Творящее сотворенное

Д.А.Тайц, к.ф.-м.н., зам. дир. по науке «ТЭЛ ПРИБОР»

После захода Солнца внезапно наступила полная тишина. Предметы потеряли видимость, свет превратился в диффузную светящуюся мглу. Механические часы остановились, на дисплее кварцевых – случайные мелькания. Хаотично заколотился маятник настенных.

С запада, почти под прямым углом к горизонту, снова стало всходить Солнце. Высокая Луна опустилась на востоке. Если бы не световая мгла, было бы видно, как она медленно разворачивается к Земле своей невидимой обратной стороной, Полярная звезда зигзагами стала перемещаться по небу. На севере появились южные созвездия. Солнце встало высоко в зените, словно здесь, в северных широтах – тропики. Равнинные левые берега, тысячелетиями отутюженные стремлением рек прижаться к правому берегу, были затоплены. Почва сползла с самых пологих холмов, незакрепленные предметы на Земле заскользили по поверхности как камни на льду, будто повсеместно почти полностью исчезло трение. Постоянные муссонные циркуляции нижних широт северного и южного полушарий разрушились и бурями расползлись по земному шару. Начались землетрясения ужасающей мощи. Земной шар стал менять форму, превращаясь из эллипсоида в шар. Пласты Земли, непривычные к новому направлению приливных сил Луны и Солнца, стали перестраиваться. Толща, которую пересекала раньше плоскость эклиптики, за миллионы лет уложенная регулярной гравитацией Луны и Солнца, сдвинулась, ища новое равновесие. Провалы на экваторе достигли десятка километров, им соответствовал такой же подъем почвы у полюсов. Разрушаемые пласты рассыпались. Пыль, песок, камни с необычайной текучестью, потоками катились по поверхности. Атмосфера – чудовищная смесь земли и воды закипела грандиозной турбулентностью. Солнце месяцами могло быть в зените или не всходить.

Эту картину «отключения» Звездного мира и потери стабильности оси вращения Земли могли наблюдать, если бы... Земля не устремилась на Солнце и не упала бы на него.

Если Гаванну окинуть мигом
Рай страна, страна что надо.

Земной мир удивительно удобен для его обитателей. Он совершенно автономен. Самодостаточен. Все, что ему нужно – есть. Атмосфера, удерживаемая притяжением, вода, солнечное тепло, свет. Регулярная смена дня и ночи, сезонов. Погодное разнообразие. Стабильность, повторяемость, глобальная климатическая предсказуемость. Единственно, что необходимо для сохранения Земного дома – Солнце и Луна, дающие свет и привычные благотворные океанские приливы. Даже планеты уже бесполезны. Тем более звезды, разве что для поэзии.

Солнечная система дрейфует в космической пустоте на краю Млечного Пути. Ближайшая звезда – 4 световых года. Суммарная интенсивность гравитации всей Вселенной менее десятимиллионной силы гравитации Солнца [10]. Ни одна пылинка от такой малости не шелохнется. Если бы исчез звездный мир, заметили бы мы это?

Ньютон полагал, что удаленные «неподвижные» звезды погружены в «абсолютном пространстве». Созданная Ньютоном физика с исключительной точностью описывала астрономические и механические явления, наблюдаемые и воспроизводимые в земных лабораториях. Возникновение инерции при ускоренном движении тел Ньютон объяснял не земными причинами, а воздействием абсолютного пространства. Он показал это в знаменитом эксперименте с вращающейся водой в ведре.

Замечательно, что понятие «массы» Ньютон не вводит в формулировку ни одного из трех установленных им принципов. Сила во втором законе Ньютона определяется через изменение количества движения [2] (сохранение массы не является фундаментальным принципом и в современной физике).

Ньютон открыл закон всемирного тяготения. Около 1650 г. Вивиани обнаружил, что плоскость колебания свободно подвешенного маятника испытывает медленное вращение относительно поверхности Земли. Это явление оставалось неясным в течение двухсот лет, пока французский физик Фуко не дал ему объяснение. Подвесив маятник в парижском Пантеоне, он обнаружил медленное вращение плоскости качания относительно Земли и неизменность ориентации этой плоскости относительно звездного неба [3].

