Мифы современной физики

Мифы современной физики
34
Просмотров
Исследования/Аналитика > Образование
Дата публикации: 2013-10-11
Страниц: 228


Relata Refero В. М. Петров МИФЫ СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКИ URSS МОСКВА

ББК 22.3щ Петров Виктор Михайлович Мифы современной физики.- М.: Книжный дом <<ЛИБРОКОМ», 2012.-224 с. (Re1a t a Refero.) Процесс познания бесконечен. Как бы ни была строга и логически совершенна теория, как бы ни была она подтверждена экспериментами и практикой, со временем выявляется ее ограниченность и неточиость и она заменяется новой, более верной. Однако в учебном процессе материал обычно преподносится без сомнений, как истина в последней инстанции, в результате заученные ошибочные представления передаются следующим поколениям, становясь тем самым научными мифами. Мифы заводят науку в тупик и тормозят ее дальнейшее развитие. В настоящей книге показана ошибочность многих устоявшихся представлений в физике, в частности в электромагнетизме, гравитации, атомной и ядерной физике, теории относительности, космологии. Излагаются обстоятельства, приведшие к тем или иным заблуждениям. Даются уточненные представления и приводятся методы их экспериментальной проверки. Книга рекомендуется широкому кругу физиков- научным сотрудникам и преподавателям, а также студентам для углубленного изучения физики. Издательство «Книжный дом "ЛИБРОКОМ">>. 117335, Москва, Нахимовский nр-т, 56. Формат 6Ох9О/16. Печ. л. 14. Зак. .N'2 ПЖ-72. Отпечатано в 000 «ЛЕНАНД». 117312, Москва, пр-т Шестидесятилетия Октября, llA, стр. 11. ISBN 978-5-397-02589-8 ©В. М. Петров, 2011 ©Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2011 НАУЧНАЯ И УЧЕБНАЯ ЛИТЕРАТУРА E-mail: URSS@URSS.ru 1112810157939 Каталог изданий в Интернате: http://URSS.ru Тел./факс (многоканальный}: URSS + 7 (499} 724-25-45 Все nрава защищены. Никакая часть настоящей книги не может быть восnроизведена или nередана в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, будь то элек­ тронные или механические, включая фотокоnирование и запись на магнитный носитель, а также размещение в Интернете, если на то нет nисьменного разрешения владельцев.


OГllABllEHИE ОТ ИЗДАТЕЛЬСТВА ......................... . ........ . . ..... ........................................ б ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................... 7 Глава 1 НАУКА И МИФОТВОРЧЕСТВО . .......... ............... ........... . . ....................... 12 1.1. Рождение научных идей ............... . ........ ........... . . .................... 12 1.2. Критерии истины ..................................................................... 16 1.3. Математизация физики........................................................... ЗЗ 1.4. Живучесть мифов ................................... . . ...... ............... ..... . .. 40 ... 1.5. Мифы, канувшие в Лету . ...... ..... .. ...... . . ........ ............................ 44 Глава 2 ОТТАЛКИВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ . ................. ................ ... . 50 2.1. Принципиальные соображения .......... . ................................. . 50 2.2. Параллельные заряженные плоскости .... . ................. . ........... 53 2.3. Взаимодействие точечных зарядов ... ......... .. . ...... .................. 54 2.4. Возможность экспериментальной проверки ............... ........ . 56 2.5. Выводы . .. .. . . ...... . ....... . ... ... .... ... . . .. .. . . . . ....... ..... ...... ............... . .. .... 58 Глава 3 ГРАВИТАЦИЯ . . ............................. ........ . . . ............................................... 59 3.1. Развитие представлений о гравитации . .......... ...................... 59 3.2. Гравитация и электричество .............. . ........... . . . ...................... 63 3.3. Основная гипотеза ............. . . ...... ........ .. ............ . ....................... 66 3.4. О причинах различия электрических сил притяжения и опалкивания . ..... ...................................... 67 3.5. Гравитационное экранирование . . ...................... . .............. . .... 69 3.6. Новые эффекты ........... . ....... . ............ . .. . ............ . ....................... 70 3.7. Возможность экспериментальной проверки ........... ............. 72 3.8. Выводы . . ................................... ......... ..... ......... . ........................ 75

4 Оr11ав11ение Глава 4 МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ......... . . . ......... ... ........... . ........... .. . ........................ . .. . . 76 4.1. А существует ли магнитное поле? ...... . . ............ ...................... 76 4.2. Взаимодействие движущихся точечных зарядов ......... .. ... 79 . .. 4.3. Поле тока ....................... . ........... .. . .......... ........... . . .. .......... . .... . . . . 85 4.4: Взаимодействие токов . . ............. .. . . ........ ... . . ....... . . .. ..... . . . . 88 . ... .. .. 4.5. Магнитные монополи . ............................. . ....... . ............. . ..... .. 91 . 4.6. Намагничивание вещества .................. . ................ ......... . ........ 94 4.7. Выводы ..................................................................................... 96 Глава 5 ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ .... . ........ . ........................... ................... . .. 98 . 5.1. Электромагнитная индукция ........ . .. . ............ ......... ...... . .......... 98 5.2. Поле провода с переменным током . ....... ............... . .......... . . 100 5.3. Самоиндукция. Катушки индуктивности ............. . ........... . 102 ... 5.4. Взаимная индукция. Трансформаторы ................................ 104 5.5. Ток смещения......................................................................... 107 5.6. Волны в свободном пространстве ....................................... 108 5.7. Уравнения Максвелла . ............ ............. . ............ .. ......... .. . .. . 111 . .. 5.8. Выводы . .. ...... . . . . ......... . .......................................... ................. . 112 Глава б АТОМНАЯ ФИ3ИКА . . . .......... ......... .. .. . ............. .............. .. . ........ . ........... 114 6.1. Электрон-шарик . . . .... ... . . . ............ ............... .. .......... ... ............. . 114 6.2. Соотношения неопределенностей ............. . . . . ...... ... ... ......... 120 6.3. Протонно-нейтронная модель ядра ........ .. .. ...... .. .. .. .......... . 123 . 6.4. Кварк-глюонная модель . . . .. ............. ......... .... . . .................. . . 131 .. 6.5. Выводы ................................................................................... 134 Глава 7 ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ............................................................ 136 7.1. Рождение мифа ..................................................................... 136 7.2. Парадоксы .......... . .. .. . ........... . .. ... .. . . .. . . . . .. ... . . .... .. . . . ................ . 142 ..

Оглавление 5 7 .3. Эквивалентность массы и энергии ....................................... 147 7.4. Оnыт Майкельеона ................................................................ 154 7.5. Новые возможности экспериментальной проверки теории относительности ...................................... 161 7 .6. Выводы . � .................... ....... .......... ............................. : .............. 166 Глава 8 космология . .............. ....... . . ..................... ........................... ............. 169 8.1. Развитие взглядов на Вселенную ......................................... 169 8.2. Конечен или бесконечен мир ............................................... 173 8.3. Стандартная модель Вселенной .......................................... 175 8.4. Противоречия стандартной модели .................................... 177 8.5. Альтернативные гипотезы .................................................... 184 8.6. Черные дыры ......................................................................... 188 8.7. Выводы ................................................................................... 191 Глава 9 ПОТЕНЦИАЛЬНОЕ ПОЛЕ .................................................................... 193 9.1. Общие положения ................................................................. 193 9.2. Поля с механическим давлением ........................................ 197 9.3. Электрическое поле .............................................................. 200 9.4. Гравитация ............................................................................. 202 9.5. Гравитационные волны......................................................... 205 9.6. Выводы ................................................................................... 206 3АКЛЮЧЕНИЕ...................................................................................... 208 ЛИТЕРАТУРА ....................................................................................... 211

ОТ ИЗДАТЕ11ЬСТВА Эта книга продолжает серию «Relata Refero» (дословный перевод - рассказываю рассказанное). Под этим грифом издательство предоставляет трибуну авторам, что­ бы высказать публично новые идеи в науке, обосновать новую точку зре­ ния, донести до общества новую интерпретацию известных эксперимен­ тальных данных, etc. В споре разных точек зрения только вердикт Великого судьи - Вре­ мени - может стать решающим и окончательным. Сам же процесс поис­ ка Истины хорошо характеризуется известным высказыванием Аристоте­ ля, вынесенным на обложку настоящей серии: авторитет учителя не дол­ жен довлеть над учеником и препятствовать поиску новых путей. Мы надеемся, что публикуемые в этой серии тексты внесут, несмотря на свое отклонение от установившихся канонов, свой вклад в познание Истины.

ВВЕДЕНИЕ Обычно под мифами имеют в виду предания, сказания, вымыслы, пе­ редаваемые из поколения в поколение. Это то, чего нет на самом деле, но считается, как будто и есть. Распространены мифы о богах, святых, ска­ зочных персонажах и исторических личностях, о сотворении мира и конце света, о происхождения человека и его загробной жизни. Полно приду­ манных чертей, леших, домовых, водяных. Постоянно появляются мифы о якобы происходящих разных «чудах» - НЛО, инопланетянах, снежном человеке, лох-весеком чудовище и т. п. Однако не о такого рода выдумках пойдет речь в нашей книге, а о мифах в науке. Научные мифы - это ошибочные знания, принимаемые за истинные. Общепринятые ошибоч­ ные научные воззрения в отличие от сказок, религиозных мифов и преда­ ниях, подменяя истину ложью, надолго задерживают научное познание природы и прогресс человечества. Ранние мифы и религиозные верования были попытками объяснить мир, в котором живет человек. К мифам, фантазии, вымыслам люди прибе­ гают тогда, когда нет или недостаточно истинных знаний. Как говорил Б. Шоу, «природа не терпит пустоты: там, где люди не знают правды, они заполняют пробелы домысламю>. Лучше домысел, чем ничего! Домысел становится мифом и воспринимается как непреложный факт, если он отве­ чает интересам общества или его части. Вместе с появлением и развитием научного познания окружающего мира мифология становится ненужной, а вымыслы, фантазии, заблуждения постепенно заменяются истинным знани­ ем. К. Маркс писал: <<Всякая мифология преодолевает, подчиняет и форми­ рует силы природы в воображении и при помощи воображения; она исчеза­ ет, следовательно, вместе с наступлением действительного господства над этими силами природы» (К. Маркс и Ф. Энгельс. Соч., т. 12, с.137). К удивлению, мифотворчество процветает и в эпоху расцвета науки. Более того, наряду со старыми появляются и новые научные мифы, что связано с целым рядом причин. Прежде всего, торжествующие воззрения, даже если они ошибочны, преподаются в школе как абсолютные истины, не допускающие возражения и критики. Дети верят взрослым учителям и усваивают ошибочные воззрения. А идеи, к которым привык в детстве, очень трудно переосмыслить в зрелом возрасте. Поэтому нынешние за­ блуждения затем передаются следующим поколениям. По словам К. Маркса, «традиции мёртвых поколений страшным кошмаром тяготеют над умами живых». В обществе скорее торжествует не принцип Декарта - «Сомневаться во всем», а принцип Цицерона - «Consensus gentium», т. е. «Что признается

8 Введение всеми, то и истина». Большая часть человечества не придерживается Божьей заповеди «Не сотвори себе кумира», а склонно к идолопоклонни­ честву. Преклонение перед авторитетами ведет к тому, что их взгляды принимаются как заведомо истинные и непререкаемые. К тому же и оцен­ ка творческой деятельности ведется обществом скорее по з акону обратно­ го отношения: нетворческие последователи торжествующего научного направления, механически повторяющие отжившие идеи своих предшест­ венников - эпигоны, - всячески поощряются, премируются, награжда­ ются. Н аоборот, героические личности, высказывающие сомнения в гос­ подствующих мифах, становятся изгоями и наказываются. Ложные, мифические воззрения, как это ни странно, постоянно под­ тверждаются опытами и экспериментами. Ученый об ладает выдумкой и фантазией, а некоторые ещё и увлеченностью, доходящей до фанатизма. Вдобавок, человеку свойственно выдавать желаемое з а действительное. Благодаря массовому гипнозу люди часто видят то, чего нет на самом де­ ле. Находится множество очевидцев самых невероятных явлений. Так, сотни людей видели несуществующее лох-несское чудовище. Только з а­ протоколированных встреч со снежным человеком более 150. Не счесть видевших летающие тарелки инопланетян или оставленные ими круги на полях. Многие уфологи не только встречались с «зелеными человечками», но и умудрились полетать с ними, а женщины - даже забеременеть от них. Вот какова сила массового внушения! И разве можно после этого сомневаться в чуде, которого в самом-то деле и нет? А нужно ли опровергать мифы? Хорошо знавший человека психоана­ литик Зигмунд Фрейд считал, что не нужно: «Массы никогда не знали жажды истины. Они требуют иллюзий, без которых они не могут жить. Ирреальное для них всегда имеет приоритет над реальным . . . Массы име­ ют явную тенденц ию не видеть между ними разницы». С Фрейдом можно согласиться лишь частично. Например, зачем ра­ з облачать сказочные мифы? Пусть себе вопреки законам науки Баба-яга летает на ступе, Емеля ездит по лесам и полям на печке, а Золотая рыбка сделает старухе новое корыто. Пусть кроме музея мифов и суеверий рус­ ского народа в старинном городе Угличе будут открыты и другие подоб­ ные муз еи, в которые с польз ой и удовольствием будут ходить наши дети. Сказочные мифы развивают воображение и фантазию ребенка, делают его жизнь интереснее. Глупо опровергать и религиозные мифы или житие святых - истинно верующий человек всё равно вас не послушает, да и грешно вводить его в сомнение. Всё равно, как писал Б лаженный Авгу­ стин, «перед верой меркнут все достижения разума». Пусть верующие люди молятся придуманным ими Богам -это по крайней мере не вредно. Необходимы народу и героические мифы. Аморально и даже преступно чернить исторических героев, как это делают некоторые лжеисторики.

Введение 9 Всё равно партизанка Зоя Космодемьянская, летчик Гастелло, богатырь Илья Муромец, костромской крестьянин Иван Сусанин, троицкие мона­ хи Ослябя и Пересвет останутся для нас Героями, образцом для почита­ ния и подражания. Они воспитывают и сплачивают народ, а разоблачи­ тельная деятельность «академиков Фоменко» преступна и должна быть наказуемой. Народ должен гордиться своими Героями, даже если они и выдуманы! Пусть энтузиасты ищут снежного человека, Несси, Ноев ковчег на горе Арарат, разбираются в посланиях инопланетян, оставленных на мес­ тах посадки своих НЛО! Это хотя и бессмысленно, но для всех интересно и увлекательно. Можно простить и изобретателей вечных двигателей, ес­ ли они не требуют государственного финансирования и внедрения. Совсем по-иному нужно относиться к научным мифам. Мифы в нау­ ке рождаются лишь как временный выход из тупикового положения, но рано или поздно ведут к новым, более серьезным тупикам. Эту мысль вы­ сказывал ещё Аристотель: «Даже небольшое начальное отклонение от истины умножается в рассуждениях, отошедших от неё, в дальнейшем тысячекрат». Гипноз мифов наносит науке непоправимый ущерб, приво­ дит к замедлению в развитии техники, производства, да и самого челове­ ка. «Страшны иллюзии и самообманы, губительна боязнь истины>>, - предостерегал В. И. Ленин. С научными мифами нужно бороться, причем чем раньше, чем решительней, тем лучше. Наиболее строгая наука - физика не избежала мифотворчества. По за­ конам человеческой глупости, открытым итальянцем К. М. Чиполла, про­ цент глупых людей одинаков как среди полинейзийских охотников за голо­ вами, так и Нобелевских лауреатов по физике. Ученые физики сочиняют безумные теории и верят существующим мифам ничуть не меньше простых и наивных людей. Некоторые это делают из незнания, другие -из. конъ­ юнктурных соображений, а многие теоретики - из идеалистического ми­ ровоззрения, обусловленного слепой верой в математику, в формулы, и от­ рыва от реальной действительности. Поэтому многие из фундаментальных представлений физики ошибочны. Они являются плодом выдумок, заблуж­ дений или фантазии ученых, а не следствием экспериментальных и теоре­ тических исследований. При этом проблема в том, что никто не видит про­ блемы и все беспрекословно верят заблуждающимся, особенно . если они считаются великими. Появление и развитие научного мифотворчества и вызванного им кризиса в физике привело к процветанию мошенников, шарлатанов, лже­ ученых, изобретателей вечных двигателей, «Народных» лекарей. Лжена­ учные открытия и лжеизобретения раздуваются средствами массовой информации, подхватывающими любую сенсацию. Лжеученые оказыва­ ются героями, тогда как истинные ученые обделены вниманием СМИ.

10 Введение Рассадником лженауки стала даже Российская академия наук, целью ко­ торой, казалось бы, должно быть, наоборот, отстаивание научной истины. Ряд долго державшихся физических мифов уже канул в Лету, мифи­ ческую реку забвения. Это геоцентрическая система мира Птоломея, фло­ гистон, концепция дальнодействия, эфир и другие. Однако продолжают господствовать не только некоторые старые мифические представления, но вдобавок к ним ускоренными темпами рождаются и новые. По стати­ стике, несмотря на рецензирование, как минимум половина статей, пуб­ ликуемых в научных журналах мира, оказывается ошибочной. Поэтому со временем число мифических открытий становится всё больше. Исцеление физики возможно только путем разоблачения мифов, лежащих в её осно­ ве. Этому и посвящена настоящая книга. Нами критически рассмотрены устоявшиеся, передаваемые из поко­ ления в поколение физические ошибки и заблуждения. Мы исходим из классических представлений и материальности любого взаимодействия. Поэтому у нас пространство не обладает энергией, не искривляется, не сжимается и не закручивается - всё это есть свойства материи. В физике, с нашей точки зрения, не должно существовать таких понятий, как «обла­ ко вероятности», «пучок силовых линий», «поляризация вакуума», «Энер­ гия информации» и т. п. При анализе мифических воззрений мы будем придерживаться принципа единства мира и минимума понятий, необхо­ димых для его описания, т. е. «бритвы» средневекового теолога Уильяма Оккама: «Не вводи новых сущностей сверх необходимых». Мы исходим из того, что процесс познания бесконечен, и любая научная истина отно­ сительна. Со временем она уточняется, углубляется и заменяется новой, более совершенной. Нет истин в последней инстанции, нет и безгрешных ученых, как бы они ни были велики! В главе 1 книги сопоставлены мифические и научные знания. Рас­ смотрено рождение мифов и их живучесть, критерии истинности, уже отжившие своё научные взгляды. Глава 2 п освящена разоблачению мифа об отталкивании электрических зарядов по закону Кулона и показано, что в мире существует только притяжение, а всеобщему сжатию материи мешает лишь её движение. В главе. 3 тяготение сводится к электричеству, а гравитационное поле со своими гравитонами, гравитино, фотино и т. д. относится к понятиям, которые можно исключить для ясности. В главе 4 показано, что никаких особых магнитных явлений, магнитного поля, мо­ нополей, торсионного поля, магнитной терапии и т. п. нет, а всё «магне­ тическое» о бъясняется проявлениями электр ичества. Из главы 5, наде­ юсь, станет очевидным отсутствие в природе электромагнитного поля, точнее, его магнитной составляющей. Волны, называемые электромаг­ нитными, являются на самом деле чисто электрическими, как и должны правильно называться. Целый ряд мифических представлений сложился

Введение 11 и в самой молодой отрасли - атомной физике (глава 6). Электрон мно­ гими до сих пор представляется в виде шарика, поведение которого под­ чиняется вероятностным, статистическим законам. На самом деле элек­ трон многолик - это упругое облачко отрицательно заряженной мате­ рии, принимающее разные форму и раз меры. От новых представлений об атомном ядре, состоящем из протонов и нейтронов или кварков и глюо­ нов, предлагается вернуться к старым взглядам на ядро из nротонов и электронов. Не просто мифом физики ХХ века, а своего рода религиоз­ ным учением стала теория относительности. В главе 7 показава её проти­ воречивость, ошибочность и предложены методы экспериментальной проверки. В главе 8 критически рассмотрена современная космология - «стандартная» модель развития Вселенной, мифы о Большом взрыве, эпохе инфляции, черных дырах и кротовых норах. Заключительная гла­ ва 9 посвящена мифу о потенциальном поле, в котором движение по замкнутому контуру якобы не сопровождается потерями энергии. Пред­ сказано торможение тел nри их перемещении в физических полях. Некоторые разделы книги публиковались не только в научных, но и в научно-популярных журналах. Книга написана языком, доступным для понимания студентами и школьниками, и может использоваться для уг­ лубленного изучения физики не только в вузах, но и в средней школе. Писатель М. Пришвин писал: «Из научных книг интересны те, кото­ рые отвергают что-нибудь общепризнанное . . . Научные книги . . . произ во­ дят сильное впечатление только тем, что отвергают все предшествующие гипотезы о предмете, даже и ту, которую в первых классах заучил как а збучную истину». Надеюсь, что читатель увидит ниже именно такую книгу. Хотелось, чтобы прочитавшие книгу убедились в ошибочности многих ранее заученных положений и не передавали эти научные сказки следующим поколениям.

Глава 1 НАУКА И МИФОТВОРЧЕСТВ О 1.1. Рожд ение научных идей Любознательность жажда знаний стремление узнать новое заложены в , , самой природе человека, это один из его первичных инстинктов. Как сказал Ф. Нансен: <<История человечества -это непрерывное стремление от тем­ Поэтому е имеет смысла обсуждать ц ели познания - че­ ноты к ясности. н ловек желает зн ать, и когда у него прекратится это желание, он перестанет быть человеком». Наш первый космонавт Юрий Гагарин высказался анало­ гично: «Человеку от природы свойственно изучение всего нового, неизвест­ ного, непреодолимая жажда к познанию окружающего мира . . . » Потеря ин­ тереса к познанию ведет к деградации личности и возвращению человека к животному и даже ниже. Ведь даже животное стремится расширить ареал своего обитания и познать как можно больше. Целью познания является постижение объективной истины, т. е. пра­ вильного понимания предметов и явлений окружающего мира. П ознав законы природы, человек может наперед предсказывать те или иные яв­ ления и использовать это в своей практической деятельности. И стинные знания помогают людям преобразовывать мир под свои потребности и интересы, со здавать необходимые вещи и предметы, украшающие и об­ легчающие его жизнь. Возможность познания обусловлена тем, что окружающий матери­ альный мир строго организован и упорядочен , его поведение не случай­ но, а подчиняется определенным з аконам. Законы п рироды существуют объективно, независимо от человека. Как говорят верующие, они заданы сверху, Богом. Л юди не могут придумать законы природы или отменить их. Они лишь открывают эти законы, чтобы в дальнейшем использовать в своих интересах. Для познания мира одного повседневного опыта и здравого смысла недостаточно. Необходимы спец иальные эксперименты и теория, а для этого особые специалисты - ученые. Для познания человечество создало отдельную отрасль деятельности - науку, завело целую армию научных сотрудников, построило тысячи научно-исследовательских институтов.

1.1. Рождение научных идей 13 Когда ресурсов одной страны оказывается недостаточно, ряд стран объеди­ няются, создавая международные космические станции, большие адроввые коллайдеры, международные токамаки и другие сложные установки. Ещё в средние века начали разрабатъmатъся научные методы познания. Английский философ Ф. Бэкон (1561-1626 гг.) считал единственным «индуктивный метод»: процесс познания должен идти от частного к общему, т. е. от опытов к теоретическому обобщению. Суть метода он изложил так: «Наука должна работать как пчела: извлекать материалы из окружающего мира и перерабатыватЪ его рационально». На основе мно­ жества экспериментальных фактов и наблюдений нужно делать обобще­ ния и проверять их новыми экспериментами. Недостатком индуктивного метода является невозможность предсказания новых истин, необходи­ мость проведения множества лиш�:�их опытов. Вспомним изобретателя Томаса Эдисона и сыщика Шерлока Холмса. Альтернативный индуктивному «дедуктивный метод» познания вслед за Аристотелем развивал Рене Декарт (1596-1650). Здесь позна­ ние идет, наоборот, от общего к частному. Новое знание получается не из опыта, а путем логических рассуждений и математической обработ­ ки небо льтого числа известных законов природы, принимаемых за ак­ сиомы. Эксперимент считается не существенным, а критерием досто­ верности физического знания считается его соответствие логическим выводам, полученным из основных аксиом. Типичным примером ис­ пользования метода дедукции является геометрия Евклида,- где длина окружности, площадь треугольника и другие законы геометрии выво­ дятся из предположения о том, что две параллельные прямые нигде не пересекаются. Учение Декарта, названное от его имени картезианством, стало ос­ новой математизации современной физики и нанесло ей огромный вред (см. 1.3). Из дедуктивного метода следует в частности истинность вир­ туальных частиц, 42-мерных пространств и «кротовых нор» между ни­ ми, черных дыр, темной энергии, Большого взрыва, периода инфляции в истории Вселенной, кварков и глюонов и множества других выдумок абстрактных теоретиков. Этот метод позволяет легко и быстро, практи­ чески без затрат потрясти научный мир, средства массовой информации, добиться высоких званий, наград и премий. Даже неизлечимо больные ученые становятся «самыми умными», лауреатами премий и героями СМИ. Однако новой информации об окружающем мире математика без эксперимента дать не может. Ещё Леонардо да Винчи говорил: «Мне кажется, что пусты и полны заблуждений те науки, которые не порож­ дены опытом ... » На самом деле, конечно, индуктивный и дедуктивные методы позна­ ния должны не исключать, а дополнять друг друга.

