Глава 6 Мифы теории относительности

Измерять время! Мы созданы таким образом, что можем сознавать время и проникаться его печалями и радостями лишь при условии, если мы его считаем и взвешиваем, как монету, которая была бы незримой. Оно у нас воплощается и приобретает сущность и ценность, лишь пройдя сложные приборы, изобретенные нами для того, чтобы сделать его видимым, и, не существуя само в себе, оно заимствует вкус, запах и форму инструментов, его определяющих.

М. Метерлинк

Эйнштейн убивает время

Точнее было бы написать: Эйнштейн убивает абсолютное время. Но если оно признается только относительным, да еще не само по себе, а лишь в соединении с пространством, то что же от него осталось?

Впрочем, такой злодейской цели не было у молодого ученого Альберта Эйнштейна в 1905 году, когда он написал статью «К электродинамике движущихся тел», в которой обосновал специальную теорию относительности (СТО).

В одном из писем он так изложил ее суть: «Еще в древности было известно, что движение воспринимается только как относительное... Если бы неподвижный, заполняющий все пространство световой эфир действительно существовал, к нему можно было бы отнести движение, которое приобрело бы абсолютный смысл... Теория относительности... исходит из предположения об отсутствии привилегированных состояний движения в природе и анализирует выводы из этого предположения».

Еще одно, более обстоятельное, также в популярной форме его объяснение:

«Координатная система, движущаяся равномерно и прямолинейно относительно инерционной системы, сама является инерциальной. Специальный принцип относительности представляет собой обобщение этого утверждения на все процессы природы: каждый универсальный закон природы, который выполняется по отношению к некоторой системе С, должен также выполняться в любой другой системе С? , которая движется равномерно и прямолинейно относительно С.

Другим принципом, на котором основана специальная теория относительности, является принцип постоянности скорости света в пустоте. Согласно этому принципу, свет в пустоте всегда распространяется с определенной постоянной скоростью (не зависящей от состояния движения наблюдателя и источника света). Свое убеждение в справедливости этого принципа физики черпают из успехов электродинамики Максвелла—Лоренца...

Специальная теория относительности, которая является просто развитием электродинамики Максвелла и Лоренца, имела последствия, выходящие далеко за ее рамки».

Вот об этих последствиях и хотелось бы поговорить. А прежде вспомним, что в 1908 году немецкий ученый из Гёттингена Герман Минковский на съезде математиков в Кёльне провозгласил: отныне покончено с независимостью пространства и времени, они превращаются в тени, а реально существует только их единство. В работе «Пространство и время» (1909) он ввел понятие четырехмерного пространства-времени и дал геометрическую версию кинематики специальной теории относительности. Развернул в четырехмерном пространстве-времени уравнения Максвелла.

Несмотря на то, что его выступление приветствовали участники съезда как новое понимание структуры мира, первым высказал и обосновал эту идею венгерский философ и физик Мельхиор Палладий в 1901 году в трактате «Новая теория пространства и времени». Альберт Эйнштейн (он вряд ли читал работу Мельхиора) привел логическое и, что почти то же самое, математическое обоснование относительного и отсутствие абсолютного времени.

Как нередко бывает в истории науки, идея «созрела», как спелый плод, став добычей сразу нескольких ученых. Как говорил математик Давид Гильберт: «На улицах нашего математического Гёттингена любой встречный мальчик знает о четырехмерной геометрии больше Эйнштейна. И все же не математикам, а Эйнштейну принадлежит то, что было здесь сделано».

Возможно, в ответ на это замечание Альберт Эйнштейн заметил: «Меня иногда удивляют гёттингенцы своим стремлением не столько помочь ясному представлению какой-либо вещи, сколько показать нам, прочим физикам, насколько они превышают нас по блеску».

Действительно, в отличие от Исаака Ньютона Эйнштейн не был великим математиком. Но его знаний в этой области вполне хватило на то, чтобы выразить в математической форме идеи, относящиеся не к абстрактным областям четырехмерной геометрии, а к конкретным физическим явлениям.

Вскоре после выступления Минковского французский ученый и философ Анри Пуанкаре утверждал, что наука не изучает время, а исследует проявление природных процессов в ходе времени, от явлений абсолютно независимого. Кстати, в работе «О динамике электрона» (1905) он одновременно с А. Эйнштейном изложил основы специальной теории относительности. Но не претендовал на приоритет в этом открытии.

Русский физик Николай Алексеевич Умов тогда же высказался образно: «Время не течет, как не течет пространство. Течем мы, странники в четырехмерной вселенной».

Итак, произошло настоящее научное открытие: был не просто сформулирован новый закон природы, а обнаружена новая обширная область исследований для физиков, математиков, философов.

Но если уже зашла речь о расширении горизонтов познания, то следует вспомнить о Николае Ивановиче Лобачевском. В 1826 году он опубликовал свой мемуар «Воображаемая геометрия», в котором отверг постулат Евклида, гласящий: через точку, лежащую вне прямой, можно провести не более одной прямой, параллельной данной. Так была доказана возможность иных миров, кроме замкнутого в трехмерном пространстве с прямоугольными координатами.

Геометрия Лобачевского, которую он назвал «воображаемой», именно реальная. А мир геометрии Евклида идеален: требует только прямоугольных координат. Но разве характерны они для природы? Кривизну земной поверхности учитывают создатели глобусов. В случае с неевклидовой геометрией, как бывает нередко, философская идея опередила научную мысль. Еще И. Кант предположил возможность существования «многоразличных видов пространства», добавив, что «наука о них была бы несомненно высшей геометрией».