В Ленинграде, в Исаакиевском соборе демонстрировался когда-то маятник Фуко. Собор севернее Пантеона, подвес длиннее. Действие звезд – налицо. Эффектно медленное качание тяжелого медного конуса на 90-метровом тросе.

Откуда «знает» этот маятник, как он чувствует сквозь массивные гранитные стены собора заволоченное небо, расположение звезд? Почему не реагирует на гигантский земной шар рядом, на Солнце большое и мощное? Почему следует за ничтожной, исчезающе малой гравитацией звезд, удаленных на миллионы световых лет?

«Если мы допустим, что другие тела уничтожены и, например, существует один лишь земной шар, тогда никакого движения нельзя будет представить... Представим существование двух шаров и ничего телесного еще, кроме них. Затем представим силы, приложенные каким-либо способом; и, что бы мы ни понимали под притяжением сил, круговое движение двух шаров вокруг общего центра не может быть постигнуто воображением. Теперь предположим, что сотворено небо с неподвижными звездами; и сразу же... движение станет постижимым» [4]. Это писал Дж.Беркли, ирландский епископ, мыслитель с удивительной конституцией физика-теоретика. Ни одна современная дискуссия о процессах познания не представима без учета его воззрений. Его именем назван город США, где расположен Калифорнийский университет.

Беркли отринул абсолютное пространство Ньютона, заложив фундамент релятивизма. Быстро закрученный волчок-гироскоп еще явственнее показывает влияние «небес». В отличие от маятника Фуко его странное поведение можно наблюдать на любой широте, глубоко под землей и даже вне Земли, что широко используется в навигации. Представим, что наблюдается гироскоп, когда небо постоянно закрыто облаками. «Если бы рассеялись облака, «наблюдатель» с неизбежностью пришел бы к выводу о том, что причиной необъяснимого прежде поведения гироскопа являются звезды. Эта идея известна под названием принципа Маха: локальные инертные свойства любого объекта определяются распределением и движением масс во всей Вселенной» [3]. Об Эрнсте Махе Эйнштейн писал, что он потряс догматическую веру в физическом мышлении, и оказал глубокое влияние на него лично. «Я вижу действительное величие Маха в его неподкупном скепсисе и независимости» [5]. Трудно найти раздел физики в механике, гидравлике, аэродинамике, оптике, в которых бы не было вклада Маха, его принципиальных открытий. Удивительно, Дж.Беркли и Э.Маха роднит не только космическая проницательность, но и странные взгляды на некоторые мельчайшие сущности. Беркли отрицает понятие «бесконечно малых» и дифференциал как самопротиворечивые. Мах не признает атомного строения материи.

Эйнштейн в работе пражского периода замечает: «Инерция материальной точки полностью обусловлена воздействием всех остальных масс посредством некоторого рода взаимодействия с ними... Это полностью совпадает с точкой зрения, выдвинутой Э.Махом в его остроумных исследованиях по этому вопросу» [6]. Эйнштейн в 1918 г., учитывая фундаментальную важность идей Маха, применил термин не «гипотеза», а «принцип»; Эйнштейн учитывал отношение Ньютона к использованию подобных слов. «Hypotheses non fingo. Гипотезам метафизическим, физическим, механическим, скрытым свойствам не место в экспериментальной философии» [2].

Законы Ньютона – принципы, как и положенные в основу теории относительности: постоянство скорости света, эквивалентность гравитационной и инерционной масс. Эти принципы – Розеттский камень, прояснивший письмена, которыми написана книга Мира. В поздних работах Эйнштейну не понадобилось специально включать принцип Маха, поскольку он, естественно, следовал из СТО и ОТО.

Выдающийся математик, коллега Эйнштейна Герман Вейль писал: «Эйнштейн своими законами математически показал... что без материи (космической) никакие управляющие поля вообще невозможны... Случайно наличествующая совокупность масс определяет кривизну и тем самым размеры мира... и здесь, я считаю, программа Маха реализована с полнотой, не оставляющей, в принципе, желать лучшего» [7].

«Принцип Маха» – это констатация ошеломляющего факта: «неподвижные звезды с таинственной силой должны вмешиваться в земные события» (Г.Вейль).