14 Г11ава 1. Наука и мифотворчество Путь познания хорошо сформулировал В. И. Ленин: «От живого со­ зерцания к абстрактному мышлению и от него к практике - таков диа­ лектический путь познания истины, познания объективной реальности» (Поли. собр. соч., т. 29, с. 195). Познание начинается с «живого созерцания», чувственных воспри­ ятий окружающих предметов, с наблюдений за происходящими вокруг явлениями. В процессе наблюдения возникают сомнения, выявляется что-то необычное. «Началом всей мудрости является удивление>> - говорил Сократ. У дивившись какому-то факту и засомневавшись в его известном объяснении, человек начинает собирать другие аналогичные факты, стремится глубже разобраться с сутью дела, связать разрознен­ ные наблюдения, понять и по-своему объяснить их сущность. Это дела­ ется на втором этапе познания - абстрактном мышлении. Здесь всту­ пает в игру человеческий мозг, его логическое мышление, воображение, творческая фантазия. Важную роль на этом этапе играет интуиция ученого -ощущение истины тогда, когда она ещё недоступна строгим логическим выводам из имеющихся фактов. Интуиция, озарение опе­ режает точное знание и дает толчок к дальнейшему поиску и исследо­ ваниям. Однако всегда нужно помнить о иенадежиости интуитивного метода и относиться к нему лишь как к подсказке, требующей научной проверки и подтверждения (об интуиции интересующиеся могут по­ смотреть книгу Дэвида Майерса «Интуиция. Возможности и опасно­ СТИ>> , СПб, Питер, 2011). Факты -тоже ненадежная вещь и не всем им нужно верить. «Преж­ де чем объяснять факты, -заметил Бернар де Фонтенель -необходимо удостовериться в их существовании; поступая таким образом, избегаешь опасности очутиться в смешном положении, что отыскал причину несу­ ществующего». Внимания науки заслуживают лишь такие факты, которые воспроизводятся и повторяются при одинаковых условиях хотя бы с оп­ ределенной вероятностью. Невоспроизводимые, единичные явления, слу­ чившиеся когда-то, где-то и с кем-то (например, встреча с привидением или инопланетянами, сбывшийся сон, отгадывание мыслей) не являются объектом научного исследования, так как их нельзя подтвердить или оп­ ровергнуть, создав аналогичные условия. Исключение представляют еди­ ничные явления, оставляющие после себя провернемые следы, например, взрыв звезды, падение Тунгусского метеорита, шаровая молния. Надежно выявленные и заслуживающие внимания ученого факты должны быть ясно и точно описаны, в том числе и количественно, и ус­ тановлены зависимости между наблюдаемыми величинами, например, сопротивлением и температурой. Однако наблюдением и описанием фак­ тов устанавливается лишь внешняя сторона и внешние проявления объ­ екта познания. Ученый же стремится понять сущность и внутреннюю

1.1. Рождение научных идей 15 причину явления, установить связь с другими эмпирическими фактами, сделать логически обоснованные обобщения. Физиолог И. П. Павлов учил молодежь: «Изучая, экспериментируя, наблюдая, старайтесь не ос­ таваться у поверхности фактов, не будьте в плену у фактов. Не превра­ щайтесь в архивариусов фактов. Пытайтесь проникнуть в тайну их воз­ никновения, настойчиво ищите законы, ими управляющие». Если наблю­ даемых фактов оказывается недостаточно для надежных умозаключений, то необходимо поставить целенаправленный опыт- эксперимент, до­ полняющий недостающие факты. Иногда выясняется, что какие-то факты или закономерности непонят­ ны и находятся в противоречии с существующими представлениями. В этом случае современный ученый, в отличие от средневекового, не скажет, что так Богу угодно, а выдвигает гипотезу, т. е. догадку, предположение, в первом приближении объясняющее наблюдаемое несоответствие. О научных гипотезах ученые высказывали разные мнения. И. Ньютон говорил, что «гипотез не измышляю», и пользовался «методом принципов». По его мнению, нужно сначала всё выяснить с помощью опытов, а затем ме­ тодом индукции построить теорию, не прибегая к гипотезам. Не признавал положительной роли гипотез в познании и В. Освальд: «Открытие удавалось не благодаря гипотезам, а вопреки им». Методом принципов (т. е. постула­ тов), а не гипотез пользовался А. Эйнштейн при разработке своей теории от­ носительности. Однако большинство ученых этап гипотез в познании счита­ ют обязательным.Д. И. Менделеев утверждал: «Они науке ... необходимы. Они дают стройность и простоту, каких без их допущения достичь трудно ... А потому можно смело сказать: лучше держаться такой гипотезы, которая может оказаться со временем неверной, чем никакой». Ему вторит и К. А. Тимирязев: «С полным устранением гипотезы, т. е. направляющей мыс­ ли, наука бы превратилась в нагромождение голых фактов». Гипотезами вос­ хищался даже далекий от науки писатель Марк Твен: <<В науке действительно есть что-то захватывающее, такие далеко идущие и всеобъемлющие гипотезы способна она строить на основании скудных фактических данных». Сотрудниками ВИНИТИ РАН В. К. Финном и др. разработан метод автоматического порождения гипотез с помощью ЭВМ, названный по инициалам основоположникаДжона Стюарта МилляДСМ-методом [1]. В методе реализуется взаимодействие трех познавательных процедур - индукции, абдукции и аналогии. На эмпирическом уровне устанавлива­ ется факт сцепленности, неслучайвой связи явлений, затем путем индук­ тивных обобщений и выводов по аналогии обнаруживается эмпирическая закономерность, находятся причинно-следственные соотношения и на основе имеющихся данных формируется гипотеза. Следовательно, уме­ ние выдвигать гипотезы перестало быть исключительным свойством че­ ловека и стало доступно машинному интеллекту.

16 Г1.1ава 1. Нау ка и мифотворчество Научная гипотеза требует проверки её соответствия действительно­ сти. Она толкает на новые и целенаправленные исследования. Однако не всякая гипотеза научна. Те гипотезы, которые в принциле нельзя под­ твердить или опровергнуть, по принцилам верификации и фальсифика­ ции (см. 1.2) относятся к ненаучным. Ученому бесполезно ими занимать­ ся, тратя силы, время и средства. Пусть они достанутся писателям­ фантастам, богословам и падким до сенсаций журналистам. Если выдвинутая гипотеза научна и представляет интерес, то она развивается дальше, получает математическую обработку и превращает­ ся в теорию - логически стройную систему знаний о наблюдаемых предметах и явлениях. Цель создаваемой теории заключается не только в том, чтобы понять и объяснить все уже известные факты, но и предска­ зать новые. Поэтому теория получает значительно больше информации, чем исходные данные, на основе которых она построена. В то же время нельзя создать универсальной теории, объясняющей всё на свете, и найти всё описывающее «вековое уравнение», как это пытался сделать великий физик Гейзенберг. По логическому закону обратного отношения чем ши­ ре утверждение, тем уже его содержание. Поэтому чем шире закон, тем меньше пользы от него в конкретных условиях. Из теории вытекают новые факты - следствия. Они важны не только для проверки и уточнения самой теории, но и для дальнейшего познания и практики. «Чем больше таинств природы разум постигает, тем обильнее собирать плоды для потребностей житейских» - писал М. В. Ломоносов. Однако верна ли теория и отражает ли она и вытекающие из неё следствия объективную истину- или же это субъективное и ошибочное мнение автора, противоречащее реальной действительности? Философ Ф. Бэкон говорил, что «Бог не допустит, чтобы мы выдали за образец мира грёзу нашего воображения». Однако Бог постоянно допускает это, и чьи-то грёзы воображения постоянно принимаются за истину. Согласно Б. Спинозе, «Идеи неадекватные и смутные вытекают с такой же необхо­ димостью, как и идеи адекватные, т. е. ясные и отчетливые». Рассматри­ ваемые нами научные мифы родились как раз из домыслов, смутных и неадекватных идей. 1.2. Критерии истины Хотя наука и является самоочищающейся системой, но естествен­ ным путем процесс её очищения от лженауки идет медленно. Чем раньше выявится, что теория ошибочна и является не истиной, а мифом, заблуж­ дением, тем лучше, тем меньше она нанесет вреда науке и в меньшей

1.2. Критерии истины 17 мере затормозит развитие познания. Поэтому нужно знать грань, разде­ ляющую науку и мифотворчество. Наука должна давать истинное знание об окружающем мире, тогда как мифологии достаточно и ложного, но лишь принимаемого за истинное. Но как их различить, как отличить правду, истину от лжи, выдумки, ошибки, заблуждения? Сделать это не­ просто, ведь как говорил Зигмунд Фрейд, «Правдоподобие не обязатель­ но для истинного, а истина не всегда правдоподобню>. Существуют ли критерии истинности? Обыватель ответит, что «вре­ мя покажет» или «в ногах правды нет». На Западе шутят, что истина­ это часто повторяющаяся ложь. По словам православного философа П. А. Флоренского «Истин а - жизнь . . . Без истины жить нельзя . . . Всё научное мировоззрение - труха и условность, не имеющая никакого отношения к истине, как жизни и основе жизни, и . . . всё это ничуть не нужно». Индийские философы полагали, что «истина лежит за пределами сознания и потому не может быть выражена словами». Обратное утвер­ ждает современный немецкий философ Х. Брункхорст: «Истина - слы­ шимое слово, а не зримая, в прямом смысле осязаемая вещь». Некоторые считают истиной собственное мнение, другие, наоборот, что «прав сильнейший». Многие бездумно верят вождю, утверждая, что «прав начальник». Ведь, придерживаясь точки зрения мудрого руково­ дства, человек обеспечивает себе поддержку сверху и успех. Козьма Прутков говорил: <<да разве может быть собственное мнение у людей, не удостоенных доверием н ачальств�! Откуда оно возьмется? На чем осно­ вано?» Ф. Бэкон такое опровергал: «Истина. есть дочь времени, а не ав­ торитета». На вопрос об истине поэт нам скажет: <dn vino veritas» или <<Я знаю: ис­ тина в вине» (А. Блок). <<Красота есть истина, а истина - красота» по словам Джона Ките. И так далее . . . Что ни человек, то свой критерий истины! Для человека верующего очевидно, что истина в Вере, в Боге. Бе­ недикт Спиноэа прямо писал: «Все идеи, поскольку они относятся к Богу, истинны». На известной картине художника Н. Ге сомневающий­ ся перед приказом о распятии Пилат спрашивает Христа: «Что есть истина?». С позиции верующего Пилат глупец - истина-то стояла пе­ ред ним! В народе говорят также, что «Правда от Бога, а ложь от лукавого>>, «Не в силе Бог, а в правде». В то же время, признают, что «На Бога на­ дейся, а сам не плошай» или «Бог правду видит, но не всегда скажет». Ссылкой на Бога можно объяснить что угодно, но это нисколько не продвинет нас к истине. М. В. Ломоносов, хотя сам был человеком верующим, писал: «Оным умникам и легко быть философами, выуча наизусть три слова: Бог так сотворил, и сие давая в ответ вместо всех причин».

18 Глава 1. Наука и мифотворчество Что есть истина? Н. Н. Ге, 1890 Древние греки для поиска истины использовали созерцание - исти­ ну якобы невозможно доказать, её можно только показать. По мнению Лейбница за совпадение знания и предмета отвечает некая гармония. И. В. Гёте полагал, что «гораздо легче найти ошибку, нежели истину. Ошибка лежит на поверхности, и её замечаешь сразу, а истина скрыта в глубине, и не всякий может отыскать её». Хорошая рекомендация, но да­ леко не всегда применима, особенно в науке, где ошибка часто на поверх­ ности не лежит и, более того, многими принимается за правду.

1.2. Критерии истины 19 Целью жизни ученых является познание истины. Поэтому для науки нужны более надежные критерии. Арнетотель (3 84-322 гг. до н. э.) объявил критерием истины логику. Он считал, что опираясь на логические рассуждения можно доказать аб­ солютно всё. Так он логически показал, что Земля неподвижна и находит­ ся в центре Вселенной, а все планеты и звёзды движутся вокруг неё по своим орбитам. «Истины» Аристотеля были призваны и канонизированы Церковью, в результате чего продержались целые 2000 лет. И это несмот­ ря на то, что ни одна логически доказанная истина гения античного мира не подтвердилась опытом! Конечно, логика в познании необходима, но она не достаточна для доказательства истинности. А что говорят о критериях истины современные ученые? ПредседателЪ комиссии РАН по борьбе с лженаукой академик Э. П. Кругляков считает, что «единственный критерий качества исследо­ ваний - это публикации в добротных рецензируемых научных журна­ лах» ([2], с. 209). Под «добротными» имеются в виду журналы Российской Академии Наук, где работает сам академик. Однако РАН всегда была рас­ садником лженауки, а также наиболее реакционной и консервативной научной организацией. Она не признала Международной системы единиц СИ, кибернетику и генетику отнесла к буржуазным лженаукам, запретила любую критику теории относительности А. Эйнштейна. По взглядам ака­ демика (а по-видимому и его коллег по РАН) «никаких потрясений и ре­ волюций в науке не предвидится» ([2], с. 232). Поэтому новые и револю­ ционные публикации в журналах нашей АН невозможны. А они-то на самом деле и представляют наибольший интерес. Пользуясь своим крите­ рием, Кругляков отнес к лженауке теоретические исследования торсион­ ных полей, критику теории относительности, экспериментальные и теоре­ тические исследования холодного ядерного синтеза. Вот уж действитель­ но - истинно то, чем занимаюсь я, а ложно - чем занимаются другие! «Время гениальных самоучек-изобретателей прошло», - заключает Кругляков (там же, с. 305), хотя именно такие «самоучки» и являются двигателями науки. Ошибочность критерия академика очевидна. Л. А. Калинин в книге «Кардинальные ошибки Эйнштейна» (М., URSS, 2003) предложил свои «условия достоверности научного поиска», соглас­ но которым истинной может быть только теория, исходящая из следую­ щих положений. Это абсолютность, непрерывность и изотропноетЪ про­ странства, абсолютность, непрерывность и равномерность времени, абсо­ лютность одновременности событий, порождение следствия его причи­ ной, необратимость причинно-следственных связей, абсолютность длины в определенный момент времени, классическое сложение скоростей, в том числе и света. С помощью своих критериев автор опроверг теорию отно­ сительности. Однако всеобщего характера его критерии не имеют.

20 Глава 1. Наука и мифотворчество Сейчас широко распространен критерий всеобщего признания, за­ ключающийся в том, что нужно верить коллективному суждению научного сообщества. Его развивает исследовательница из США М. Соломон. По её утверждению объективную истину вырабатывает не отдельный ученый, а научное сообщество, которое в процессе проверок и перепроверок оста­ навливается на той идее, какая нужна всему обществу. Философ-идеалист А. Шопенгауэр утверждал аналогично: «Совпадение множества незави­ симых свидетельств есть доказательство их истинности». Вот уж идеалист воистину! Не жил он в СССР, а то бы, ознакомившись с работами тысяч советских ученых, поверил в построение коммунизма к 1 980 году. Не чи­ тал он книг В. Г. Ажажи, а то бы со своим критерием ему пришлось при­ знать истинность летающих тарелок и пришельцев, «превративших, по сути, человечество в свой резерват» [3]. Он узнал бы, что с пришельцами из иных миров входили в контакт тысячи человек, в результате чего руко­ водимой Ажажей Академии информациологической и прикладной уфоло­ гии пришлось даже открыть специальный Институт послеконтактной реа­ билитации. Только за пять лет в клинике института вылечилось «И верну­ лось в социум» 2,5 тысячи «контактантов». Аналогичного Шопенгауэру мнения придерживался М. Т. Цицерон, полагавший, что истина - то, что признается всеми. Ему возражал Рене Декарт: «Большинство голосов не есть неопровержимое свидетельство в пользу истин». Галилей также считал, что в вопросах науки мнение одно­ го бывает дороже мнения тысячи. Научные споры большинством голосов не решаются. Конечно, ум - хорошо, а два лучше и мнение коллектива убедительнее, чем одного человека. Однако как часто мы наблюдаем кол­ лективное помешательство! Слепое признание коллективного суждения как раз и ведет к рождению мифов. По критерию всеобщего признания система Птоломея и все другие мифические представления стали бы ис­ тинными и господствовали вечно. Следовательно, критерий явно иенаде­ жен и, более того, потворствует мифотворчеству. Ученые-марксисты придерживаются утверждения Ф. Бэкона, что «Практика - залог истины». Марксисты считают nрактику, в особен­ ности революционную деятельность и коммунистическое строительство, единственным критерием, позволяющим безошибочно отличать истину от заблуждения. Однако проверка практикой - очень длительный и весьма ненадежный процесс, а его результат зависит от политических и научных взглядов проверяющего. Пользуясь этим критерием, не уда­ лось, например, разоблачить антинаучные вымыслы Лысенко, показать ошибочность учения о диктатуре пролетариата, о колхозах как лучшей форме организации сельского хозяйства, да и лозунга о скорой победе коммунизма в СССР. В то же время, господствовавший тогда критерий практики позволил отнести такие передовые и персnективные науки, как

1.2. Критерии истины 21 кибернетику и генетику, к числу реакционных буржуазных лженаук. Даже сам В. И. Ленин в «Материализме и эмпириокритицизме» предосте­ регал: « . . . критерий практики никогда не может по самой сути дела под­ твердить или опровергнуть полностью какого бы то ни было человеческого представления». Конечно, это не касается марксизма: «Учение Маркса всесильно, потому что оно верно» (Ленин, т. 1 9, с. 3). По Нильсу Бору главное в верной теории - её безумство, т. е. не­ ожиданность: «Нет никакого сомнения, что перед нами безумная теория. Вопрос состоит в том, достаточно ли она безумна, чтобы быть правиль­ ной». Даже А. С. Пушкин писал, что «гений - парадоксов друг», а Б. Шоу - «парадоксы - вот единственная правда», и «многие великие истины были сначала кощунством». И. Радунекая свою книгу о выдаю­ щихся ученых, нобелевских лауреатах и их работах так и назвала «Бе­ зумные идею> [4]. Хотя в критерии безумности и есть доля правды, но если ему следовать, то в поисках истины нужно бы идти в психиатриче­ скую больницу. Из-за обилия безумных идей в современной физике нами даже было предложено выделить для них специализированные научные издания. Ряд ученых при определении истинности придерживаются принци­ па простоты. Этот принцип можно коротко сформулировать так: «Лож­ ное сложно, а правда проста». Древнегреческий философ Исакрат и рим­ лянин Л. А. Сенека полагали, что истину можно отличить от неправды по изложению: «Речь истины проста» (Исократ) и «Язык правды прост» (Сене­ ка). Эту мысль развивал средневековый английский богослов У. Оккама: «То, что можно объяснить посредством меньшего, не следует выражать посредством большего». В простоту мира верил и И. Ньютон: «Природа довольствуется простотой и не любит пышности излишних причин». М. В. Ломоносов по этому поводу писал: «Природа весьма проста, а что этому противоречит должно быть отвергнуто». Примерно то же утвер­ ждает и физик ХХ века Р. Фейнман: «Истина всегда оказывается проще, чем можно было бы предположить». Поль Дирак считал истинной ту теорию, которая формулируется простыми и красивыми уравнениями: «Красота уравнений важнее, чем их согласие с экспериментом». Аналогичных позиций придерживался Гейзенберг: «Если природа приводит нас к математическим выражени­ ям, необычайно простым и красивым . . . то мы невольно воспринимаем их как "истинные" и считаем, что они открывают то или иное свойство природьш. Простота и ясность изложения, простые конечные уравнения, несо­ мненно, являются признаком научности, истинности, хотя и не вполне надежны. Наоборот, туманность, непонятность изложения - это явные признаки лженауки. Процитируем в качестве примера книгу президента

22 Г11 ава 1. Наука и мифотворчество Международной Академии Информатизации И. И. Юзвишина «Основы информациологии» [ 5]: «Информация - это безначально-бесконечный авторегенерационный законопроцесс фундаментальных отношений в ма­ теризованном и дематеризованном структурно-сотовом пространстве Все­ ленной» (с. 226). Или возьмем многотомный труд В. В. Демьянова «Эва­ лектрика ноосферьш [6] : «Тело Вакуума обеспечивает распространение "гравитационных" взаимодействий в основном через "объемные" волно­ вые процессы с частотами выше 1024 Гц, а электромагнитные взаимодей­ ствия традиционного (для науки) спектра частот ниже 1020 Гц - через поверхностные волновые процессы вдоль модовых суперструнных пере­ плетений в теле Вакуума . . . Само тело Вакуума представляет переплете­ ние Суперструнных телец Сверхпроводящих ротаторов, представляющих своеобразные сверхпроводники для низких радиочастот и световоды­ "гаммаводы" (от понятия "гамма-лучи") - для супервысоких» (ч. 2, с. 785). «Недра Плоти Единого общаются именно этим "мгновенно-продольным" способом (в 109 раз быстрее скорости "с") на частотах вселенского Лого­ са, которые тщательно исключаются из теорий "перенормировками"» (там же, с. 827). А вот к какому выводу о природе гравитации пришел в своих исследованиях В. И. Стекачёв: «Гравитация не есть врожденное свойство материи (по Ньютону) и не есть кривизна пространства-время (по Эйн­ штейну), но моноквантовое граниизлучение фундаментальных частиц атомов, состоящих из квантов физически дуальной материи, а именно: замкнутая оболочка из граниквантов и кипящие внутри кванты инерцион­ ной материи» ((7], с. 27-28). Как не восхититься творением А. и Н. Арми­ зоновых: «Время - это тёмная материя (эфир), как невидимая, пронизы­ вающая обычную материю, равновесная субстанция, создающая инфор­ мационное пространство, представляющая собой бесконечное множество рождающихся и умирающихся элементарных частиц, совершающих коле­ бательные движения, с периодом равным периоду жизни злементарной частицы 1,94·10-15 сек., которая, заполняя Вселенную, дважды модулиру­ ется по плотности: первый раз колебаниями, обусловленные вращением небесных тел; и второй раз вследствие интерференции» [8] . Грамматика авторов сохранена. Прошу прощения за трудно читаемые цитаты и непонятные термины. Думаю, что они непонятны даже самим авторам. За заведомой абракадаб­ рой скрывается отсутствие у человека ясного представления об изучаемом предмете при желании показать свою ученость. Видимо по этой причине Российская академия наук не признала Международную систему единиц СИ и действующие Государственные стандарты по терминологии. Ис­ пользуя непонятные единицы физических величин и туманную термино­ логию, академики скрывают отсутствие в их работах проверяемых и дос­ товерных научных результатов.

1 .2. Критерии исrины 23 По сложности и туманности изложения можно легко заключить об отсутствии научной истины и довольно точно отличать лженауку от ис­ тинной науки, лжеученых от ученых. Однако лжеученые могут это учесть и начать излагать свой бред языком простым и ясным, в то время как не­ которые истинные ученые пишут очень туманно. Таким был, например Максвелл или наш знаменитый космолог А А Фридман. Новая и более строгая теория далеко не всегда столь же проста, как предшествующая. Об этом предупреждал Ф. Дайсон: «Великое открытие, когда оно только что появляется, почти наверняка возникает в запутан­ ной, неполной и бессвязной форме. Самому открывателю оно понятно только наполовину». Следовательно, и критерий простоты изложения нам не всегда может помочь. Ещё один критерий выдвинул Д. Дидро: «Истина любит критику, от неё она только выигрывает; ложь боится критики, ибо проигрывает от неё». Действительно, по ведопустимости критики можно выявить оши­ бочность, например, «советской мичуринской биологию> Лысенко, за ра­ зоблачение которой полагалось тюремное заключение, или теории о по­ строении коммунизма, сомнения в которой считались антисоветской про­ пагандой, за что по действовавшему Уголовному кодексу в СССР полага­ лась высшая мера наказания. В нашей стране Академией Наук, а раньше и компартией была запрещена критика теории относительности А Эйн­ штейна. Даже сейчас академик Э. П. Кругляков называет критикующих теорию Эйнштейна «невеждами - лжеучеными» ([2], с. 245). Это как минимум наталкивает на сомнения в истинности теории относительности, должно настораживать начинающего ученого и вызывать в ней сомнения. Однако в условиях демократии и свободы выражения самых абсурдных мыслей этот критерий работать перестает. Критериями научной истины интенсивно занимаются западные фи­ лософы-неопозитивисты, предложившие, в частности, принцип верифи­ кации или эмпирической подтверждаемости [9]. Согласно этому принци­ пу утверждение научно, если оно верифицируемо, т. е. может быть в принципе проверено опытом или экспериментом. Например, утвержде­ 2 ние, что «площадь круга равна nR » научно, так как может быть провере­ но измерениями. В споре же атеиста, утверждающего «Бога нет», и ве­ рующего - «Бог есть», ни первое, ни второе утверждение в принципе проверить нельзя. Поэтому подобный спор ненаучен, и напрасно вмеши­ вались в него советские ученые. Бесполезность таких споров стала оче­ видна ещё в средние века, когда Блаженный Августин сказал: «Перед ве­ рой меркнут все достижения разума». Также никак, никогда и нигде нельзя проверить различные мнения о душе, так как душу нельзя увидеть собственными глазами или зафиксиро­ вать с помощью приборов, да и нет её строгого определения. Поэтому

24 Г11ава 1. Наука и м ифотворчество утверждения верующих типа «Душа бессмертна», <<душа после смерти отделяется от бренного тела, а после чистилища попадает в ад или рай», или некоторых «ученых» - «Душа растворяется в энергоинформацион­ ном пространстве», как и атеистов - <<души нет вообще» являются нена­ учными. Рассуждения о душе простительны простому человеку, когда он говорит <<душевный ты человек», «Не лезь ко мне в душу», <<душа - по­ темкю>, но очень странно выглядят работы академика Н. П. Бехтеревой и возглавлявшегося ей Института мозга человека РАН, где ученые пытались «научно» доказать существование души по скачкообразному уменьшению веса трупа в момент отделения её от бренного тела. Для реабилитации института приведу ответ нынешнего директора А. Чуйкова на вопрос «Есть ли у человека душа?»: «Если вы мне объясните, что такое душа - то я вам отвечу. Пока мне никто этого объяснить не смог» (Аргументы недели, N2 23 от 1 7.06.20 1 0, с. 3). Не верифицируемы и такие утверждения, как «энергия точечного заря­ да равна бесконечности» (точечных зарядов не существует), «энергия маг­ нитного поля прямого провода с постоянным током бесконечна» (прямой провод должен иметь бесконечную длину, а для создания постоянного тока нужна замкнутая цепь). В главе 2 будет показана невозможность проверки и, как следствие, иенаучиость закона Кулона об отгалкивании зарядов одного знака. Ненаучен, а следовательно и бессмысленен спор на тему о существо­ вании эфира, если под этим понятием подразумевать заполняющую всё про­ странство всепроникающую и ни с чем не взаимодействующую среду. Несмотря на достоинства, следует отметить и ограниченность прин­ цила верификации. С его помощью нельзя проверить, например, истин­ ность исторических событий, которые уже произошли или предсказыва­ ются на будущее, нельзя подтвердить или опровергнуть высказывания о бесконечном числе предметов типа «все металлы являются проводниками тока», а также общие законы природы. Поэтому для отделения научных знаний от ненаучных известный философ науки неопозитивист К. Р. Поп­ пер предложил более общий принцип фальсификации, т. е. эмпириче­ ской опровергаемости. По принцилу Поппера любая идея будет чего-то стоить не тогда, когда она соответствует фактам (подтверждающие факты всему всегда можно найти), а когда она сумеет выстоять при самых бес­ пощадных попытках её оспорить. Наблюдения, опыт никогда не могут со 1 00-процентной точностью доказать теорию, но всего один опыт может её опровергнуть. Поэтому, считал он, наука развивается не путем доказа­ тельств, а путем опровержений. Нет смысла выдвигать гипотезы, которые в принциле не могут быть ошибочными, т. е. опровергнутыми опытом. Такие гипотезы ненаучны. «Каждая эмпирическая научная система долж­ на содержать в себе возможность быть опровергнутой на основе экспери­ мента» - писал Поппер.

