В сентябре месяце знакомлюсь с книгой Д.Д. Гуло «Николай Алексеевич Умов» (1971 г.). Это было открытием для меня замечательного русского учёного конца 19 начала 20 века.
Приведу обширную выписку из книги Д.Д. Гуло.
«Из различных теорий, стремившихся объяснить электрические и магнитные взаимодействия с помощью посредствующей среды, укажем, например, на теорию Ганкеля. Этот учёный полагал, что наэлектризованные тела представляют собой некоторые вихревые образования в гипотетической среде, наполняющей пространство. Знак электричества определяется направлением вращательного движения в этих вихрях. Явления взаимодействия токов, индукции и т.д. объясняются разнообразными движениями в среде. Однако теория Генкеля и ей аналогичные не оказали влияния на развитие физики. (…)
Умов не ограничился декларированием отрицания дальнодействия только из философских соображений. Он прежде всего физик и поэтому ставит перед собой задачу обосновать «близкодействие» теоретически и показать, что все известные виды взаимодействий на расстоянии могут быть объяснены с позиций близкодействия. Этой целью, имеющей глубокое методологическое значение, был продиктован весь цикл работ Умова 1873 – 74 годов.
В первых трёх работах цикла Умов развивает следующие мысли.
Для объяснения взаимодействия тел на расстоянии вводится гипотеза об обязательном присутствии и решающей роли промежуточных сред, которые могут быть неощутимыми, ненаблюдаемыми.
Любые взаимодействия между телами, любые проявления сил – результат определённых процессов, разыгрывающихся в промежуточной среде, и соответственно этому центр тяжести при исследовании взаимодействия переносится с самих взаимодействующих тел на среду, их окружающую. «Цель предполагаемого труда заключается в сведении явлений взаимодействия тел на конечных расстояниях на явления в среде, их окружающих», – пишет Умов в «Теории взаимодействий… ».
В тесной связи с отказом от идеи дальнодействия находятся взгляды Умова на потенциальную энергию. Общепринятое в науке того времени представление о потенциальной энергии как о механическом эквиваленте работы, которую может произвести рассматриваемая система тел, когда она из данного состояния переходит в некоторое другое, произвольно принимаемое за «нормальное», т.е. по сути дела сводившее энергию к определённому математическому выражению, к некоторой математической функции, не могло удовлетворить Умова. Учёный считал энергию мерой «интенсивности реального явления». «Идея принципа сохранения энергии, – писал Умов, – состоит в том, что в природе, если одно явление теряет интенсивность, должно соответственно возникнуть другое, интенсивность которого в той же мере растёт. Если последнее не имеет места, то это будет равнозначно допущению возможности возникновения энергии из ничего, что не имеет физического смысла.
Сравним закон сохранения энергии с принципом сохранения живой силы. Последний выражает превращение кинетической энергии в потенциальную. Кинетическая энергия есть мера интенсивности реального явления – движения. Далее мы хотим видеть, какому реальному явлению будет соответствовать потенциальная энергия».
«На этот вопрос, – указывает Умов, – мы находим в науке лишь один ответ: потенциальная энергия представляет интенсивность реального явления – работы сил… Но идея работы неизбежно связана с идеей какого-либо изменения. О работе силы можно говорить лишь постольку, поскольку точка приложения этой силы находится в движении. Нет движения нет и работы. Поэтому говорить о работе сил как о явлении, интенсивность которого измеряется потенциальной энергией, после того как вся живая сила исчезла и тело покоится, не имеет смысла, так как в момент покоя нельзя допустить существования того, что может существовать лишь во время движения».
Чтобы нагляднее представить условность обычного понятия потенциальной энергии, Умов рассматривает простой пример. Представим себе камень, подброшенный вверх. Скорость камня будет постепенно убывать и на определённой высоте обратится в нуль. «В какой форме и где существует энергия явного движения камня, им потерянная?» – спрашивает при этом Умов.
Показав несостоятельность общепринятого взгляда на потенциальную энергию, учёный приходит к выводу, что единственный ответ на поставленный вопрос, соответствующий «всем требованиям физического решения, состоит в допущении превращения живой силы взаимодействующих агентов в живую силу частиц промежуточной среды, которая обусловливает взаимодействие агентов на конечном расстоянии».
Исходя из приведённых представлений и учитывая возможность перехода явной энергии тела на неявные, неподлежащие нашему наблюдению движения молекул и атомов, из которых состоит тело, Умов следующим образом формулирует закон сохранения энергии.
«1. Всякое изменение в величине живой силы обусловливается её переходом с частиц одной среды на частицы других сред или же одних форм движения на другие.
2. Определённое количество живой силы остаётся себе равным при всякой смене явлений; следовательно, количество живых сил природы неизменно».
Потенциальная энергия системы тел есть не что иное, как кинетическая энергия промежуточной среды. Таким образом, именно промежуточная среда – резервуар, вместилище потенциальной энергии взаимодействия.
Ясно, что в этом случае, во-первых, не может быть места дальнодействию, во-вторых, здесь содержится идея локализации энергии в среде.
Идеи Умова о промежуточных средах и потенциальной энергии как энергии этих сред позднее развивает ряд крупных западноевропейских учёных (О. Лодж, Д. Д. Томсон, Г. Герц и др.). Так, Лодж в 1885 году писал, что сохранение энергии не имеет реального физического смысла, если потенциальная энергия рассматривается лишь как математическая абстракция или «силовая функция». По мнению учёного, потенциальную энергию в её обычном понимании «трудно почувствовать; достаточно просто подсчитать её по формуле, но не всегда просто и возможно представить ясный образ того, какой физический смысл в неё вкладывается».
Далее он, так же как и Умов, рассматривает пример с камнем и землёй и приходит к выводу: «Энергией обладает не камень или земля, или оба вместе, но среда, которая окружает тела. (…)
Обычный приём описания падения тяжести словами о том, что её энергия постепенно трансформируется из потенциальной в кинетическую, но остаётся всё время в камне, есть, строго говоря, абсурд. В действительности камень никогда не имел никакой потенциальной энергии. Эта энергия суть энергия гравитационной среды, и последняя передаёт её камню всё время, пока он падает».
Неудовлетворённость широко распространённым пониманием потенциальной энергии мы встречаем у Хевисайда. «Потенциальной энергией, – писал он в 1893 году, – рассматриваемой только как выражение работы, которую могут сделать силы, зависящей от конфигурации, нельзя аргументировать… Это немногим более, чем математическая идея, так как в ней едва ли есть какая-нибудь физика. Она ничего не объясняет».
Правда, по его мнению, вопрос о том, является ли потенциальная энергия в конце концов кинетической энергией, представляется открытым. Хевисайд считает, что лучше сказать так: «Потенциальная энергия есть энергия, которая не является кинетической».
Д. Д. Томсон полагал, что «с философской точки зрения понятие о потенциальной энергии далеко не так нас удовлетворяет, как понятие о кинетической энергии, основания которой значительно отличаются от оснований потенциальной энергии».