Сейчас никого не удивляет и никто не отрицает влияние космических сил на геозначимые явления: проявления кориолисовых сил из-за вращения Земли и появление постоянных циклонических потоков, закрученных против или по часовой стрелки в разных полушариях. Крутые правые берега северных рек, текущих с юга. Износ внутренней кромки рельса железных дорог, идущих вдоль меридиана [З]. Для современного человека ничего чудесного в этом нет – космос выбирает достойное по размеру тело – земной шар и вершит масштабные действия. Например, не удивляют приливы, вызванные Луной...

Невообразимая и не укладывающаяся в сознании истина заключается в том, что Космос в такой же и еще большей степени вмешивается, определяет и непрерывно «в масштабе реального времени» руководит каждым мельчайшим движением, каждой пылинкой, молекулой, атомом, элементарной частицей, стопроцентно полностью формируя картину всех без исключения механических проявлений здесь на Земле и везде повсеместно.

В словосочетании «Принцип Маха» «Железная воля» космоса, как целого. Это стержень бытия. Это трудно воспринимаемый сознанием необычайный и кажущийся совершенно неправдоподобным факт, тем не менее, следует из всего опыта современной науки, оправданного точностью предсказаний и согласованностью наблюдаемых явлений, неколебимой глубинной интуицией каждого думающего.

«Ключевая проблема состоит в том, что Вселенную невозможно изолировать от нашей обычной физики. Она входит в каждое ее звено. Мне представляется – наряду со всеми теми, что в принципе Маха что-то есть, – что Вселенная участвует в любом физическом эксперименте, поскольку в любом физическом эксперименте проявляются инертные свойства тел» [8].

«Когда вы стукаетесь головой о стену, это означает, что у удаленных галактик возникает внезапное ускорение, и они действуют на вашу голову «в покое», стена должна оказать равную по величине и противоположную по направлению реакцию. Так что следующий раз, стукнувшись головой или ударив, споткнувшись, палец на ноге, шлите проклятие за это далеким галактикам» [9].

Такого рода забавные, парадоксальные примеры проявления принципа Маха оживляют тексты многих популярных изданий, например рассказ про мальчишку, пнувшего босой ногой яблоко, в знаменитой книжке М.Гарднера [10]. Можно быстро согласиться с происхождением явных сил инерции. Если мы ускоряемся или едем по ухабистой дороге – силы толчка здесь реакция космоса. Но плавное движение автомобиля, работа двигателя?

Давление в цилиндрах – результирующее сил инерции молекул в процессе обмена импульсами со стенками и подвижным поршнем. Работа ДВС, движение автомобиля возможны вследствие локальной реализации свойств целого Космоса. Это же истинно для любого гидравлического и механического явления.

И даже, когда мы дышим или ощущаем биение сердца, не говоря о помешивании каши в кастрюльке, имеет смысл проникнуться немаловажным для сознания чувством сопричастности в этом Творящего Всецелого.

Случается, что никакого ускорения не наблюдается. Скажем, на веревке тащат бревно. Работа силы натяжения веревки, производимая при перемещении бревна, переходит, благодаря трению о землю, в тепло, поднимая температуру участвующих поверхностей трения. Температура – это средняя кинетическая энергия молекулы. Изменение температуры – изменение скорости молекулы, масса молекулы отвечает инерцией. Натяжение веревки – суммарная сила инерции всех ускоряемых молекул. Космос натягивает веревку нашего бревна, так же как звезды искажали поверхность воды в ведре Ньютона. Еще раз приведем слова Г.Вейля: «Инерцию тела можно считать полностью обусловленной действием по индукции космических масс, создающих гравитацию» [7].

Это повсеместная всеохватная власть совокупных масс распространяется и обязательна как для звездных скоплений, так и самых мелких объектов вещественного мира элементарных частиц – электронов, барионов, фотонов и даже неуловимых нейтрино.

«Мы должны принять идею о том, что две частицы света, даже если они удалены друг от друга на миллиарды километров, являются частью единого целого: между ними существует какое-то таинственное взаимодействие» [11].

«Каждая частица гравитационно взаимодействует с любой другой частицей», – Дж.Уилер, выдающийся современный физик [12].

События, становление, кинетическая энергия – возможны из-за всеохватной индукции Мира. Если бы не она, то даже «пучок света не мог бы предпочесть одну траекторию другой. Пучок не знал бы, по какому пути пойти», – А.д’Арбо, цитата по [12].