Идеальным пространством считалась космическая среда. Лобачевский считал, что эту идею «проверить, подобно другим физическим законам, могут лишь опыты, каковы, например, лишь астрономические наблюдения». Подобная «придирка» казалась нелепой: разве луч света в космосе не летит по идеальной прямой? Но в XX в. было доказано, что в своих сомнениях Лобачевский был прав. По его словам, основой математики должны быть понятия, «приобретаемые из природы». «Все математические начала, которые думают произвести из самого разума, независимо от вещей мира, останутся бесполезными для математики».

Он утверждал, что в природе мы познаем лишь движение, а пространство само по себе, вне его не существует. Или другая мысль: «Время есть движение, измеряющее другое движение».

Французский математик Таннери сравнил Лобачевского с Колумбом, открывшим новый мир. Английский ученый Клиффорд утверждал: «Чем Коперник был для Птолемея, тем Лобачевский был для Евклида. Между Коперником и Лобачевским существует поучительная параллель. Коперник и Лобачевский оба славяне по происхождению. Каждый из них произвел революцию в научных идеях, и значение каждой из этих революций одинаково велико. Причина громадного значения и той и другой революции заключается в том, что они суть революции в нашем понимании Космоса».

Вот откуда берут начало идеи, которые значительно позже (вслед за математиком Риманом, исследователем неевклидовых пространств) подхватили Эйнштейн и другие ученые в начале XX века.

...Макс Борн в книге «Эйнштейновская теория относительности» (1920) популярно рассказал о переходе от «ньютоновской» модели мира к «эйнштейновской». Правда, как видно из текста, эти «именные» названия сомнительны. Обе модели создавались усилиями многих ученых. Можно было бы упомянуть в первом случае по меньшей мере Коперника, Кеплера и Гука, во втором — Максвелла, Лоренца, Пуанкаре, Минковского, Бора...

Упомянутая книга поучительна. Она показывает как сложны теории физики даже в упрощенном изложении; сколько было предложено хитроумных гипотез для объяснения тех или иных опытов. В некоторых случаях Борн чрезмерно категоричен. Скажем, один из параграфов: «Крах евклидовой геометрии». Но ведь она не разрушена, а дополнена, развернута в многообразных пространствах. Она остается фундаментальной, ибо, только ориентируясь на прямые линии, можно судить о кривизне.

И еще: говоря о «системах мира», автор имеет в виду осмысление формальных моделей: классической механической и современной, условно говоря, квантово-механической. Речь идет о системах мертвых тел мироздания. Обе модели не предполагают жизни и разума, не обращают внимания на земную природу, на человека разумного как частицу и создание этого мира, созданного с помощью математических абстракций и формул физики на основе хитроумных экспериментов.

Занятно, что опровергнутое Эйнштейном абсолютное время (что признало мировое научное сообщество) вскоре вполне естественно обрело себе прочное место в науках о Земле как абсолютная геохронология, показывающая возраст объекта в годах. Затем, причем на основе ОТО Эйнштейна, возникло понятие абсолютного возраста Вселенной!

На столь странное обстоятельство ученые и философы не обратили должного внимания. А оно свидетельствует о каком-то несоответствии теоретических построений СТО и ОТО с действительностью. Хотя надо признать, что построены они с большим искусством, в ряде случаев получили подтверждение и, что более важно, не были опровергнуты в экспериментах и наблюдениях за реальными объектами.

Но ведь и от действительности никуда не деться! Время всего видимого нами мира и нашей родной планеты можно исчислять в годах или световых скоростях (они выражают единство пространства-времени, как всякая скорость, показывающая отношение пройденного расстояния за единицу времени). Но если все на свете, включая нашу жизнь, можно измерять в одних и тех же единицах времени, оно и есть абсолютное.

Как представитель естествознания — геолог — отдаю предпочтение реальности. Она интересовала Альберта Эйнштейна лишь в аспекте теорий и экспериментов физики, наблюдений астрономов. Когда он был студентом, то на геологической экскурсии, наблюдая слои горных пород, стоящие вертикально, заметил: а мне какое дело? Не потому ли он не обращал внимания на реальные земные объекты и явления? Но разве допустимо вне их строить общую теорию Мироздания?

Судя по всему, окончательно расправиться с абсолютным временем сторонникам СТО и ОТО не удалось. Почему? То ли оно существует, то ли имеет какой-то не предусмотренный этими теориями образ, то ли вообще времени нет, и это лишь продукт нашего воображения. А может быть, великолепные конструкции специальной и общей теории относительности — творения ума, подобно мифам, имеющие лишь относительную связь с природой?

 Многоликий Хронос

Жаль навеки прощаться с величественным и загадочным абсолютным временем. О нем пишут, но никто его не видел и не увидит никогда. Перед ним бессильны новейшие приборы. Его присутствие предполагается повсюду, но, быть может, его и нет нигде.

Образ этого главного действующего теории относительности лица (реального или мнимого) есть смысл обдумать, прежде чем обратиться непосредственно к концепции Эйнштейна.

...Что же это такое — время? Не условное схематизированное научное понятие, обозначаемое символом t, а некое всеобщее качество материального мира (а может быть, и мира духовного? всех вообразимых миров? или только нашего неизбежно ограниченного сознания?).

Крупнейшие мыслители разных стран и народов пытались постичь суть времени. Было бы по меньшей мере наивно полагать, будто мы сейчас наконец-то придем к окончательному ответу, выраженному в виде формулы, схемы или какого-либо постулата. Но все-таки следует попытаться понять, как представляли время и как эти представления менялись со временем.