Густав Ми считал, что «в новейшее время проникает взгляд, что нельзя назвать никакой формы энергии, величина которой изменялась бы без того, чтобы не происходили действительные физические изменения в материи в широком смысле слова, что, таким образом, зависимость только от геометрических величин может быть только кажущейся». (…)
Уже в 30-х годах двадцатого века О. Хвольсон писал: «Покончив с обзором видов энергии, мы заметим следующее: возможно, что потенциальной энергии в мире вовсе не существует, что энергия только и может быть энергией движения и что во всех случаях, когда нам кажется, что наличность энергии зависит только от определённого расположения тел, в действительности мы имеем дело с какой-либо особой формой движения, причём нам пока только неизвестно, что движется и какой характер движения».
«Вряд ли мы теперь пойдём с лёгкостью по пути признания скрытых сред, – отмечает в 1948 году Т.П. Кравец, – но напомним, что скрытые массы дожили до 1891-94 годов, когда они фигурируют в «Принципах механики» Г. Герца.
Самая же мысль Умова о сведении потенциальной энергии к кинетической заслуживает и ныне глубокого внимания».
Гипотеза о скрытых средах носила явно материалистический характер и была призвана для объяснения на материалистической основе явлений взаимодействия.
Отбросим в представлении Умова о промежуточных средах неизбежную исторически обусловленную дань времени – механическую окраску. Остаётся рациональная материалистическая идея о необходимости некоторого материального посредника между взаимодействующими телами, который служит передатчиком взаимодействий и в котором и разыгрываются физические процессы, составляющие суть взаимодействия.
Очевидна генетическая связь между представлениями Умова о скрытых средах и современными представлениями об электромагнитном и других физических полях.
Скрытые среды (почему среды, а не среда?! Б. Г.) в современной физике уступили место полям. Они понимаются как некоторого особого рода материальные субстанции, виды материи, которые существуют наряду с другими, так сказать, обычными формами материи и которые нельзя считать чем-то вполне внешним по отношению к обычным материальным телам (зарядам, токам и т.д.), а скорее своеобразными непрерывными продолжениями последних. (…)
В статье «Эволюция атома» (1905 г.) Умов указывает, что с открытием электронов, «этих электрических атомов», к двум основным понятиям, которыми оперировала физика, – «материя» и «эфир», прибавилось третье – «электричество». Электричество состоит из электрических атомов – электронов. С каждым электроном неизменяемо связано некоторое количество материи, иначе говоря, электрон есть «вещь, объединяющая в себе и материю, и электричество». При этом, по Умову, «дуализм» – материя и эфир – сохраняется, если предположить, что электрон осуществляет связь между материей и эфиром. «Материя волнует эфир через связанные с ней электроны». Свет порождается не просто колеблющимися материальными частицами пламени или раскалённых тел, как это считалось раньше, а возникает потому, что эти материальные частицы связаны с электронами. Сделанное в то время открытие, что «масса электрона имеет электромагнитное происхождение», Умов объяснил с картезианских позиций. Поскольку электрон связан с эфиром, то изменение его движения должно вызывать перемещения в эфире, а изменение состояния эфира порождает некоторые электромагнитные явления. Отсюда можно заключить, что электрон обладает некоторой электромагнитной массой, тем большей, чем больше скорость электрона. Подсчёт показал, что материальная масса электрона настолько мала, что ею можно пренебречь по сравнению с электромагнитной массой.
«Но что такое электроны, не обладающие материальной массой? Не представляют ли они часть эфира, выделяющуюся от остальных своим движением – вихревым или коловратным? Один за другим теснятся вопросы: не есть ли вообще всякая материальная масса не более как электромагнитная, не есть ли материя только собрание особых форм движения или состояний эфира, род узлов в эфире?.. Мы сами, вся природа является как бы построенными из эфира».
Эти высказывания Н. А. Умова показывают, что его понимание материи было в те годы ограниченным; под материей он понимает не всё то, что существует вне нас, а лишь то, что ощущается. В представлении Умова материя и эфир находились примерно в таком же отношении, как вещество и поле в представлениях многих современных физиков. «Материальность со всеми признаками, – писал Умов, – является лишь на границах бесконечно разнообразных волнений эфира совершенно так, как мы не видим зеркальной поверхности обширного водоёма, пока она не всколыхнётся и не покроется рябью». Эту же мысль Умов высказывает в рукописи учебника «Опытная физика»: «Наиболее простое разрешение вопроса о природе связи между веществом и эфиром мы нашли бы в предположении, что вещество есть состояние эфира, в котором он ощущается нами».
В своей работе 1913 года «Возможный смысл теории квант» Н. А. Умов выдвигает совершенно оригинальную версию природы постоянной Планка. Эфир обладает, по мнению Умова, различной степенью чувствительности по отношению к неупорядоченным движениям молекулярных систем. Эта чувствительность зависит от числа естественных колебаний молекул системы и представляется величиной обратной произведению постоянной Планка на частоту естественных колебаний молекулы системы. Величина Планка – есть постоянная, зависящая от свойств эфира и потому универсальная.
Сегодня это можно было бы истолковать так: частота колебаний частицы, как целостного образования, и частота собственных осцилляций частицы – не одно и то же, между ними огромный разрыв. Этот разрыв преодолевается, если частота колебаний частицы, как целостного образования, приближается к частоте колебания плотности вакуума, что чрезвычайно затруднительно, так как «масса» частицы (амплитуда) должна многократно возрастать. Если принять частоты колебаний частиц, как целостных образований, за неупорядоченные движения, так как спектр этих частот велик, то частота колебаний вакуума постоянна, «упорядоченна». Эта «упорядоченная» частота определяется физическими характеристиками вакуума, которые, в свою очередь, связаны каким-то образом с величиной постоянной Планка.
Ещё в 1984 году, задолго до знакомства с трудами Н.А. Умова, я связал величину постоянной Планка, в силу её чрезвычайной малости, с декрементом затухания вакуумных колебаний, т. е. на такую величину уменьшается количество колебательного движения с каждым периодом колебания. Возможно, величина постоянной Планка связана с этими колебаниями иным способом, но для меня сегодня несомненна её связь именно с осцилляциями вакуума.
Если вернуться к представлениям Умова о потенциальной энергии, то пояснить их можно таким примером. Потенциальная энергия сжатой пружины – отнюдь не покой, а сила давления на плоскости или крепления, ограничивающие сжатую пружину. Это динамика, движение, но не явное. Точно также и с поднимаемым над поверхностью земли камнем. Поднимая камень, мы изменяем не энергию камня, а мы изменяем динамику, энергетику среды плотного физического вакуума; поднимая камень, мы как бы сжимаем пружину вакуумного давления. «Потенциальная» энергия камня – это кинетическая энергия вакуумного давления, но не явная. Убери подпорку и пружина распрямится, то есть камень вернётся на поверхность земли. Таким образом, потенциальной энергии как таковой нет, это фикция. Любая энергия – это только движение, динамика. Умов в этом отношении совершенно прав.