Экспериментальное подтверждение влияния принципа Маха на уровне элементарных частиц (электронов, ядер и даже фотонов) – современные «гироскопы, основанные на использовании квантовых эффектов, в частности, ядерные (система ориентированных ядер), электронные (система электронных спинов), лазерные – фотонные (кольцевой лазер)» [3].

При всей всеохватности, властной силе индукции космоса поражает и даже обескураживает ничтожность сил гравитации по сравнению с электрическими силами. Сила отталкивания двух электронов на расстоянии 1 см в 1042 больше силы их притяжения [13]. Чтобы сравнять силу отталкивания электронов с их силой гравитации придется разнести электроны на расстояния в десятки световых лет! «1042 – естественная константа и в ней таятся какие-то глубинные свойства природы» [13].

Несмотря на ничтожность сил, каждая частица Вселенной, где бы она ни была, связана со всеми остальными. Число барионов Вселенной 1080, число фотонов 1088 [14]. Следовательно, число связей-нитей, пронизывающих Вселенную, пересекающих ее вдоль и поперек, формирующих пространство существования Мира, – 10170.

Невозможно ни вообразить, ни изобразить числом тот поток от (1088–1) источников, подводимый к каждому атому!

Сила и «мощность» гравитона или гравитино (если поле квантуется) вливающегося-изливающегося в каждую имеющую массу-энергию частицу, не подвластна оценке численными критериями. Эта сила нечислимое, вне счета.

Наверно, это тот случай, когда можно не соглашаться с Галилеем в том, что мир написан языком математики.

При этом удивляет феноменальная простота, с которой без неимоверно усложненной математики, на уровне школьной арифметики, выявляется эффект инерции как действо звезд. Достаточно учесть обратно-квадратичную зависимость гравитации от расстояния и кубическую зависимость масс в охвате этого интервала.

«Возможна соотнесенность всего в природе с неким целым, о котором можно сказать, что оно придает смысл каждому отдельному событию» – слова Гейзенберга [16].

Универсальное управляющее, всеохватывающее, сущность, о которой здесь идет речь, напоминает спинозовскую Natura naturans – производящую природу. Мир не оставляет ни одного местечка, где не творилось бы бытие всей единой совокупностью, – той сущностью, что подразумевается под «принципом Маха», наполняющим индивидуальное сознание космическим содержанием. Спиноза как никто до него ощущал единство мира и возможность адекватной Меганауки [15].

Единство мира, целостность, нерасчленяемость, взаимосвязанность – убедительные (в устах великих) метафизические категории. Это метафизическое становится величайшим физическим фактом, когда изучается то, что вложено в понятие принципа Маха, абсолютным фактом эстетической физики, т.е. истинной в эйнштейновском смысле. Той физики, которая не нуждается в гипотезах. Физике, в которой если и применимо понятие теория, то в греческом прочтении этого слова великим ученым Максом Лауэ: «Научное переживание истины есть в каком-то смысле «видение Бога» [17].

Неуловимая всеохватная действующая сущность, неподдающаяся счету в точке своего исхода и входа. Эта реальность, обратная сингулярной непомерности, чем-то напоминает внемерную, не физическую истинность ментального. Подтверждается мысль величайшего философа семнадцатого века Б.Спинозы: «Ни тело не может побуждать душу к мышлению, ни душа не может побуждать тело к движению, ни к покою, ни к чему-либо другому» (Этика, ч. III теор. 2). К этому высказыванию неоднократно обращаются выдающиеся физики и мыслители, им всегда близок Спиноза. Э.Шредингер: «Наблюдающий разум это не физическая система, он не может взаимодействовать с произвольной физической системой» [18]. Всесвязанность, описуемость Мира, схваченная наблюдающим разумом данность, открытая «принципом Маха», просвещает его, позволяют приобщиться смертному Сенсусу к бессмертному Логосу.

Герман Вейль: «К единству можно придти только со стороны Знания. Разум во всей полноте своего опыта обладает Единством. Тот, кто говорит «Я» уже указывает на это» [7]. Открытие наблюдаемого всеохватного единства на физическом (математическом) уровне дает абсолютную уверенность наличия реальности платоновского мира. Уверенность в открытии (не изобретении!) Единой теории побуждает внимательно вчитаться в слова ученого, мыслителя, теолога: «Восприятие Божественного всеприсутствия есть, прежде всего, род видения, ощущения, то есть род интуиции, улавливающей некоторые высшие свойства предметов. Поэтому оно не может быть прямо достигнуто никакими рассуждениями, никакими ухищрениями. Подобно жизни, оно есть дар, ее высшее доступное опыту достижение» (Тейяр де Шарден «Божественная среда»).