1.2. Критерии истины 25 Следовательно, если какое-либо высказывание можно хотя бы гипо­ тетически опровергнуrь, сопоставляя с опытными фактами, то оно научно и им следует заниматься ученому. Если же высказывание в принципе не фальсифицируемо, то оно ненаучно и должно быть исключено из темати­ ки ученого. Принцип фальсификации шире, чем верификации. Например, такое высказывание, как «скорость света - это предельная скорость любого физического процесса», в общем случае не может быть проверено опы­ том. Поэтому по принципу верификации оно ненаучно. Однако оно может быть опровергнуrо, например, открытием тахионов, поэтому научно с точки зрения фальсификации. То же можно сказать о законе сохранения энергии, законе всемирного тяготения и других всеобщих законах, кото­ рые нельзя экспериментально подтвердить везде и всюду, но в принципе можно опровергнуть, обнаружив новые факты. По поводу принципов неопозитивистов Б. Рассел писал: «Я уrвер­ ждаю, что открыты методы, с помощью которых мы можем . . . последова­ тельно приближаться к истине, причем каждая новая стадия возникнет в результате усовершенствования, а не отвергания предыдущей». Однако, несмотря на похвалу великого ученого, критерии верификации и фальси­ фикации позволяют отделить лишь научные уrверждения от ненаучных, но не истинные от ложных. Ложные уrверждения, гипотезы, теории могуr быть в принципе верифицируемыми и фальсифицируемыми, но от этого не становятся истинными. Например, такие гипотезы о природе Тунгус­ ского метеорита, как атомный взрыв корабля пришельцев (писатель А. П. Казанцев), прилет НЛО в обратном временном направлении (уфолог В. А. Чернобров) или плазменный сгусток, посланный из Нью-Йорка Н. Теслой (Б. У. Родионов) [ 1 0], ненаучны, так как не могуr быть прове­ рены или опровергнуrы экспериментально. А вот предложение И. И. Юзви­ шина о пуrешествии к инопланетянам пуrем медитации вполне научно, так как проверяемо, но неверно - сколько бы испытатель ни сидел в позе йога, он не вылетит даже из комнаты. Ошибиться с выводами по данным критериям также можно потому, что мы часто не знаем метода проверки уrверждения. Кроме того, суще­ ствуют правильные и научные уrверждения, вытекающие из теории или общих, философских знаний, но не проверяемые опытом. Для установления истины Т. Чемберлен предложил метод множест­ венных гипотез. Для объяснения непонятного явления, по его мнению, нужно выдвигать не одну, а ряд гипотез. При этом все они первоначально должны рассматриваться как потенциально верные, пока какие-то из них не будуr отброшены на основании противоречия специально поставлен­ ному решающему эксперименту. Следовательно, нужно проверять не од­ ну гипотезу, а из ряда испытуемых гипотез выбрать оптимальную для по-

26 Глава 1. Наука и мифотворчесrво строения теории. Однако мало кто придерживается этого метода. Обычно утверждения делаются и принимаютел на основании одной гипотезы и минимума подтверждающих её фактов. Ввиду не универсальности принципов эмпирической проверяемости современные неопозитивисты пытаются заменить их принципом когерен­ ции. Этот принцип заключается в выявлении логической согласованности и непротиворечивости данного утверждения с другими утверждениями при­ иятой теоретической системы и философией. Например, утверждение «Площадь круга равна rrR2 » истинно, так как логически согласовано и вытекает из основополагающих положений геометрии Евклида. Однако и принцип когеренции слишком широк, позволяя отнести к истинной лож­ ную теорию, но хорошо согласованную с ложной системой взглядов и идеологией. Например, идеалистическая философия, теория относитель­ ности, флогистонная термодинамика хорошо согласованы логически, но от этого не становятся вернее. Американский философ и историк науки Т. Кун считает, что раз каж­ дый критерий по отдельности не является надежным, то нужно применять их в комплексе. По его мнению, нужно использовать сразу пять критериев научной истинности [ 1 1 ] : теория точна, если следствия из неё согласуются с существующими • экспериментами и наблюдениями; истинная теория непротиворечива как внутренне, сама с собой, так и • с другими принятыми теориями и взглядами; теория должна иметь широкую область применения, распространяю­ • щуюся далеко за пределы того, на что она первоначально была рас­ считана; теория должна быть простой и вносить порядок и упрощение в опи­ • сание существующих явлений; истинная теория плодотворна, она предсказывает новые явления и за­ • кономерности, открывает новые горизонты исследования. Каждый из этих критериев (точность, непротиворечивость, широта приложения, простота, плодотворность) по отдельности недостаточен для подтверждения истинности, а все вместе существенно повышают надеж­ ность заключения. Однако эти критерии часто противоречат друг другу, давая разные результаты, и даже все вместе не обеспечивают 1 00-процен­ тной гарантии истинности. Кроме того, в оценке остается доля субъекти­ визма. По словам Куна «общение между сторонниками различных теорий с неизбежностью не полное, и то, что каждый из них считает фактами, зависит частично от теории, которой он себя посвятиш>. Особо остановимся на критерии согласия с экспериментом. Боль­ шинство физиков полагает, что теория верна, если она подтверждается опытом, экспериментом. Так, А. Эйнштейн утверждал: «Истина - это то,

1.2. Критерии истины 27 что выдерживает проверку опытом». Какое заблуждение! Реально экспе­ риментатор получает не факты, а «результаты эксперимента», которые · могут существенно отличаться от истинных фактов. Получаемый резуль­ тат зависит от господствующей в данный момент концепции и интерпре­ тации полученных данных, а также взглядов, характера и личности учено­ го. Поэтому часто не эксперимент определяет теорию, а теория определя­ ет результаты наблюдений. Эксперимент, выполненный по заказу под какую-то теорию, может даже удалить нас от познания истины. Здесь уже при постановке опыта экспериментатор изначально задается целью под­ твердить или опровергнуть то или иное положение, а затем, одержимый идеей, прилагает для этого все силы. Положительный результат дает сла­ ву и почет, а то и Нобелевскую премию. Отрицательный же результат, хотя и считается тоже результатом, но не вознаграждается и вскоре забы­ вается. Поэтому итог опыта очевиден: «Кто ищет, тот всегда найдет ! » Увлекающиеся постоянно находят несушествующие монополи, кварки, глюоны, черные дыры, темную энергию без носителя - материи и т. д. Эр­ стед и Фарадей заранее ставили задачу установить связь электрических и магнитных явлений - они этого и добились, так как исходили из мифиче­ ских представлений о наличии магнитного поля (см. гл. 4, 5). Эддингтон бе­ зумно верил в теорию относительности Эйнштейна и поэтому «подтвердил» её, хотя для этого пришлось подтасовывать результаты опыта (см. гл. 7). Все другие Поклонники теории относительности также полностью подтверждают ее экспериментально, тогда как все противники - опровергают. Миф о со­ творении мира Богом за шесть дней 7500 лет назад по мнению богословов полностью согласуется с современными научными данными, тогда как кос­ мологи уверены в обратном - их Вселенная существует целых 14 миллиар­ дов лет. Холодный ядерный синтез в банке с водой бьm подтвержден в десят­ ках лабораторий всего мира, а после объявления его лженаукой - также единодушно опровергнут. Опыты по выращиванию кукурузы севернее Мо­ сквы при власти Н. С. Хрущева неизменно давали положительные результа­ ты, а после отстранения «кукурузника» стали давать отрицательные. Конечно, это не означает, что все ученые мошенники. Просто среди них много чересчур увлеченных идеей людей, для которых бывает трудно не смешивать ожидаемые и реально полученные данные. К удивлению, иногда подтасовка результатов эксперимента оказывается в нужном на­ правлении, которое в дальнейшем становится общепризнанным. В этом случае нарушитель научной методики становится не лжеученым, а великим ученым. Так, Милликен, изначально уверенный в дискретности электриче­ ского заряда, для доказательства своей идеи при проведении измерений заряда капель масла из 1 75 результатов отбросил 1 1 7, где получились зна­ чения, не кратные заряду электрона. Однако Милликен угадал какие дан­ ные нужно отбросить и за свою работу был удостоен Нобелевской премии

28 Г11ава 1. Наука и мифотворчество и всемирной славы. Ряд подобных примеров описан в книге Джона Уоллера «Правда и ложь в истории великих открытий» (М., Колибри, 20 1 1). Когда «народного академика» Т. Д. Лысенко спросили, почему опы­ ты у него и его сотрудников подтверждают его «теорию>, а у других - нет, он ответил: «Для того чтобы получить определенный результат, нуж­ но хотеть получить именно этот результат. Если вы хотите получить оп­ ределенный результат, вы его получите». При таком подходе было экспе­ риментально подтверждено, что при определенных условиях посеяв рожь можно получить пшеницу, опровергнута генетика, подтверждены прочие бредовые идеи. В качестве примера лженауки на основе фанатизма и болезненной увлеченности ученого вспомним, например, о разработке Ф. Белоярцевым в 1 985 году кровезаменителя на основе фторуглеродной эмульсии - пер­ фторана. По опытам автора перфторан лучше натуральной крови, а по результатам других специалистов оказался вреден для организма. Желая прославить родной мордовский народ, Ю. Н. Бажутов придумал новую элементарную частицу и назвал её эрзионом. Вполне естественно, что вскоре он сам и обнаружил эти частицы как на земле, так и в космосе. Вот только подтвердят ли его другие? Мечтала И. Б. Савватимава подтвердить мечту алхимиков о превращении свинца в золото и других химических элементов друг в друга - она этого и добилась при электрическом разря­ де в банке с водой. В результате ежегодные российские конференции по холодному ядерному синтезу переименовали в конференции по холодной трансмутации ядер [ 1 2]. Я сам был свидетелем рождения одного из научных мифов. Мой зна­ комый ученый вообразил, что сделал великое открытие на уровне Нобе­ левской премии - квантование температуры. Якобы температура кванту­ ется порциями по 1 2,5 К, и через этот интервал у параметров веществ имеются «особые точкю>, в частности фазовые превращения. Своих со­ трудников и аспирантов он заставлял на температурных зависимостях параметров (скажем, диэлектрической проницаемости или сопротивле­ ния) выявлять эти «особые точкю>, что беспринципные люди и делали, ставя на плавной кривой выскакивающую точку при температурах, крат­ ных 1 2,5 К. Принципиальные сотрудники, не выявлявшие аномалии при нужных шефу температурах, безжалостно изгонялись. Таким силовым способом удалось подтвердить теорию экспериментом, опубликовать книгу [ 1 3] в издательстве РАН «Наука», а получить Нобелевскую премию помешал скорый уход шефа из жизни. Кстати, его соратник в «великом открытии» В. И. Муромцев сейчас трудится вместе с И. Б. Савватимовой, подтверждая трансмутацию атомных ядер [ 1 2]. Ещё Леонардо да Винчи говорил: «Эксперимент никогда не обма­ нывает, обманывают наши суждения». При проведении опыта многие

1 .2. Критерии истины 29 экспериментаторы не учитывают ошибок измерения - случайных и систе­ матических, а учитывая - неверно их оценивают и принижают, давая тем самым ложные данные для теоретиков, которые в эксперименте ничего не смыслят. К тому же, даже правильно и честно поставленный эксперимент, многократно проверенвый в других лабораториях, допускает разное толко­ вание. Вспомните анекдот про опыты Петьки с Василием Ивановичем. «Опыт 1 - берем таракана, свистим - таракан убегает. Опыт 2 - отрыва­ ем у таракана две ноги, свистим - убегает. Опыт 3 - отрываем все ноги, свистим - таракан на месте. Вывод - таракан без ног не слышит». Следовательно, подтверждение экспериментом вовсе не означает истинности. Даже решающий эксперимент, который в науке называют средневековым термином experimentum crucis - эксперимент крестом, не дает 1 00-процентной гарантии подтверждения теории. Возьмем, напри­ мер, опыт Майкельсона, который по мнению релятивистов подтвердил теорию относительности и опроверг классическую физику, хотя на самом деле и не противоречит ей (см. гл. 7). Термин «экспериментум круцис» возник на Западе от средневековых публичных испытаний крестом ерети­ ков и колдунов, приговоренных к сожжению на костре. Если приговорен­ ный судом инквизиции не мог как следует поцеловать креста, а при нало­ жении креста на спину начинал кричать, корчиться или просто неестест­ венно вращать глазами, то любому сомневающемуся становилось ясно, что осужденный является еретиком - нечистая сила из него-де так и ле­ зет. 1 00-процентный результат эксперимента достигалея тем, что метал­ лический крест предварительно накаляли незаметно от толпы. Факты, на которых основывается истинное знание, должны быть проверяемы, а эксперимент может быть критерием истины только в слу­ чае его воспроизводимости, когда посторонний человек получает тот же результат в тех же условиях. Но и наблюдение какого-то факта или явле­ ния даже большим количеством людей не является 1 00-процентным дока­ зательством его существования на самом деле. Благодаря массовому гип­ нозу даже самые невероятные факты часто подтверждаются множеством очевидцев. Взрослый человек, как ребёнок, жаждет чуда, и услышав чей­ то фантастический рассказ, стремится увидеть то же самое. Средства мас­ совой информации полны сообщений о привидениях, барабашках и про­ чей нечисти. Существование мифического лох-несекого чудовища и снежного человека противоречит законам биологии (невозможность жизни вне популяции, при отсутствии кормов и т. д.), но это не останавливает фа­ натиков в вере об их существовании. Кандидат биологических наук В. Сапунов проанализировал свидетельства о 140 виденных снежных чело­ веках и пришел к выводу: «Свидетельские показания о снежном человеке внутренне не противоречивы. Во всяком случае, методы криминалистики не выявляют неточностей, основанных на сознательных или бессознательных

30 Глава 1. Наука и мифотворчесrво фальсификациях» (Сб. «Эврика 89», М., Молодая гвардия, 1989, с. 67). Хо­ тя Сапунов и приводит старую поговорку следователей «Врёт, как очеви­ дец», но всё равно верит им ! Уфологи города Тольятти умудрились уви­ деть снежного человека в 2005 году прямо в своем городе. Жертвами мас­ сового психоза являются очевидцы НЛО. Только в США зафиксировано около миллиона случаев встречи с инопланетянами. Многие побывали на их летающих тарелках и подверглись испытаниям «зелеными человечка­ ми», а женщины - даже забеременеть от них. Те же тольяттинские уфоло­ ги фиксируют НЛО в виде «бельгийского треугольника» регулярно, как по расписанию. Питерский астрофизик К. Бутусов, по сведениям АИФ, нашел даже место, откуда к нам прилетают инопланетяне - это якобы двойник Земли планета Глория, которая «прячется» за Солнцем. Один «ученый» из Новохоперска регулярно видит изображение анге­ лов и Богородицы на фотопленке, другой (академик РАЕН) обнаруживает резкие изменения облика рыб после обработки воды магнитным полем в десятки тысяч раз слабее земного. Еще один академик «структурирует» ту же воду музыкой, молитвами или просто хорошими словами, а та всё по­ нимает и сохраняет в своей памяти. Нашелся «ученый», видевший увяда­ ние растений в воде в предчувствии солнечного затмения за неделю до него и т. д. и т. п. Что будет с наукой, если она будет без сомнения верить очевидцам и заниматься такого рода чудесами? «Наука - дело абсолютно объективное, и сама по себе она бесстра­ стна. Но творят науку люди, испытывающие всякого рода страсти, обла­ дающие теми или иными моральными качествами. В ходе научного твор­ чества постоянно возникают противоречия между строгой объективно­ стью науки и субъективными особенностями творящих её людей. Нет ни­ чего опаснее, чем слепая страсть в науке. Это прямой путь к неоправдан­ ной самоуверенности, потере самокритичности, к научному фанатизму, к лженауке. В случае поддержки со стороны власть имущего человека это может привести к подавлению истинной науки в той или иной области, а так как наука сейчас - дело государственной важности, к нанесению большого ущерба стране». Так писал наш лауреат Нобелевской премии академик Н. Н. Семенов (Наука и жизнь, 1965, .N!! 4). Экспериментальный критерий истины доведен до абсурда С. П. Бо­ жичем, который сформулировал его как закон познания: «Любая естест­ веннонаучная теория, созданная не путем обобщения фактов, но со ссыл­ кой на убедительность её основания, - ложна» ([ 14], с. 9). Использование этого критерия позволило автору придти к выводу об истинности сущест­ вования НЛО, левитации, шпагоглотания, загробной жизни, филиппин­ ской бесскальпельной хирургии, дальновидения, спиритизма, полтергей­ ста, телекинеза. Ведь всю эту чертовщину кто-то, когда-то и где-то видел ! Пользуясь своим критерием, Божич предсказывает наличие на Титане,

1.2. Критерии истины 31 спутнике Сатурна, развитой цивилизации, которая и посылает к нам свои летающие тарелки. Он призывает отправить корабль за сверхплотным веществом, находящимся в кольцах Сатурна, чтобы использовать его в качестве топлива, лучшего ядерного. Из критерия эксперимента у него вытекает даже вывод, что на всех планетах Вселенной жизнь одновремен­ но завершится в 2080 году. Конечно, из всего сказанного нельзя сказать, что нельзя верить экс­ перименту. Достоверность полученных одним ученым фактов должна проверяться другими, независимыми и незаинтересованными учеными, в других лабораториях. Только после многократного повторения и под­ тверждения в одинаковых условиях на базе экспериментальных данных можно строить новую теорию. Как уже отмечалось, истинность теории не может бьrrь однозначно подтверждена даже большим числом опытов и наблюдений, но может быть опровергнута всего одним. Даже та теория, которая многократно проверена и перепроверена опытами, в один прекрасный момент может оказаться несо­ стоятельной, если выявится её несоответствие хотя бы одному факту. Под­ твердить наверняка можно только ошибочность теории, но не её истинность. Подводя итог, можем заключить, что правильная теория не должна противоречить наблюдаемым фактам, быть логически непротиворечива сама с собой и другими принятыми теориями, включать в себя старые и многократно провереиные представления как частный случай. Она долж­ на содержать полезные и значимые результаты, предсказывать новые фак­ ты и явления, которые ещё не ваблюдались человеком, причем эти пред­ сказания должны подтверждаться. Истинная теория может быть изложена простым и понятным языком, простыми формулами. Она оперирует ми­ нимальным количеством понятий, причем тех, которые можно реально измерить и наблюдать. Однако и всего перечисленного недостаточно для однозначного за­ ключения об истинности теории, ибо любая научная истина в принциле не является абсолютной. Как писал ещё в древнем Риме Л. А. Сенека, «при­ рода не раскрывает свои тайны раз и навсегда», и то, что является правдой сегодня, может оказаться заблуждением завтра. В любой теории, какой бы она ни казалась логически завершенной и подтвержденной всеми факта­ ми, со временем выявляются скрытые противоречия и ограниченность применимости. Она уступает место новой метатеории, которая тоже ока­ зывается истинной лишь до определенного времени. Одним из критериев истинности при этом служит принцип соответствия: новая теория верна, если включает старую как частный случай. Диалектический процесс познания бесконечен. «Истина рождается как ересь, а умирает как заблуждение» - отмечал Гегель. Об относитель­ ности истины писал и Зигмунд Фрейд: «Смена научных мнений - это

32 Глава 1. Наука и мифотворчество развитие, прогресс, а не разрушение. Закон, который вначале считали без­ условно верным, оказывается частным случаем какой-то более широкой закономерности или модифицируется друтим законом, открытым позднее; грубое приближение к истине вытесняется более тщательным и точным, а то, в свою очередь, ожидает дальнейшего усовершенствования». Античные философы иллюстрировали процесс познания так. Пред­ ставим, говорили, себе мир бесконечной плоскостью. Пусть кружочек на плоскости - это уже познанная нами его часть. В процессе познания кружок познанного увеличивается, но при этом растет и граница с непо­ знанным. Следовательно, процесс познания не прекращается, а расширя­ ется со временем. Он бесконечен. Подводя итог, можно сказать, что на извечный вопрос «Что есть ис­ тина?» однозначного ответа дать нельзя. Не зря в народе говорят, что правда у каждого своя. А раз нет надежных критериев истинности, то че­ ловек или верит всем и всему, или никому и ничему не доверяет. При этом верующих оказывается абсолютное большинство, а скептиков еди­ ницы. Большинство забывает, что смена теорий и научных воззрений объ­ ективна и неизбежна в процессе познания. Ни одна теория не может иметь 100-процентной доказательной базы и, строго говоря, носит характер ги­ потезы. Через некоторое время она может быть опровергнута новыми фактами и заменена новой теорией. Тут, конечно, нельзя впадать и в агностицизм, отрицая возможность достоверного познания, как Юнг или Кант. Нужно помнить, что мир в принципе познаваем, хотя этот процесс может длиться бесконечно долго. Несмотря на очевидность изложенного, всегда находится множество адептов - ревностных приверженцен отживших, но устоявшихся учений, которые держатся за однажды усвоенное ими до конца. Непризнание но­ вого, догматизм, вера в абсолютную истину, являются главными причи­ нами появления научных мифов. Поэтому в учебном процессе преподава­ телю нужно всячески подчеркивать относительность изучаемых законов, возможность их уточнения и развития в будущем, неизбежность ошибок даже у великих ученых, и со школьной скамьи прививать творческое и критическое мировоззрение. Выпускник учебного заведения не должен думать, что он знает всё, а понимать ограниченность не только своих, но и общечеловеческих знаний. Ученый не должен быть фанатиком, безогляд­ но и бездумно увлеченным каким-то учением и беззаветно преданным ему. Только тогда человечество будет жить не мифами, а реальностью. Великий философ науки В. И. Вернадский пришел к выводу: «Совре­ менное научное мировоззрение и вообще господствующее научное миро­ воззрение данного времени - не есть максимум раскрытия истины дан­ ной эпохи. Отдельные мыслители, иногда группы ученых достигают бо­ лее точного её познания, но не их мнение определяет ход научной мысли

1.3. Математизация физики 33 эпохи. Они чужды ему. Господствующее научное мировоззрение ведет борьбу с их научными взглядами, как ведет оно её с некоторыми религи­ озными и философскими идеями. И эта борьба суровая, яркая и тяжелая». Вnрочем, о борьбе с истиной расскажем ниже (см. раздел 1 .4). 1.3. Математизация физики Причиной появления многих мифов стала математизация физики. Математические величины, входящие в уравнения, абстрактному теоре­ тику представляются реальными объектами, существующими в природе. Для подтверждения теории экспериментаторы настойчиво ищут эти вы­ думанные объекты. И что интересно - иногда что-то подобное и находят. Вспомним, например, нейтрино Паули-Ферми, мезон Юкавы, позитрон Дирака, эрзион Бажутова. Но зто скорее случайность. Монополь Дирака, максимон, бозон Хиггса, кварки, глюоны и абсолютное большинство дру­ гих выдуманных частиц так и не нашли. Корни математизации науки были заложены ещё в Древней Греции великим математиком Пифагором (около 570---500 гг. до н. з.) [15]. Имен­ но Пифагор возвел число в основу мироздания, заявив: «Будь благосло­ венно божественное число, породившее богов и людей». Учение Пифаго­ ра о числах через два века бьmо развито Платоном. Затем пифагорейско­ платоновскую концеnцию, видевшую основу физической реальности в математике, nриняли средневековые схоласть1, считавшие, что Бог сотво­ рил мир рационально, опираясь на математику. В трудах Кеплера, Гали­ лея, Декарта, Ньютона мы найдём родственную мысль о математической сущности природы. Так, Коперник прямо ссылается на пифагорейцев как на своих предшественников. Стройную систему математизации nрироды развивал Декарт. Близких воззрений придерживался Кеnлер, который, вдохновившись идеей небесной гармонии, открыл свой знаменитый закон движения планет. Галилей также nолагал, что книга природы написана на языке математики. Ньютон, создавая свои «Математические начала нату­ ральной философию>, имел в виду, судя по раскрываемому им в «Оптике» смыслу так называемой натуральной философии, заложить математиче­ ские основы всего естествознания - от астрономии и физики до биологии и nсихологии. По существу, к той же цели - при всех сомнениях в её действитель­ ной достижимости - стремился и Эйнштейн. Он полагал, что искомые им на nротяжении всей его творческой жизни единые математические законы теоретической физики «должны составлять ту основу, из которой путём вдумчивой дедукции можно вывести картину всех явлений приро­ ды, в том числе и явления жизни». По воззрениям Эйнштейна в основе