В октябре 87 года я познакомился с книгой Б. Н. Меншуткина «Труды М.В. Ломоносова по физике и химии» (1936 г.). Ломоносов был последовательным приверженцем идей Декарта, противником абсолютной пустоты, поклонником эфирной гипотезы. В своей диссертации марта 1739 года о различии смешанных тел, состоящем в сцеплении корпускул, учёный в виде теоремы доказывает такое положение: сцепление корпускул зависит от жидкой нечувствительной материи (эфира), наполняющей промежутки, не содержащие составляющей тело материи. «Ведь должна присутствовать материя, – пишет Ломоносов, – чтобы своим давлением напирать на корпускулы из противоположных направлений и заставлять их сцепляться. Кроме жидкости, заполняющей пустые промежутки между корпускулами, составляющими тело, ничего нельзя предположить; поэтому необходимо, чтобы она, подобно всем наблюдаемым жидкостям, как воздух и вода, давила на корпускулы из противоположных направлений и была причиной сцепления, в них наблюдающегося».
По современным представлениям связь между атомами объясняется перекрыванием отрицательных электронных облаков соседних атомов; в месте перекрывания облаков электронная плотность увеличивается и положительные ядра атомов стягиваются, образуя устойчивую связь. На самом же деле всё выглядит иначе. Волновые возбуждения атомов при интерференции (наложении) увеличивают динамику вакуума, уменьшая, таким образом, его плотность и давление; плотность вакуума вне области наложения, сдавливая, сближает атомы и удерживает их на определённом расстоянии в состоянии динамического равновесия. То есть, как видим, совершенно в духе Ломоносова. Только сдавливающая материя отнюдь не жидкая, а вполне твёрдая и плотная.
В этой же книге Б.Н. Меншуткина я вновь повстречал «вихри старого Декарта», только уже не космические, а атомные. Атом, по Декарту, это тоже вихрь, вихревое кольцо, имеющее постоянное круговое движение около средней экваториальной плоскости круга. Такая неизменная (в среде, лишенной трения), очень стойкая при быстром внутреннем движении масса приравнивалась к атому. Вихревые кольца могут группироваться, разъединяться, но не делятся на части.
По моим сегодняшним понятиям, атомные нуклоны, как целостные частицы, имеют именно такой характер движения, и именно такой характер движения позволяет им образовывать между собой устойчивые связи. Движение радиальной осцилляции нуклона, как целого, иначе и не может мыслиться: или как поступательное винтовое движение с возбуждением вихревых волн, или как винтовое движение по замкнутой траектории кольца также с возбуждением вихревых волн. Именно эти возбуждаемые вихревые волны и обусловливают взаимодействие частиц, именно они при интерференции, если длины волн и направление вихрей совпадают, дают устойчивую связь частиц.
В ноябре 87 года знакомлюсь с двумя книгами: сборник статей «Академик Л.И. Мандельштам. К 100-летию со дня рождения» (1979 г.) и книгой Л.И. Мандельштама «Лекции по теории колебаний» (1972 г.).
Приведу по одному небольшому фрагменту выписок из каждой книги.
«Наряду с вопросами оптики одно из главных мест в размышлениях и творчестве Леонида Исааковича всегда занимало учение о колебаниях. Бывали периоды, когда вопросы колебаний больше всего владели его вниманием. Можно было выразиться сильнее: Л.И. понимал учение о колебаниях очень широко. Он говорил, что наряду с «национальным» языком механики, акустики, оптики, электродинамики существует «интернациональный язык теории колебаний», охватывающий все эти области и позволяющий, обладая интуицией в одной из них, разбираться в остальных. В последние годы жизни Л. И. высказал убеждение, что учение о колебаниях сыграло первостепенную роль в развитии всей физики, что «главные открытия в физике, начиная с открытия Коперника, были по существу колебательными и что, может быть, прав английский математик и философ Уайтхед, утверждающий, что рождение физики связано с применением абстрактной идеи периодичности к большому числу отдельных конкретных явлений».
«Разница между обычной динамикой и теорией колебаний ясна. Обычную динамику интересует в первую очередь то, что происходит в данном месте в данное время, теорию колебаний – движение в целом.
До последнего времени (1930 г.) считалось, что колебания – вторичные явления, что первичными являются положение и скорость движущейся частицы в данный момент. Но в этом представлении наступил переворот. Волновая механика утверждает, что целостность процесса есть нечто столь же первичное, как положение частицы. В волновой механике нельзя говорить отдельно о месте и скорости частицы. То и другое должно быть описано, исходя из более основного понятия – целостности процесса. Таким образом, то, что характерно для теории колебаний – рассмотрение целостного процесса, – лежит в самой постановке проблем микромеханики. Вообще за последние четыре года (1926 – 30 гг.) колебания приобрели основное значение не только в макроскопической физике и технике, но и в законах микрофизики. (…)
Колебания – очень важная и специфичная область.
Одна из характерных черт колебательных систем – та, что они несут в себе свой масштаб времени. Он определяется собственным периодом колебаний, или, если говорить более общо, динамическими свойствами системы. Именно этот временной масштаб является решающим в вопросах резонанса, а также в вопросе о связи, о взаимодействии между колебательными системами. Если колебательные системы расстроены, то даже на «близком» расстоянии они почти не действуют друг на друга; если они настроены, то они сильно взаимодействуют даже на «большом» расстоянии. Таким образом, какое расстояние между колебательными системами следует считать близким, а какое далёким, зависит от колебательных свойств.
Эти представления особенно важны в волновой механике. Она в каком-то смысле рассматривает всякое тело как колебательную систему. В частности, молекулы являются колебательными системами. Их взаимодействие коренным образом зависит от соотношений их колебательных свойств. Поэтому пространственное расстояние двух молекул само по себе не даёт ещё указаний на то, действуют они друг на друга заметно или нет».
Такая всеобщность колебательного принципа, как мне кажется, объясняется только одним: колебательный принцип лежит в основе мироздания. И отсюда в развитии он распространяется на все явления и процессы физического мира. Эта тема достаточно отражена в моей работе января 91 года «Диалектика колебательного движения и строение вселенной».
В ноябре же 87-го я познакомился с книгой Д.И. Блохинцева «Принципиальные вопросы квантовой механики» (1987 г.). Параграф «Можно ли обойтись без волновой функции?» вновь вернул меня к вопросу об отношении матричной и волновой механики: матрица плотности Гейзенберга и волна плотности Шрёдингера. Блохинцев обращает внимание на интересный момент: «Основное уравнение квантовой механики – уравнение Шрёдингера, а также и уравнение матрицы плотности могут быть записаны в форме, которая очень напоминает уравнение классической статистической механики, или уравнение механики роя частиц. Это порождает соблазнительную мысль, которая не раз завлекала исследователей на путь попыток рассматривать квантовую механику как некоторую форму классической механики, дополненную своеобразной «квантовой» силой». Блохинцев сам когда-то надеялся, что аналогии между уравнениями для матрицы плотности и уравнениями классической статистической физики, может быть, позволят развить квантовую механику как статистическую механику одновременно не измеримых величин, т.е. имелось в виду положить в основу теории не волновую функцию Шрёдингера, а матрицу плотности – аналога классической плотности в пространстве фаз. Все упомянутые попытки так или иначе используют уравнения, которые на языке волновых представлений нелинейны относительно волновой функции. «В этом обстоятельстве, – замечает автор, – и кроется серьёзный подвох для таких попыток».
