Как устроен этот мир

- Я думаю, здесь присутствует элемент популяризации чего-то другого... Летать с хронометром в Канаду, право же, не стоило. Это явление ежедневно наблюдается в сотнях лабораторий мира. Состоит оно вот в чем. Имеются элементарные частицы с определенным временем жизни. Скажем, какой-нибудь мю-мезон, живущий ровно одну микросекунду. Столько они живут, если неподвижны. Срок жизни мю-мезона предсказан теоретически. А на практике мы обычно получаем эти мю-мезоны быстро двигающимися. И тут выясняется, что идентичные мю-мезоны, более похожие друг на друга, чем любые близнецы, живут разное время жизни: тот, который двигается быстрее, живет дольше. Количественно это удлинение времени жизни совершенно точно описывается формулой Эйнштейна, которую он вывел много десятилетий тому назад. И то, что время жизни у частиц оказывается разным, это и есть экспериментальная проверка положения Эйнштейна об удлинении времени в движущейся системе координат.

- И, как я вижу, проверка совершенно рутинная...

- Она совершенно рутинная, да. Поэтому вряд ли нужно было проверять это вместо мю-мезонов на каких-то макроскопических часах. Ничего нового в фундаментальную науку это не привносит. Таков один уровень понимания вопроса, и мне кажется, что никакого парадокса здесь еще нет: что предсказывает теория, то подтверждает эксперимент. Теперь возьмем двух генетически совершенно идентичных близнецов. Один из них отправился в космос, летал очень долго, прилетел, и вдруг обнаруживает, что для его брата, который оставался на Земле, прошло, скажем, тридцать лет, в то время как для него - год. Парадокс здесь вот в чем. Летавший близнец может сказать: "Я летал по отношению к брату не в большей мере, чем он - по отношению ко мне. Движение относительно. Ничего неподвижного в пространстве нет. Вот я и говорю: он, мой близнец, улетел от меня вместе со всей Землей, а потом прилетел обратно, - почему же состарился он, а не я?" Чтобы разрешить парадокс, необходимо точно указать, где асимметрия в этой задаче: почему летавший - действительно летал. Асимметрия вот в чем: летавший близнец, чтобы эту задачу замкнуть, должен был в какой-то момент времени развернуться и полететь обратно. Все то время, что он летел туда, любое сколь угодно длинное время, - если, конечно, он летел со скоростью близкой к постоянной, - он старел совершенно так же, как его брат, оставшийся на Земле. Две инерциальные системы координат абсолютно равноправны. Но вот когда он поворачивал, ему пришлось включить ускорение.

- Вы, очевидно, говорите об отрицательном ускорении? Ускорение ведь есть изменение скорости не только по величине, но и по направлению...

- Совершенно верно, я именно это самое и имел в виду, конечно... Так вот, он меняет направление скорости на обратное. Если он летел с большой скоростью, то в момент разворота, в момент замедления (отрицательного ускорения), которое у него могло отнять часы, его брат на Земле постарел на месяцы или годы. Ускорение - вот что существенно с точки зрения общей теории относительности. Тот, кто движется с ускорением, покидает инерциальную систему отсчета... Когда он замедлялся и ускорялся, в пространстве словно бы включалось некоторое гравитационное поле, поле тяготения. И оно тем больше, чем дальше друг от друга точки, одна из которых ускоряется.

- То есть расстояние все-таки играет роль?

- Да. Потенциал этого гравитационного поля пропорционален расстоянию. Если близнец улетел далеко, эффект, который теперь испытывает его оставшийся на Земле брат, весьма велик. Он пропорционален расстоянию, а если большую часть пути космонавт летел с постоянной скоростью - то и времени. В момент ускорения время для космонавта текло медленнее. И когда он возвращается, то вынужден признать абсолютно объективный факт: оставшийся на Земле брат прожил дольше.

