Баландин - От Николы Теслы до Большого Взрыва. Научные мифы

Когда в античности атом предполагали неделимым «кирпичиком» Мироздания, физика, его изучающая, по праву могла считаться естественной. Но чем глубже проникала человеческая мысль в строение атома, тем сложнее оно выглядело. В конце концов, по современным воззрениям, атом состоит из крохотного ядра, на огромных расстояниях от которого вращаются электроны. При ближайшем рассмотрении и ядро оказывается составленным из ничтожных сгустков то ли материализованной энергии, то ли энергоемкой материи, а электрон и вовсе расплывается в какую-то неопределенную оболочку без точных координат в пространстве-времени.

Ну а чем же заполнено пространство между этими ничтожнейшими сгустками? Физики отвечают — вакуумом. А что есть вакуум? В полном смысле слова — ничто! Так переводится этот термин, да и суть его именно такова.

Вот и получается, что объекты физики — это отдельные искусственно изолированные и предельно схематизированные детали реального мира, а в основном — или хаос, или ничто. О великолепной, бесконечно разнообразной, непостижимо сложной и прекрасной природе тут говорить не приходится. Совершенно неестественная наука!

...Мы попытались критически осмыслить некоторые фундаментальные гипотезы и теории современной физики, имея смелость называть их мифами. А что же взамен? Крушить проще, чем созидать.

Предположим, за миллионы, миллиарды лет космический вакуум менялся. Значит, и скорость света не постоянная. Тогда нет нужды в идее Большого взрыва. Возрождается образ вечной Вселенной, в которой элементарные частицы возникают из вакуума и возвращаются в него. Таков космический круговорот поистине невообразимых масштабов.

Высказать идею в самом общем виде легко. Значительно трудней ее обосновать. Тем более что для этого необходимо выяснить, как могут частицы и античастицы сосуществовать в этом мире и в нас самих. Об этом — в завершение следующей главы.

А сейчас обратим внимание на то, что с некоторых пор математические методы, успешно проявившие себя в областях механики, астрономии, физики и в технике, признаны наиболее «продвинутыми», «креативными», самыми прогрессивными и передовыми.

В научном сообществе и общественном сознании стало укореняться мнение, будто любая наука становится настоящей только после процедуры «математизации». Поистине чудесное превращение с помощью такого волшебства разрозненных фактов и мнений — неряшливой замарашки — в прекрасную даму из высшего интеллектуального общества.

У такого мнения есть солидное обоснование (любой миф имеет под собой более или менее надежное основание). Математика универсальна. Ее принципами и формулами пользуются представители разных наук. Крупный математик и философ Анри Пуанкаре справедливо считал ее искусством называть разные вещи одним и тем же именем.

И все-таки полезно помнить, что под одними и теми же символами могут оказаться чрезвычайно разные вещи. А то получится так, что системы формул подменят нам великолепие земной природы, самих себя и все невообразимо сложное, непостижимое нашим ограниченным сознанием мироздание.

Наука о том, чего нет в природе

Ньютон свое самое знаменитое сочинение назвал «Математические начала натуральной философии» (философии природы). Великий ученый был уверен и смог убедить других, что ему посчастливилось выразить формулами и геометрическими схемами главные тайны мироздания.

Вслед за Пифагором и средневековыми богословами он восхитился гармонией небесных сфер: «Такое изящнейшее соединение Солнца, планет и комет не могло произойти иначе, как по намерению и по власти могущественного и премудрого существа». Выходит, Бог сначала придумал правила математики, а уж затем сотворил мир согласно им!

Но вот что интересно, после такого обожествления математики (или математизации Божества?) в конце своего фундаментального труда Ньютон сделал вывод:

«От слепой необходимости природы, которая повсюду и всегда одна и та же, не может происходить изменения вещей. Всякое разнообразие вещей, сотворенных по месту и времени, может происходить лишь от мысли и воли Творца, необходимо существующего».

Что же получается? Стройное мироздание, сотворенное по канонам математики, остается чем-то изначально идеальным. А все разнообразие вещей, а также их изменения свершаются согласно высшей силе и высшему разуму. Стало быть, тут уж математика бессильна?

Можно понять это и так. Божественная математизация имеет отношение только к существованию идеализированных небесных тел, принятых в виде точек, витающих в абстрактном пространстве и подчиненных только закону гравитации, всемирного тяготения. А в реальном мире Земля, Луна или Солнце, планеты, кометы и звезды являют собой сложнейшие природные тела, живущие по своим законам.

При всем уважении к гравитации надо признать, что для мелких природных тел, к которым относимся и мы, она очень мала, а для микробов и вовсе ничтожна. Другое дело — электромагнитные силы или биохимические процессы.

Астрономам предоставлена прекрасная возможность вычислять лунные и солнечные затмения и траектории небесных тел, повторяя вслед за Ньютоном: «Причину же всех этих свойств силы тяготения я до сих пор не могу вывести из явлений».

Попытки со времен Галилея и Ньютона математизировать «натуральную философию» вполне понятны и оправданны. В ту пору геологические и биологические науки только создавались, а летоисчисление вели со дня творения или от Всемирного потопа; вся история Земли и жизни укладывалась в узеньком ложе немногих тысячелетий.

Накинув на планету координатную сетку и еще не догадываясь, что форма ее отличается, пусть немножко, от идеала, можно было надеяться, что построением карт и глобусов завершится решение главнейших географических задач. Выяснив некоторые удивительные геометрические закономерности строения кристаллов, тогдашние ученые имели основания подозревать, что столь же успешно будут открыты и другие геологические закономерности.

В славную эпоху Просвещения парижский академик, астроном, физик и математик Пьер Симон Лаплас высказал уверенность, что в принципе можно выразить все Мироздание в формуле (или системе формул). Клод Анри Сен-Симон даже полагал, что и область нравственности можно свести к формулам гравитации.

Но чем лучше узнавали люди окружающую реальную природу, тем больше убеждались, что математизировать естествознание не так-то просто, а то и вообще невозможно. В начале XX века В.И. Вернадский писал:

«Весьма часто приходится слышать убеждение, не соответствующее ходу научного развития, будто точное знание достигается лишь при получении математической формулы, лишь тогда, когда к объяснению явления и к его точному описанию могут быть приложены символы и построения математики... Но нет никаких оснований думать, что при дальнейшем развитии науки явления, доступные научному объяснению, подведутся под математические формулы или под так или иначе выраженные числовые правильные соотношения; нельзя думать, что в этом заключается конечная цель научной работы».

Во второй половине XX века некоторые ученые, пренебрегая его предупреждением, стали математизировать геологию. Была проделана большая работа, давшая ничтожные результаты. Методы статистики, обработки полученных при наблюдениях параметров, корреляции и т. п. как были, так и будут использоваться в геологии. Но поднять математизацией науки о Земле на более высокий уровень не удалось.

Правда, просвещенный читатель заметит: господствующая в наше время глобальная тектоника плит была создана на основе геофизических изысканий и математических моделей! Вот вам положительный пример!

Увы, это всего лишь очередной научный, миф, что мы постараемся доказать в 10-й главе.

Отношение к математике во многом зависит от того, как понимать суть научного исследования в естествознании. Распространено мнение, что самое главное — описать явление, свести его к формальной схеме, отвечая на вопрос как, а вовсе не почему. Нильс Бор выразился так: «Математика — это язык». Можно даже продолжить: универсальный язык научного описания.