Мне кажется, этот «подвох» совершенно свободно преодолевается, если рассматривать динамику роя частиц на основе колебательного принципа. Осцилляции плотности, описываемые нелинейным уравнением, как уже говорилось ранее, примиряют матрицу плотности Гейзенберга и волну плотности Шрёдингера. Среду физического вакуума нужно представлять именно нелинейной системой связанных осцилляторов. Напрямую применять к ней принципы классической статистической физики нельзя, это абсурд. Флуктуации плотности в молекулярной среде статистической физики, ограниченные небольшим спектром скоростей движений и колебаний, и флуктуации (осцилляции) плотности вакуумной среды связанных осцилляторов, определяемые постоянной величиной скорости света, – явления принципиально различные.
Далее в книге Д.И. Блохинцев затрагивает чрезвычайно важную тему детерминизма (предопределённости). Чтобы не калечить мысли автора своим пересказом, процитирую фрагмент этой выписки целиком.
«Уютная иллюзия детерминизма началась, кажется, с гордого, но пустого заявления Лапласа: «Дайте мне начальные данные частиц всего мира и я предскажу вам будущее мира».
Сейчас, когда вспоминаешь эти знаменитые слова великого учёного восемнадцатого столетия, его время представляется таким далёким, как если бы рассматривали его в перевёрнутый бинокль. Теперь мы более трезвы и очень далеки от этой надежды механистического века. Но даже и начало нашего века, разрушившего наивные иллюзии девятнадцатого столетия, когда всё казалось ясным, а наука – исчерпавшей проблемы, кажется уже бесконечно далёким. Теперь мы вновь подходим к какому-то новому рубежу, вероятно, очень революционному, контуры этого нового кажутся очень грандиозными, но ещё скрытыми дымкой и далеко не ясными.
Возможно, это только ощущение, основанное на страстном желании перемены устоявшихся принципов, которые явно устарели, но за которые мы держимся только потому, что у нас нет новых, и ещё, может быть, и потому, что многие из нас опасаются этих перемен, могущих разрушить уют установившегося образа мыслей.
Самое удивительное в этом ощутимом движении нового заключается в том, что оно очевидным образом охватывает не только физику, но и биологию и космологию и готовится оказать существенное влияние на наше научное мировоззрение. В этой обстановке критическое отношение к самим основам современной теории является, по-видимому, самым разумным.
К числу таких основ теории относится и концепция классического детерминизма. Вернее сказать, не так сомнителен сам детерминизм, как сомнительно безотчётное преклонение перед идеалом детерминизма.
Человечество долго верило в предопределение божие и, позднее, в железную причинную связь. Близкое философское родство и неполноценность этих воззрений были поняты Энгельсом, а многовековое непонимание этого родства было поводом для трагедий и стоило жизни многим выдающимся людям.
Стремление к познанию истины составляет законную гордость человеческого рода, и перед этим стремлением должно отступить на задний план чувство естественной тревоги за возможную потерю уюта привычных представлений.
Мы должны теперь признать, что в жизни вселенной нельзя игнорировать элемент азартной игры: если бы мы и решились на минуту признать бога или другую направляющую силу, то всё же мы были бы обязаны признать, что бог или нечто ему эквивалентное имеет некоторую склонность к азартным играм. Его Величество случай пользуется явной благосклонностью Закона и подстраивает нам вещи неожиданные и маловероятные. Более того, можно даже указать область явлений, где он особенно чувствует себя привольно: я имею в виду атомную и молекулярную физику.
Великий физик-материалист Больцман первый заметил это важное обстоятельство и выдвинул изумительную гипотезу о том, что вся наблюдаемая нами область Вселенной есть результат огромной флуктуации, какой ещё никогда прежде не видел и не мог видеть мир.
Итак, нам нужно привыкнуть к мысли, что мир не устроен очень прямолинейным образом и не так прост, как этого хотелось бы приверженцам различных постулативных схем».
Мир потому-то и не прост и прямолинеен, что в основе его лежат не линейные законы механики точки, а нелинейные законы волновой механики. Однако инерция нашего мышления ещё даёт себя знать. Нам нужно остановиться и оглядеться вокруг, и, быть может, тогда мы увидим, что ответ на неразрешимый вопрос находится рядом.
Радиальная осцилляция плотности вакуума, как и колебания маятника, вполне детерминированное явление: их колебательные движения обречены через определённое время угаснуть. Рождение вакуумных флуктуаций, их перемещение по радиусу вселенной, их угасание на периферии вселенной наряду с чертами детерминированности имеют черты случайности. Уже одно понятие «множество» ломает построения абсолютного детерминизма. Вселенная в целом, как колебательный контур, вполне детерминированное образование. Но в частностях, в ходе эволюции форм движения по радиусу вселенной, случайность получает некоторую власть и силу. Но эта случайность не нарушает детерминированности вселенной в целом.
В конце декабря 87 года я познакомился с книгой А.С. Карлюка «Борьба материализма и идеализма в отечественной физике» (1960 г.). А в начале января 88-го прочёл книгу А. М. Мостепаненко «Проблема существования в физике и космологии: мировоззренческие и методологические аспекты» (1987 г.). Выписки из этих книг оказались в удивительном созвучии. Эфир и вихревые модели атома – из книги А.С. Карлюка; физический вакуум и вакуумные возбуждения – из книги А. М. Мостепаненко. Эфирная картина мира и вакуумная картина мира. От чего ушли в начале двадцатого века, к тому пришли в конце века.
Очень хорошо отразил проблемность эфирной гипотезы американский физик Роуланд. «Физики возлагают на эфир очень большие надежды и предъявляют к нему исключительно высокие требования. Свойствами эфира нужно объяснить и электрическое притяжение, и магнитное действие (в частности, вращение плоскости поляризации луча в магнитном поле), и земной магнетизм, и тяготение. Но если в некоторых случаях мы можем придать эфиру такие свойства, чтобы объяснить одно или два явления, то мы при этом всегда оказываемся в несогласии с другими явлениями, которые также требуют объяснения… Где тот гений, который даст нам эфир с такими свойствами, чтобы все явления согласовывались одно с другим, и докажет, что все они исходят из свойств одной простой жидкости, наполняющей всё пространство, жизненной крови вселенной – эфира?»
Восклицание Роуланда весьма симптоматично. Не один он, вероятно, приходил в отчаянье, думая об эфире. Появление в 1905 году специальной теории относительности А. Эйнштейна, устранявшей эфир за ненадобностью, выглядело тогда как спасение, как выход из тупика. Потому-то так легко многие физики приняли эту теорию, и об эфире не хотели больше слышать. Но эфир оказался как та напасть, которую гонят в дверь, а она влезает в окно. И ведь влез, только сменил имя. Теперь он именуется «физическим вакуумом».
