Детский вопрос

   - Что это? – спросил пятилетний мальчуган, указывая пальцем на глобус, стоявший посредине зала.
   - Это глобус, – ответил отец, – это, как тебе сказать, маленькая копия нашей планеты Земля, планеты, на которой все мы живём. Видишь, глобус круглый, и Земля тоже круглая, только очень-очень большая, огромный такой шар.
   - А почему Земля круглая, почему шар?
   - Ну,почему-почему, уж такая есть, – уклончиво ответил отец, видимо, изрядно уставший от бесконечных расспросов малыша.
   Я стал невольным свидетелем этой сценки, и вопрос мальчика, почему Земля круглая, и ответ отца как-то сильно задели моё сознание. Что, казалось бы, проще может быть этого вопроса, прост до примитивности: почему круглая? А действительно, почему круглая, а не кубическая, цилиндрическая или какая-нибудь иная? Какой взрослый человек, умудренный многолетним житейским опытом, смог бы так просто и ясно поставить этот вопрос?
   Поздно вечером, укладываясь спать, я отчего-то очень живо вспомнил мальчугана и его вопрос. Вопрос явно не давал мне покоя, вернее, не вопрос, а ответ на вопрос. Можно ли ответить на него так же просто и однозначно? Ведь когда мы видим падающее на землю тело, мы просто спрашиваем себя: почему оно падает? И просто, одним предложением, отвечаем: на тело действует сила притяжения Земли, – и никаких проблем. Однако может ли вообще быть простым ответ на вопрос о причинах шарообразности Земли, как, впрочем, и других тел в космическом пространстве, начиная от спутников планет и кончая звездами-гигантами? Наверное, всё же нет, иначе он был бы всем давно известен.
   В свою очередь, мы относительно легко можем ответить на следующий вопрос: почему капля какой угодно жидкости в атмосфере в условиях невесомости или при падении, что, в общем, одно и то же, принимает шарообразную форму? Мы, не задумываясь, отвечаем: причина в атмосферном давлении. Атмосфера – чрезвычайно плотная газовая среда, и капля жидкости в свободном, как бы подвешенном, состоянии будет испытывать постоянное давление, причем со всех сторон без исключения. В условиях равномерного давления газовой среды со всех сторон одновременно капля обретает наиболее оптимальную и единственно возможную форму, то есть форму шара.
   Однако,дело в том, что и в вакууме в состоянии невесомости та же самая капля жидкости становится шарообразной. Но ведь газовой среды, а стало быть, атмосферного давления, нет! Почему же она обретает форму шара, ведь ничто же не давит?!
   Мне кажется, мы покощунствуем над здравым смыслом, если действительно в данном случае будем утверждать, что никакого давления нет. Силам тяготения и силам так называемого поверхностного натяжения превратить здесь каплю в шар просто не по силам, расчёт это без труда подтвердит. И я более и более стал склоняться к мысли, что давление всё же есть, и механизм действия его на элементы поверхности капли во многом подобен механизму давления на каплю в плотной газовой атмосфере.
   Это открытие обнадёжило. Ведь подтверждалась одна из долго беспокоивших меня мыслей о материальности космического вакуума, так называемой пустоты. Я не принимал и не принимаю допущения о существовании абсолютной пустоты и вполне разделяю мысль Декарта о единстве протяжённости и материи. Всё, имеющее пространственную протяженность, материально. Нет более нелепой мысли в естествознании, чем мысль о существовании абсолютной пустоты, это всё равно что говорить о реальности ничто. Ничто не имеет ни протяженности, ни материи. Ничто есть абсолютное небытие, оно есть всего-навсего философское определение этого абсолютного небытия. Да  в  общем и современные взгляды ученых-физиков на природу физического вакуума не противоречат сказанному. Вакуум, по их представлениям, реальная материальная среда, но с ещё довольно загадочными свойствами и строением. Им пока легче оперировать старыми понятиями поля: гравитационного, электромагнитного и т.д. Но придёт время, когда все так называемые поля получат объяснение, исходя из представлений о единой материальной субстанции. Различие всевозможных полей, вероятно, окажется лишь различием форм движения этой единой среды. Даже сами частицы материи, образующие атомы, тоже могут оказаться всего лишь своеобразными  локальными  движениями в среде.