6. ПРЕВРАТИТСЯ ЛИ ФИЗИКА В МИФОЛОГИЮ

(4 ноября 1997)

Человек с древности разрабатывает модель мира как целого: связную систему представлений, описывающую окружающую действительность. Для древних греков, которые изобрели науку (отделили ее от культа), моделью мира на раннем этапе был Олимпийский пантеон богов в совокупности с божествами служебными - всякими там фавнами, дриадами и нереидами. В этой модели молния была стрелой громовержца Зевса. Спустя два с половиной тысячелетия она стала электрическим разрядом. Возникает вопрос: в глазах наших отдаленных потомков, через тысячи лет, не станет такой же стрелой громовержца, скажем, электрон? Не окажется ли, что наша физика была всего лишь наивной мифологией, фиксирующей начальный момент становления человеческого разума? Известный физик-ядерщик профессор Алексей Ансельм из Петербурга убежден, что такого не случится. Наука, полагает он, добыла объективную истину, которую можно совершенствовать, но нельзя отменить. Как же добывается эта истина? Каким предстает изнутри процесс научного творчества и чем он отличается от псевдонаучных домыслов дилетанта?

- У многих людей сложилось впечатление, что наука противоположна искусству, что она - сухое начетничество, не требующее вдохновения, не знающее прозрений. Иное дело, скажем, астрология или тому подобная белиберда. Говорят: "Где уж ученым понять такое! Они слишком вовлечены в систему. Свое дело они, может, и знают, а дальше воробьиного носа не видят. Тут же - мазок гения!" Нечто вроде того, что даже хороший маляр не может понять настоящего, подлинного, гениального художника. Вот это все совершенно неправильно, в корне неправильно. Процесс научного творчества - совсем другой. Я его люблю сравнивать вот с чем. Представьте себе, что есть некое здание, здание науки. И ученый почти всю жизнь занят тем, что он это здание ощупывает, оглаживает, приглядывается к нему, иногда отходит чуть-чуть, разглядывает пропорции этого здания. Дальше, как правило, дело сводится к тому, что он находит где-то какую-то щель, где-то какой-то не совсем ровно лежащий кирпич, что-то подмазывает, что-то добавляет. В лучшем случае - в идеальном - он понимает, что здесь портика не хватает и его нужно достроить. В самом замечательном случае, именуемом гениальностью, он достраивает этаж. Но он никогда не строит на голом месте. Люди же, которые делают псевдонаучные открытия, просто приходят и говорят нам: а вот этого флигеля просто нет. И вот ты, который занимаешься этим флигелем и ощупываешь его в течение всей своей жизни, должен теперь объяснять, что это вздор. И тебе в ответ будут говорить, что поскольку ты ремесленник, то ты и не можешь понять полета гениальной мысли, и что флигель тебе пригрезился. Когда-то я сам спровоцировал некий научный эксперимент. В физике известно четыре фундаментальных взаимодействия: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное. Так вот, исходя из теоретических соображений, я поставил вопрос: не может ли существовать еще некоторое взаимодействие, очень слабенькое, и, соответственно, связанное с ним излучение. Опыты были поставлены в разных местах: в Москве, в Ленинграде, в Новосибирске, - и было установлено, что если такое взаимодействие существует, то оно во всяком случае в тысячу миллиардов раз слабее магнитного. Научное утверждение всегда имеет такой характер. Научный ответ на вопрос, существует ли такое взаимодействие, - отрицательный ответ, говорящий, что оно не обнаружено, - дается всегда в такой форме: если оно и есть, то оно проявляется вот так слабо. И вот после этого приходит известие из Москвы, что в некотором институте (или лаборатории фундаментальных исследований при президиуме Академии наук, я не помню точно) открыто излучение такого же типа, - они его называют спинорным излучением, кажется, - и что оно проходит сквозь стенку, после чего фиксируется обыкновенным фотоаппаратом! А ведь разница между этим фотоаппаратом и теми приборами, которыми пользовались мои друзья-экспериментаторы, проверявшие мою гипотезу, такая же примерно, как между - ну, я даже не знаю, с чем это и сравнить...

- Киркой и микроскопом?