«Вакуум, – пишет Мостепаненко, – это не только новый (?! Б.Г.) фундаментальный вид материи, но такой особый вид физической реальности, который можно охарактеризовать как «потенциальное бытие» и «относительное ничто». Это очень существенно для понимания неисчерпаемости материи и проблемы существования в физике». По словам автора, вакуум квантовой теории поля – наиболее универсальный и фундаментальный вид реальности из известных в настоящее время. Не исключено, что наша Вселенная (а возможно, и множество других вселенных) порождена из вакуума в результате спонтанного нарушения его симметрии. Если это так, то вакуум является объединяющим началом и источником существования бесконечного множества возможных миров. На этот фундаментальный статус вакуума и необходимость создания своего рода «вакуумной картины мира» ещё в середине шестидесятых годов двадцатого века обратил внимание философ Г.И. Наан. С тех пор появилось много данных (о существовании несимметричного вакуума, о множественности вакуумов и т. д.), но основная идея Наана остаётся в силе.
Взгляд на эфир как на заполняющую пустоту жидкость, конечно, должен был привести к кризису. В самом этом понятии (жидкость) есть что-то неопределённое, аморфное, ненадёжное. Уж она никак не могла стать основой мироздания. Здесь нужно что-то посущественней.
Калибровочное поле современной единой теории поля, рассматриваемое как система связанных осцилляторов, уже далеко не жидкость, а скорее кристалл чрезвычайной плотности. Вот этот-то кристалл больше подходит для основы мироздания. Волновые возмущения различной формы в нашем кристалле есть частицы, атомы, поля.
В январе 88 года, о чём писал в четвёртом письме Д. Н. Трифонову, я открыл для себя солитоны, прочитав книгу А. Т. Филиппова «Многоликий солитон» (1986 г.). Оказалось, то, что мне удалось найти в ноябре 83 года (радиальная осцилляция плотности), уже существует в теории солитонов. И имя этому удивительному образованию – бризер, от английского слова «дышать». Среда, в которой только и могут существовать бризеры, имеет кристаллическую структуру. Бризер образован двумя взаимодействующими дислокациями (смещениями): разрежения и сжатия среды. Это стоячая волна колебаний плотности среды, которая ведёт себя как частица. Бризер может равномерно двигаться, ускоряться или замедляться вблизи неоднородностей. При столкновении с солитонами или другими бризерами так же ведёт себя как частица.
В марте 88 года состоялось моё знакомство с книгой Вернера Гейзенберга «Шаги за горизонт» (1987 г.). Она оказалась итоговой книгой великого физика-теоретика. В своей работе «Нужны ли струнам кварки?» я использовал часть выписок из книги Гейзенберга, повторяться здесь не буду. Приведу лишь то, что не использовал раньше, а именно, общий взгляд Гейзенберга на проблему.
«Итак, конечным результатом на сегодня представляется вывод, что предложенная Дираком теория электрона изменила весь облик атомной физики. После отказа от старого понятия элементарной частицы, объекты, раньше называвшиеся элементарными частицами, должны сегодня рассматриваться как сложные многоэлементные системы, и рано или поздно мы будем рассчитывать их с помощью основополагающего закона природы, так же как мы рассчитываем стационарные состояния сложных молекул по законам квантовой или волновой механики. Мы узнали, что энергия становится материей, принимая форму элементарных частиц. Состояния, носившие названия элементарных частиц, так же сложны, как состояния атомов и молекул. Или – в парадоксальной формулировке – каждая частица состоит из всех остальных частиц. Поэтому мы не можем надеяться, что физика элементарных частиц когда-либо сможет стать проще, чем квантовая химия. Это важная деталь, потому что ещё и поныне многие физики надеются, что нам удастся в один прекрасный день отыскать какой-то очень простой путь к физике элементарных частиц – как в старые времена водородного спектра. Но на мой взгляд, это невозможно».
Теория электрона Дирака, о которой в начале поминает Гейзенберг, это релятивистская теория частицы, которую уже нельзя рассматривать как точечный объект, а только как динамику квантового поля; в основе динамики лежит волновая функция. Проще говоря – частица есть возбуждение в среде. Понять природу и характер этого возбуждения так мучительно пытаются учёные со времени открытия Дирака.
В приведённой выписке есть занятный пассаж Гейзенберга: «Мы узнали, что энергия становится материей, принимая форму элементарных частиц». Подобный пассаж показывает, как далеко ещё были физики от понимания действительной природы элементарных частиц, для них всё еще энергия (движение) и материя являлись взаимосвязанными, но не сводимыми к одной сущности реальностями.
После этой книги Гейзенберга в моих выписках случился большой временной разрыв. Следующая интересная выписка появляется только в декабре 89 года. Сделана из книги А. М. Бутлерова «Сочинения» (1953 г.). Разрыв, видимо, объясняется занятиями темой периодической системы элементов; это было время кульминации «эпопеи». В январе 1990 года я познакомился с трёхтомником И.П. Селинова «Изотопы». «Апофеоз и торжество» моей идеи ядерной периодичности, о чём уже говорил выше.
Знакомство с сочинениями А.М. Бутлерова также стало для меня поразительным открытием. Позволю себе процитировать выписку из книги Александра Михайловича целиком, чтобы читатель мог убедиться в проницательности и глубине видения этого замечательного русского учёного.
«Современное значение теории химического строения. (Читано А.М. Бутлеровым 17 апреля 1879 года)
Что такое химическое соединение или, лучше сказать, что происходит, когда два разнородных вещества, – положим, два элемента, – соединяются между собой? В прежние времена рассматривали это как притяжение, например, электрическое. Так делала это электрохимическая теория. Представляли себе, что атомы в химическом соединении находятся приложенными один к другому, например, железо-магнит, – и остаются в покое… В настоящее время мы смотрим на химическое соединение не как на что-либо мёртвое, неподвижное; мы принимаем, напротив, что оно одарено постоянным движением, заключённым в его самых мельчайших частичках, частные взаимные отношения которых подлежат постоянным переменам, суммируясь при этом в некоторый постоянный средний результат. Мы можем иметь здесь и постоянные изменения в химических частицах, составляющих массу вещества, но всё это сводится к известному среднему состоянию самой массы. Словом, вообще мы имеем всегда перед собой состояние известного подвижного равновесия. (…)
Само собой разумеется, что ближе мы не знаем ещё рода движения, составляющего запас химической энергии, но мы не сомневаемся, что это движением атомам присуще, и то, что мы называем процессом химического соединения, есть изменение в состоянии этого движения. Как известно, при химическом соединении обыкновенно изменяется количественно самый запас химической энергии; в большинстве случаев она выделяется в виде тепла или электричества; в некоторых, сравнительно редких, случаях она поглощается; иногда незаметно ни того, ни другого, но тем не менее мы знаем, что с изменением натуры химических частиц состояние внутреннего движения в веществе, – состояние химической энергии, – изменилось. И если мы попробуем ответить на вопрос, каково это изменение, то в известной общей форме дать ответ, мне кажется, возможно. Изменение состоит в том, что из того движения, которое было свойственно атомам частиц, вступивших в химическое взаимодействие, составилось частию нечто общее, присущее теперь каждой доле нового вещества. Для нас совершенно достаточно будет, если мы остановимся на таком положении, которое, я думаю, оспаривать трудно; а именно: химическое соединение представляет определённую зависимость движения атомов составных частей. Не зная ближе натуру этого движения, мы знаем, однако же, что химическая энергия одного вещества воздействовала на химическую энергию другого, и отсюда произошел результат, выражающийся в определённом новом общем состоянии движения, устанавливающем определённую взаимную зависимость между атомами составных частей. (Примечание-сноска. «Более подробно развивал и пояснял Бутлеров свои взгляды на химическое соединение (как на зависимость движения атомов) и на отношения между химическим строением и химической динамикой в своих курсах лекций.