34 Гllава 1. Наука и мифотворчество реальности лежит космическая, мировая гармония, доступная человече­ скому разуму. В лекции «0 методе теоретической физики» (1933 г.) он утверждал: «Весь предшествующий опыт убеждает нас в том, что природа представляет собой реализацию простейших математически мыслимых элементов. Я убежден, что посредством чисто математических конструк­ ций мы можем найти те понятия и закономерные связи между ними, кото­ рые дадут нам ключ к пониманию явлений природы. Опыт может подска­ зать нам соответствующие математические понятия, но они ни в коем случае не могут быть выведены из него. Конечно, опыт остается единст­ венным критерием пригодности математических конструкций физики. Но настоящее творческое начало присуще именно математике. Поэтому я считаю в известном смысле оправданной веру древних в то, что чистое мышление в состоянии постигнуть реальность». Однако, он предупреждал также, что «математика - единственный совершенный метод, позволяю­ щий провести самого себя за нос». Идею Пифагора и его последователей физик Н. А. Каширина вырази­ ла в стихах: Извечен поиск совершенства. И по законам красоты Мир познают пифагорейцы - Находят общие черты В строении музыкальной фразы И в музыке небесных сфер. И превосходят сердцем разум, Уйдя за логики предел . . . Как ЮlЮЧ познанья, как награда, Как к совершенству вечный зов, Лежат в основе всех основ Закономерность звукоряда, Гармония семи цветов. Неопифагорейские взгляды прослеживаются у многих российских учёных. Выдающийся физик, лауреат Нобелевской премии И. Е. Тамм считал, что, изобретая различные модели взаимодействий, мы навязыва­ ем природе наш собственный «человеческий» язык. Но природа не пони­ мает нашего языка и диалога не получается. Поэтому, первейшая задача исследователя - научиться «слушаты> природу, чтобы понять её язык. Но где он этот язык? В чём? Он в законах. В законе Ньютона, в уравне­ ниях Максвелла, в евклидавой геометрии, в законах квантовой механики. Все эти законы «написаны» на векотором едином языке. Таким образом, необходимо найти единый универсальный язык, на котором написаны

1 .3. Математизация физики 35 все фундаментальные физические законы, и опираясь на него, пересмот­ реть и переосмыслить основания всей физики. Таким языком должен быть язык математики. Для философского обоснования того, что окружающий мир - это не материя, а математика, наши теоретики выпустили специальный сборник [ 16]. Процитируем несколько работ этого сборника. Доктор физ.-мат. наук теоретик В. П. Вязигин восхищается «непо­ стижимой эффективностью математики в естественных науках». Данные опыта, фрагменты предшествующих теорий, некоторые общие принци­ пы - вот материал для построения новой теории. Но решающий успех достигается тогда, когда все это так или иначе укладывается в хорошую математическую схему. В какой-то момент становится ясно, что теория тяготения - это риманова геометрия, что спецрелятивистская физика - это теория инвариантов группы Лоренца, что квантовая механика - это теория линейных самосопряжежых операторов в гильбертоном про­ странстве. Оказывается, значительная часть физической реальности удивительно точным образом описывается той или иной математиче­ ской структурой, развитой в лоне математики, как бы независимо от ка­ кой-либо физики. Кандидат физ.-мат. наук В. Д. Захаров задаётся вопросом: «Где же ре­ альность?». Пространство и время - не реальность, они принадлежиость нашего ума, наш способ описания реальности. Реальность - это леевдо­ риманов четырёхмерный мир, объединивший пространство и время в еди­ ную геометрическую конструкцию. Этот мир принципиально не наблюда­ ем - он ведоступев ни глазу, ни прибору, которые приспособлевы исклю­ чительно к трёхмерному восприятию. К тому же, ось времени вообще но­ сит в нём мнимый характер. Кривизна этого мира, недоступного наблюде­ ниям, управляет всем наблюдаемым движением тел. В области микромира к этой физической реальности относится квантономеханическая волновая \jl-функция: определяя наблюдаемый спектр излучения атомов, она сама не может быть однозначно определена ни по каким наблюдаемым величинам. Идеальное, по мнению В. Д. Захарова, реальнее материального: именно оно описывает всё наблюдаемое в материальном мире. К явным пифагорейцам относится и старший научный сотрудник ас­ трокосмического центра ФИАН Р. Ю. Полищук. Он пишет в [ 16], что с течением времени хаотическое протоплазменное газопылевое облако пре­ вратилось в Солнечную систему с упорядоченным набором планет и их орбит, в музыкально-космическую гармонию небесных сфер Пифагора. Каждая планета с её дифферентами и эпициклами даёт вклад в аккорд космической музыки, слышимой внутренним слухом. Пифагору и его ученикам наука обязана одной из своих центральных идей, оплодотворившей развитие как античного, так и европейского есте-

36 Г11ава 1. Наука и мифотворчество ствознания природа подчинена скрытым закономерностям, которые можно выразить с помощью математики. В этом положительная роль уче­ ния. Однако вера в реальное существование математических величин, а не материальных объектов, относится уже не к науке, а к мифотворчеству. Природа, материя, а не цифры или символы существуют объективно. Мир лишь описывается языком математики. Как считал известный математик Клайн, верить математическим доказательствам можно только в совокуп­ ности с физическими доказательствами. В физике для упрощения расчетов часто используется мысленное разложение реальных объектов на части. Импульсный радиосигнал разла­ гают на гармонические составляющие в ряд или инrеграл Фурье. Конеч­ но, реально есть импульс, а его гармоники существуют лишь в нашем сознании. Аналогично для расчетов суммы, необходимой для уплаты за 99 яблок по цене 3 рубля за штуку, мы 99 представляем как 100-1. Ясно, что объективно существуют 99 яблок, а 100 и -1 яблока нет, они выдума­ ны нами. Однако многие считают гармонические составляющие сигнала существующими реально и даже доказывают зто настройкой приемника на частоту гармоники. На самом деле входной контур приеминка при этом ударно возбуждается импульсом на частоте контура, создавая видимость существования гармоники. Если верить в существование гармонических составляющих импульса, то придется согласиться и с существованием комплексных составляющих, на которые разлагают импульс при исполь­ зовании преобразований Лапласа. С точки зрения математики можно строго сказать, что О 1 - 1 . На­ = пример, на столе ничего нет, а с точки зрения математики там лежат + 1 и - 1 яблока. Ясно, что реально никаких яблок нет, а + 1 и -1 яблоко явля­ ются нашей выдумкой. Другой человек может себе представить + 1 О и -1 О яблок или что-то другое. На столе при этом ничего не появится. Однако физики-теоретики из такого nредставления нуля делают вывод, что ваку­ ум, nустота, ноль nредставляет собой смесь частиц и античастиц, наnри­ мер, nозитронов (+ 1) и электронов (-1 ). Правда, эти частицы называют виртуальными. Советские философы nошли ещё дальше, сочтя виртуаль­ ные частицы особой формой существования материи. Как только вакуум nредставили заnолненным виртуальными частицами, он nриобрел колос­ сальную энергию, которую некоторые изобретатели используют в вечных двигателях. Так из ничего благодаря простенькой математической оnера­ ции удается nолучить всё. Старший научный сотрудник Института ядер­ ных исследований РАН В . Г. Лаnчинекий заявил газете «Неделя» 22.08. 1976 следующее: «Вакуум - зто сверхnлотная среда с очень бога­ тыми физическими свойствами, а наблюдаемая материя - nсего лишь разреженное состояние этой среды. Иными словами, материя - зто nус­ тота по сравнению со сверхnлотным вакуумом. Это новое nредставление

1 .3. Математизация ф изики 37 о вакууме органически связано с ТО и квантовой теорией . . . >> Интересно, и себя теоретик считает пустотой в вакууме? Американский профессор Гелл-Ман взял да мысленно разбил протон с зарядом в единицу на три части, представив 1 2 / 3 + 2 1 3 - 1 1 3 . Ней­ = трон, состоящий из протона и электрона и имеющий нулевой заряд, раз­ бил аналогично: О 2 / 3 - 1 / 3 - 1 / 3. Частицу с зарядом 2/3 назвал верх­ = ним кварком, а (-1/3) - нижним. С точки зрения математики здесь всё верно. Поэтому научное сообщество поверило в реальность существова­ ния кварков, и следом за Гелл-Маном все физики стали дробить на них элементарные частицы. Такое дробление явно противоречит физике. Во­ первых, во всех проведеиных экспериментах протон никогда не делится и не раскалывается даже при самых сильных ударах в ускорителях, во­ вторых, в природе не существует дробных зарядов. Однако, несмотр-я на это, кварковая модель частиц была единодушно принята научным сооб­ ществом, а её автор удостоен Нобелевской премии (см. 6.4). Следователь­ но, математика в очередной раз победила физику. Из чистой математики появилась и масса других мифических частиц- гравитон, гравитино, фотино, монополь, партон, глюон, фридмон, кварко­ ний, бозон Хиггса и т. д. Выдуманные частицы ищут экспериментально, строя всё более мощные ускорители, затрачивая деньги и энергию. На­ прасный труд! Мифическое, виртуальное, вереальвое существует только в воображении. Множество мифов физики связано с многомерными пространствами. Наш физический мир является трехмерным, так как положение любой вещи в нем определяется тремя пространствеиными координатами: в прямо­ угольной (декартовой) системе это координаты х, у, z, в цилиндрической - r, <р, z, в сферической - r, <р, 8. Если бы координат было больше, то силы взаимодействия тел по законам Кулона и Ньютона не были бы пропорцио­ нальными обратным квадратам расстояний. Солнечная система с круговы­ ми орбитами планет и атомы не были бы устойчивыми. Только в трехмер­ ном пространстве уравнения Максвелла не зависят от масштаба длин. Есть и другие неопровержимые доказательства, что координат не больше трёх. Однако при создании теории относительности Эйнштейн для упрощения математического описания ввел четвертую координату- время t (с коэф- фициентом сД ). Так наше пространство стало четырехмерным (хотя время и не является координатой реального пространства). Вскоре Калуца, пытаясь описать едиными формулами гравитационные и электромагнитные явления, добавил четвертую пространствеиную координату, пространство стало пятимерным. В отличие четвертой координаты у Эйнштейна, пятая Калуци не имеет физического смысла. Пятимерное пространство позволило учесть в уравнениях электрические заряды, но привело к нелепому выводу о том, что все заряженные частицы имеют массу в 10--6 г. Поэтому при-

38 ГАава 1. Наука и мифотворчество шлось ввести шестую координату. Но и этого для единой теории оказалось мало. Нынешние теоретики оперируют уже с 42-мерным пространством, 10 измерений в котором бозонные, а 32 - фермионные [ 17]. Привычная точка превратилась в линию - струну или суперструну, а то и в плоскость - мембрану. Многомерные пространства стали считать физическими, они расширяются, сжимаются, искривляются, закручиваются, смещают планеты и спутники. Для путешествия к инопланетянам, живущим в других Галак­ тиках, стало ненужным строить реактивные звездолеты К. Э. Циолковского, летающие тарелки уфологов или садиться в позу йога и медитировать по Юзвишину. В «параллельный мир» инопланетян, оказывается, можно про­ лезть сквозь кротовую нору в N-мерном пространстве! Когда было обнару­ жено «холодное» пятно в фоновом излучении Вселенной в районе созвез­ дия Эридана, испанские и британские теоретики его немедленно объяснили дефектом четырехмерного пространства. Оказывается, пространство как кристалл может быть даже дефектным ! Пространствеиные измерения сверх третьего сейчас называют не придуманными и реально несуществующими, а дополнительными. Поэтому их ищут с помощью Большого адронного коллайдера, на что выделены немалые деньги ряда государств. Из математизации физики масса тела у теоретиков стала эквива­ лентна его энергии, хотя первая есть мера инерции, а вторая - движения. Не материей, а «темной энергией» на 70 процентов заполнили Вселен­ ную. Не магнитное поле или что-то материальное, а векторный потенциал или хвост оси-функции отклоняют электроны в эффекте Аронова-Бома. и т. д., и т. п. В результате математизации современные теоретики забыли и про материю. Джон Уилер, получивший Нобелевскую премию за черные ды­ ры, пишет: «В мире нет ничего, кроме пустого искривленного простран­ ства. Материя, заряд, электромагнетизм и другие поля являются лишь проявлением искривления пространства. Физика есть геометрия» [ 18]. Следовательно, и самого лауреата в мире нет, а вместо него существует лишь некоторое искривление многомерного пространства, придуманного кем-то другим. И куда деваться Уилеру, если вместо нашего трехмерного восторжествует 42-мерное пространство современных теоретиков? Неизлечимо больной теоретик Стивен Хекинг склоняется к мнению, что реальность зависит от теории, а теория - это просто математическая модель, используемая нами для описания результатов наблюдения. Ака­ демик Л. Д. Ландау видел величие физики вовсе не в раскрытии тайн при­ роды, а в правильном математическом описании явления без его мыслен­ ного образа. Академик В. А. Фок, занимавшийся дифракцией на решетке за решеткой, высказался ещё откровеннее: «Физика - наука, по сущест­ ву, простая. Главная проблема в ней - понимать, какая буква что означа­ ет». По Фоку даже двоечник может стать отличником по физике, выучив

1.3. Математизация физики 39 десяток-другой букв, обозначающих физические величины. Цитируя как образец приведеиное высказывание Фока в журнале РАН для школьников «Квант» (2008, N!! 5), академик Л. Б. Окунь на вопрос «Как преподавать физику» рекомендует: «Надо "протирать" и "расклеивать" термины . . . На ландшафт современной физики надо смотреть не из оврага истории, а с вершины принцилов симметрии». Следовательно, изучив физические термины, нужно переходить к геометрии, симметрии. Ещё откровеннее высказался профессор Новосибирского университета Ю. И. Кулаков: «Единственным надежным основанием физики может быть только чистая математика, освобожденная от всяких физических ассоциаций . . . Матема­ тика, будучи наукой о бесконечных последовательностях абстрактных символов, является главным источником информации о законах Вселен­ ной и основным строительным материалом для фундамента современной физики . . . В основе мира лежит не материя, а программа, а материя - это лишь "глина", удобный материал для создания многочисленных моделей Мироздания». Академик РАЕН теоретик Г. И. Шипов, занимающийся геометриза­ цией физики, всю материю заменил кручением многомерного простран­ ства и пришел к выводу, что «в мире не происходит ничего, кроме изме­ нений кривизны и кручения пространства». При таком подходе ему лег­ ко было открыть мифические торсионные поля, тахионы и другие самые невероятные частицы, вечные двигатели и прочую чертовщину. Начи­ тавшись великих теоретиков и поверив им, украинский физик М. Т. По­ пов из г. Бердянска сделал заключение, что тахионы несут информацию из будущего, которую каким-то образом воспринимают ясновидцы и гадалки. Мифотворчество на математической основе особо процветает в кос­ мологии и субъядерной физике. Здесь изучаемый объект или событие, как правило, нельзя наблюдать, почувствовать, увидеть даже с помощью приборов. Поэтому любая фантазия не может быть подтверждена или опровергнута с помощью эксперимента и занимает место истины. При этом чем «безумнее» идея, тем она чаще вознаграждается Нобелевской премией. Многие теоретики сейчас занимаются единой теорией поля, пытаясь вывести уравнение всего на свете. Однако, если им и удастся найти урав­ нение всех полей, частиц и явлений, то это не приблизит нас к пониманию их физической сути. По логическому закону обратного отношения еди­ ный математический закон узок по содержанию и бесполезен в конкрет­ ных случаях, на практике. Опасную тенденцию математизации науки отметил ещё в 1 908 году далекий от физики В. И. Ленин: «Материя исчезает, остаются одни урав­ нения . . . »

40 Г11ава 1. Наука и мифотворчесrво 1.4. Живучесть миф ов Консервативность человеческого общества, отсутствие надежных критериев истинности и возведение математических понятий в ранг ре­ альных объектов ведут к длительному торжеству ошибочных воззрений, которые становятся мифами. После того, как заблуждение сформирова­ лось и призвано обществом за истину, миф начинает жить своей жизнью, направляя человечество в ложном направлении. Мифы очень живучи. Так, геоцентрическая система мира Птоломея господствовала 2000 лет, флагистон - 200, магнитное поле - 200, теория относительности Эйнштейна - 1 00, построение коммунизма в СССР - 70 лет и т. д. Живучесть мифов связана, прежде всего, с консервативно­ стью человеческого общества. Накопленные знания, в том числе и оши­ бочные, от старших пеколений передаются детям, когда те еще не могут к ним относиться критически. Стереотипы со школьной скамьи сохраняется на всю жизнь и в свою очередь передается детям следующего поколения. Поэтому, по словам Маркса, юрадиции мертвых пеколений страшным кошмаром тяготеют над умами живых». Ошибочные знания, накопленные множеством поколений, считаются истинными, не требующими проверки. Это ведет к перерождению отдельных ошибок или заблуждений в мифы и множит их число. Стойкости мифов способствует и то, что человек не соблюдает запо­ веди Христа: «Не сотвори себе кумира». Наоборот, в каждой отрасли зна­ ний он создает себе образ, которому поклоняется. Естественно, никакой критики идей кумира не допускается, а его воззрение принимается за аб­ солютную истину. Слепые, нетворческие последователи кумира и его учения - эпигоны всегда правоверней основоположника. Если основопо­ ложник какого-то воззрения сам-то думает, ищет, сомневается, то эпигоны стараются не думать, а слепо следовать учению вождя. Они яростно цеп­ ляются за каждую букву, каждое слово кумира. Черт с ней, с истиной, лишь бы мне было хорошо ! - вот девиз эпигона. Вспомним, например, как безумно поддерживали классиков марксизма-ленинизма их эпигоны ­ советские философы, историки, экономисты, Т. Д. Лысенко - его при­ хвастни или А. Эйнштейна - современные релятивисты. А разве может кто-то сомневаться в существовании магнитного поля, если им занима­ лись такие великие ученые как Эрстед, Ампер, Фарадей, Максвелл? Особую стойкость приобретают мифы, в которых заинтересованы люди, находящиеся у власти. В логике есть закон обратного отношения: чем шире объем понятия, тем уже его содержание. Аналогичный закон обратной оценки, по нашему мнению, есть и в творческой деятельности: чем бездарнее творческий работник, чем больше нанес вреда обществу, тем больше премий и наград он получает, и наоборот - чем талантливее

1 .4. Живучесrь мифов 41 и оригинальнее работник, тем большим преследованиям и гонениям он подвергается. Это объясняется тем, что бездарные люди поддерживают и развивают действующие в обществе мифы, а талантливые - их разобла­ чают. Общество же не допускает подрыва своих устоев и, как говорят, «МОЛНИЯ бьёт ПО ВЫСОКОМУ дереву». В доказательство приведеиного закона можно привести множество примеров. Так, худшим писателем России, пожалуй, был <<Товарищ Лео­ нид Ильич Брежнев», который сам не мог связать даже фразы типа «По­ здравляю с юбилеем», а читал её по бумажке, написанной помощниками. Однако с «Малой земли», где Брежнева записали автором, он снял макси­ мальный в истории литературы урожай премий, званий и наград. Лучший же писатель Л. Н. Толстой не только не награждался, но даже был отлу­ чен от Церкви. Слабый поэт В . Ф. Боков «за крупный вклад в развитие русской классической поэзии» награжден пятью орденами, получил две престижные премии. Наоборот, наш классик А. С. Пушкин ничего кроме ссылок от страны не получил. Никто так не дискредитировал идею ком­ мунизма, как Н. С. Хрущев, но был удостоен коммунистами тремя Золо­ тыми Звездами Героя и несчетным количеством других наград. Многие же истинные коммунисты отправлялись в ссылки, тюрьмы и на расстрел. Никто не нанес так много вреда нашей биологии, как малограмотный пол­ тавский агроном Т. Д. Лысенко. Однако за свои бредовые идеи создания «советской мичуринской биологию> и разгром «буржуазной» генетики ему присвоены звания академика АН Украины и ВАСХНИЛ, народного академика АН СССР, Героя Социалистического труда, он награжден во­ семью орденами Ленина, орденом Трудового Красного Знамени, стал трижды лауреатом Сталинской премии. Десятки же выдающихся биоло­ гов страны, включая Н. И. Вавилова, погибли в застенках. Ещё в 1950 году А. Д. Сахаров и И. Е. Тамм высказали идею удержа­ ния горячей плазмы в магнитных системах, а в 195 1 году А. Д. Сахаров предложил создавать управляемую термоядерную реакцию в тороидаль­ ной камере с магнитными катушками - токамаке. Идея была поддержана академиками И. В . Курчатовым, а затем А. П. Александровым. Под их руководством началось строительство гигантских установок. Сейчас в мире построено и испытано около 20 токамаков, но ни один из них энер­ гии не дал, несмотря на шумные обещания, увеличивающиеся габариты, стоимость и потребляемую мощностью. Обуздание управляемой термо­ ядерной реакции было записано в Программе КПСС ко времени построе­ ния коммунизма - 1 980 году. В последующих планах развития народно­ го хозяйства СССР намечено начало замены угольных, нефтяных и газо­ вых электростанций термоядерными к 2000 году. По обещаниям термо­ ядерщиков, поддерживаемых руководством страны, сейчас мы уже не должны были пользоваться ископаемым топливом, а получать энергию из

42 Г11ава 1. Наука и мифотворчесrво воды, причем не пресной, становящейся дефицитной, а морской. Однако, всё это оказалось блефом, утопией. Несмотря на отрицательные результаты экспериментов, сейчас проек­ тируется международный экспериментальный реактор - токамак ИТЭР, на который выделены миллиарды долларов. Сроки его реализации постоянно отодвигаются, что дает возможность переноса ответственности за срыв и напрасную трату денег на следующие поколения. Токамак стал мифом со­ временной физики и техники, в связи с чем критика его недостатков полно­ стью прекращена. Наш нынешний руководитель работ по токамаку акаде­ мик Е. П. Велихов стал лауреатом Ленинской и Государственной премий, Героем Социалистического Труда, награжден тремя орденами Ленина, ор­ денами Трудового Красного Знамени, Мужества, За заслуги перед Отечест­ вом. В своё время он был избран членом ЦК КПСС, а теперь - Первым секретарем Общественного Совета России. Хотя ни Джоуля энергии тока­ маки еще не дали, а может никогда и не дадут, «За выдающиеся достиже­ ния в области энергетики» Е. П. Велихов получил наш аналог Нобелевской премии - премию «Глобальная энергия» за 2006 год. Вот что значит раз­ вивать миф! Для утверждения реактора мифического бьши закрыты конку­ рирующие направления ядерного синтеза, а энтузиасты холодного ядерно­ го синтеза стали «учеными с большой дороги» [ 1 9]. Аналогичная картина преследования творцов нового и поощрения консерваторов была и раньше. Древнегреческого философа-материалиста Авакеагора (ок. 500-428 гг. до н. э.) казнили только за то, что «он выска­ зывает взгляды, которые противоречат мнению, устоявшемуся в общест­ ве». Идеалиста Сократа (469-399 гг. до н. э.) приговорили к смерти за вы­ сказывание в своих беседах новых мыслей. Иисуса Христа фарисеи приго­ ворили к распятию за проповедь христианской веры, отличной от израи­ левской. В средние века борьбой со свежими идеями стала заниматься цер­ ковная инквизиция. Неверующих в Бога или сомневающихся в сущест­ вующих взглядах на мир сжигали на костре. Вспомним судьбу Джордано Бруно. Под влиянием церкви, принявшей идеи Аристотеля о божественной природе всего сущего, парламент Парижа принял решение от 24 августа 1 624 года, которым под страхом смертной казни запрещалось «придержи­ ваться, а тем более преподавать истины, которые находятся в противоре­ чии с учением Аристотеля». В СССР роль инквизиции взяла на себя ком­ партия. Сомневающихся в идее коммунизма расстреливали, в лженауке Лысенко - сажали в тюрьму, а в теории относительности (ТО) - прирав­ нинали к антисемитам и антикоммунистам, хотя, казалось бы, ТО и проти­ воречит материалистическому мировоззрению. Не зря же среди советской интеллигенции выработалась заповедь: «Не думай! Подумал - не гово­ ри! Сказал - не пиши! Написал - не подписывай! Подписал - отка­ жись ! А лучше - не думай!»

1.4. Живучесть мифов 43 Вожди советского народа «И всего прогрессивного человечества» (как их именовали наши эпигоны) вместо религиозного мифа о рае в за­ гробной жизни создали миф о коммунизме в земной жизни - нужно только немного потерпеть и вынести все невзгоды и лишения его по­ строения. Ленин обещал жизнь по принципу «от каждого - по способно­ стям, каждому - по потребностям» ещё комсомольцам Гражданской войны. Сталин в 30-х годах был более осторожным, обещая коммунизм «нашим детям», а потом (в 1 947 году) благословил проект построения коммунизма к 1 977 году. Хрущев не только установил конкретную дату построения коммунизма в СССР - 1 980 год, но и закрепил её в Програм­ ме КПСС. Те советские ученые, которые «научно» подтверждали идею коммунизма, получали награды и поощрения, а сомневающиеся - улич­ тожались как враги народа в соответствии со ст. 58 Уголовного кодекса. Для получения высоких наград и премий даже не обязательно что-то сделать в поддержку действующих мифов - достаточно слов и обеща­ ний. Обещать нужно только хорошее - райскую жизнь, крепкое здоро­ вье, неограниченную бесплатную и экологически чистую энергию, ветви­ стую пшеницу и т. д. А кто может возражать против таких благ или со­ мневаться в них? - Только враги народа. Стойкости мифов способствуют и средства массовой информации. Те научные результаты, которые согласуются с господствующими мифа­ ми, максимально тиражируются в прессе и на телевидении, а противоре­ чащие с ними - замалчиваются. В добавок к этому СМИ любят сенсации. Если собака укусила человека - это для СМИ не факт, а вот человек уку­ сил собаку - сенсация, о которой сообщат на весь мир. Поэтому лжеуче­ ные часто публикуют свои результаты не в научных журналах, а в «жел­ той» прессе, где полно сообщений о вечных двигателях, качающих неог­ раниченную, бесплатную и экологически чистую энергию из вакуума, воздуха, воды, песка, времени, об НЛО и прочих чудесах. Процветают и не сходят со страниц прессы и экранов телевидения разные ясновидящие, экстрасенсы и целители. А вот о работах истинных ученых СМИ предпо­ читают не сообщать. Слепая поддержка обществом ложных, но устоявшихся воззрений и преследование восставших против них гарантирует мифам устойчивость и долгое время жизни. Невольно вспомнишь хорошо знавшего психологию Зигмунда Фрейда, писавшего о неиужиости разоблачения мифов, которы­ ми живет общество. Г. Тиссандье назвал ученых, разоблачающих ложь и ищущих правду, «мучениками науки» [20]. Аналогично Д. Свифт писал: «Когда в мире появляется настоящий гений, вы можете с легкостью уз­ нать этого человека по многочисленным врагам, которые объединяются вокруг него». Поэтому абсолютное большинство ученых предпочитает не бороться за правду и не подрывать устоев общества, а смириться с ложью.

