцатом веке стало уже привычно само историческое явление - изменение служебных обязанностей физических понятий. Понятие траектории, верой и правдой служащее в области артиллерийских и небесно-механических наук, отказывает в науке микромира. Понятие луча света отказывает в полутемном царстве интерференции и дифракции. Физика двадцатого века под впечатлением таких перемен даже включила в себя общий, почти философский, принцип подобных изменений, принцип соответствия.

    Эволюция понятий нисколько не подрывает основы мироздания, она делает возможным строительство здания науки ввысь и вглубь. Поэтому, споткнувшись о краеугольный камень этого здания, не торопитесь этот камень выламывать. Вглядевшись в него, можно обнаружить, что он сделан из хитрого живого материала. Материал этот связывает передний край науки с ее историей.