«Химическая частица представляет собою совокупность постоянно находящихся в движении разнородных или однородных атомов, обладающих различными направлениями движения и не одинаковой скоростью, – при этом движения атомов не безотносительны, но каждый из них в своём движении находится в тесном отношении, в большей или меньшей зависимости от каждого из остальных.
Интересна постановка Бутлеровым вопроса об отношении между химическим строением и химической динамикой и ответ на него. «В самом деле, если химические соединения представляют постоянную подвижность своих частиц и составляющих их атомов, то не будет ли противоречием всему сказанному о динамике химических соединений, если мы придадим этому соединению определённое строение, вставим химическую частицу в определённые рамки структурной формулы, то есть придадим ей до известной степени характер неподвижности?.. Можно с достоверностью утверждать, что химическая динамика не уничтожит теории химического строения. Рациональнее всего допустить, что в дальнейшем развитии химии, с уяснением динамических отношений в химических соединениях, теория химического строения (как менее общая) войдёт, как часть, в химическую динамику». ( !!! Б. Г.)
В другом курсе Бутлеров говорит: «Изучая реакции и определяя таким образом зависимость, существующую между атомами, надо, однако, помнить, что химическим строением вещества выражается не понятие о расположении атомов в пространстве, а, скорее, определяется существующая между ними зависимость движения, или зависимость динамическая. Известно, что множество химических реакций сопровождается выделением тепла, которое достигает иногда весьма значительных размеров. Откуда же берётся это тепло? Естественно предположить, что оно находилось в реагирующих веществах, но в ином – скрытом состоянии. Тепло рассматривается ныне как известного рода движение, а всякое движение, согласно закону сохранения сил (или движения), не может пропадать или твориться, а может только происходить из другого рода движения. Поэтому и надо принять, что атомы не находятся в частице в состоянии покоя, а напротив – в состоянии постоянного движения, которое и изменяется во время реакции, причём часть его переходит в другого рода движение – в теплоту». (…)
Фактическая связь между химизмом, теплотою, светом и другими проявлениями деятельности материи очевидна: что свет есть движение, это – гипотеза, доросшая ныне почти до степени непреложной истины; что теплота – движение, это сделалось более чем вероятно с тех пор, как возникла механическая теория тепла, и, может быть, не ошибётся тот, кто назовёт движением все явления химизма. Если наступит время, которое уяснит причинную связь между всеми видами этого движения, то явления химизма получат свою механическую теорию, – теорию в полном смысле слова, – и, заняв своё место в науке, как определённая часть стройного целого, теория эта, наравне с другими частями – теориями другого рода движений, подчинится математическому анализу».
Насколько же Бутлеров опередил своё время в понимании атомной и химической динамики! Там, где иные учёные видели лишь статическое сцепление электрически заряженных частиц, Бутлеров видел движение, динамическое равновесие системы атомных частиц. Он видел скрытые, невыявленные ещё формы движения материи. Но ведь в этом-то и состоит развитие знаний о физическом мире: нахождение новых форм движений; сначала на уровне предположений, а потом и доказательств существования таковых в реальности. Часто за явлениями и процессами, природа которых ещё неясна, стоят лишь невыявленные формы движения.
Химические реакции, по Бутлерову, не просто сцепление и расцепление заряженных частиц, а кинематика частиц, переходы из одной формы динамического равновесия в другую с выделением или поглощением энергии теплового движения. Взгляды Бутлерова удивительно современны. Ведь мы ещё, несмотря на пролетевший двадцатый век, только подходим к пониманию действительной механики химических реакций.
В этом очерке я почти не приводил выписок из научных и научно-популярных журналов. Но то, что мне попалось в марте 1990 года (журнал «Техника и наука», № 6, 1989 г.), приведу дословно. Маленькая заметка с громким названием «Эфир существует».
«К такому выводу пришел Г. Г. Филипенко из г. Гродно, когда приравнял ускорение свободного падения любой планеты на Солнце и её центростремительное ускорение. У Г. Г. Филипенко получилось, что в сумму сил, действующих на любую планету Солнечной системы, входит и сила Архимеда. То есть планеты находятся в некой вязкой среде, и на них действует выталкивающая сила. Значит, среду эту можно считать эфиром, который вращается Солнцем, а он в свою очередь вращает планеты. Поскольку относительно планет эфир практически не движется, то эфирного ветра нет, значит, он не может быть обнаружен в эксперименте. Одним словом, по Г. Г. Филипенко, получается, что планеты плавают в неоднородной по плотности среде, при этом каждая нашла себе такое место, где её плотность равна плотности эфира».
Каково! Чистый Декарт. Однако эта «некая вязкая среда» приводила физиков в бешенство уже в конце девятнадцатого века. Пора бы придумать что-нибудь потвёрже. Но автор идеи прав относительно неоднородной плотности среды. И планеты не находили себе место, где их плотность равна плотности эфира, а место определилось как результат уравновешивания центробежной силы планеты и выталкивающей силы эфира. Система динамического равновесия. Движение же планет вокруг солнца и вращение планет вокруг своей оси есть инерционное движение, результат существовавших когда-то вихревых движений.
Три последующих серии выписок вошли в переработанном виде в мои статьи девяностого и девяносто первого года. Повторяться не буду.
30 сентября 90 года была сделана выписка из книги О. Бора и Б. Моттельсона «Структура атомного ядра» (1977 г.). Тема выписки касается так называемой ираст-области. Ираст-областью называется область наинизших энергетических состояний ядра при данном значении его общего углового момента. Тема очень специфическая и она быстрей годилась бы для «эпопеи» Периодический закон, но по некоторым причинам туда не вошла.
Проще говоря, речь здесь идёт о структурных особенностях строения атомного ядра на основе оболочечной модели. Ядерные нуклоны имеют особенность собираться в группы (оболочки). Что представляют собой эти группы? А то, что орбитальные моменты отдельных нуклонов выстраиваются вдоль оси симметрии вращения, образуя цепочки. То есть так, как изображено у меня в работе «О дробных значениях орбитальных моментов ядерных нуклонов». Во всяком случае, как мне кажется, исследования ираст-области подтверждают такой подход.