Апокалиптическая картинка первых абзацев, изобразившая Землю с гравитацией, но без индукции инерции – абсолютная чепуха. Мир невозможен без всемирной индукции. Он невозможен, как невозможно пространство без тел, время в «ничто», как дыры в сыре без сыра.

1. Д.Сиама. Физические принципы общей теории относительности. М.: «Мир», 1971, стр. ЗЗ.
2. С.Вавилов. Исаак Ньютон. А.Н., М.,1961, стр. 113, 120.
3. Ф.Кемпфер. Путь в современную физику. М.: «Мир», 1972, стр.101.
4. Дж.Беркли. Сочинения. М.: «Мысль», 1978, стр. 382, 384.
5. А.Эйнштейн. Физика и Реальность. М.: «Наука», 1965, стр.139.
6. А.Пайс. Научная деятельность и жизнь Эйнштейна. М.: «Наука», 1989, стр. 275–278.
7. Г.Вейль. Математическое мышление. М.: «Наука», 1989, стр.176.
8. Г.Бонди. Гипотезы и мифы в физической теории. М.: «Мир», 1972, стр. 56.
9. Дж.Орир. Популярная физика. М.: «Мир», 1969, стр.134, 200.
10. М.Гарднер. Теория относительности для миллионов. М.: «Атомиздат», 1965, стр.120, 123.
11. Л.Аккарди. Диалог о квантовой механике. Москва–Ижевск, 2004, стр.126.
12. Э.Тейлер, Дж.Вилер. Физика пространства-времени. М.: «Мир», 1971, стр. 251.
13. Феймановские лекции по физике. М.: «Мир», 1976, т.1, стр. 130.
14. Ёитиро Намбу. Кварки. М.: «Мир», 1984, стр. 205.
15. Б.Г.Кузнецов. Этюды о Меганауке. М.: «Наука», 1982, стр. 9, 54–60.
16. В.Гейзенберг. Физика и философия. М.: «Наука», 1989, стр. 350.
17. М.Лауэ. История Физики. Г.И., М., 1956, стр. 8.
18. Э.Шредингер. «Наука и гуманизм», «Разум и материя», «Что такое жизнь?». Москва–Ижевск, 2000–2002.

Журнал «Атомная стратегия» № 20, январь 2006 г.

назад

Материалы из архива

4.2007 От «бомбы» до «нано»

М.В.Ковальчук, член-корр. РАН, директор РНЦ "Курчатовский институт"А.Ю.Гагаринский, д.ф-м.н., замдиректора, главный ученый секретарь РНЦ "Курчатовский институт"Созданые с помощью «нано» материалы выводят ядерную энергетику на новый технологический уровень. Нанотехнологии уже в ближайшее время способны помочь снизить энергетические затраты практически во всех областях экономики. Существо глобальных энергетических процессов сегодня – в начинающемся переходе от доминирующего в мировой энергетике традиционного органического топлива к ядерной энергетике деления и синтеза как основе энергетической системы будущего.

2.2008 Бомба для масс-медиа

Е.О.Адамов, бывший министр атомной промышленности РФЯ требовал, чтобы меня освободили, чтобы я вернулся в Россию и имел возможность, во-первых, опровергнуть все обвинения, которые, как я понимаю, изначально тогда выдвигали, чтобы вернуть меня в Россию, и потом таким же образом поехать в США и с теми обвинениями разделаться. Начнем с США Там два, по сути, обвинения. Одно обвинение – что украли средства у института моего родного, которым я руководил 12 лет, прежде чем стал министром, в который вернулся после того, как обокрал его…

2.2009 Энергетика послекризисного мира

С.В.Коровкин, главный инженер проекта ОАО «Атомстрой», НИКИМТВсе согласны с тем, что индустриальный мир после кризиса будет другим. Другими будут не только экономические, но и технологические системы индустриального общества. Уже сейчас проясняется будущая энергетическая система послекризисного индустриального мира. Основным источником энергии в  XXI веке в развитых странах будет  не нефть, не газ, не уран, не дрова и не солома.