В древнейших мифах первобытных народов нет упоминания о боге или духе времени; в соответствующих языках вообще отсутствует слово «время». Более поздние мифологии отводят божеству времени почетное место в сонме богов и считают его появление важным событием. Однако этот древний образ времени — неизменный, стоящий в ряду олицетворенных реалий (Солнце, Земля, Океан), — ничем не напоминает изменчивое, текучее время, запечатленное в нашем сознании.

Более 2,5 тысячелетия назад в «Упанишадах», религиозно-философских мифах и поучениях Древней Индии, мудро сказано:

От времени проистекают существа, и от времени они достигают роста,

И во времени они исчезают. Время — воплощенное и не воплощенное...

Это воплощенное время — великий океан творений.

Так высказана мысль, легко воспринимаемая с позиций здравого смысла, то есть нашего личного опыта, не отягощенного формальными научными премудростями.

Одно из воплощений греческого Хроноса — римский бог Янус, смотрит одновременно и в прошлое, и в будущее. А находится в настоящем. Таково отражение в искусстве и мифологии триединства времени, каким его привычно воспринимает человек.

Янус сначала был богом Солнца и света, почитался покровителем всех начал; его имя сохраняет первый месяц года. Этруски часто изображали его четырехликим. Нередко обе его головы изображали одинаковыми, так что Янус, по-видимому, связывался с повторными движениями — круговоротами времен года (был богом начала того конца, которым оканчивается начало, говоря словами Козьмы Пруткова). Позже одно его лицо стало молодым, а другое старым. На облике бога отразилось неотвратимое движение времени. Подобные превращения образа времени в сознании людей очень характерны.

Античные философские школы внесли разнообразие в толкования сущности времени. Пифагорейцы, верные заветам «божественной геометрии», предполагали время сферой, объемлющей все сущее (идея близка к современной концепции единства пространства-времени). Софисты признавали время не сущностью, а продуктом мысли или мерой. Демокрит, выдвигая тезис о безначальности и бесконечности времени, называл его продуктом воображения, вызванным наблюдением за сменой дня и ночи. Платон предполагал, что воплощение вечности — «образ бессмертных богов», а свойство это невозможно сообщить существу рожденному; и потому появился «некоторый подвижный образ вечности», который «назвали мы временем» и выражаем в числе.

Более определенно высказался материалист Лукреций Кар:

...Времени нет самого по себе, но предметы

Сами ведут к ощущенью того, что в веках совершитесь,

Что происходит теперь и что воспоследует позже.

И неизбежно признать, что никем ощущаться не может Время само по себе, вне движения тел и покоя...

Святой Августин на заре Средневековья признавался: «Я понимаю, что все тела движутся во времени, но это движение не есть время» (нет ли тут предвидения единства пространства-времени?). Но общий его вывод вполне определенный: «Чем больше я заставляю себя думать об этом, тем меньше это понимаю».

Абсолютное время Ньютона из его знаменитых «Математических начал натуральной философии» по сути своей неподвластно научному анализу: «Абсолютное, истинное или математическое время само по себе и по своей природе равномерно течет безотносительно ко всему окружающему». Как точно отметил В.И.Вернадский, «с той поры время исчезло как предмет научного изучения, ибо оно было поставлено вне явлений».

Надо иметь в виду, что Ньютон был не только физиком и математиком, но и теологом. Бог не раз упоминается в научной его работе. Абсолютные категории пространства и времени были под стать вездесущему всемогущему божеству, а не реальным объектам. Для них Ньютон определил другую сущность:

«Относительное, кажущееся или обыденное время есть или точная, или изменчивая, постигаемая чувствами, внешняя, совершаемая при посредстве какого-либо движения, мера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни вместо истинного математического времени, как то: час, день, месяц, год».

Выходит, Богу — время божеское, всеобщее, абсолютное; человеку — время обыденное, относительное.

Современник и соплеменник Ньютона философ Д. Локк одним из первых объединил время и пространство, которому отдавал первенство: «Продолжительность есть текучая протяженность».

У философов были разные мнения о сути времени. Наиболее четкую, ясную, исчерпывающую формулировку, как говорится, на все времена дал около 24 веков назад гениальный Аристотель: «Что такое время и какова природа его, нам неизвестно».

Французский философ XIX столетия М. Гюйо вообще отказал времени в реальности, называя его «абстрактным символом изменений Вселенной», который «начинается вместе с внесением порядка в ощущения и мысли».

В том же веке ученые приступили к исследованиям различных проявлений времени (длительности) не только в механике и технике, в физике и химии, в науках о Земле и жизни.

Биологи и палеонтологи, осознавая длительный ряд последовательных превращений видов, получили представление о своеобразном проявлении времени в истории живого вещества. Сравнительная анатомия, физиология, биофизика, сравнительная психология занялись исследованиями эффектов памяти, скорости реакций и физиологических процессов в организмах, отдельных клетках и органах.

В 1889 году философ Анри Бергсон в своей диссертации развил идею Локка и противопоставил абстрактному механическому времени Ньютона творческий эволюционный порыв жизни. Он предложил понятие «дления», продолжительности бытия. Оно своеобразно проявляется в разных объектах, образуя единое пространство-время.

Геологи выработали представления о поведении минералов, горных пород и структур в масштабах огромных интервалов, выстраивая события истории Земли по хронологической шкале, равномерно отсчитывающей привычные нам года. Ученым открылись удивительные закономерности поведения вещества земной коры в масштабах миллионолетий.

В технике уточнялись «эталоны времени», подсчитали скорости некоторых фундаментальных процессов, распространения электромагнитных волн, осевого вращения Земли и т.д. Археологи проникли на десятки и сотни тысячелетий в предысторию человечества.