Предпоследняя выписка была сделана из книги Д. Н. Трифонова, А. Н. Кривомазова и др. «Учение о периодичности и учение о радиоактивности» (1974 г.) 14 июля 91 года. Выписка небольшая и касается в основном темы альфа-частиц. Приводить её не буду, но отмечу интересный момент.
Задолго до открытия Г. Н. Флёровым и К. А. Петржаком (1940 г.) спонтанного деления ядер урана, французский учёный Жан Перрен писал: «В атомном ядре может существовать состояние статистического равновесия, определяемого большим числом неправильно меняющихся параметров… Когда же случайно в ядре получается неустойчивая конфигурация, происходит катастрофа, атом взрывается, как взлетает на воздух склад динамита от действия малой искры». Что бы мне хотелось подправить в этих словах Перрена с позиции сегодняшнего дня: не «состояние статистического равновесия, определяемого большим числом неправильно меняющихся параметров», а состоянием динамического равновесия, определяемого известным числом правильно меняющихся параметров. При статистическом равновесии и большом числе неправильно меняющихся параметров ядро, как устойчивая система, не могло бы существовать вовсе. Какое статистическое равновесие, если в атомах лития, бериллия, бора всего по несколько нуклонов! И даже при ста, двухсот нуклонах о статистике говорить ещё рановато. Ну и конечно же, ядро не взрывается как склад динамита, а делится на две почти равные устойчивые части, что, опять же, говорит не о статистическом равновесии, а о динамическом, упорядоченном равновесии. Такое состояние динамического, упорядоченного равновесия отнюдь не исключает возможности спровоцированного или неспровоцированного деления тяжелых атомных ядер. Ведь даже динамическое, упорядоченное равновесие может (и даже должно) периодически нарушаться, может создаваться «неустойчивая конфигурация», ведущая к развалу ядра.
Последняя выписка из прочитанной литературы, как уже говорилось ранее, была сделана 18 августа 1991 года. В то время в журнале «Техника – молодёжи» существовала рубрика «Фонд новаторов». Со всей страны приходили в адрес этого фонда идеи и проекты наших беспокойных граждан Советского Союза. Много попадалось интересного, но для себя я оставил только один фрагмент. Что-то в нём было особенное и даже родственное. Приведу фрагмент целиком.
«Разработана теория гравитации и инерции, которая рассматривает реальное пространство как метрическую среду, создаваемую всеми массами Вселенной и являющейся одновременно условием проявления их свойств. В первом приближении для количественного описания этого соответствия показывается возможность использования математического аппарата электродинамики: скалярный потенциал описывает относительную линейную деформацию среды, а векторный – плотность тока среды. Эти потенциалы позволяют находить поля инерции и гравитации, соответствующие движению и расположению данной системы отсчёта; таким образом, закон инерции Ньютона получает качественное и количественное обоснование, а гравитация связывается с деформацией среды.
Теория объясняет постньютоновские эффекты, позволяет понять особенности строения Солнечной системы. Космологические причины не объясняют стабильности таких свойств, но если рассматривать орбиты как рамки с током массы, а планеты и Солнце как «гравимагнитные» диполи, действие стабилизирующего фактора становится ясным.
С позиции этой теории приводятся возражения против эйнштейновского подхода к понятию системы отсчёта. Лебедев П. В.»
Конечно, трудно по этой короткой аннотации составить общее представление об идеях автора, но насколько позволяет мне воображение, речь идёт об очередной модификации идей геометродинамики в духе Уилера. Имеется два ключевых понятия: линейная деформация среды и плотность тока среды. Но что стоит за этими понятиями? – совершенно неясно. Я написал автору письмо с просьбой пояснить суть открытия, но ответа не было. Если за понятием «деформация среды» стоит реальный процесс изменения плотности, то наши идеи имеют точку соприкосновения.
Об общей теории относительности Эйнштейна одним предложением можно сказать так: гравитация связывается с деформацией пространства-времени. Здесь же звучит как-то неопределённо: гравитация связывается с деформацией среды. Какой среды и какого рода деформация? Одни загадки.
Признаюсь, что и я с отчаянья послал свою работу по периодической системе элементов в «Фонд новаторов». Материал с моей заметкой уже готовился к публикации (заезжал в редакцию, видел сам), как «Фонд… » неожиданно закрыли.
Очерк подходит к завершению. Почти все значимые материалы, собранные за минувшие двадцать с лишним лет, использованы. Но в заключение мне бы ещё раз хотелось вернуться к драме последних сорока лет жизни Альберта Эйнштейна – его безуспешных попытках построить единую теорию поля. В этой драме заключена, без сомнения, разгадка тайны, которая не раскрыта до сих пор. Со смерти Эйнштейна прошло сорок лет, многое в современной физике выглядит иначе. В рамках единой теории поля создана теория калибровочных полей, самое, пожалуй, серьёзное творение учёных после ухода из жизни Эйнштейна. И даже эта теория, можно сказать, уже нащупавшая разгадку тайны, не может вывести её на белый свет.
Открытая мной в ноябре 1983 года, без ложной скромности говоря, новая форма движения материи – радиальная осцилляция плотности (дыхание вакуума), продольные колебания плотности есть сингулярность, но сингулярность не статическая, а переменная; состояние сингулярности (сжатия вакуумных элементов к центру условной сферы) преодолевается переходом в фазу расширения («отскок» из сингулярности), которая тоже происходит до некоторого предела и вновь возвращается в сингулярность.
Мне сегодня легко об этом рассуждать, когда я знаю примерное строение вакуумной среды, что она не непрерывна, а непрерывно-дискретна, что динамика её обусловлена характеристиками вакуумных первоэлементов, бесконечно-локальных частиц. А каково было Эйнштейну и учёным первой трети двадцатого века!
Приведу пример отношения Эйнштейна той поры к сингулярностям. В 1917 году Эйнштейн писал Вейлю: «Вопрос о том, следует ли рассматривать электрон как особую точку и допустимы ли вообще в физическом описании истинные сингулярности, представляет огромный интерес. В теории Максвелла радиус принимают конечным для того, чтобы объяснить конечность инерции электрона». Ещё тогда, и уж наверняка позже, Эйнштейн не сомневался, что «сингулярность – проклятие». Он был настолько уверен в недопустимости существования сингулярностей, что опубликовал работу, имевшую цель показать, что «шварцшильдовская сингулярность отсутствует в природе, так как вещество нельзя концентрировать произвольным образом; в противном случае частицы, образующие скопление, достигнут скорости света».
Был, однако, краткий период, когда Эйнштейн думал, что иногда появление сингулярностей неизбежно. В 1927 году он писал: «Все попытки последних лет объяснить элементарные частицы материи посредством непрерывного поля не удались. Подозрение, что это вообще неправильный путь к пониманию частиц материи, после очень многих тщетных попыток стало у нас настолько сильным, что нам не хочется здесь об этом говорить. Таким образом, мы встаём на путь объяснения элементарных частиц как особых точек или сингулярных мировых линий. Итак, мы пришли к методу рассмотрения, при котором кроме гравитационного и электромагнитного полей отсутствуют другие полевые переменные, место которых, однако, занимают особые мировые линии».