44 Глава 1. Наука и мифотворчество 1.5. Ми фы, канув шие в Лету Ряд долго державшихся физических мифов уже канули в Лету - уш­ ли в мифическую реку забвения. Вспомним прежде всего геоцентриче­ скую систему мира Птоломея. Она была предложена ещё в IV веке до н. э. Аристотелем и окончательно оформлена в III веке н. э. александ­ рийским астрономом Птоломеем, под именем которого и вошла в исто­ рию науки. Центром Вселенной по Птоломею является Земля, а Солнце, планеты и звезды движутся вокруг Земли. Теория строго описывала движение не­ бесных тел по небу, предсказывала солнечные и лунные затмения, давала точный календарь. Любой человек мог убедиться в истинности системы, взглянув на небо, где Солнце и звёзды и в самом деле движутся относи­ тельно неподвижной Земли. При появлении христианства система Птоломея была безоговорочно принята церковью. Только Земля, где Бог сотворил мир и вылепил Адама, могла быть центром Вселенной. Однако в 1 543 г. Николай Коперник из­ дал свой труд «Об обращении небесных сфер», где выдвинул идею гелио­ центризма, по которой Земля не является центром мира, а сама вращается вокруг Солнца. В 1 6 1 6 году католическая церковь своим постановлением осудила утверждение о вращении Земли вокруг Солнца. Несмотря на это, идея Коперника была развита затем Галилео Галилеем ( 1 564-1 642 гг.), который выступил с резкой критикой господствующей системы Птоло­ мея. Суд инквизиции в 1 633 году признал работу Галилея еретической. Его утверждение о том, что Земля вращается вокруг Солнца и своей оси, было призвано «абсурдным и ложным философствованием, которое должно рассматриваться, по меньшей мере, как заблуждение в вере». Во избежание сожжения на костре Галилею пришлось отречься от своих взглядов, хотя после суда он якобы и сказал: «А всё-таки она вертится!». А вот Джордано Бруно ( 1 548-1600 гг.), который также развивал идею ге­ лиоцентризма, не отрекся от своего убеждения. В результате 1 7 февраля 1600 г. как еретик был сожжен на костре, где по преданию успел прокри­ чать: «Сжечь - не значит опровергнуть!» Церковь продолжала упорно поддерживать систему Птоломея даже тогда, когда стала очевидна её ошибочность. Прекрасная иллюстрация стойкости мифов! Однако, благодаря трудам Н. Коперника, Г. Галилея, Джордано Бруно и их последователей Земля в нашем представлении пере­ стала быть центром Вселенной. В 1 992 году папа римский Иоанн Павел II признал, что римеко-католическая церковь была не права в отношении Галилея и реабилитировал ученого. Теперь даже у католиков Земля вме­ сте с другими планетами вращается вокруг Солнца. Солнце в свою оче­ редь вращается вокруг центра нашей Галактики, а Галактика движется

1.5. Мифы, канувшие в lleтy 45 относительно других звездных систем. И вряд ли можно сказать, где на­ ходится Центр. А если Вселенная бесконечна, то такого центра нет вооб­ ще. «Вселенная есть целиком центр. Центр Вселенной повсюду и во всем» (Джордано Бруно). Другой миф в физике, господствовавший в 1 8 веке, - учение о флогистоне (или теплороде). Флагистон - это якобы «огненная мате­ рия», содержащаяся в горючих и горячих телах и переходящая от них к холодным. Теория флагистона развита Г. Э. Сталем ( 1660-1 734). Она хорошо описывала явления теплообмена, процессы плавления, кипения, испарения и конденсации, подтверждалась экспериментом и практикой. На основе теории флагистона С. Карно в 1 824 г. нашел цикл идеальной тепловой машины - цикл Карно и вывел уравнение для максимально возможного коэффициента полезного действия тепловых машин. Этим выражением мы пользуемся до сих пор, особенно когда хотим опро­ вергнуть новый проект вечного двигателя второго рода. Перетекание «огненной материи» от костра или печки к протянутым озябшим рукам, а через них по всему телу хорошо известно каждому. Следовательно, флогистон «дан нам в ощущениях», строго описывается теорией, nод­ твержден экспериментом и nрактикой. Чем не объективная реальность, не особый вид материи? А со временем оказалось, что это миф. Трудами Ф. Бэкона, Роберта Бойля, М. В. Ломоносова флогистон был выброшен из физики. Во-первых, перетеканием «огненной материи» оказались не объяснимы нагрев пушечного ствола при его сверлении, зажигание тру­ та нашими предками и другие оnыты по нагреву трением. А во-вторых, nоявились корпускулярио-кинетические представления, согласно которым теплота - это хаотическое движение молекул вещества. По современной термодинамике, развитой Р. Клаузиусом, Л. Больцманом, Дж. Максвел­ лом, при температуре, равной нулю по шкале Кельвина, хаотических колебаний частиц нет, а чем выше абсолютная температура, тем интен­ сивнее их движение. Частицы более нагретого тела усиливают хаотиче­ ское тепловое движение в менее нагретом теле, nовышая его температу­ ру. Особая тепловая материя оказалась лишней и не нужной. Исключе­ ние из физики лишнего nонятия - мифического флагистона привело к уточнению и углублению наших знаний о теплоте, раскрыло её внут­ реннюю nрироду. Ещё один типичный миф - дальнодействие. Всё, что существует в природе, выражает себя во взаимодействии с окружающим. Если нечто не может проявить своё существование, то можно считать, что его просто нет. Позтому важнейшим объектом исследования является взаимодейст­ вие тел, частиц, сред, полей. Довольно устойчивым заблуждением в физи­ ке было (да частично ещё и остается) nредставление о взаимодействии тел на расстоянии, без материального контакта, т. е. дальнодействие.

46 Г.11ава 1. Наука и мифотворqество С детства мы привыкли к тому, что для смещения с места какого­ либо предмета необходимо надавить на него рукой -- непосредственно или через промежуточный объект (палку, веревку, поток воды и т. д.) Без контакта предмет не сдвинется, как бы мы ни напрягали свою мысль, а телекинез возможен только как фокус в цирке. Ещё Кар Лукреций (99- 55 гг. до н. э.) говорил: «Взаимодействующие тела должны обязательно соприкасаться». Ему вторил средневековый Б. Спиноза ( 1 632-1677 гг.): «Тело, движущееся или покоящееся, должно побуждаться к движению или покою другим телом». Однако впоследствии оказалось, что часто взаимодействуют тела, не соприкасающиеся друг с другом: кусок железа притягивается к магниту, мелкие соринки летят к натертой расческе. Лу­ на, отделенная от нас космическим вакуумом протяженностью 384 тысячи 1 километров, притягивается к Земле с огромной силой в 1 0 7 тонн. Поэтому многие ученые (Кулон, Ампер, Био, Савар, Лаплас и др.) поддались пред­ ставлениям о дальнодействии -- мгновенном действии одного тела на другое на расстоянии. Как писал Гегель: «Планеты сами стремятся к Солнцу». А Н. Коперник выразился ещё четче: сила тяготения «не что иное, как естественное стремление, сообщенное божественным промыс­ лом всем мировым телам сливаться в единое и цельное». Следовательно, взаимодействие, по их мнению, это внутреннее свойство тел притягивать друг друга, данное от Бога. Поэтому раскрывать его природу не имеет смысла. Концепция дальнодействия позволила математически строго опи­ сать многие электрические, магнитные и гравитационные явления. Одна­ ко при дальнодействии нарушались бы законы сохранения энергии и им­ пульса, ведь пустота не обладает ими и не может передать их телу для его движения. Взаимодействие тел через ничто противоречит и материали­ стическим взглядам на природу. На смену дальнодействию пришла концепция близкодействия, со­ гласно которой взаимодействие двух тел осуществляется путем их кон­ такта -- прямого или через промежуточную среду. Сначала невидимой промежуточной средой, передающей энергию и импульс взаимодейст­ вия, считали эфир. Так, М. В. Ломоносов в своей диссертации писал: «Так как электрические явления происходят в пространстве, лишенном воз­ духа, то зависят от эфира, а потому нечувствительная материя и есть эфир». Со временем промежуточную среду стали называть полем. Введение но­ вого термина, конечно, не объясняет физический механизм взаимодейст­ вия, а лишь частично удовлетворяет любознательность. По этому поводу Д. Дидро ( 1 7 1 3-1 784 гг.) высказался так: «Почему народ всё ещё пребы­ вает в заблуждении? Да потому, что он принимает названия за доводы». Тем не менее, введение понятия поля оказалось nлодотворным в рас­ крытии картины взаимодействий. Появились электрическое, магнитное, гравитационное, ядерное и другие поля. Им приписали массу, энергию,

1.5. Мифы, канувшие в Аету 47 импульс (давление), определенную скорость передачи возмущений. Поля стали особым видом материи. В квантовой механике придумали и гипоте­ тические частицы, якобы являющиеся носителями каждого поля: фотоны, гравитоны, мезоны, глюоны, бозоны, гигантские лептокварки и т. д. Несмотря на успехи концепции поля и близкодействия, пережитки идей дальнодействия часто проявляются и в настоящее время. Так, по­ клонники теории относительности объясняют взаимодействие тел созда­ ваемым ими «искривлением» пустого многомерного пространства. Вопре­ ки законам механики, такое «искривление» пустоты якобы может без внешних сил двигать и вращать массивные тела, сжимать и растягивать их. Сторонник дальнодействия чл.-корр. АН СССР Я. И. Френкель писал, что материальны лишь заряды, и «никакого материального носителя поля не существует». По его мнению, электромагнитное поле следует «рас­ сматривать как вспомогательную конструкцию, служащую для более удобного описания . . . близкодействия . . . Оно представляет собой дально­ действие, которое мы никоим образом не должны сводить к какому-то действию и близкодействию» (Электричество, 1 930, N2 3, с. 1 33). Только благодаря сохранившимел представлениям о дальнодействии до сих пор существуют понятия об отталкивании электрических зарядов, о магнитном поле и многие другие, о чем речь пойдет ниже. Как уже говорилось, мифу о дальнодействии в своё время был проти­ воnоставлен миф о передающем взаимодействия эфире. В греческой ми­ фологии эфир - это верхний разреженный и лучезарный слой воздуха, в котором живут боги. В <<Илиаде» читаем: «Так с головы Ахиллеса блиста­ нье в эфир подымалось». Арнетотель считал эфир пятой стихией вместе с огнем, водой, землей и воздухом. По Лукрецию это материя, состоящая из особо лёгких и подвижных частиц. Эфиром восхищались поэты: «Ночной зефир струит эфир» (А. С. Пушкин), <<В пространстве синего эфира один из ангелов святых летел на крыльях золотых» (М. Ю. Лермонтов). В науке же торжествовали взгляды Демокрита, что мир состоит из атомов и пустоты. Однако как тогда атомы взаимодействуют друг с другом, чем Луна притя­ гивается к Земле, а Земля к Солнцу? Не согласиться же с Платоном, что <<Всё от Бога»? Нужна была какая-то промежуточная среда. Ей и стал эфир. Понятие об эфире вошло в науку благодаря Декарту, который в нача­ ле XVII века предложил свою концепцию мироздания, согласно которой пустоты в мире нет, а всё пространство заполнено невидимой, невесомой, всепроникающей средой - эфиром. Все взаимодействия - гравитацион­ ные, электрические, магнитные, световые - передаются на расстояние деформациями эфира. Стала очевидной конечная скорость передачи взаи­ модействий, их материальность. Учение Декарта было принято М. В. Ло­ моносовым, Френелем, Фарадеем, Максвеллом, Герцем и многими други- ми учеными.

48 Глава 1. Наука и мифотворчество Однако какой должна быть среда, называемая эфиром? Если это газ или жидкость, то в нём могут распространяться только продольные волны типа звука. Свет же и другие электромагнитные волны являются попереч­ ными, и для их передачи подходит только твердое тело, кристалл. Но как в твердом теле без сопротивления могут двигаться планеты? Пытались оце­ нить nлотность эфира, но ничего nутного не вышло - она оказывалась то очень малой, то очень большой. Противоречивыми оказались оценки и других nараметров. Специалисты по квантовой механике придумали свой эфир, названный физическим пространством и состоящий из виртуальных частиц и античастиц. Если наша планета движется в эфире, а свет является колебаниями эфира, то по распространению света в разных направлениях можно опре­ делить скорость Земли относительно эфира или скорость дующего «Эфир­ ного ветра». Такой опыт впервые предпринял Майкельсон в 1 888 году, используя для измерений разработанный им интерферометр. Земля дви­ жется по орбите вокруг Солнца со скоростью 30 км/с, вращается вместе с Солнцем вокруг центра Галактики со скоростью 220 км/с, а сама Галакти­ ка летит в направлении созвездия Льва со скоростью 300-500 км/с. Сле­ довательно, суммарная скорость Земли относительно неподвижного эфи­ ра должна составлять 500-600 км/с. Однако, согласно первым же измере­ ниям, она оказалась меньше орбитальной скорости 30 км/с. В дальнейшем Майкельсон и его последователи повторяли опыт со всё большей и большей точностью, но движения Земли относительно эфира так и не обнаружили. Нулевой результат опытов Майкельеона озадачил ученый мир. Начали придумывать ему объяснения. Фитцджеральд сделал предпо­ ложение, что продольное плечо интерферометра Майкельеона укорачива­ ется набегающим эфирным потоком. Лорентц дал этому укорочению тео­ ретическое обоснование. Однако разве может невесамый всепроникаю­ щий и ни с чем не взаимодействующий эфир сжать плечо интерферомет­ ра, выполненное из толстой гранитной плиты? Не проще было бы предпо­ ложить, что никакого эфира нет? Но миф сильнее здравого смысла. В 1905 году появился А. Эйнштейн со своей теорией относительно­ сти, которая объяснила сокращение размеров продольного плеча без вся­ кого эфира, без каких-либо сжимающих сил, одной деформацией четырех­ мерного пространства в движущейся системе. Не сразу, но ученые приняли теорию Эйнштейна и отказались от эфира. При этом до сих пор никто не задумался о возникшем противоречии. Сокращение размеров тел в направ­ лении движения было введено Фитцджеральдом и Лорентцем для объяс­ нения опытов Майкельеона при наличии эфирного ветра, сносящего свет. Если же эфир отсутствует, тогда нет сноса световых волн эфирным вет­ ром и нулевой результат опыта Майкельеона очевиден и без сокращения длины плеча. Поэтому теория относительности, предсказывая сокращение

1 .5. Мифы, канувшие в lleтy 49 размеров при отсутствии эфира, nротиворечит опытам Майкельсона. Не поэтому ли в 1 920-х годах Эйнштейн заколебался и начал частично при­ знавать эфир. Однако в 1 930 году он заявил журналу «ScientШc Amerikan»: «Если подтвердится суmествование эфира, то моя теория бу­ дет опровергнута, вот и всё». Большинство современных физиков считает, что взаимодействия на расстоянии осуществляются не эфиром, а испускаемыми телом полями, которые материальны сами по себе. Понятие эфира как всепроникающей и ни с чем не взаимодействующей среды по принциЛам верификации и фальсификации ненаучно, так как его наличИе или отсутствие, как Бога или души, не может быть выявлено какими-либо опытами. Поэтому пусть эфир воспевают поэты, а верующие поселяют в нем своих богов. Пусть химики синтезируют эфир, а медики его используют. Пусть радисты и телевизионщики считают, что вещают в эфире. Однако для физика эфира нет, да он ему и не нужен. В следующих главах мы рассмотрим некоторые современные мифы в физике.

Г.дава 2 ОТТА11КИВАНИЕ Э11ЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ 2.1. Принципиадьные соо бражения Простейшим мифом современной физики является представление об отталкивании электрических зарядов. В наличии отталкивания одноимен­ ных зарядов, наряду с притяжением разноименных, никто не сомневается. Даже великие философы строили на этом свою диалектику. Гегель писал: «Отталкивание есть такой же существенный момент материи, как и при­ тяжение». Ему вторил Ф. Энгельс: «Притяжение и отталкивание столь же неотделимы друг от друга, как положительное и отрицательное». Оттал­ кивание не противоречит и общей теории относительности А. Эйнштейна, а современными космологами признается даже в гравитации. Миф об отталкивании электрических зарядов пришел в физику вме­ сте с открытием в 1 785 году французского военного инженера Шарля Огюстева Кулона, который с помощью крутильных весов измерил силу взаимодействия заряженных шариков из бузины (по-видимому, не ягод, как пишут, а пробковой сердцевины её ствола) в зависимости от значения зарядов и расстояния между ними. Закон Кулона единодушно и без со­ мнения принят ученым миром и стал одной из основ классической элек­ тродинамики. Его изучают ещё в школе, и он на всю жизнь остается не­ зыблемым законом природы. Наличие сил отталкивания и их строгое ра­ венство силам притяжения стало бесспорным и не требующим доказа­ тельства, хотя для такого предположения и не было оснований, так как опыты Кулона проводились без учета окружающего заряда, а физической трактовки механизма взаимодействия дано не было. Все тела окружающего нас мира состоят из двух видов стабильных частиц - протонов, заряженных положительно, и электронов, имеющих такой же заряд е отрицательного знака. Число электронов равно числу протонов. Поэтому Вселенная электрически нейтральна. Так как элек­ трон и протон никогда (во всяком случае, за последние 14 миллиардов лет) не распадаются, то Вселенная не может нарушить своей нейтральности

2.1. Принципиадьные соображения 51 какими-либо воздействиями со стороны человека. Все тела обычно также электрически нейтральны, т. е. содержат одинаковое число электронов и протонов. Для того чтобы тело сделать заряженным, из него нужно уда­ лить, перенеся на другое тело, или добавить к нему, взяв из другого тела, некоторое число N электронов или протонов. Заряд тела станет равным Ne. При этом необходимо помнить (о чем обычно забывают), что такой же заряд обратного знака (-Ne) неизбежно образуется на другом теле (или телах). Натирая шерстью эбонитовую палочку, мы заряжаем не только эбонит, но и шерсть, перенося с одного на другое часть электронов. Утверждение о притяжении двух тел с одинаковыми разноименными зарядами по принцилам верификации и фальсификации (гл. 1) научно, так как может быть в принциле подтверждено или опровергнуто эксперимен­ тально. Здесь опыт может быть поставлен чисто, без вовлечения третьих тел, простым перенесением части электронов или протонов с одного опытного тела на другое. Совсем иная картина с утверждением об оттал­ кивании одноименных зарядов. Дело в том, что только два, например по­ ложительных, заряда q1, q2 для проведения эксперимента не могут быть созданы, так как при попытке их создания всегда неизбежно появляется третий, отрицательный заряд q3 = -(q1 + q2). Поэтому в опыте будут обяза­ тельно участвовать не два, а три заряда. Провести эксперимент с двумя одноименными зарядами в принциле невозможно. Поэтому утверждение Кулона об отталкивании одноименных зарядов по упомянутым принци­ лам ненаучно. По той же причине невозможен и опыт с двумя зарядами разных зна­ ков q1, - qъ если эти заряды не равны друг другу. Здесь также неизбежно появляется третий заряд q3 = q1 - q2 , который участвует во взаимодейст­ вии и оказывает влияние на результирующую силу. Наличие третьего за­ ряда забывается и не учитывается слепыми сторонниками Кулона. Как же осуществляется электрическое взаимодействие и что на са­ мом деле удалось измерить Кулону? На этот вопрос мы попытались отве­ тить в [1). Два тела с одинаковыми зарядами разных знаков могут быть созда­ ны разрывом атомов на две заряженные части и переносом этих частей с одного тела на другое. При таком разрыве необходимо совершить работу и затратить энергию. Естественно, что заряженные части будут стремить­ ся вернуться в исходное состояние с меньшей энергией и соединиться, т. е. должны притягиваться друг к другу. С точки зрения близкодействия любое взаимодействие предполагает наличие обмена между взаимодействующими телами чем-то материаль­ ным, а мгновенное действие на расстоянии и телекинез невозможны. Электростатические взаимодействия между зарядами осуществляются постоянным электрическим полем. Мы не знаем что это такое, но можем с

52 Гл а ва 2. Отталкивание электрических зарядов уверенностью утверждать, что поле материально, так как оно обладает энергией, массой, импульсом и конечной скоростью распространения. Принятые для изображения электрического поля силовые линии выходят из одного заряда (положительного) и не могут обрываться в пустоте, а всегда входят в другой (отрицательный) заряд. Они как щупальцы тянутся от одного заряда к другому, соединяя их. Для уменьшения энергии систе­ мы зарядов объем, занимаемый полем, стремится к минимуму. Поэтому протянутые «щупальцьш электрического поля всегда стремятся к сокра­ щению подобно упругим, натянутым при зарядке резинкам. Вот за счет этого сокращения и осуществляется притяжение разноименных зарядов (рис. 2 . 1 , а). Силу притяжения можно измерить экспериментально. Она и дает закон Кулона. а) Рис. 2.1 . Взаимодействие положительного и отрицательного точечных зарядов (а) и двух положительных (б) Совсем другое дело в случае одноименных зарядов (положительных на рис. 2. 1 , б). Суммарное электрическое поле двух зарядов выходит из каждого из них и уходит в бесконечность, а контакта полей одного и другого зарядов не достигается. Упругие «щупальцьщ одного заряда не достигают другого. Поэтому нет и прямого материального воздействия одного заряда на другой, им нечем взаимодействовать. Поскольку теле­ кинез мы не признаем, то, следовательно, не может быть никакого от­ талкивания. А как же тогда объяснить расхождение лепестков электроскопа и на­ блюдаемое в опытах Кулона отталкивание зарядов? Вспомним, что когда мы создаем для нашего опыта два положительных заряда, то в окружаю­ щем пространстве неизбежно образуем и отрицательный заряд. Вот при­ тяжение к нему ошибочно и принимается за отталкивание.

2.2. Параl!Аельные заряженные плоскости 53 2. 2. Пар а1111е11ьные заряженные п11оскости Полученный вывод проще проиллюстрировать на примере взаимодей­ ствия двух бесконечных параллельных заряженных плоскостей, т. е. плос­ кого конденсатора (рис. 2.2). Е L-+ Е -+ +1----- - - а) б) Рис. 2.2. Притяжение разноименно заряженных плоскостей электрическим полем (а) и притяжение одноименно заряженных к окружающему nространству, принимаемое за отталкивание (б) Если обкладки конденсатора заряжены разноименно, то суммарное электрическое поле сосредоточено между ними (рис. 2.2, а). Его силовые линии выходят из положительно заряженной плоскости и входят в от­ рицательно заряженную. В пространстве между обкладками электриче­ ские поля обеих обкладок складываются, и напряженность поля здесь равна Е = cr/e, где cr - поверхностная плотность заряда обкладок, а f.- абсолютная диэлектрическая проницаемость среды. За пределами обкла­ док их поля компенсируются, и напряженность Е = О. «Щупальцьш внут­ реннего поля Е, как упругие нити, стягивают обкладки, создавая наблю­ даемое на опыте притяжение с силой (1) на единицу площади. Иная картина в случае одноименно заряженных пластин (рис. 2.2, б). Здесь электрические поля обкладок в пространстве между ними направле­ ны встречно и компенсируют друг друга, в результате чего напряженность внутреннего поля Е = О. Снаружи они наоборот складываются, создавая поле напряженностью Е = cr/e, равной внутренней напряженности в пре­ дыдущем случае (рис. 2.2, а). Силовые линии суммарного электрического поля, исходящие из положительно заряженных плоскостей, не обрываются в пустоте, а заканчиваются на отрицательных зарядах окружающей среды,

54 Г11ава 2. Отrа11кивание Э11ектрических зарядов неизбежно возникающих при электризации нашего конденсатора. Ввиду нейтральности Вселенной поверхностная плотность отрицательных заря­ дов в точности равна плотности зарядов на плоскостях. Так как система стремится к минимуму своей энергии, то она уменьшает объем, занимае­ мый полем, т. е. длину его силовых линий. В результате отрицательные заряды среды притягивают к себе натянутыми <<Щупальцами» электриче­ ского поля левую пластину влево, а правую - вправо. Мы же это притя­ жение (а фактически «растаскивание») принимаем за отталкивание пла­ стин. Заряды среды, естественно, также притягиваются к пластинам с той же силой, и через некоторое время наша система разрядится за счет элек­ тропроводности. Сила притяжения обкладок к окружающей среде («отталкивания» по существующим понятиям) в точности равна силе притяжения разноименно заряженных плоскостей в предыдущем случае ( 1 ). Следовательно, наблюдае­ мое «отталкивание» является на самом деле притяжением в другую сторону, к зарядам обратного знака окружающей среды, а общепринятого кулонавеко­ го отталкивания не существует, так как нет материальной среды (поля), его осуществляющей. В отличие от принятого механизма, на силу отталкивания должна влиять не внутренняя среда, находящаяся между обкладками, а внешняя, и в формуле ( 1) под в нужно подразумевать диэлектрическую про­ ницаемость внешней среды. Так как между обкладками никакого электриче­ ского поля нет и они находятся под одинаковым потенциалом (электрически соединены), то электрические параметры среды, находящейся между пласти­ нами, (диэлектрическая проницаемость, проводимость) не могут влиять на взаимодействие. Между обкладками можно поместить даже металл. 2.3. Взаимодействи е точечных зарядов По закону Кулона разноименные точечные заряды q 1 , q2 притягива­ ются, а такие же одноименные отталкиваются с силой, равной (2) где r- расстояние между зарядами, а в -абсолютная диэлектрическая проницаемость среды. Следовательно, предполагается наличие как сил притяжения F+ , так и отталкивания F++• F и их строгое равенство. Как . _ _ указано выше, силы отталкивания на самом деле нет, а есть сила притя­ жения противоположным зарядом окружающей среды, возникающим при электризации. Эту силу, принимаемую за силу «отталкивания» зарядов, можно найти интегрированием проекции сил притяжения к зарядам про­ тивоположного знака окружающей среды.