   А ведь как всё просто и хорошо получается! Малыш озадачил меня своим вопросом, но, не ведая того, ухватил самую суть. Правильный, четкий, простой ответ на этот вопрос заставит перевернуть все наши нынешние представления на причины тяготения и не только тяготения. Мир един, в нём всё взаимосвязано. Получение правильного объективного ответа на какой-нибудь частный, локальный вопрос может вызвать прямо-таки цепную реакцию перемен во взглядах на физическую реальность.
   А как же быть с математикой – опорой современных физических теорий? Математика – прежде всего универсальный инструмент, используемый где только возможно, где есть что вычислять, где царствуют мера и количество. Физика как раз та область познания, где мера, количество, их соотношения суть всё. С помощью этого универсального инструмента ученый строит математический каркас физической теории. Какая плоть облечёт этот каркас – уже другое дело. Одну и ту же математическую структуру можно заполнить совершенно различным физическим содержанием, о чём лучше всего известно самим учёным. Мне даже думается, что нынешние математические теории, пробующие объяснить причины тяготения, строение атома и элементарных частиц, в общих чертах верно подходят к описанию реальности, которую дает опыт, но физическое содержание их по большей части просто-напросто отсутствует. Например, теория тяготения прямо-таки свихнулась на представлениях о кривизне пространства-времени и дошла в исканиях иных учёных до того, что материя оказалось просто ненужной, её полностью заменило пространство переменной кривизны. Произошла какая-то нелепая подмена физики геометрией. Куда же делась материя с её свойствами?! В свою очередь, квантовая механика свихнулась на понятиях вероятности и даже способна допускать существование нематериальных взаимодействий.
   Я думаю об этом, и мне становится странно. Сегодня нужно снова доказывать, что мир материален, что движение происходит в пространстве и времени и что пространство и время не есть материя, а лишь формы существования материи, её атрибуты. Если на пути познания материи, всевозможных форм её движения встречаются, казалось бы, непреодолимые трудности, то не следует пугаться и спешить отказываться от материи, отказываться в пользу вечных и непреходящих понятий пространства и времени, в пользу её атрибутов, как это имело место в истории. Пример тому – гипотеза эфира, материальной среды, заполняющей всё бесконечное пространство космоса. Гипотеза эфира господствовала на протяжении всего девятнадцатого столетия. Она была чрезвычайно плодотворна и многообещающа. Но, увы, механистические взгляды на строение и свойства эфира, сложности подобной гипотезы, ряд экспериментов, пытавшихся обнаружить эфир, вынудили всё же большинство ученых отказаться от неё. На смену противоречивому, но материальному эфиру пришло нематериальное пространство-время. Однако под напором экспериментальных сведений, более глубокого проникновения в мир элементарных частиц, учёные уже совершенно определённо говорят о материальности так называемого физического вакуума. Гипотеза эфира возрождается, но эфира нового качества, так непохожего на своего далёкого предшественника. Очередной круг спирали развития завершается.
   В самом деле, чем придумывать для всех видов взаимодействий свои особые поля, свои особые частицы – переносчики взаимодействий, не логичней ли и разумней было бы попробовать создать модель единой материальной среды, и с помощью её пытаться, на основе данных опыта, объяснять многообразие частиц и видов взаимодействий. Несмотря на огромное множество известных на сегодняшний день так называемых элементарных частиц, всё же нас не покидает надежда найти ту первочастицу, которую действительно можно было бы назвать элементарной. Как хочется всё-таки исчерпать эту чёртову неисчерпаемость атома! Однако зададимся для начала вопросом: в каком смысле атом и электрон неисчерпаемы? Разве частица – нечто вроде матрешки?