Пересмотр представлений о сущности времени был связан не с науками, имеющими отношение к минимальным (техника) или максимальным (астрономия, геология) интервалам длительности конкретных явлений, а с наиболее абстрактными областями научного знания: математикой и философией. Обособились отрасли, связанные с измерениями временных интервалов в технике (хронометрия) и геологии (геохронология). Однако к познанию феномена времени как науке эти отрасли не имеют прямого отношения.

Начиная с 1920 года появилась обширнейшая литература о научных и философских аспектах СТО Эйнштейна, а затем ОТО. Она включала популярные и специальные работы. Подобное увлечение объясняется неожиданностью, глубиной и парадоксальностью некоторых положений теории, а также широким использованием ее идей в литературе (в основном фантастической).

Но, как писал В.И.Вернадский, для нее наша планета представляется точкой. Эффекты ТО начинают играть существенную роль лишь при скоростях, приближающихся к световой, или для масс, значительно превышающих солнечную, и для значительных космических расстояний. Подобные условия отсутствуют на Земле, поэтому геологические и биологические науки далеки от концепций времени теории относительности.

Физико-математический подход к данной проблеме при всей его видимой строгости и логичности вызывает некоторое недоумение. Например, о времени предлагается судить на основе анализа скорости каких-либо процессов. Однако понятие скорости непременно включает в себя время и без него теряет смысл. Значит, время определяется через время.

Тезис о единстве пространства-времени не сказывается на соответствующих геометрических построениях. Мы выделяем порознь ось времени и оси пространства, признавая их право на раздельное существование, которое отрицал Минковский. А ось времени, рисуемая на графиках теории относительности, вполне соответствует абсолютному времени Ньютона: равномерно движущемуся в одном направлении, бесконечному, непрерывному, включающему все сущее.

Точка отсчета выбирается произвольно, но это мало что меняет: произвольность проявляется на фоне абсолютного. Координата времени имеет противоположный знак по отношению к координатам пространства. Это вводит некоторые ограничения и дополнения. Скажем, для евклидовой системы интервал между двумя точками равен нулю только при нулевой разности всех трех координат. Для Лоренцевой (Эйнштейновой) системы пространства-времени интервал равен нулю, если разность координат времени равна суммарной разности пространственных координат.

Но почему надо считать время потоком, а себя неподвижной бездонной бочкой? С тем же успехом можно вообразить неподвижным время, а себя движущимся сквозь него. То есть мы не стоим в реке, а плывем в озере.

Время-океан с человеком-пловцом даже, пожалуй, предпочтительнее времени-реки и человека-бочки. Ведь люди движутся «во времени» со своей скоростью, бабочки-однодневки проходят жизненный путь стремительно, а камни — необычайно медленно. Все на свете как будто движется с разными скоростями в недвижной субстанции.

Данный вывод не отличается особой оригинальностью. Он, как говорится, тривиален, отражает наши обыденные представления, выводы здравого смысла. Казалось бы — прекрасно! Человек есть творение природы — микрокосм. В нем она познает самое себя. Значит, личный опыт человека (неглупого) в наибольшей степени отражает реальность.

Из такой идеи исходили философы античности, высказывая свои представления о мироздании, сущности пространства и времени. Однако уже тогда возникла механика, появились часы разных конструкций, а техника стала помощником ученого в исследовании природных явлений и объектов. Оформился и постепенно стал преобладать именно такой метод познания, который можно назвать техногенным (В.И. Вернадский называл его физико-математическим) в отличие от предыдущего биогенного.

Это чрезвычайно важное изменение. Оно оказало огромное влияние на колоссальные успехи в XX веке технических наук, а также на научное мировоззрение.

 Потерянное и обретенное время

В религиозном аспекте теория относительности вызывает серьезные сомнения. Странно, что об этом не упомянул ее автор. Ведь он вроде бы веровал в единого Бога (Торы или Ветхого Завета — не столь важно в данном случае). При полной относительности пространства-времени (п/в) разумнее предполагать множество богов, ибо для единого Бога должно существовать абсолютное время и пространство. Так полагал Ньютон.

Но и для атеиста отсутствие единого п/в должно вызвать недоумение. Каждый объект — от элементарных частиц до видимых глазом или в телескоп — обладает своим индивидуальным по форме и масштабам п/в. С этим можно согласиться. Но это неисчислимое множество существует не само по себе. Так же, как любой человек остается частью человечества, биосферы, Галактики, Вселенной.

Все индивидуальные п/в находятся в бесконечных взаимосвязях и образуют единство. Разве не так? Почему же тогда отказывать этому единству в собственном едином пространстве и времени? Ведь и сторонники теории относительности вычисляют абсолютный возраст Вселенной (метагалактики) и говорят о ее расширении. Значит, они тем самым признают (не желая в этом признаваться) единое время и пространство мироздания. Но разве это не абсолютные время и пространство Ньютона?

Итак, признавая единство мироздания, неизбежно приходится предполагать для него существование абсолютных категорий. Относительные, безусловно, остаются для каждого конкретного объекта или их совокупностей, так же, как информационные связи между ними. Так мы приходим к ньютоновской картине мира, предполагающей и абсолютное, и относительное время и пространство.

Конечно, для научного метода религиозные и философские соображения — не указ. Считается, будто концепцию Эйнштейна подтвердило, в частности, наблюдаемое отклонение луча света близ массивных небесных тел и так называемое реликтовое излучение метагалактики (об этом у нас еще пойдет речь). Однако подобные эффекты можно объяснить иначе, причем в нескольких вариантах.