2.3. Взаимодейсrвие точечных зарядов 55 Рис. 2.3. Пояснение к вычислению силы «отталкивания» точечных зарядов Будем предполагать, что заряды окружающей среды распределены на сфере радиусом R от центральной точки О между опытными заряда­ ми q1 q2 q, а их поверхностная плотность cr на этой сфере определя­ = = ется нормальной составляющей напряженности суммарного электриче­ ского поля зарядов cr = -2е(Е1 +Е2)., где Е1 = q/(47tEr1\ Ez = q/(41tsr/). Силу «отталкиванию> положительных зарядов можно найти интегрированием проекции на горизонтальную ось силы кулонавекого притяжения к точеч­ ному заряду элемента поверхности dq = crdS = cr(8)27tR· sin8d8 на полусфе­ ре (рис. 2.3). Учтем, что Е1п = E1coso1, Е2• = E2coso2, а по теореме косинусов 2 2 2 2 для треугольников r1 = а + R - 2aRcoso1 , r/ = а + R2 + 2aRcoso2 • Здесь S 1,o2 - углы между векторами Е1 , Е2 и радиус-вектором. Интегрирова­ ние показывает, что, если радиус сферы R велик по сравнению с рас­ стоянием 2а между зарядами, как это было в опытах Кулона, то значе­ ние силы F F1 = F2 совпадает с силой Кулона. С уменьшением рас­ = стояния R до компенсирующих зарядов сила «отталкивания» уменьша­ ется и становится меньше силы Кулона (рис. 2.4). Если же R близко к а, то сила взаимодействия переходит через нуль и становится силой при­ тяжения. Это наблюдается, например, в молекуле водорода Hz, где два протона находятся в устойчивом положении на расстоянии 0,074 нм друг от друга, так как рядом с ними располагается компенсирующий заряд двух электронов. Аналогичная картина в металлах. Там отрица-

56 Г11ава 2. Отта11кивание э11ектрических зарядов тельный заряд электронного газа равномерно распределен между поло­ жительными ионами решетки, обеспечивая их притяжение и механиче­ скую прочность металла (металлическую связь). F Рис. 2.4. Зависимость силы «отталкивания» от расстояния до компенсирующих зарядов окружающей среды 2.4. Возможность эксперимента.дьной пр оверки Полученный вывод легко проверить экспериментально, вставляя пла­ стины из разных материалов в пространство между обкладками и снаружи их и измеряя силу взаимодействия при разных напряжениях. Для этого можно использовать весы с подвешенной на изоляционных нитях обкладкой плоского конденсатора, вторая обкладка которого непод­ вижно закреплена (рис. 2.5), или же плоский конденсатор с вертикально подвешенными на проводах обкладках (рис. 2.6). Для создания заряда на обкладках и электрического поля можно использовать источник высокого 2 наnряжения И порядка 1 0 кВ. Размеры обкладок S порядка 0,2 х 0,2 м , а расстояние h между ними несколько миллиметров. На первой установке (рис. 2.5) нужно измерить изменение веса верх­ ней обкладки при подаче напряжения И. Если напряжения на обкладках разных знаков, то вес должен увеличиться на силу притяжения обкладок 2 EИ S/(2h), а при помещении пластины диэлектрика между обкладками он должен возрастать. Если на обкладки подать напряжение одного знака, соединив их, то из-за отталкивания по закону Кулона вес должен умен{>­ шиться на значение, равное увеличению веса в первом случае. Если же справедливо вышеизложенное об отсуrствии отталкивания, то изменения веса практически не будет (без учета краевого эффекта) и оно не должно зависеть от диэлектрика.

2.4. Возможность эксnериментаАьной nроверки 57 Рис. 2.5. Схема экспериментальной установки для измерения силы взаимодействия заряженных пластин ( 1 , 2); 3 - источник высокого напряжения На второй установке можно убедиться в увеличении расхождения од­ ноименно заряженных nластин при поднесении к ним заземленной метал­ лической пластины снаружи, а также при помещении между ней и обклад­ кой диэлектрика (рис. 2.6). Поместив диэлектрик между обкладками, нуж­ но убедиться в его слабом влиянии на расхождение. Это должно показатъ, что на силу «отталкивания» влияет внешнее электрическое поле, а не внутреннее. Металлические пластины в эксперименте могут быть заменены на диэлектрические, заряжаемые например натиранием мехом. 1 Рис. 2.6. Экспериментальная установка для исследования электрического взаимодействия пластин 1 и 2, подвешенных на проводящих нитях; 3 - подносимый заземленный электрод, 4 - диэлектрическая пластина

58 Глава 2. Отталкивание электрических зарядов 2.5. Выводы Человеческое воображение и фантазия господствуют не только в бы­ ту, но и в науке. Видя движение Солнца и звезд по небу, человек вообра­ жает себя центром Вселенной и строит на этом свои научные измышле­ ния. Чувствуя, как тепло приятно растекается по телу при касании холод­ ными руками к печке, он придумывает тепловую материю - флогистон. Ощущая тяжесть груза и удар по голове упавшего яблока, он вводит поня­ тие гравитационного поля и ему становится всё ясно и nонятно. Видя, как железо притягивается к магниту, воображает наличие невидимого маг­ нитного поля. Увидев расхождение заряженных шариков и лепестков электроскопа, человек уверен в наличии отталкивания одноименных заря­ дов. Во всех этих случаях он не удосужился вникнуть вглубь наблюдае­ мых фактов, а объяснил их введением новых понятий, забыв про крыла­ тую мысль английского монаха Уильяма из Оккама: «Сущности не следу­ ет умножать без необходимости». Как показано выше, наблюдаемое «от­ талкивание» электрических зарядов легко объясняется притяжением. Гравитационное, сильное и слабое взаимодействия сводятся только к притяжению взаимодействующих тел за счет их обмена материальной промежуточной средой или полем. Теперь выясняется, что и четвертое фундаментальное взаимодействие природы является притяжением. А что же тогда мешает всеобщему сжатию? - Это непрерывное движение ма­ терии. Вещество не может находиться в состоянии покоя, оно всегда дви­ жется. Постоянно изменяется Вселенная, Солнце движется в нашей галак­ тике, Земля вращается вокруг Солнца, молекулы находятся в хаотическом движении, электрон вращается вокруг ядра и т. д. Если бы Луна остано­ вилась, то она упала бы на Землю, неподвижный электрон был бы втянут ядром атома, молекулы воздуха без хаотического движения упали бы на поверхность Земли. Следовательно, от сжатия в одну точку природу спа­ сают не силы кулонавекого отталкивания, а вечное движение, не исче­ зающее и не уменьшающееся со временем по закону сохранения энергии.

Глава 3 ГРАВИТАЦИЯ 3. 1 . Развитие пр едставдений о гр авитации С тяготением или гравитацией (от латинского gravitas - тяжесть) че­ ловек столкнулся сразу же после своего появления: что-то прижимало но­ шу к его рукам и плечам, что-то заставляло падать груз на землю. С разви­ тием астрономических наблюдений человек увидел, что гравитация суше­ ствует не только на Земле, но и в космосе. Поэтому тяготение стало назы­ ваться всемирным. Начали задумываться о том, а нельзя ли уменьшить тяжесть или устранить её вовсе, а то и достичь антигравитации, чтобы не тащить груз, а он сам нёс нас. Для этого нужно было изучить природу . гравитации. Раскрыть причину гравитации пытались ещё древние греки. Ари­ стотель считал, что телам от природы, от Бога присуще это свойство: тяжелому телу свойственно занимать как можно более близкое положе­ ние к Земле, потому оно и падает. Николай Коперник ( 1 473- 1 543) также придерживался божественной природы, считал силу тяготения «естест­ венным стремлением, сообщенным божественным промыслом всем ми­ ровым телам сливаться в единое и цельное». Галилей ( 1 564-1 642) во­ преки Аристотелю экспериментально доказал, что тяготение присуще не только тяжелым, но и легким телам: если бы не мешал воздух, то все тела, и камень и пушинка, падали бы на Землю одинаково. Рене Декарт ( 1 596-1 650) объяснил бесконтактное действие гравитационных сил на расстоянии наличием некоей всепроникающей тонкой материи (эфира), заполняющей всё пространство, вихревое движение которой якобы и вызывает тяготение. С той же целью Иоганн Кеплер ( 1 57 1 - 1 630) выска­ зал мнение о магнитной природе тяготения. Открыв три закона движе­ ния планет солнечной системы, он объяснил его магнетизмом вращаю­ щегося Солнца. Хотя намагниченность Солнца и планет действительно существует, но их магнитное притяжение слишком мало. Кроме того, Кеплер не учел, что гравитационные силы одинаковы как для магнит­ ных, так и немагнитных тел. Ещё одну любопытную гипотезу гравита­ ции высказал в 1 763 году Ж. Л. Лесаж. Он предположил, что тела не-

60 ГАава 3. Гравитация прерывно бомбардируются со всех сторон крошечными корпускулами, прилетающими из-за пределов Солнечной системы. При этом отдельное тело остается в равновесии. Если же по соседству с ним находится вто­ рое тело, то из-за его экранирующего действия первое тело получает меньшее число ударов со стороны второго и тянется к нему. Аналогично экранирующее действие первого тела приводит к тому, что второе дви­ жется навстречу первому. По настоящему научное изучение гравитации начал Исаак Ньютон ( 1 643-1 727), как говорят, после падения на голову яблока с дерева. Учтя результаты опытов Галилея на Земле и законы Кеплера в космосе, Нью­ тон пришел к выводу об общности тяготения всюду и для всех тел. Он ввел понятие всемирного тяготения и сформулировал его основной за­ кон. Согласно закону всемирного тяготения Ньютона любые два тела притягиваются друг к другу с силой Fн. прямо пропорциональной мас­ сам m 1 , m 2 этих тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния r между ними: (1) Коэффициент пропорциональности G 6,67 · 1 0-1 1 м3/(кг· с2) носит на­ = звание гравитационной постоянной. Значение коэффициента выбрано та­ ким, чтобы входящие в ( 1 ) «гравитационные» массы тел были равны их инерционным массам, входящим во второй закон Ньютона. Из закона всемирного тяготения следует в частности, что вес тела мас­ сой т, находящегося на земной поверхности, равен Р mg, где g = GM/R2 = = = 9 8 1 м/с2 - напряженность гравитационного поля Земли, М = 5,97· 1024 кг ­ , её масса, а R = 6370 км - радиус. Если тело отпустить, то при отсутствии сопротивления оно начнет падать на Землю с ускорением g. Поэтому g называют часто ускорением свободного падения. При выбранном значе­ нии гравитационной постоянной G ускорение свободного nадения тела равно напряженности гравитационного поля. В теории относительности этот факт (или равенство гравитационной и инерционной м:асс тела) назы­ вают эйнштейновским «принципом эквивалентности», а его эксперимен­ тальное подтверждение считают подтверждением с высочайшей точно­ стью (1 о- 1 2) самой теории. На самом деле это тривиальный факт, не тре­ бующий доказательства, так как следует из определения двух масс. Открыв закон всемирного тяготения, Ньютон объяснил как движе­ ние небесных тел, так и вес земных. Закон хорошо описывает гравитаци­ онные явления и до сих пор используется при расчете траектории спут­ ников и космических зондов, однако не раскрывает природу тяготения. Закон основан на концепции дальнодействия и мгновенной, без посред­ ника передаче сил. Сам Ньютон понимал, что такое невозможно, но что

3.1. Развитие представл ений о гравитации 61 было делать? На вопрос о причине тяготения он отвечал: «Вывести осно­ вание этих свойств тяготения из явлений я пока не в состоянии, а гипотез я не измышляю» [ 1 , с. 239] . И далее: «Я не желал бы, чтобы вы думали, будто я признаю прирожденную тяжесть. Что тяжесть есть прирожденное, сушественное и неотделимое свойство материи, так что одно тело может действовать на другое на расстоянии сквозь пустое пространство без по­ средства какой-нибудь другой вещи, при помощи которой их действие и сила передавались бы от одного к другому, такая мысль кажется мне на­ столько абсурдной, что ни один человек, мне кажется, обладающий неко­ торой способностью к философскому мышлению, не признает её. Тяжесть должна быть производима некоторым агентом, действующим постоянно согласно известному закону, но материален ли этот агент или нематериа­ лен, я предоставляю решить моим читателям» [ 1 , с. 24 1 ] . Читатели вначале решили, что агент материален и назвали его грави­ тационным полем. Концепция поля начала утверждаться в физике после работ Фарадея по электромагнетизму ( 1 830-е годы). Как в механике есть поле деформаций и механических напряжений, так и в электродинамике появились электрическое и магнитное поля. Затем в ядерной физике ввели поля сильных и слабых взаимодействий. Всеобщее тяготение незаряжен­ ных тел стали связывать с особым, гравитационным полем, создаваемым массивным телом. Согласно полевой концепции взаимодействие между телами осуше­ ствляется не непосредственно, а промежуточной средой - полем. Первое тело создает вокруг себя поле возмущения, это возмущение вызывает возмущение в соседних точках, от которых оно в свою очередь передается дальше. Так это возмушение доходит до второго тела и заставляет дви­ гаться его в сторону первого. Передача возмушений происходит не мгно­ венно, а с некоторой задержкой, так как поле распространяется с конеч­ ной скоростью. Для электромагнитного поля скорость распространения равна скорости света с = 3 · 1 0 8 м/с. Такую же скорость приписывают и гравитационному полю. Само поле стали рассматривать как вид материи, ему приписали массу, энергию, импульс. Поэтому при взаимодействиях на расстоянии не стали нарушаться законы сохранения энергии и импуль­ са - они передаются полем. Используя идею Эрнста Маха ( 1 838-1 9 1 6) о единстве сил гравитации и инерции [ 1 ], А. Эйнштейн в 1 9 1 5 году создал общую теорию относи­ тельности (ОТО), согласно которой гравитация - это кривизна четырех­ мерного пространства. По ОТО никаких сил тяготения нет, как нет и гра­ витационного поля, а есть лишь искривленное пустое пространство. «Пространство воздействует на материю, указывая ей как двигаться. Ма­ терия в свою очередь оказывает обратное действие на пространство, ука" зывая ему как искривляться» [2].

62 Глава 3. Гравитация Заметим, что действующее на материю четырехмерное пространство материалистам следует рассматривать лишь как математический прием, описывающий гравитацию. Реальное пространство трехмерно, оно не мо­ жет двигать тела (санки под гору) или совершать работу и вырабатывать энергию (ГЭС). Поэтому не стоит понимать ОТО в буквальном смысле, как многие это делают. По взглядам Эйнштейна и его сторонников не только гравитация, но и другие фундаментальные взаимодействия обусловлены искривлениями многомерного пространства, а других материальных полей также не су­ ществует [3, 4) . На этой основе теоретики пытаются создать единую тео­ рию поля. Четырехмерного пространства для описания всех полей оказа­ лось явно недостаточно. Калуца ввел пятое измерение [5]. Но и этого, как выяснилось, мало. Сейчас теоретики уже оперируют с 42-мерным супер­ пространством, в котором 1 0 бозонных и 32 фермионных измерения [6] . Так как создать единую теорию всё равно не удаётся, и она продолжает оставаться дальней мечтой теоретиков, то нет сомнений - будут приду­ маны и ещё более мерные пространства. Однако, если в четырехмерном пространстве «координаты» ещё имели физический смысл (три - коор­ динаты нашего обычного пространства, четвертая - время), то про­ странства пяти и большего числа измерений не имеют физического смысла и ничего реального не отражают. Поэтому занятие единой теори­ ей на этой основе превращается в «искусство для искусства». Даже если когда-то и удастся описать все взаимодействия единым уравнением ис­ кривленного многомерного пространства, то это не даст желаемого фи­ зического объяснения явлений природы. Мы по-прежнему будем зада­ вать себе вопрос - а в чем причина тяготения? И будем искать попятный и материалистический ответ на этот вопрос. Промежуточной средой, возмущением которой являются поля, вначале считали эфир. Однако с появлением специальной теории отно­ сительности А. Эйнштейна от эфира отказались, сочтя поле не возму­ щением чего-то, а самостоятельной средой, летящей со скоростью света в пустоте от тела к телу. С появлением ОТО отказались и от такой ма­ териальной среды, заменив поле на искривление пустого пространства. По ОТО тела движутся не под действием сил, а пространством, по его геодезическим линиям. Критикуя передачу тяготения полем, В. Д. За­ харов прямо пишет: «Никаких "гравитационных сигналов" такого рода не существует. Переносчик гравитации вообще не есть волна или час­ тица, распространяющиеся в пространстве и передающие взаимодейст­ вие: это есть сама геометрия физического пространства. Под "физиче­ ским пространством" понимается псевдориманово 4-мерное простран­ ство V4 . . . » [7, с. 208]. Отсюда последовали и новые философские воз­ зрения: «Красота общей теории относительности поистине изменила

3.2. Гравитация и эдектричество 63 самый тип научного мышления. Перед физикой возникла перспектива стать вполне теоретической - свободной от прямых ссылок на экспе­ римент. Стало возможно мыслить Вселенную чисто математически, используя наблюдения лишь для контрольной проверки выводов разу­ Ма>> [7, с. 26 1 ] . Однако разум здорового человека не хочет смириться с тем, что не материя, а пустое пространство, да ещё не наше трехмерное, а несушествующее многомерное и псевдориманово, притягивает, сжи­ мает, закручивает материальные объекты. Наш разум не может принять что физика - это геометрия, и стремится разобраться в сути явлений, а не только дать им математическое описание. Более материалистична (но не менее фантастична), чем ОТО, кванто­ вая физика. Здесь полевую среду разбили на частички - кванты. Каждо­ му виду фундаментальных взаимодействий приписали свои частицы, об­ меном которых якобы и осуществляют тела воздействие друг на друга. Для электромагнитного поля придумали фотоны, ядерного сильного - + мезоны, слабого - векторные бозоны w , W и Z0, а гравитации - грави­ тоны, гравитино, фотино и пр. частицы. К удивлению, мезоны, бозоны и фотоны бьши открыты и исследованы экспериментально. Однако, ни гра­ витонов, ни гравитино, ни каких-либо других nереносчиков гравитации не обнаружено, хотя и ведутся интенсивные поиски в этом направлении. Отсутствие материальных носителей гравитационного поля ставит под сомнение сам факт реального существования гравитации как особого вида фундаментальных взаимодействий и наталкивает на мысль о её вто­ ричности. Может особого гравитационного поля и не существует, а при­ тяжение массивных тел связано с другими видами взаимодействий? Мо­ жет яблоко упало на голову Ньютона под действием не гравитационного, а какого-то другого поля, например электрического? 3.2. Гравитация и эл ектричество Сила, действующая на тело со стороны гравитационного поля, FN mg= выражается аналогично электрической силе Fк = qE. Разница заключается лишь в том, что роль заряда тела q в гравитации играет его масса т, а на­ пряженности электрического поля Е - напряженность гравитационного g. Основной закон гравитации - закон всемирного тяготения Ньютона ( 1 ) сходен с основным законом электричества - законом Кулона: (2) Здесь в0 - электрическая постоянная, q1, q1 - заряды взаимодейст­ вующих тел 1 и 2, r - расстояние между ними.

64 ГАава 3. Гравитация Гравитационное поле, как и электрическое, имеет неограниченный радиус действия, убывает с удалением от тела обратно пропорционально квадрату расстояния, пропорционально количеству материи в теле, хотя и выраженному не зарядом, а его массой. Поэтому уже давно возникла мысль об электрической природе гравитации. Однако, наряду со сходством, гравитационное и электрическое взаимодействия имеют и существенные различия. Во-первых, гравитаци­ онные силы действуют между любыми телами, а электрические - толь­ ко между заряженными. Во-вторых, гравитационные силы несравненно меньше электрических, и мы их замечаем в основном во взаимодействии астрономических объектов с огромной массой. В-третьих, в гравитации есть только силы притяжения, тогда как в электричестве по утвердив­ тимея представлениям (опровергаемым в гл. 2) - и силы отталкивания. В-четвертых, электрические силы зависят от скоростей тел («магнитное» взаимодействие - см. гл. 4), а в гравитации этого не замечают (впрочем, возможно ввиду малости скоростей). И, наконец, пятым отличием явля­ ется отсутствие гравитационного экранирования, существующего в элек­ тричестве. Любая электрическая модель гравитации должна объяснять эти различия. Мысль об электрической природе гравитации высказывали М. Фа­ радей, Дж. Максвелл, Х. Лорентц, О. Хевисайд и другие. Немецкие фи­ зики В . Вебер и Ф. Зольнер в 1 882 г. предложили концепцию гравита­ ции, основанную на разнице сил притяжения и отталкивания электриче­ ских зарядов, из которых и состоят все тела (книга Ф. Зольнера «Erkliirung der universellen Gravitation», Лейпциг, 1 882). Однако физиче­ ской причины разницы они не указали. Много позже возможную причи­ ну превышения сил притяжения над силами отталкивания высказал А. С. Эддингтон в своей книге «Фундаментальная теория» (Кембридж, 1 946, с. 1 03). Он руководствовался принципом Маха: «Даже в простей­ шем случае, когда мы, очевидно, имеем дело с возможным действием всего двух частиц, невозможно упускать из внимания оставшуюся Все­ ленную». Силовые линии электрического поля двух зарядов противопо­ ложного знака идут от одного заряда к другому, и поэтому такая система замкнута и не зависит от остальной Вселенной. Иное дело в системе за­ рядов одного знака - здесь силовые линии уходят в пространство, за­ канчиваясь где-то на других объектах (см. гл. 2). Поэтому естественно ожидать, что эти объекты Вселенной оказывают какое-то влияние на взаимодействие, уменьшая его силу. Лорентц в статье <<Размышления о тяготению> (Proc. Amst. Acad. 11, 1 900, р. 5 59), а затем Адамути в [8] развивают электротермодинамиче­ скую теорию гравитации. В ней, подобно упоминавшейся модели Лесажа, предполагается наличие некоторого nроникающего электромагнитного

3.2. Гравитация и эдектричесrво 65 излучения, падающего на тело со всех сторон и частично поглощаемого им. При этом тяготение представляет собой нескомпенсированное давле­ ние на тело этого излучения, которое частично экранируется с одной стороны вторым телом. Так как телесный угол, под которым видно тело 2 со стороны тела 1 , обратно пропорционален квадрату расстояния r, то количество загораживаемых им частиц излучения nропорционально 1 1? , а поскольку количество поглощенных частиц nрямо nроnорцио­ нально массе, то сила тяготения пропорциональна массам тел. Следова­ тельно, теория дает закон всемирного тяготения ( 1 ) . Скорость гравита­ ции, естественно, оказывается равной скорости света. Однако теория nриводит к наличию большого сопротивления движению тел со сторо­ ны встречного потока излучения, что противоречит опыту: никакого замедления движения Земли и других небесных тел nри вращении по орбите не наблюдается. Литтлтон и Бонди вьщвинули гиnотезу электрической природы гравита­ ции, основанную на предположении, что заряд протона чуrь-чуrь (на 10-18) больше заряда электрона [9]. Им удалось nолучить закон Ньютона ( 1 ), объ­ яснить наблюдаемое расширение Вселенной, закон Блэкета о магнитном моменте небесных тел и ряд других фактов. Однако гипотеза опровергает­ ся прямыми измерениями зарядов электрона и протона, nоказавшими, что 21 их разница составляет менее 1 0- [ 1 0]. Несмотря на это, гипотеза о разни­ це зарядов элементарных частиц выдвигается снова и снова [ 1 1 , 1 2] . Идею об электромагнитной природе гравитации развивал и А . Д . Са­ харов, считая последнюю результатом квантовых флуктуаций полей [ 1 3] . Однако квантовая теория гравитации не завершена и ее оценки преждевре­ менны. Согласно Баруrу, гравитация связана не со статическими, а с динамиче­ скими электромагнитными эффектами, и гравитационное взаимодействие обусловлено электромагнитным излучением, возникающим при искаже­ нии структуры элементарного заряда в присутствии массивного тела [ 1 4] . Однако конкретных оценок, nозволяющих подтвердить или отвергнуть гипотезу, не дается. Г. Н. Чернышев получил четырехмерное уравнение уnругости, кото­ рое якобы описывает как гравитационные, так и электромагнитные явления, если упругой средой считать эфир [15]. Полагается, что nоперечные упругие волны в эфире являются электромагнитными, а nродольные - гравитацион­ ными. Однако, если nринять скорость распространения nервых равной скорости света, то скорость вторых оказывается равной 0,94 см/с, что явно противоречит здравому смыслу. Ниже нами развивается идея об электрической природе гравитации, осно­ ванная на предположении о разнице сил электрического nритяжения и от­ талкивания заряженных частиц [ 1 6- 1 8].