   Если только допустить, что частица есть материальное образование не само по себе, а есть некий динамический, допустим, колебательный процесс в локальной области материальной среды вроде флуктуаций плотности, то ситуация становится совершенно другой. Причины неисчерпаемости частицы оказываются заложены теперь в неисчерпаемости среды. Именно сама среда, её строение, её способность к различным видам движений являются причиной удивительного многообразия известных форм материи. А строение и свойства единой материальной среды, с точки зрения нынешних представлений, поистине должны быть поразительны, почти невероятны! Несомненно, что среда имеет определенную структуру, единичные элементы которой способны к движению и взаимодействию. Единичный или, иначе, первичный элемент материальной среды сам есть объект уникальный, ни на что, известное человеку доныне, непохожий. Он сочетает в себе особенность быть одновременно локальным образованием и вместе с тем бесконечным. Два соседних первичных элемента могут бесконечно сближаться, но никогда не сблизятся вплотную. Движение элементов имеет, по-видимому, колебательный характер и обусловлено их взаимодействием. Механическим аналогом движения и взаимодействия двух соседних элементов могут служить два тела, связанные между собой пружинкой. Нарушение равновесия системы, то есть сближение или разведение тел, вызывает колебательный процесс, длительность которого зависит от величины деформации системы и декремента затухания колебаний. Короче говоря, здесь мы имеем почти весь набор понятий классической механики, связанных с движением и взаимодействием: ускорение, торможение, импульс, инерция, упругость, амплитуда, частота и т.д.
   Каково строение единой среды? Мне видятся два возможных варианта. 1. Кристаллическое строение, когда положение первичных элементов в пространстве строго фиксировано, но они способны совершать колебательные движения около положения равновесия во всех направлениях. 2. Свободное строение, когда первичные элементы способны не только к колебательным движениям, но и поступательным, и вращательным движениям, то есть элементы ведут себя как чрезвычайно плотный рой частиц. А среда должна быть действительно очень плотной, ведь скорость передачи возмущения в ней огромна – триста тысяч километров в секунду. Здесь же, в её колоссальной плотности, лежит ключ к пониманию причин тяготения. Известно, что в любой плотной среде, там, где есть движение элементов среды, там, в этой области, давление и плотность становятся меньше. Если мы только предположим, что частица материи есть просто-напросто локальное возбуждение в среде, то есть движение, тогда тело будет всего лишь огромной концентрацией этого движения. Тело неизбежно будет создавать вокруг себя область низкого давления, так как каждая подобная частица, в свою очередь, вызывает постоянно возбуждение среды вокруг себя. Радиус распространения порождаемых частицами возбуждений не ограничен. Чем массивнее тело, то есть чем большее количество частиц оно объединяет, тем больше по размерам будет область низкого давления, тем меньше будет давление вокруг тела. Другое тело, с несравнимо меньшей массой, попав в эту область низкого давления вокруг массивного тела, будет притягиваться, а точнее – придавливаться к тяжёлому телу. Это очень напоминает архимедову выталкивающую силу, только действующую не вверх, а вниз. Таков, на мой взгляд, в общих чертах механизм гравитации.
   Если мы предположим, что на месте нашей Солнечной системы была когда-то газовая туманность, то достаточно в этой среде хотя бы несколько атомов по-тяжелее, чтобы вокруг них создались, пока ничтожные, области низкого давления, затягивающие со временем в вихревом движении всё большее и большее количество атомов. Тела росли как снежный ком, получая при этом форму шара, вращение вокруг своей оси и вращение по так называемой орбите вокруг центрального, самого массивного, тела. Нынешнее движение планет, стало быть, есть лишь последствие бушевавших когда-то гигантских космических вихрей.