Не случайно специальная и общая теория относительности были критически восприняты некоторыми крупными учеными первой половины XX века, хотя позже агитаторы и пропагандисты теорий превратили их в непререкаемую догму. На это обстоятельство указывал, например, выдающийся математик академик Н.Н. Лузин в письмах к В.И. Вернадскому. Приведем некоторые фрагменты.

Из письма осенью 1938 года:

«На первый взгляд кажется, что символ, знак, не имеет никакой действенной силы вне интеллекта, его создавшего. Но на самом деле символы, будучи вызваны к жизни силой интеллекта, далее, оторвавшись от создавшего их ума, начинают жить собственной жизнью и, комбинируясь между собой, являют истины, удивляющие живой интеллект...

Но символы имеют, с другой стороны, слабую сторону: ничего не выражать. Такой, например, кажется многим символика в физике эйнштейнианцев, которые утопили в символах весь физический смысл явлений...

В новом естествознании для меня нет ничего более увлекательного, как идея космического времени и взаимоотношение жизни и пространства».

Судя по всему, Лузин имел в виду что-то подобное тем рассуждениям о едином времени, которые у нас приведены выше. На это наводит и его замечание в письме от 8 июля 1940 года: «Лично я думаю, что число измерений пространства — вещь очень тонкая. Вероятно, истинное пространство — просто безмерно».

Наконец, наиболее полно, хотя и не слишком четко, высказал он свое отношение к теории относительности в письме от 30 октября того же года:.

«Несколько слов об Эйнштейне. Лично я холодно поглядываю на его теории. Ибо есть в них безусловно разрушительная отрицательная сторона. Это — принципиальное отрицание единого мирового времени. Эйнштейн априори принципиально запрещает спрашивать: «А что в этот миг происходит на Сириусе?» ...Это отчетливое запрещение и принципиальное отрицание всеобщего времени тяжко ложатся на мысль ученого, мыслителя, философа и натуралиста. И если как следует провести это в сознание, то это ужасно! Сказать а 1а Эйнштейн легко, но вывести все следствия — ужасно! Сближая точки Р1 и Р2 и помещая их в левом и правом полушариях головного мозга физика, мы, как будто, уничтожаем даже идею локального времени...

Относясь холодно к идеям Эйнштейна, я, как ученый, не могу не видеть в них какой-то загадки, понять которую не могу. Дело в том, что, при всей принципиальной шаткости идей Эйнштейна, дело часто поворачивается так, что формулы, выведенные из теорий Эйнштейна, эмпирически оказываются верными. Это для меня самая большая загадка».

Что имел в виду Лузин, упоминая о двух точках, помещенных в разных полушариях головного мозга? Мне кажется, он имел в виду единство двух разобщенных точек в пределах единого мозга. А по аналогии — единство пространства и времени двух любых объектов Вселенной в ее пределах.

В отличие от Н.Н. Лузина австрийский математик и логик Курт Гёдель посвятил критике теории относительности специальную статью. Не станем вдаваться в тонкости его замечаний. Насколько можно понять суть основной части критики, она сходна с замечаниями Лузина. Если одновременность двух событий, происходящих в разных инерционных системах, относительна, то тем самым отрицается объективная реальность.

Анализируя решения уравнений ОТО, Гёдель пришел к выводу, что при расширяющейся Вселенной время оказывается замкнутым. (Признаться, мне трудно судить о том, каким образом решаются уравнения ОТО и как толковать результаты; но, рассуждая логически, неизбежно приходишь к выводу, что если Метагалактика имеет замкнутое пространство, пусть даже расширяющееся, то ему должно соответствовать и замкнутое время.)

И поныне СТО и ОТО ревностно охраняются эйнштейнианцами от критики, а их автора превозносят как величайшего ученого всех времен и народов. Для этого есть, конечно же, основания. Факты подтверждают верность преобразования Лоренца, конечность скорости света, отклонение лучей близ массивных небесных тел...

Как же объяснить роковое противоречие данных теорий здравому смыслу, философским умозрениям, некоторым положениям естествознания с учетом их подтверждений в отдельных физических экспериментах и астрономических наблюдениях?

На мой взгляд, есть возможность сохранить теорию относительности, но в то же время (опять эта вездесущая сущность!) избавиться от противоречий, о которых шла речь выше.

Для этого надо отделить эффекты информационные (они в точности соответствуют СТО и ОТО) от материальных. В таком случае получает объяснение отмеченный Лузиным факт: «формулы, выведенные из теорий Эйнштейна, эмпирически оказываются верными. Это для меня самая большая загадка».

Да, формулы специальной теории относительности выведены безупречно для идеальных (формальных) инерционных систем при их информационном взаимодействии. Вместо скорости света в вакууме можно подставить любое значение скорости передачи информации.

Вообразим такой опыт. Наблюдатели, находящиеся в двух поездах, движущихся прямолинейно и равномерно, но в разных направлениях, общаются с помощью звуковых сигналов. Эти две системы равноправны, и к ним можно применить преобразование Лоренца.

В случае с общей теорией относительности ситуация сложней. Тут надо продумать комплекс альтернативных идей, выходящих далеко за рамки этой теории. Например, отклонение светового луча близ массивных тел можно объяснить изменением здесь плотности вакуума. Так же как спектральное красное смещение излучений отдаленнейших звезд логично толковать как результат эволюции (изменений) вакуумной среды со временем. Об этом мы поговорим в следующей главе.

Интересен вопрос о скорости света. Если она зависит от состояния среды, в которой луч распространяется, от вакуума, получается примерно то же, что и с прохождением звуковых волн. Самолет или ракета могут лететь значительно быстрее них. Это скажется только на «плотности» ударной звуковой волны, но не на ее скорости.