66 Глава 3. Гравитация 3.3. Основная гипотеза В основу Гипотезы положено предположение, что сила притяжения разноименных зарядов F+ _ (или F.+ =: F+ ) по какой-то причине чуть-чуть . больше силы отталкивания одноименных F++ (или F_ _ = F++), т. е. (3) Коэффициент а положительный и характеризует относительную раз­ ницу сил притяжения и отталкиван.ия Для вычисления коэффiЩИента а будем полагать, что все массивные тела со­ стоят только из двух видов стабильных злементарных частиц - протонов с положительным зарядом е и электронов с зарядом -е. Нейтрон, входяший в состав атомных ядер тел, является составной частицей, сосrояшей из элеюрона и протона, на которые он распадается в свободном состоянии. В электрически нейтральном теле число протонов N равно числу электронов, а масса тела с точностью до массы поля связи равна Nтн, где тн - масса атома водо­ рода, примерно равная сумме масс протона и элеюрона. Рис. 3.1 . Электрическая модель тяготения тел 1 и 2 Сила тяготения между двумя телами 1 , 2 массами N1 тн и N2тн, со­ гласно выдвинутой гипотезе, равна векторной сумме сил электрического взаимодействия четырех зарядов: протонов q1 = N1 e и электронов -q1 перво­ го тела, а также протонов q2 =N2e и электронов -q2 второго тела (рис. 3 . 1 ). Считая силы притяжения положительными, а отталкивания отрицатель­ ными и учтя (3), получим: Fм = F+I-2 + F.J+2 - F+I +2 - F.J-2 = 2аFк. (4)

3.4. Раз11ичие э11ектрических си11 притяжения и отта11кивания 67 После подстановки силы кулонавекого взаимодействия Fк(2) и прирав­ нивая (4) ньютонавекой силе притяжения ( 1), для коэффициента а найдем: (5) Учтя численные значения входящих констант, получим а = 4,05 · 1 о-37• Ввиду чрезвычайной малости коэффициента а разница сил притяжения и отталкивания не могла быть обнаружена в электрических экспериментах. Поэтому гипотеза не противоречит электродинамике. Гипотеза дает пра­ вильное значение силы тяготения, согласуется с эксnериментом в зависимо­ сти этой силы от массы тел и расстояния между ними. Несмотря на электри­ ческую природу, сила взаимодействия незаряженных тел по нашей гипотезе не может быть отталкивающей, а всегда остается силой притяжения. Ниже будет показано, что и другие из вышеnеречисленных различий гравитацион­ ных и электрических полей легко объяснимы предложенной гипотезой. 3.4. О причинах р азличия эл ектрических сил притяжения и отталкивания Как бы ни были устроены заряженные частицы, но если они не точечные, а имеют конечные размеры, то их притяжение всегда больше отталкива­ ния. В случае притяжения частиц разных знаков распределенные по их объ­ ему заряды смещаются навстречу друг другу, эффективное расстояние меж­ ду зарядами становится меньше расстояния между центрами частиц, и сила кулонавекого притяжения увеличивается (рис. 3.2, а). При отrалкивании обрат­ ная картина - центры зарядов раздвигаются, расстояние растет, а сила взаимодействия уменьшается (рис. 3 .2, б). Если же заряды точечные, то они создают вблизи себя электрическое поле бесконечной наnряженности, поляризующее вакуум, что эквивалентно часrnцам конечных размеров. Указанный механизм качественно объясняет различие сил электриче­ ского притяжения и отталкивания, но не дает nравильной зависимости а) Рис. 3.2. Притяжение (а) и отталкивание (б) неточечных зарядов

68 ГАава 3. Гравитация силы тяготения от расстояния. Поэтому причина отличия а. от нуля скорее всего другая. Она может заключаться, в частности, в различной структуре электрических полей притяжения и отталкивания (см. рис. 2.1): первое (по­ ле диполя) замкнуто вблизи зарядов и убывает с расстоянием как 11?, тогда как второе простирается до бесконечности, убывая значительно медленнее, как 1/r. Поэтому на отталкивание зарядов влияет вся Вселенная, а на при­ тяжение только тела, расположенные вблизи. Влияние всей Вселенной на взаимодействие любого тела - это общий принцип Маха, который в прин­ ципе может объяснить небольшую разницу сил (см. Эддингтон [ 1 9]). Возможно, что различие обусловлено не электростатическими, а динамическими эффектами. Электрон массивного тела, а в меньшей ме­ ре и протон находятся в постоянном движении, и в их взаимодействие дают вклад «магнитные» или «релятивистские» эффекты (см. гл. 4). Ус­ редненная поправка к электростатической силе Кулона возможно и даст нужное значение а.. Не исключены и динамические эффекты, рассмот­ ренные Барутом [ 1 4] , а также квантовые эффекты, исследованные А. Д. Сахаровым [ 1 3]. Однако наиболее вероятной причиной того, что а. не равно нулю, является показаивое нами в гл. 2 отсутствие электростатического оттал­ кивания зарядов. Дело в том, что электрическое поле в пространстве между одноименными зарядами комnенсируется, а между двумя парал­ дельными nлоскостями (конденсатор) его нет вообще. Ввиду отсутствия материального носителя взаимодействия, одноименным зарядам нечем отталкиваться друг от друга. Наблюдаемое же «отталкивание», напри­ мер, расхождение лепестков электроскопа, обусловлено nритяжением зарядами противоположного знака окружающей среды, неизбежно воз­ никающими nри создании опытных зарядов. Сила растягивания двух точечных зарядов одного знака зарядами окружающей среды в точности равна силе Кулона только в случае, когда последние находятся на бес­ конечном расстоянии от опытных. Если компенсирующие заряды распо­ ложены вблизи опытных, то сила «отталкивания» nоследних может стать даже равной нулю (см. рис. 2.4). Это наблюдается, в частности в молекуле водорода Н2, где два протона не отталкиваются друг от друга и не разлетаются ввиду расположенной рядом nары электронов. Когда расстояние до комnенсирующих зарядов не бесконечно, а имеет астро­ номические значения, то разница сил кулонавекого притяжения и опи­ санного «отталкивания» вполне может иметь очень маленькое, вычис­ ленное выше значение. Установление причин различия сил электрического притяжения и от­ талкивания не является целью данной работы, и мы не будем в них углуб­ ляться. Сейчас нам важен лишь сам факт отличия а. от нуля, который под­ тверждается (или, во всяком случае, не опровергается) всеми известными теориями и опытными данными.

3.5. Гравитационное экранирование 69 3.5. Гр авитационное экранир ование На первый взгляд кажется, что гипотеза об электрической природе гравитации опровергается извесmым фактом отсуrсmия гравитационного эк­ ранирования. При этом рассуждают так: если тяготение обусловлено элек­ трическим полем, которое экранируется проводящим экраном, то и грави­ тационное поле должно экранироваться таким же экраном. Такое заклю­ чение ошибочно. Электростатическое поле внутри проводящего экрана равно нулю по той причине, что весь экран находится под одним и тем же потенциалам (при наличии разности потенциалов протекал бы ток). Физически это свя­ зано с перераспределением зарядов в экране: отрицательные заряды про­ водника смещаются на поверхность экрана, обращенную в сторону более высокого внешнего потенциала (т. е. против приложеиного электрическо­ го поля Е), а положительные в сторону меньшего потенциала (т. е. по по­ лю Е - рис. 3 .3). В результате перераспределения зарядов внутри экрана кроме внешнего поля Е появляется индуцированное поле зарядов экрана Е;, равное внешнему, но имеющее противоположное направление, а суммар­ ное поле равно нулю. Рис. 3.3. Электростатическое экранирование Иная картина в гравитации. На положительные заряды проводящего экрана со стороны массивного тела действует сила (F_1 +2 - F+ 1 +2), а на отри­ цательные - (F+ t-2 - F_1_2) (см. рис. 3 . 1 ). Обе эти силы равны аFк, т. е. одинаковы, и обе направлены в сторону тела. Они могут сместить экран как единое целое, но не могут перераспределить и разъединить в нем по­ ложительные и отрицательные заряды и создать таким образом какое-либо компенсирующее поле. Поэтому проводящий экран не меняет картины электрического поля тяготения и не может экранировать гравитацию.

70 ГАава 3. Гравитация 3. 6. Н овые эфф екты Предложенная mпотеза об элеюрической природе гравитации приводит к предсказанию ряда новых эффектов и явлений, некоторые из :которых уже наблюдались, но не были объяснены теоретически. Прежде всего, электрическое поле должно действовать не только на заряженные, но и на незаряженные массивные тела. Сила воздействия поля напряженностью Е на тело массой т равна a.mEelmн и направлена против вектора Е. Так, на тело массой 1 03 :кг в поле напряженностью 1 07 В/м дей­ ствует сила равная 4 · 1 0-19 Н. Эта сила слишком мала для эксперименталь­ ного наблюдения эффекта на Земле и может проявляться лишь в астроно­ мических масштабах. Второй предсказываемый эффект заключается в наличии вокруг массивных тел электрического поля, которое можно назвать гравиэлек­ трическим (или гранитоэлектрическим по [20]). В отличие от обычного электрического поля гравиэлектрическое действует на положительные и отрицательные заряды в одну сторону - сторону массивного тела. На­ пряженность гравиэлектрического поля равна gmнl2e, где g - напряжен­ ность гравитационного поля, т. е. ускорение тяготения тела. На Земле, где g = 9,8 м/с2, это поле составляет всего 5 · 1 о-8 В/м, что лежит за преде­ лами экспериментального обнаружения. Однако на наиболее массивных астрономических объектах малых размеров, таких :как черные дыры, ней­ тронные звезды, квазары, где гравитационное поле в миллиарды раз больше земного, гравиэлектрический эффект может быть существенным. Не исключено, что с релаксационными колебаниями гравиэлектрического поля, сопровождающимися периодическими вспышками, связаны перио­ дические колебания яркости пульсаров. При вращении массивных тел гравиэлектрическое поле должно соз­ давать гравимагнитное (или гравитомагнитное [20]) поле. Наблюдаемые магнитные nоля наиболее массивных и быстро вращающихся небесных тел возможно связаны именно с этим эффектом. Между вращающимися по орбите или вокруг своей оси небесными телами должны возникать гравимагнитные взаимодействия. Гравимаг­ нитные силы Frм сближают плоскости орбит при вращении в одну cтo­ potry (рис. 3 .4, а) или переворачивают их и сближают при встречном вращении (рис. 3.4, б). Хотя эти силы очень малы, но, действуя в тече­ ние миллиардов лет при отсутствии сопротивления, они могли привести :к заметным перестройкам орбит и осей вращения. Так, планеты солнеч­ ной системы во время образования, по-видимому, были хаотически рас­ пределены по телесным углам вокруг Солнца. Со временем гравимаг­ нитные силы Солнца привели их орбиты в одну плоскость и заставили вращаться вокруг своей оси в одну сторону - с запада на восток. На

3.6. Новые эффекты 71 выпавшую из этой закономерности Венеру гранимагнитные силы прак­ тически не действуют, так как она вращается вокруг своей оси очень медленно, делая один оборот за 243 земных суток. Уран, ось вращения которого лежит в плоскости орбиты, видимо, еще не успел перестроить­ ся. Гравимагнитными силами, по-видимому, созданы кольца Сатурна - ведь начальное распределение входящих в них частиц было скорее всего сферически симметричным. Не исключено, что та же причина кроется в сплюснутости и дискообразной форме нашей Галактики, как и многих других вращающихся галактик, которые во время образования вероятно были сферическими. а) Рис. 3.4. Действие гравимагнитных сил на орбиты планет nри их вращении в одну сторону (а) и встречно (б) Гранимагнитные силы могут приводить и к изменению веса быстро вращающихся тел - гироскопов, супермаховиков. Супермаховик с осью вращения параллельной земной оси должен увеличивать свой вес, если вра­ щается в ту же сторону, что и Земля, и уменьшать его при вращении в про­ тивоположном направлении. К сожалению, надеяться на компенсацию гра­ витации и создание «антигравитаторов» нельзя, так как эффект очень мал. Предложенная гипотеза также приводит к эффекту различия ускорений земного притяжения элементарных частиц. Если для массивных тел уско­ рение тяготения равно g, а вес mg, то для частиц с зарядом е сила тяжести составляет gmн/2, а ускорение - ее значению, деленному на массу части­ цы. У электрона и протона заряды равны, одинаков и вес, но ввиду разницы масс их ускорения силы тяжести должны быть различны: для протона оно 0,5g, а для электрона - 9 1 9g. Из падающего солнечного излучения Земля должна захватывать большее количество электронов, чем протонов. Кос­ венным подтверждением этого вывода является наличие отрицательного заряда и отрицательного электрического потенциала у нашей планеты. Гравитационное ускорение фотона (электромагнитного поля) равно 2g. Этот факт установлен по отклонению луча света, прошедшего вблизи края Солнца при затмениях, а также по гравитационному изменению частоты излучения массивных объектов. Вдвое большее ускорение силы тяжести

72 Гдава 3. Гравитация фотонов по сравнению с массивными телами объясняется в теории отно­ сительности искривлением пространства - времени. На самом деле это, видимо, связано с различными выражениями для кинетической энергии массивных тел (mv212) и света (mc2) (см. гл. 7). Что касается предсказанных А. Эйнштейном гравитационных волн, то они по своей сути являются электрическими. Поэтому скорость их рас­ пространения естественно равна скорости света с. Ряд новых гравитационных эффектов для движущихся тел вытекает из конечности скорости распространения тяготения: добавочное тормо­ жение небесных тел, запаздывание прихода комет, превращение эллип­ тических орбит в круговые, смещение перигелия. Эти эффекты рассмот­ рены в гл. 9 . 3.7. Возможность экспериментальной пр оверки Решающим экспериментом по проверке предложенной модели грави­ тации могло бы стать выявление предсказываемой разницы ускорений земного притяжения элементарных частиц. В [26] измерена сила тяжести свободно падающих электронов и электронов в металле и показано, что она одинакова. Однако куда интереснее сравнение силы тяжести электро­ на и протона. В необходимой для этого экспериментальной установке (рис. 3 .5) плазмотрон создает струю водородной плазмы, состоящую из электронов и протонов, и направляет ее в откачиваемую горизонтальную трубу, экранированную от электрического поля Земли. В трубе сверху и снизу от проходящего потока плазмы размещены электроды, соединенные с вольтметром. Если частицы имеют одинаковые ускорения силы тяжести, то на верх­ ний и нижний электроды будет оседать одинаковое количество электронов 2 6 Рис. 3.5. Схема установки по проверке электрической модели гравитации: 1 - водородный плазмотрон, 2 - источник питания плазмотрона, 3 - откачанная труба, 4, 5 - нижний и верхний электроды, 6 - вольтметр

3.7. Возможносrь экспериментадЪной проверки 73 и протонов, и вольтметр не будет показывать какого-либо напряжения. Если же справедлива предложенная модель гравитации, то электроны, обладающие в 1 836 раз большим ускорением g., чем протоны, будут в большей мере оседать на нижний электрод, заряжая его отрицательно. Протоны же пойдут по трубе почти без отклонения тяготением и осядут в большей мере на верхний электрод, заряжая его положительно. Возни­ кающая разность потенциалов будет зафиксирована вольтметром. Масштабы установки реальны для практически любой лаборатории. В самом деле, отклонение электронов силой тяжести при пролете в трубе равно gi/2, где t = llv - время пролета расстояния l от выхода плазмо­ трона до электродов, v - скорость истечения струи плазмы. При типич­ ном значении скорости v = 103 м/с отклонение электронов на длине 1 м составляет 5 мм, что реально для регистрации. При меньших скоростях плазмы и больших длинах ее прохождения гравитационное расщепление струи на электроны и протоны будет еще большим. Перемешая электроды вдоль трубы (или нанеся на ее внутреннюю поверхность несколько пар электродов), а также меняя скорость истечения плазмы, можно проверить и количественные соотношения, предсказываемые моделью. Если гравитационное поле имеет электрическую природу, то не ис­ ключены явления, подобные гравитационным, и в электрическом поле, в 2 \ I ±И 3 - --- - � -- Рис. 3.6. Схема возможного эксперимента по проверке наличия отклонения света в электрическом поле: 1 - источник света (лазер), 2 - конденсатор, 3 - экран Рис. 3.7. Схема установки по измерению сдвига частоты гамма-излучения в электрическом поле: 1 - источник излучения, 2 - металлическая сфера, 3 - заземленный экран, 4 - измеритель частоты

74 Г11ава 3. Гр авитация частности отклонение светового луча и смещение частоты. Наличие пер­ вого явления может быть проверено с исnользованием достаточно длин­ ного конденсатора, между обкладками которого проnускается луч света лазера при подаче высокого напряжения разных знаков (рис. 3 .6). Для 2 исследования смещения частоты Ь. f = q�/c (q� - разность потенциалов), fl подобного гравитационному, источник излучения можно разместить в металлической сфере, находящейся под высоким напряжением, и за за­ земленным экраном измерять его частоту при изменении значения и знака напряжения (рис. 3 .7). Для повышения чувствительности следует исполь­ 5 зовать эффект Мёссбауэра, т. е. гамма-излучение, например, Со 7 , а изме­ рять частоту поглотителем на Fe 57 . а / ;:,.... / � / :-..... l ..y � 1 :\ 1 � v -с о с Рис. 3 .8. Зависимость ускорения тела от его скорости по ТО (1 ) и классическим представлениям (2) при одинаковой действующей силе Весьма важным экспериментом не только для гравитации, но и для физики вообще, могло бы стать измерение ускорения тела или заряда, движущегося в ускоряющем и замедляющем поле при разных скоростях движения. По теории относительности ускорение а не зависит от направ­ ления движения тела в поле, так как относительная скорость между телом и полем всегда равна скорости света, а зависимость ускорения от скорости v 2 2 112 определяется ростом массы тела: а = Flт(v) = F0( 1 v /c ) /т0 (рис. 3 .8, - кривая 1 ) . Здесь F0, т0 - статические величины, в электричестве F0 = qE, в гравитации F0 = тоg. Если же исходить из принятой сейчас концепции близкодействия и считать воздействие поля на тело материальным, то сила воздействия должна зависеть от относительной скорости поля и тела (с - v), а ускорение - от направления движения: а = j(c - v)/т. Функция j(c - v), характеризующая силу сцепления тела с полем, сейчас не извест­ на. Можно сказать лишь, что при движении тела в направлении ускорения она должна обращаться в нуль при v = с, а при движении в направлении торможения - расти (рис. 3.8, кривая 2). Эта функция может быть снята специальным запуском космических зондов с разными скоростями в сто­ рону Солнца и от Солнца и точным измерением траектории их полета, как

3.8. Выводы 75 это случайно произошло с американскими зондами «Пионер-1 0» и «Пио­ нер- 1 1 » (см. 9.4). Для снятия кривой a(v) в электричестве можно исполь­ зовать поток заряженных частиц на выходе ускорителя, дополнительно пропушенных через ускоряющее или замедляющее электрическое поле. Подобный опыт был бы и решающим также по проверке истинности тео­ рии относительности (см. 7.5). 3. 8. Выводы В предположении, что сила электрического притяжения частиц чуть­ чуть больше силы отталкивания, развита идея об электрической природе гра­ витации. Получен закон всемирного тяготения Ньютона, показано отсутствие гравитационного экранирования, наличие граниэлектрических и гравимаг­ нитных сил, а также различное ускорение тяготения электрона и протона. Предложены методы экспериментальной проверки. В случае под­ тверждения гипотезы гравитация окажется не особым видом фундамен­ тальных взаимодействий, а одним из проявлений электричества. Исклю­ чение гравитационного поля как лишнего понятия, подобно флоrистону, позволит упростить создание единой теории поля и сделает физику более строгой, логичной и понятной.

Глава 4 МАГНИТНОЕ П О11Е 4.1 . А существует 11и магнитное поде ? На поставленный в заголовке вопрос любой грамотный человек отве­ тит утвердительно. А иначе, скажет, чем кусок железа притягивается к магниту, чем стрелка компаса поворачивается на север? Магнитное поле (МП) дано нам в ощущениях, например, когда мы подносим руку с желе­ зом к магниту. Мы можем видеть его структуру своими глазами, если воспользуемся железными опилками, выстраивающимися вдоль его сило­ вых линий. МП всесторонне изучено экспериментально, строго описано теоретически и поддается самому строгому расчету. Оно широко исполь­ зуется на практике: вращает роторы электродвигателей, генерирует элек­ трический ток в динамомашинах автомобилей и в генераторах на электро­ станциях, работает в электромагнитах, трансформаторах, ускорителях за­ ряженных частиц и многих других устройствах современной техники. Раз объективность существования МП nодтверждается наблюдениями, опы­ том и практикой, то его не без оснований отнесли к особому виду мате­ рии, приписав массу, энергию и импульс. Однако, как было показано в главе 1 , не всё то, что дано нам в ощу­ щениях, проверено оnытом и практикой, является истиной. Человек об­ ладает богатым воображением и часто видит то, чего нет на самом деле, а что он хочет видеть. Всnомним привидения, леших, домовых, барабашек, снежного человека, лох-несское чудовище, инопланетян, постоянно при­ летающих к нам на своих НЛО. Ведь всю эту небылицу многие видели, слышали, трогали руками, зафиксировали фотоаппаратом, на тарелках инопланетян даже полетали, а множество женщин умудрилось забереме­ неть от «зеленых человечков». Ученые тоже люди и часто наблюдают несуществующее - квантование напряжения и температуры, холодную трансмутацию атомных ядер, выдуманные элементарные частицы, тор­ сионные поля и т. n. Вспомним хотя бы историю с флогистоном, учение о котором господствовало во времена М. В. Ломоносова. Теория флаги­ стона давала точное описание тепловых явлений, подтверждалась опы­ том и практикой, а перетекание этой «огненной материи» от горячей печки

4.1. А существует 11и магнитное no11e? 77 каждый мог ощутить руками. Однако, несмотря на всё это, с развитием науки от флагистона пришлось отказаться. Понимание тепловых явлений от этого не только не ухудшилось, но стало более строгим, глубоким, про­ стым и ясным. А не таким ли «флогистоном» является и МП, понятие о котором досталось нам от прошлого? В самом деле, что это за материя, если она исчезает при движении наблюдателя вместе с зарядом? Что за материя, которая не имеет своих материальных носителей - магнитных заря­ дов, монополей? Как может магнит nоднять кусок железа, совершив работу, если по существующим nредставлениям «магнитная» сила все­ гда перпендикулярна движению и работы не совершает? Чем вращают­ ся электродвигатели с их нагрузкой, если МП это сделать не может? Значит, работу совершает что-то другое. Аналогично в случае эффекта Зеемана - как магнитное поле может расщеплять спектральные линии и энергетические уровни атомов, не изменяя их энергии? Если от за­ ряженного конденсатора заряжать другие конденсаторы, то его заряд и электрическая энергия будут уменьшаться. Магнитом же можно на­ магнитить хоть сто таких же магнитов, но его магнитное поле и энер­ гия не изменятся. Возможно ли такое? Может ли реальный, а не мифи­ ческий объект сносить пролетающие заряженные частицы без затрат энергии? Может ли материальное МП привести в движение носители заряда во вторичной обмотке трансформатора, если его там нет, а со­ средоточено оно только в железном сердечнике? А как с материали­ стических позиций объяснить этим полем отклонение заряженной час­ тицы, пролетающей мимо магнита, за пределами его МП (эффект Ааро­ нова-Бома)? Такие вопросы, как будет показано ниже, можно про­ должать без конца. Принятая всеми электродинамика не дает на них вразумительного ответа. Основываясь на реальном существовании МП, она часто противоречит логике, здравому смыслу и фундамен­ тальным законам природы. Значит, в классической электродинамике не всё в порядке. Настораживают также многие применения МП, часто афишируемые в СМИ. Можно ещё как-то понять, когда магнитным полем закаляют сталь, устраняют усадочные раковины при выплавке металлов, удаляют накипь в паровых котлах и трубах теплоснабжения, ликвидируют парафи­ новые отложения в нефтепроводах. Однако чем объяснить то, что омагни­ чивание простой воды приводит к улучшению многих свойств и делает её целебной? [ 1 ] . Например, при производстве алкогольных напитков омаг­ ниченная вода якобы «придает напиткам мягкость, ярко выраженный вкус, экологическую чистоту в сочетании с профилактическим и лечеб­ ным эффектами. Резко снижается синдром похмелья, алкогольная зависи­ мость, объем потребления и жаждоутоления» [ 1 ] . Магнитная обработка

78 Г11ава 4. Маmитное по11е семян растений и картофеля, а также полив омагниченной водой якобы приводят к невиданному повышению урожайности [2]. Член-корреспон­ дент РАН, профессор Ю. Ткаченко создал в ОАЭ фирму «Магнитные тех­ нологии» и поливает теплицы, резко увеличивая урожай арабских овощей. В городе Шардже он омагнитил воду в фонтане, подняв его струю с 82 до 98 метров. Замешивание теста на активированной в МП воде позволило ученым Ставропольского аграрного университета получать хлеб высокого качества даже из муки с малым содержанием клейковины (ЗJ. Простое пропускание моторного топлива между полюсами магнита, по данным заслуженного магнитолога и изобретателя, академика МАЭП В. С. Тара­ сенко, повысило КПД двигателя до значений, не достижимых даже в цик­ ле Карно [4]. Скорее на магию, чем на науку похожа магнитобиология. Если средневековые знахари лечили магнитом порчу и сглаз, то современные ученые из «закрытых советских предприятий» создали десятки магни­ тотерапевтических аппаратов, якобы исцеляющих сотни болезней са­ мой разной природы. С современными учеными не идут ни в какое сравнение ни Парацельс, предложивший лечение магнитом, ни Ф. А. Мес­ мер, реализовавший на практике исцеление «магнетическим флюидом» из бутылки с водой или электростатической машины. Продаются маг­ нитные клипсы, кольца, стельки, браслеты на руки и на ноги, магнит­ ные чашки, воронки и палочки для улучшения структуры питьевой во­ ды, амулеты для притяжения денег. Действительный член Междуна­ родной академии авторов изобретений и научных открытий А. Ф. Па­ нов при финансировании Московским фондом развития интеллектуаль­ ной собственности создал и реализует серию устройств для защиты от электромагнитного излучения. Астрологи «научно» подкрепляют ис­ тинность своих предсказаний воздействием космического МП планет и звёзд. Институт земного магнетизма РАН запугивает нас надвигающи­ мися магнитными бурями, в результате чего доверчивым гражданам сразу же становится плохо. Запатентованы магниты, защищающие трусливых людей от шаровых молний. Есть патент на защиту яблонь от зайцев путем искажения МП Земли куском провода. Магнетизмом объ­ ясняют прилипание тарелок и сковородок к человеческому телу. Не обходятся без магнитов и многочисленные изобретатели вечных двига­ телей, обещающие извлечь из МП неограниченные потоки бесплатной и экологически чистой энергии. Вращением магнита создают таинствен­ ное всепроникающее торсионное поле, которым лечат любые болезни. Правовинтовое торсионное поле используют для гармонизации про­ странства, а левовинтовое -- для детоксикации продуктов питания и алкогольных напитков. С помощью магнитных монополей из кучки гра­ фита получают алмазы, причем крупные ювелирные и прямо на воздухе,