Эйнштейн и теорию элементарных частиц пытался поставить на полевую основу, на которой уже стояли электродинамика и гравитация, пытался создать теорию, описывающую частицы как свободные от сингулярностей решения уравнений непрерывных полей. «После Максвелла, – пишет Эйнштейн, – физическая реальность мыслилась в виде непрерывных, не поддающихся механическому объяснению полей, описываемых дифференциальными уравнениями в частных производных». Несмотря на то, что сингулярности заставляли с собой считаться, Эйнштейн сохранил глубокую веру в возможность описания мира при помощи только непрерывных полей.
Вот в этой-то глубокой вере и была ошибка. Эту ошибку исправило рождение теории калибровочных полей, где поле уже не непрерывно, а непрерывно-дискретно, это поле связанных осцилляторов. Решение проблемы корпускулярно-волнового дуализма состоит в понимании физического вакуума именно как среды связанных осцилляторов (первочастиц), движущихся по гармоническому колебательному закону. В непрерывной среде, не содержащей никаких дискретных элементов, не может быть никакой динамики, никакого движения, это очевидно. Здесь нет взаимодействия элементов, а без взаимодействия нет и движения.
Ни одна идея о введении новой частицы не наталкивалась на столь упорное сопротивление, как гипотеза Эйнштейна о существовании фотона (1905 г.). Гипотеза световых квантов воспринималась как ересь даже ведущими физиками. Однако фотон был всё же признан, с экспериментом не поспоришь. Но даже сегодня природа фотона продолжает вызывать некоторое недоумение, ведь здесь явный парадокс: известно, что свет есть волна, следовательно, она не может состоять из частиц. Парадокс тут решается просто. Волна-то как раз и состоит из частиц, но частиц не летящих от источника света как пули, а связанных в поле осцилляторов. Ведь и элементарная частица протон – это тоже волна (правда, стоячая), образованная движением множества связанных осцилляторов. Вот где кроется тайна корпускулярно-волнового дуализма; дуализм заложен в самой природе единой среды. Так что спрашивать: что первично – волна или частица? – здесь не имеет смысла. Первично – движение по колебательному закону.
Что касается общей теории относительности Эйнштейна, теории гравитации, то моя критика, которой в общем-то и нет, сводится не к требованию отказа от этой теории, а к требованию пересмотра основного её понятия «кривизна пространства-времени». Как я уже говорил ранее, в математическом отношении теория Эйнштейна справедлива, но физические реалии в ней отсутствуют. Симбиоз понятий: пространство-время – есть движение, движение элементов единой среды. Встав на эту точку зрения, математическая форма теории обретает конкретный физический смысл.
Специальная теория относительности Эйнштейна возникла вследствие безуспешных попыток обнаружить абсолютное движение тел относительно неподвижного эфира, заполняющего всё мировое пространство. Поиски «эфирного ветра» кончились ничем. Когда-то очень давно, задолго до занятий физикой, я впервые услышал о подобных попытках обнаружить такого рода движение относительно эфира. И, помню, мне тогда сразу подумалось: какая глупая затея; ведь если бы такой эфирный ветер действительно существовал, пусть даже в самом ничтожном размере, он всё равно проявлялся бы в каких-нибудь земных эффектах (капля камень точит), вполне наблюдаемых. Но о таких эффектах никто, никогда не слышал. Я помнил об этом эпизоде моей ранней юности всегда, но вот поведать о нём довелось только сейчас, в конце исторического очерка.
Невозможность обнаружить абсолютное движение тел в эфире приводила к отказу от абсолютного пространства и эфира, с ним связанного. Все движения относительны. Но вот какая штука: скорость-то света постоянна и не зависит от скорости относительного движения источника света. Если бы эфир действительно существовал, то постоянство скорости света было бы легко объяснимым. Но эфира как бы уже не было. Относительные движения тел (инерциальных систем отсчёта, в которых законы физики одинаковы) и постоянство скорости света, принятые как постулаты, привели к созданию новой кинематики – релятивистской. Рассматривание относительных движений инерциальных систем отсчёта относительно постоянной скорости света приводило к интересному результату: линейные размеры тел и течение собственного времени тел непостоянны, линейные размеры тел с увеличением скорости тел сокращаются, а течение времени замедляется. К тому же, масса тела с увеличением скорости возрастает и стремится к бесконечности, когда скорость тела приближается к скорости света. Однако наблюдатель, находящийся на ускоряемом теле, не замечает всех этих перемен: сокращения линейных размеров и замедления времени. Это замечает наблюдатель с другого тела, с другой инерциальной системы отсчёта.
Родилась совершенно фантастическая и сложная для понимания неспециалиста картина. Многие даже сегодня не хотят с ней примириться. И справедливо, так как все результаты специальной теории относительности могут быть объяснены и на основе представлений о единой материальной среде, собственные движения которой определены постоянной скорости света. «Масса» протона – это величина амплитуды радиальных осцилляций плотности вакуума, происходящих в малом объёме со скоростью света. Радиальная осцилляция представляет собой совокупность двойного движения: прямого и обратного, условно говоря, притяжения и отталкивания, что соответствует существующим в физике понятиям «отрицательная и положительная энергия». Родись такой образ в начале двадцатого века, развитие физики пошло бы иным путём.
Название очерка – «Дыхание вакуума: история открытий» – отнюдь не означает только историю моих личных научных открытий, нет. Это история открытий имён и идей учёных минувшего времени, далёкого и близкого. Радость от подобных открытий не меньше, чем радость от собственных научных открытий. В целом эту книгу я мог бы назвать книгой двухсот авторов. Каждое упомянутое в ней имя может претендовать на соавторство. Обилие цитированного в книге материала я не считаю недостатком. Компиляторство, перефразирование – труд не тяжелый, но утомительный. Пусть мысли авторов звучат в первозданном виде. К тому же, историческое повествование допускает прямое цитирование без ограничений.
Мне бы ещё хотелось сказать об ответственности людей, в частности, учёных. За более чем двадцатилетний период я не встретил ни достаточного понимания, ни поддержки. Отчасти в этом есть и моя вина. Конечно же, научные истины не доказываются словами, а только опытом, практикой. Но ведь я шел к учёным не затем, чтобы навязывать им свои открытия, я шел за помощью, которая затем могла бы вылиться в опыт. Наука нуждается в новых идеях, нуждается в нетрадиционных подходах и взглядах. С какой стороны они приходят и кто их несёт – это дело второстепенное. Конечно, то, чем я занимался в физике, я не должен был этим заниматься в силу своей иной профессиональной принадлежности. Этим должны были заниматься другие. Но если я видел, что другие не делают или не способны делать то, что им положено, то естественной моей реакцией было – взяться самому. Прошу простить меня за такой пассаж.
Изложенная в книге основная идея со своими следствиями совсем не означает, что познание физической реальности достигло предела, на этом физика кончается, нет и нет. Напротив, познание выходит на новый виток развития, более широкий и всеохватный.
28 августа 2004 года.