 Пропаганда в науке

Нередко по разному поводу публикуют фотографию Альберта Эйнштейна с насмешливо высунутым языком (ее он разослал своим знакомым, приглашая на свой день рождения). Солидный ученый выглядит, словно напроказивший и не наказанный мальчишка.

Мне такой поступок нравится. С друзьями, конечно же, можно и пошутить, вызвать у них улыбку. Очень даже хорошо, что пожилой человек сохраняет детское восприятие мира, оставаясь при этом умным профессионалом.

Но порой кажется, что он посмеивался и над толкователями своих СТО и ОТО, не говоря уже о критиках. Мол, вы принимаете мои формальные изыскания всерьез, как основу мировоззрения? Полагаете, что у каждого своя траектория в четырехмерной клетке пространства-времени? Чудаки, вот соберетесь у меня все вместе, и образуется единство. Не так ли происходит в реальном, а не предельно формализованном мире? Каждый — сам по себе, но все-таки все остаемся на некоторое время вместе в этой Вселенной. И время это не относительное, а абсолютное, как жизнь и смерть.

О необычайной популярности Эйнштейна свидетельствуют посвященные ему анекдоты, в некоторых случаях похожие на правду. Но если даже их нельзя считать документально подтвержденными событиями, они показывают отношение публики к знаменитому ученому. Вот некоторые из них.

Эйнштейна спросили, как появляются великие научные открытия. Он ответил:

— Очень просто. Всем известно, что этого сделать невозможно. Находится невежда, который этого не знает. Он-то и делает открытие.

(По сути, это верно, хотя свои открытия Эйнштейн сделал, основательно изучив физику, неплохо зная математику и серьезно интересуясь философией.)

В начале научной карьеры журналист спросил госпожу Эйнштейн, что она думает о своем муже.

— Он гений, — сказала она. — Он умеет делать всё, кроме денег.

(О деньгах Альберт Эйнштейн действительно заботился мало; потому и сделал свои открытия, а не стал «денежным мешком»; простых дел он не чурался, а еще умел отлично играть на скрипке.)

Ответ жены Эйнштейна на вопрос, понимает ли она теорию, созданную ее мужем:

— Нет, не понимаю. Но для меня важнее то, что я понимаю мужа.

Говорят, Эдисон при встрече пожаловался Эйнштейну, что с большим трудом находит себе помощников.

— Как вы определяете их способности? — спросил Эйнштейн.

— Они должны ответить на некоторые вопросы, — ответил Эдисон, доставая большой «экзаменационный лист».

«Сколько миль от Нью-Йорка до Чикаго?» — прочитал Эйнштейн и сказал:

— Это можно прочесть в справочнике.

Следующий вопрос: «Из чего делают нержавеющую

сталь?» И другие были в том же духе. Взглянув на них, Эйнштейн сделал вывод:

— Я снимаю свою кандидатуру.

(Такому разностороннему изобретателю, как Эдисон, требовалось знать сведения из многих областей науки и техники; в отличие от него Эйнштейн был изобретательным ученым достаточно узкой специализации; этого было достаточно, чтобы сделать крупные научные открытия.)

...Слава Альберта Эйнштейна давно стала всемирной. Его имя известно, например, едва ли не всем более или менее образованным жителям России, хотя кто такие Лобачевский, Павлов или Вернадский и чем они знамениты, ответят далеко не все. Портреты Эйнштейна тиражируют многими миллионами штук; его нередко называют величайшим ученым мира. Однако высказываются и другие мнения.

В письме Лузина к Вернадскому от 30 октября 1940 года есть суровое замечание, относящееся к личности Альберта Эйнштейна и активной пропаганде его теории относительности.

«В идеях Эйнштейна есть многое, относящееся скорее к «министерству пропаганды», чем к скромной добросовестной мысли ученого. Эйнштейна я видел лично, в институте Анри Пуанкаре, на улице Пьера Кюри. Я был туда приглашен Борелем на закрытое сообщение. Собралось 30 человек — серьезнейшие люди... И вот самое тяжелое в этом сообщении было предельное самодовольство лектора, самовосхваление, далекое от серьезной строгости и граничащее с ребячеством. А ведь в свое время я слышал лично JJ. Tompson’a в Кембридже. Он был очень стар и очень серьезен. Его сообщение было чарующим».

Лузин повидал многих выдающихся ученых, да и сам был из их числа, так что данная им характеристика Эйнштейна заслуживает серьезного внимания. Впрочем, и принимать ее без оговорок не следует. Вспомним некоторые факты из жизни героя данной главы.

Альберт Эйнштейн (1879—1955) родился в городе Ульме (Германия) в семье крещеного еврея, владельца магазина. В католической школе и гимназии не блистал успехами. Отличался замкнутым характером. Окончил Цюрихский Политехнический институт. Преподаватель математики Герман Минковский, прочтя первые его статьи, удивился: от этого студента не ожидал ничего подобного (способность к учебе редко совмещается с талантом творца).

Альберт преподавал в школе и училище. Жил бедновато. Не унывал, называя себя «веселым зябликом». В начале 1902-го его приняли экспертом в Бернское патентное бюро. Вечерами он обдумывал новейшие проблемы физики, сопоставляя факты и формулы. Опубликовал в 1905-м три небольшие по объему, но замечательные по содержанию работы. Создал фотонную концепцию света, объяснив фотоэффект; теоретически показал, что броуновское движение вызвано столкновениями атомов и молекул; создал специальную теорию относительности.