   Кстати сказать, изложенное приблизительное описание причин тяготения далеко не ново. Хотя великий Ньютон гипотез не измышлял, всё же он оставил нам в своей «Оптике» некоторые размышления о вероятной причине тяготения тел. Приведу её здесь в трактовке Максвелла, но для начала скажу, что Ньютон был твёрдо уверен в том, что взаимодействия тел, удалённых друг от друга на известные расстояния, возможны только при непременном участии промежуточной среды между ними, противное этому он считал абсурдом. Максвелл пишет: «В «Оптике» Ньютон показывает, что если давление промежуточной среды меньше вблизи плотных тел, нежели на больших от них расстояниях, то эти плотные тела будут притягиваться друг к другу, и что если уменьшение давления обратно пропорционально расстоянию от плотного тела, то закон будет законом тяготения. Ближайший шаг, как он указывает, должен объяснить это неравенство давлений в среде; и так как ему не удалось сделать этого, то задачу объяснения причины тяготения он завещал следующим поколениям».
   Мне кажется, в изложенном до этого нам удалось отчасти объяснить, каким образом возникает неравенство давлений в среде. А это толкование, в свою очередь, прямо вывело нас к пониманию причин тяготения, причин, полностью совпадающих с предположением Ньютона. Ближайший шаг, завещанный Ньютоном, сделан.
   Уж не слишком ли всё просто, и не тянет ли самонадеянный автор данного сочинения науку назад,в механистическое болото? Процитирую лишний раз афоризм Ломоносова: «Природа весьма проста. Что этому противоречит, должно быть отвергнуто». К слову сказать, по мысли Ломоносова, тяготение тел обусловлено «тяготительной материей», то есть промежуточной средой и давлением (толчками) этой среды. Еще за триста лет до Ломоносова подобные суждения о причинах тяжести тел мы найдем у Леонардо да Винчи. И Леонардо, и Ньютон, и Ломоносов пришли к толкованию природы тяготения независимо, каждый своим путём. Что их объединяет, так это чистота и незамутненность взгляда ученого-мыслителя на природу, помогавшая глубоко проникать в механизмы явлений, вера в простоту и совершенство природы.
   Объясняя мироустройство, следует стремиться к образам и моделям понятным, доступным для разума. Верно сказано: понять по-настоящему в науке о материи и движении можно только то, что можно представить образно, зримо. Любому нормальному человеку должна быть истина доступна, чтобы без невероятных усилий он был способен понять качественную, физическую суть всех основных явлений природы. Иначе всегда найдутся люди, готовые спекулировать на невежестве других, устроят здесь себе кормушку и будут десятилетиями тянуть волынку, сетуя на страшную сложность и тормозя всякую новую идею, что, собственно, и вызывает застой в науке. Всё же, несмотря ни на что, наука о материи неотвратимо движется к истине, а в некоторых случаях правильней было бы сказать: пятится к ней задом, как однажды остроумно заметил один человек. Вот и всё, что я хотел поведать. Видите, как можно много извлечь из детского вопроса, если отнестись к нему серьёзно.


               Май 1989 г.


Рецензии
Я был еще дошкольником, и думал, что Земля плоская. Но проблема была в том, как оформлен край Земли, чтобы люди туда не падали. Я сначала решил, что на краю забор из бревен (заплот), но потом засомневался. Все равно можно перелезть через заплот, а что там дальше? Эта проблема меня мучила, пока я не узнал, что Земля шар. Мне стало легко и просто.
Но уважаемый Борис, я не могу согласиться с вашим вакуумом. Был эфир Аристотеля, затем пустота (вакуум) Ньютона. Сейчас эфир назвали физическим вакуумом. Как будто перемена названия может изменить суть. Эфир тормозит движение. Пустота нет. Из этого и нужно исходить. Павел Каравдин. 2.05.12

Павел Каравдин   02.05.2012 16:38     Заявить о нарушении