Он стал профессором теоретической физики в Цюрихе, Праге, затем в Берлине, где возглавил физический институт. Сформулировал общую теорию относительности, учитывающую эффект тяготения, связь массы с энергией (Е = Мс²).

В 1921-м получил Нобелевскую премию «за заслуги в области математической физики и особо за открытие закона фотоэлектрического эффекта». Не желая сотрудничать с нацистами, эмигрировал в США и работал в Принстонском институте фундаментальных исследований.

Эйнштейн писал: «Идеалами, освещавшими мой путь и сообщившими мне смелость и мужество, были добро, красота и истина. Без чувства солидарности с теми, кто разделяет мои убеждения, без преследования вечно неуловимого объективного в искусстве и науке жизнь показалась бы мне абсолютно пустой». «Еще будучи довольно скороспелым молодым человеком, я живо осознал ничтожество тех надежд и стремлений, которые гонят сквозь жизнь большинство людей». «Думаю, что одно из наиболее сильных побуждений, ведущих к искусству и науке, — это желание уйти от будничной жизни с ее мучительной жестокостью и безутешной пустотой, уйти от уз вечно меняющихся собственных прихотей».

Это не красивые слова, а принципы, которыми он руководствовался в жизни. Свои главные открытия он сделал в 25 лет, занимаясь наукой не по должности, а после работы в конторе. Этим он отличался от подавляющего большинства ученых того времени, которые были преподавателями и трудились в лабораториях.

Свою автобиографию он начал так: «Вот я здесь сижу и пишу на 68-м году жизни что-то вроде собственного некролога». И пояснил: «Главное в жизни человека моего склада заключается в том, что он думает, а не в том, что он делает или испытывает. Значит, в некрологе можно в основном ограничиться сообщением тех мыслей, которые играли значительную роль в моих стремлениях». По его словам, «радость видеть и понимать есть самый прекрасный дар природы».

Эйнштейна нередко представляют эталоном научного гения. Да, он был выдающимся физиком. Но иные натуралисты совершили крупные открытия в нескольких науках. Как человек и ученый, он вызывает глубокое уважение, хотя его культ чрезмерно преувеличен. Его теории относятся к феноменам, далеким от познания земной природы.

На пике своей славы он становился порой самодовольным, каким увидел его Николай Лузин. При растущей популярности идей нацизма, признания евреев низшей расой стал особенно ярко, отчасти как ответная реакция, проявляться еврейский национализм. В СМРАП и банковской системе, среди научных работников и популяризаторов науки было немало представителей этой нации (со временем их становилось все больше). Они использовали достижения Эйнштейна в своих целях, подчас непомерно восхваляя его интеллектуальный гений.

Но надо воздать ему должное, как человеку и мыслителю. Так же он относился к великим ученым. Он писал о Максе Планке: «Даже в такие времена, как наши, когда политические страсти и грубая сила нависают, как мечи, над головами встревоженных и трусливых людей, знамя идеала нашего поиска истины держится высоко и в чистоте. Этот идеал — вечная связь, — объединяющий ученых всех времен и стран, на редкость совершенно отражен в личности Макса Планка».

О Хендрике Антоне Лоренце он писал: «Необычайное отсутствие у него человеческих слабостей не действовало унижающе на близких. Каждый чувствовал его превосходство, но оно никого не подавляло, потому что он... всегда проявлял доброжелательность ко всем».

Об Эдисоне: «Его технические изобретения позволяют облегчить и украсить нашу повседневную жизнь. Изобретательский дух озарил ярким светом и его собственную жизнь, и наше существование. С благодарностью мы принимаем его наследство, и не только как дар гения, но и как переданное в наши руки поручение. На новое поколение падает задача нахождения путей правильного использования переданного нам дара».

Он отозвался о творчестве Бернарда Шоу так: «В прозе Шоу нет ни одного лишнего слова, так же как в музыке Моцарта нет ни одной лишней ноты. То, что один делал в сфере мелодий, другой делает в сфере языка: безупречно... передает свое искусство и свою душу».

Наконец, вспомним признание Эйнштейна: «Достоевский дает мне больше, чем любой другой мыслитель, больше, чем Гаусс». И еще: «Достоевский показал нам жизнь, это верно; но цель его заключалась в том, чтобы обратить наше внимание на загадку духовного бытия».

Можно было бы привести немало других примеров проникновенного, уважительного отношения Эйнштейна к людям выдающегося ума, высоких помыслов и благородных чувств. Нет никаких оснований подозревать его в неискренности. Он не был ни политиком, ни журналистом, ни хитрецом обывателем. Другое дело, что его имя использовали националисты и политики в своих корыстных целях. В этом он неповинен.

В отличие от Теслы Эйнштейн не занимался саморекламой. К этому он не имел склонности по складу характера, ему не требовались деньги для сложных экспериментов, у него были скромные материальные потребности.

Его биограф А. Мошковский верно отметил: «Слава тоже требует жертв, и если можно говорить о погоне за славой, то в этой погоне Эйнштейн, во всяком случае, играл роль дичи, а не охотника».

Теория относительно информации

В современной науке остались следы «мифического» этапа развития познания. Не говоря уж о многих фантастических гипотезах, даже научным теориям не чужды сказочные обличья. К примеру, метод так называемого умственного эксперимента. Идеи современной физики и философии выросли «из головы выдуманных» опытов.

Создавая свои теории, Эйнштейн проводил мысленные эксперименты. Так же поступим и мы, обсуждая полученные им результаты.

Вообразим такую ситуацию.

Некий ученый построил машину времени, действующую в пределах одной комнаты. Здесь все процессы протекали медленней, чем вне ее. Ученый вел наблюдения за событиями, происходящими то в одной, то в другой комнате.

Когда по земному времени прошло 10 дней, часы в комнате с машиной времени отмерили только двое суток. Одни и те же растения, посаженные одновременно, в обычных условиях росли в пять раз быстрее, чем в лаборатории. Так было со всеми процессами, а также с двумя собаками из одного помета. Через 10 лет жившая в обычных условия, стала седеть, а лабораторная была еще молодой.

Ученый вел наблюдения по двум дневникам, находящимся в каждой из двух комнат, делая соответствующие графики. Затем он захотел совместить оба графика. Ведь для него и та, и другая комнаты были одинаково естественны, вел наблюдения только он.

Отразить события, происходившие в разных масштабах времени, можно на одном графике с двумя системами координат: прямоугольной и остроугольной. Каждое событие будет проецироваться на обе системы.

Как определить формулы перехода из одной системы в другую? Имея график, сделать это сравнительно нетрудно. Если считать обе системы равноправными, формулы повторят преобразование Лоренца, которое использовал Эйнштейн в СТО.

Следовательно, для сопоставления двух различных хронологических систем, где бы они ни находились, преобразование Лоренца оказывается универсальным! Получается всеобщая теория относительности. Она одинаково применима и к объектам, движущимся с околосветовыми скоростями, и к покоящимся рядом, имея различные скорости изменений (радиоактивный распад и т.п.).

«Всеобщая теория относительности» позволяет толковать преобразование Лоренца именно как преобразование, а не закон природы; эффекты СТО следует считать информационными, связанными с передачей и приемом световых сигналов. Во всяком случае, такой результат получился у меня. Возможно, произошла какая-то ошибка.

Если выводы верны, появится возможность создать новую физику. Она не отменит существующую ныне, но позволит представить другую картину мира, возможно, больше отвечающую реалиям природы.

Разработка альтернативных концепций — выход из интеллектуального тупика. Вопрос не в том, чтобы сделать ревизию всем признанным теориям, законам. Надо более четко обозначить пределы их действия, избегать распространения частных закономерностей на всю природу.

На этот счет есть справедливое замечание Дени Дидро: «Природу надлежит описывать так, чтобы стало понятно само существование человека. Иначе он будет чуждым природе автоматом».

Теория относительности, претендуя на описание фундаментальных законов Вселенной, не предполагает необходимого существования в ней человека или вообще разумного существа, включая Бога. Даже единство мира, как мы уже говорили, распадается на бесчисленное множество разобщенных пространственно-временных сущностей. Не по этой ли причине Эйнштейну так и не удалось на основе своей концепции создать единую теорию поля?

Физики строят свои теории на основе существования вещества, энергии, физических полей, а также пространства и времени. Это показывает, например, все та же формула Е = Мс², где скорость света символизирует единство пространства и времени. Так, может быть, есть смысл учитывать в создании физической картины мира такое понятие, как информация? Тем самым эта картина приблизится к реальности.

Вот и специальная теория относительности справедлива, судя по всему, для процессов информационных, а не сугубо материальных. Близнец, который умчится с около световой скоростью от брата, остающегося на Земле, вернется вовсе не молодым по сравнению с ним. Напротив, тяготы пути, перегрузки при ускорениях и торможениях подорвут его здоровье и вызовут преждевременное старение.

Можно возразить: так ведь так называемый «эффект близнецов», о котором идет речь, относится к мысленному эксперименту, это метафора... Хотя вернее было бы сказать: это — миф. Как всякий классический миф, он основан на определенных предположениях, а потому логичен и убедителен (иначе в него бы не верили). Чтобы объективно осмыслить и оспорить его, следует выйти из сферы его действия, взглянуть на него с общих позиций.

Курт Гёдель вывел теоремы, доказывающие, что невозможно полное описание системы в ее пределах. С позиций здравого смысла очевидно то же для любых объектов, реальных и мнимых. Если исследовать только их внутреннюю структуру, динамику частей, то этого недостаточно. Необходим еще взгляд извне, когда объект предстает как некое единство.

Памятуя о единстве мироздания, приходится кроме относительных предполагать и абсолютные категории. В противном случае возникают теории, подобные взрывному рождению Вселенной, с которыми трудно согласиться. Низвергнув вездесущий эфир, физики возродили его под именем вакуум.

О мифичности современной наиболее популярной картины мира мы поговорим в следующей главе. А пока подчеркнем, что относительные категории, безусловно, остаются, так же как информационные связи между ними.

Есть гипотезы, предполагающие время сущностью материальной, способной вырабатывать энергию. Есть и другие, предлагающие вовсе не учитывать это понятие, заменив его, скажем, мерой энтропии. Вернадский писал: «Время, связанное с жизненными явлениями, вернее с отвечающим живым организмам пространством, обладающим диссимметрией, я буду называть биологическим временем».

Диссимметрию времени он связывал с направлением физико-химических процессов: «Очевидно, свойства проявления такого времени, связанного с пространством, резко отличны от всего остального пространства нашей планеты, могут отличаться от другого времени»...

Как видим, аспектов проблемы времени немало, так же как связанных с этим понятием идей. Но это уже другая тема. А в завершение этой следует признать: у мифов религиозных, философских или научных есть своя правда, свой смысл, свое значение, свои достижения в познании мира и человека.

Своими теориями относительности Альберт Эйнштейн внес сумятицу в умы, возбудил творческую активность ученых разных школ, открыл новые направления исследований. Надо лишь воспринимать их не как догмы, а как постановку проблем. Это гармоничные умозрительные конструкции, связь которых с реальным мирозданием не столь проста и очевидна, как полагают их сторонники.