4.2. Взаимодействие движущихся точечных зарядов 79 без традиционного использования высоких давлений и температур [5]. Разве можно поверить, чтобы что-то из перечисленного здесь работало на самом деле? Магнитные явления были известны ещё в древности. Однако туман таинственности окружает их до сих пор. Недаром термины «магнит­ ный», «магнетический» и магический находятся близко друг к другу. Разного рода лжеученые, фокусники и шарлатаны используют магне­ тизм в своих корыстных целях. Задача науки заключается в том, чтобы установить истину. Магнетизм проявляется и наблюдается в двух группах явлений. Ста­ ционарное МП регистрируется в силовых эффектах при взаимодействии движущихся зарядов, а переменвое - в появлении электрического поля индукции. Первая группа явлений будет рассмотрена в настоящей главе, а вторая - в главе 5. Будет показано, что МП не существует в природе, так как не подтверждается ни одним опытом и не проявляется ни в одном эф­ фекте и устройстве. Магнетизм и МП - это миф, родившийся ещё в древности, развитый в XIX веке Эрстедом, Ампером, Фарадеем, Максвел­ лом и безоговорочно принятый современной наукой. Все приписываемые магнетизму явления и эффекты имеют чисто электрическую природу и без МП объясняются проще, строже и точнее [6-8]. 4.2. Взаимодействи е движущихся точечных зарядов Постоянное, а точнее стационарное МП, несмотря на название, явля­ ется принципиально динамическим явлением. По существующим пред­ ставлениям оно создается движущимися зарядами, электрическим током, пучками заряженных частиц, постоянными магнитами и соленоидами. В магнитах из ферромагнетиков МП генерируется молекулярными круго­ выми токами, а в сверхпроводящих магнитах - кольцевыми макротока­ ми. Во всех случаях его источником являются движущиеся заряды. Даже у элементарных частиц - электронов, протонов, нейтронов МП обуслов­ лено не магнитными зарядами - северным и южным монополями, а кру­ говым движением заряженной материи. Доказательством существования стационарного МП служат силы, действующие с его стороны на движущиеся электрические заряды. Оно может быть обнаружено и измерено по отклонению пролетающих заря­ женных частиц, по притяжению ·или отталкиванию проводов с током и магнитов, по повороту стрелки компаса, по намагничиванию вещества, поляризации элементарных частиц, например, нейтронов. Все эти случаи

80 Г11.ава 4. Маmитное по11.е регистрации МП сводятся к взаимодействию двух движущихся зарядов, с рассмотрения которого и начнем наш анализ. Неподвижный точечный заряд создает в окружающем пространстве электрическое поле, напряженность Е которого не зависит от направления и убывает с расстоянием r как 1 1?·. Вектор Е направлен по радиусу, а эк­ випотенциальные поверхности имеют вид сфер с общим центром в центре заряда (рис. 4. 1 , а). Взаимодействие двух неподвижных зарядов q 1 , qz опи­ сывается законом Кулона: (1) Здесь а - расстояние между зарядами, s - абсолютная диэлектриче­ ская проницаемость среды. Силы направлены по радиус-вектору, соеди­ няющему заряды. Сила F1 2 , действующая со стороны первого заряда на второй, равна и противоположна силе F21, действующей со стороны вто­ рого на первый. Это находится в полном согласии с третьим законом Ньютона о равенстве действия противодействию. v а) б) Рис. 4.1 . Структура электрического поля неподвижного (а) и движущегося (б) точечных зарядов. Окружности - эквипотенциальные поверхности Поле движущегося заряда отлично от стационарного (рис. 4. 1, б). Эк­ випотенциальные поверхности теперь уже не являются концентрически­ ми, а их центры смещаются вместе с движущимся зарядом. Это связано с тем, что поле распространяется с конечной скоростью, равной скорости света, и каждая следующая его порция испускается из новой точки про­ странства, в которую сместился заряд. Ввиду отличия электрического по­ ля движущегося заряда от неподвижного, сила взаимодействия тоже из­ меняется. Её теперь можно представить в виде:

4.2. Взаимодействие движущихся точечных зарядов 81 где Fk - статическая сила Кулона, а д.F - добавка к ней за счет иска­ жения поля (сумма здесь векторная). Совершенно очевидно, что изме­ нение силы взаимодействия произошло в результате изменения элек­ трического поля, вызванного движением зарядов, и имеет чисто элек­ трическую природу. Однако человечество пошло иным путем, приписав добавку к силе магнитному полю. И как легко мы поддаемся на всякие фантазии! В 1 8 1 2 году профессор Копенгагенского университета Ганс Хри­ стиан Эрстед поставил перед собой задачу: «Следует испробовать, не производит ли электричество . . . какого-либо действия на магнит». Чтобы не забыть о цели своей жизни, он стал носить в кармане сюртука компас. На лекции по электричеству 1 5 февраля 1 820 года при демонстрации опытов он случайно положил свой компас на стол. К великому удивле­ нию, стрелка компаса стала поворачиваться при включении тока в натя­ нутом рядом проводе. Эрстед понял, что цель достигнута - он открыл связь электрических и магнитных явлений ! Ввиду одержимости идеей взаимосвязи, он мог объяснить поворот стрелки только одним - магнит­ ным полем тока. Ученый мир без раздумий принял объяснение увлечен­ ного энтузиаста. Так появилось МП тока или движущихся зарядов, за направление которого приняли направление магнитной стрелки компаса. Французы Ж. Б. Био и Ф. Савар сразу же измерили напряженность этого поля. По закону Био-Савара магнитная индукция заряда q, движущегося со скоростью v, В = IЩ[vr]/(4nr\ (3) rде r - радиус-вектор, проведенный из заряда в рассматриваемую точку, /l - абсолютная магнитная проницаемость среды. В том же 1 820 rоду А. М. Ампер открыл взаимодействие двух токов, которое тоже объяснил наличием у них магнитных полей. По закону Ампера на заряд q2 , движу­ щийся со скоростью v2, со стороны заряда q1 действует сила, пропорцио­ нальная его МП В 1 : (4) Аналогично заряд q2 действует на q 1 с силой (5) Прямые скобки здесь означают векторное произведение.

82 Глава 4. Магнитное поле Так вместо простого и ясного объяснения взаимодействия движу­ щихся зарядов и токов электрическим полем, искаженным за счет его «сноса» движением, в науку прочно вошло объяснение магнитным по­ лем, а понятие МП стало мифом физики. Естественно, что при введении «магнитной» добавки к силе взаимодействия про искажение электриче­ ского поля забыли, что было в духе господствующей тогда концепции дальнодействия. Интересно, что и в настоящее время, после принятия концепции близкодействия, искажения электрического поля движущего­ си заряда (рис. 4 . 1 ) не учитывают и пользуются статическим законом Кулона и уравнением Максвелла div D = р, справедливым только в элек­ тростатике. Развитая Эрстедом и Ампером и принятая ученым миром трактовка природы добавки к силе 6-F не только не логична, но и противоречит фун­ даментальным законам природы: третьему закону Ньютона и принципу относительности Галилея. В самом деле, если в (4, 5) подставить индук­ 2 цию по (3) и учесть, что EJ..L = l/c , то для «магнитных» составляющих сил действия зарядов 1 , 2 друг на друга получим выражения: (6) (7) где R 12 , R21 - единичные радиус -векторы, проведеиные от одного заряда к другому, а Fк - сила Кулона по ( 1 ) . F21 Рис. 4.2. Магнитное взаимодействие двух движущихся зарядов q1, q2 по классической электродинамике Нетрудно видеть, что векторы сил (6, 7) в общем случае не равны друг другу и не направлены по одной прямой, т. е. действие не равно противодействию. Только если скорости зарядов параллельны друг другу (притяжение) или антипараллельны (отталкивание), F 1 2 = -F2 1 •

4.2. В заимодействие движущихся точечных зарядов 83 Однако и в этом случае действие не равно противодействию, так как векторы сил не лежат на одной прямой. Особенно резко несоответствие третьему закону Ньютона проявляется, когда скорости зарядов перпен­ дикулярны друг другу, например, когда v1 перпендикулярна, а v2 парал­ лельна R12 (рис. 4 . 2) . В этом случае [v1R12] = О и поэтому F12 = О, тогда как F21 *- О. Получается, что заряд 2 действует на 1 , а 1 на 2 не действу­ ет. И. Е. Тамм пытается спасти закон Ньютона учетом импульса элек­ тромагнитного поля, доказав сохранение полного количества движения [9]. Однако это не выглядит убедительным. А вот автор физтехо·вских учебников по физике Д. В. Сивухин не только не сомневается в воз­ можности нарушения третьего закона Ньютона, но и приходит к обоб­ щающему выводу: « . . . Мы уже неоднократно подчеркивали, что для взаимодействий, осуществляющихся посредством полей, соблюдение принципа равенства действия и противодействия не обязательно» [ 1 0] . Впрочем, о н не признает и принятую во всем мире систему единиц СИ: «Над системой СИ витает дух отживших физических представлений» (там же, с. 3 79). Сам Ампер понимал неточиость открытого им закона взаимодействия непараллельных токов и считал, что магнитные силы должны подчинять­ ся третьему закону Ньютона, так как иначе внутренние силы системы двух токов могут двигать её без опоры. Исходя из этого вместо (4, 5) он предложил более сложное выражение для магнитных сил (см. [ 1 1 ]). Одна­ ко человечество приняло первоначальную форму закона Ампера, которой пользуется до сих пор. Остается неясным, какие скорости зарядов v1, v2 брать в формулах (4-7). Если использовать абсолютные скорости, то с учетом нашего движе­ ния в космосе (около 600 км/с), получались бы несуразные значения сил. По-видимому, имеются в виду скорости относительно наблюдателя. Од­ нако в этом случае при магнитных взаимодействиях будет нарушаться принцип относительности, и силы окажутся не объективными величина­ ми, а зависящими от наблюдателя и его движения. В соответствии с прин­ ципом относительности силы взаимодействия двух зарядов должны зави­ сеть не от их индивидуальных скоростей, а от скорости v = v 1 - v2 относи­ тельно друг друга. Поскольку была принята ошибочная концепция «маг­ нитных» сил, возникла необходимость признания теории относительности А. Эйнштейна с её «парадоксами» сокращения размеров, замедления вре­ мени, роста массы движущихся тел. Не проще ли было усовершенство­ вать электродинамику? К. Ф. Трутнев из Казанского университета методом подбора получил формулу для сил магнитного взаимодействия движущихся электрических зарядов [ 1 2]:

84 Глава 4. Маmитное поле (8) Это выражение свободно от недостатков предыдущих. Оно не проти­ воречит третьему закону Ньютона (силы равны), принципу относительно­ сти (силы определяются относительной скоростью v), а также согласуется со всеми известными экспериментальными законами взаимодействия движущихся зарядов и токов. Однако, оно исходит из существования маг­ нитного поля и ни откуда не вытекает, оставаясь эмпирическим. Истинная теория взаимодействия движущихся зарядов должна прини­ мать за факт искажение кулонавекого поля движением, отказаться от МП и исходить только из относительной скорости v v 1 - v2 . Поэтому один из = зарядов можно считать покоящимся, а другой движущимся со скоростью v. Силы взаимодействия при этом: F12 = E 1 (v)q2, а F2 1 E2(-v)q1 . Естественно, = обе силы равны и направлены в nротивоnоложные стороны. Наnряженно­ сти Е1 , Е 2 можно оnределить методом запаздывающих потенциалов. Если верить выводам [ 1 3- 1 6], то напряженность электрического поля движущегося заряда: (9) где Ек - напряженность статического кулонавекого поля, � = v/c, а е - угол между вектором скорости v и радиус-вектором, проведеиным из точ­ ки мгновенного положения заряда в точку наблюдения. При значениях f3 много меньших единицы это выражение nереходит в следующее: ( 1 0) Оно содержит кулонавекий член Ek и «Магнитную» добавку, выра­ жающую отличие поля от кулоновского. В направлении, nерпендикуляр­ ном скорости, модуль Е имеет максимальное значение, превышающее Ек 2 2 на Ekv 12c , а параллельном - минимальное, на Ekv2/c2 меньшее Ek (рис. 4.3). Добавочная к кулонавекой сила, действующая на заряды, (11)

4.3. ПоАе тока 85 Это выражение сходно с предложенным Труrневым (8), хотя и не­ сколько отличается от него. Однако, поскольку оно выведено теоретиче­ ски и научно обосновано, а не получено подбором, им и будем пользо­ ваться в дальнейшем. Из nолученного выражения ( 1 1 ) следует, что силы взаимодействия центральные и действие равно противодействию, т. е. в нашем подходе не нарушается третий закон Ньютона. Так как силы определяются только относительной скоростью зарядов, то соблюдается и принцип относи­ тельности Галилея. Как будет показано ниже, из ( 1 1 ) вытекают и экспе­ риментально установленные законы «магнитных» взаимодействий. Рис. 4 .3. Угловое расnределение наnряженности электрического nоля движущегося заряда. Пунктиром показано статическое кулонавекое поле 4.3. По11е тока Проводник, по которому протекает постоянный электрический ток, электрически нейтрален, поскольку число положительных зарядов в нем равно числу отрицательных, а число входящих с одного конца носителей заряда равно числу выходящих с другого. Однако, несмотря на это, он создает в окружающем пространстве электрическое поле, которое не учи­ тывается современной электродинамикой. Дело в том, что напряженность поля движущихся зарядов (электронов в металлах) отличается от поля неnодвижных (положительных ионов). Поэтому, несмотря на равные за­ ряды, появляется разностное поле. Электрическое поле линейной цеnочки неnодвижных зарядов соглас­ но электростатике равно Ее = 'tl(21t&r), где 't - линейная плотность заряда. Вектор Ее перпендикулярен заряженной нити и направлен по радиусу r.

86 Гдава 4. Маmиnюе no11e Если же цепочка зарядов движется со скоростью v, то её поле за счет ко­ нечной скорости распространения отстает (или, как говорят, сносится эфир­ ным ветром назад). Поэтому его напряженность , �1 - Е = Е' v ' · /с' ' ( ) -::::. Е 1 + v' 2с' - ( 1 2) (см. рис. 4.4). Приближение справедливо при скоростях много меньших скорости света с. Такое же выражение получается интегрированием ( 1 0). Кстати, оно же вытекает и из теории относительности из неестественного предположения о сокращении длины движущейся цепочки по сравнению с неrюдвижной и соответствующего увеличения линейной плотности её заряда (см. 6.2). Рис. 4.4. Электрическое поле движущейся цепочки зарядов. Пунктирам показано структура статического поля Суммарное поле проводника с током складывается из поля цепочки движущихся зарядов (условно положительных) Ед и поля Ее цепочки не­ подвижных (отрицательных). Его напряженность 1 v' f1 Е = Е' - Е = -- Е = ' - vl ' ( 1 3) ' 2 с ' 4л-r где I v-r = -ток, с2 = l ls�-t, ll-абсолютная магнитная проницаемость среды. В классической электродинамике электрическое поле проводника с током не учитывается, а вместо него вводится магнитное поле с индукцией В = !lf/(27tr). ( 1 4)

4.3. По11е тока 87 Однако этим МП удается объяснить лишь часть наблюдаемых эффек­ тов, например, взаимодействие двух токов (см. 4.4), но остается непонят­ ным, в частности, воздействие постоянного тока на неподвижный заряд с силой перпендикулярной проводу, предсказываемое ( 1 3). Из ( 1 3) вытекает, что заряд, пролетающий мимо провода с током, должен отклоняться. В постоянных магнитах из ферромагнетиков текут круговые молекулярные токи, которые тоже создают электрическое поле. Поэтому заряд, пролетающий мимо магнита, тоже должен отклоняться. Не с этим ли связан эффект Аронова-Бома [ 1 7]? Напряженность поля ( 1 3) обычно невелика и не замечается в экспе­ рименте. Однако вблизи сверхпроводниковых соленоидов с большими токами и значительным числом витков, где велики скорости носителей заряда, электрические поля тока могут быть достаточно большими. Они иногда наблюдаются на опыте и ставят в тупик экспериментаторов. Было бы целесообразно поставить специальный эксперимент по измерению напряженности этого поля. Рис. 4.5. Схема опыта по проверке существующей концепции магнитного поля: 1 - проводник с током l, 2 - датчик магнитного поля, 3 - двигатель для вращения датчика со скоростью V Для проверки существующих взглядов необходим также эксперимент по измерению магнитного поля тока движущимся датчиком. Удивляет, почему он до сих пор не был никем поставлен, несмотря на простоту. Важно выяснить будут ли меняться показания датчика (компас, датчик Холла и т. п.), когда он движется по проводу, в частности при совпадении

88 ГАава 4. Маrnитное поАе скорости датчика со скоростью v носителей заряда в проводе? Скорость носителей v = 1 0141/n, где 1 - протекающий ток, n - объемная концен­ 2 трация носителей заряда. В металлах n - 1 0 8 м·3 , и скорость v очень мала ( - 1 0-4 м/с). Поэтому провод лучше делать из полупроводникового материа­ 2 ла с n - 1 0 4 м·3, где скорость носителей при реальных токах будет nорядка 1 см/с. Провод 1 можно выполнить кольцевым, а привод датчика 2 осущест­ вить мотором с редуктором 3 (рис. 4.5). К электрическому полю провода с током мы вернемся в разделе 5.2. 4.4. Взаимодействи е токов 1 8 сентября 1 820 года великий французский физик и математик Анд­ ре Мари Ампер сделал доклад на заседании Парижекой академии наук об открытом им законе взаимодействия электрических токов. Закон гласит, что два nараллельных nровода nритягиваются друг к другу, если токи в них текут в одном направлении, и отталкиваются, если токи встречные. При этом сила притяжения и отталкивания ( 1 5) где �- абсолютная магнитная проницаемость среды, 11 и 12 токи, l - - длина проводов, d - расстояние между ними. Академики одобрили доклад Ампера, и только великий Лаплас засо­ мневался в открытии. После доклада он подошел к ассистенту Ампера, демонстрировавшему оnыты, и спросил: «А не Вы ли это, молодой чело­ век, дергали за провод?» Хотя закон взаимодействия токов и является од­ ним из фундаментальных и незыблемых законов электродинамики, кото­ рый проверен временем и широко используется на практике, основания сомневаться у Лапласа на наш взгляд были. Ампер объяснил взаимодействие проводов с током наличием у них магнитного поля, открытого незадолго Эрстедом. Магнитные поля токов якобы и притягивают или отталкивают провода как постоянные магниты. Рассмотрим, может ли это происходить физически с учетом структуры магнитного поля. Если оба тока текут в одном направлении, то их магнитные поля Н взаимно компенсируются в промежутке между проводами, и суммарное поле охватывает их снаружи (рис. 4.6, а). Магнитные поля встречных то­ ков, наоборот, складываются между проводами и компенсируются сна­ ружи (рис. 4.6, б). В том и другом случае силовые линии магнитного поля не касаются проводов и не действуют на носители заряда в них. Поэтому, даже если бы и существовали магнитные монополи или другие матери-

4.4. В заимодействие токов 89 альные носители магнитного поля, они, двигаясь по силовым линиям маг­ нитного поля, не смогли бы передавать импульс и силу взаимного дейст­ вия от провода к проводу, как в случае постоянных магнитов. Если же предположить, что магнитные поля проводов не складываются, а дейст­ вуют независимо друг от друга, то передаваемый их носителями импульс взаимодействия оказался бы направленным перпендикулярно экспери­ ментально наблюдаемой силе и также не объяснил бы опытов Ампера. Привлечение магнитного посредника не только не дает логичного мате­ риалистического объяснения взаимодействия токов, но и противоречит треть­ ему закону Ньютона - действие оказывается не всегда равным противодейст­ вию. Это, по-видимому, заметил Лаплас, да понимал и сам Ампер, предло­ живший затем вместо (1) усложненную формулу силы взаимодействия. --� . �;-�1 � � J! �н - ------ а) б) Рис. 4.6. Магнитное поле Н двух параллельных токов, текущих в одном направлении (а) и навстречу друг другу (б), и соответствующая сила Ампера F. Пунктиром показаны магнитные поля отдельных проводов Так может быть посредником, осуществляющим передачу взаимного действия от провода к проводу, является не магнитное, а электрическое поле? Однако в классической электродинамике электрического поля у провода со стационарным током не существует, поскольку его суммарный заряд равен нулю. В теории относительности магнитное поле - это движущееся элек­ трическое, а электрическое - движущееся магнитное. В зависимости от системы отсчета можно nользоваться тем или иным. В проводе с током имеется цепочка движущихся носителей заряда (свободных электронов в металлическом проводнике), которая и создает движущееся электриче­ ское (или магнитное) поле. В проводе есть еще цепочка неподвижных зарядов обратного знака (ионов в металле), которая в статических услови­ ях имеет ту же зарядовую плотность и поэтому компенсирует заряд и поле движущихся зарядов. Когда же включают ток и подвижные заряды приоб­ ретают скорость v, то длина их цепочки сокращается, как это происходит по теории относительности с размерами любых тел в направлении движе- ния: l = /0 ../1 - v' 1 с' , где /0 и l - длины неподвижного и движущегося

90 Гдава 4. Магнитное поде тела, с- скорость света. Так как полный заряд движущейся цепочки не зависит от движения, то при сокращении ее длины линейная плотность её заряда увеличивается по сравнениИ> с начальной и становится болыпей плотности цепочки неподвижных зарядов. В результате у проводов с током возникает нескомпенсированный заряд и соответству«>щее электрическое nоле. Взаимодействием полей этих зарядов и можно объяснить закон Ам­ nера (более подробно об этом можно nрочитать в книге Э. Парселла [ 1 3]). Теория относительности дает nравильное значение силы Амnера ( 1 ) и ее направления. Однако она неизбежно nриводит к абсурду или, как зто при­ нято говорить, к парадоксу: длина цеnочки движущихся зарядов l оказыва­ ется меньше длины nровода /0, и в линии nередачи тока носители заряда должны переходить из nровода в провод не через замыка«>щу«> их пере­ мычку, а по воздуху или изоляции (см. 6.2). Ясно, что зто невозможно. Как мы видели выше, провода с током создаК>т вокруг себя nерnен­ дикулярное электрическое поле. Вот этим-то полем и объясняется открi.I­ тие Амnера. Для расчета взаимодействия двух проводов с током нужно алгебраи­ чески сложить четыре силы: 1 )электрическое притяжение цепочек непод­ вижных отрицательных зарядов первого nровода и движущихся положи­ тельных второго F.t +z. 2) притяжение неnодвижных зарядов второго nро­ вода и движущихся первого F.2+1 , 3) отталкивание одноименных непод­ вижных зарядов nроводов F_1_2, 4) отталкивание движущихся зарядов nер­ вого и второго проводов F+t+2 (рис. 4.7): F = Fн+2 - У1+2 - F +l-2 + F -l-2 · ( 1 6) Рис. 4.7. Составляющие силы взаимодействия двух параллельных проводов с токами l1, l2 Силы отталкивания здесь взяты со знаком +, а притяжения -. Расчет входящих сил следует вести в соответствие с ( 1 2), подставляя относительные скорости движения цепочек зарядов. Сила взаимодейст­ вия F_1_2 неподвижных цепочек определяется известной формулой элек­ тростатики:

4.5. Маrnитные МОНОПО11И 91 ( 1 7) где t1, t2 - линейные плотности зарядов, d - расстояние между це­ почками, / - их длина. Для вычисления силы F.1+2 нужно взять скорость v2 , а для F.2+ 1 - v 1 • Сила F+ 1 +2 определяется относительной скоростью заря­ дов в первом и втором проводе. Эта скорость равна v1 - v2 • Подставляя относительные скорости в ( 1 2), а полученные силы в ( 1 6), после сокраще­ ния статических составляющих получим: ( 1 8) Если сюда подставить статическую силу по ( 1 7) и учесть, что t1v1 = 11 , 12 , а с2 t2v2 = =l i(EJ.l), то из ( 1 8) последует закон «магнитного» взаи­ модействия Ампера ( 1 5). Разный знак силы притяжения и отталкивания получается с учетом знаков скоростей для случаев встречных токов и направленных в одну сторону. При одинаковых направлениях токов от­ носительная скорость движущихся зарядов в первом и втором проводах равна нулю, динамическая добавка к силе отталкивания F+ I +2 равна ну­ лю, а в сумме четырех сил превалирует притяжение. При встречных то­ ках относительная скорость движущихся зарядов равна 2v, а динамиче­ ская добавка в четыре раза больше, чем в случае притяжения неподвиж­ ных и движущихся зарядов. В результате суммарная сила оказывается силой отталкивания. Таким образом, экспериментально открытый Ампером закон взаи­ модействия токов верен, но данная им физическая трактовка с привле­ чением магнитного поля ошибочна. Возможно, поэтому сообразитель­ ный Лаплас и не был удовлетворен объяснением, данным Ампером, имея все основания сомневаться в истинности его открытия. Только ис­ ключив магнитное поле, можно дать строгое и логически непротиворе­ чивое объяснение закона Ампера. Притяжение или отталкивание прово­ дав с током является результатом взаимодействия их электрических по­ лей, которые различны у цепочек движущихся и неподвижных зарядов, чего не учитывал Ампер. 4.5. Маrнитные моноподи По нынешним представлениям постоянный магнит - это кусок ферромагнитного материала (например, железа), имеющий северный (N) и южный (S) полюса (рис. 4.8, а). Он создает вокруг себя магнитное поле Н, силовые линии которого, как принято, выходят из северного полюса и

92 Глава 4. Маrнитное поле входят в южный. Разноименные полюса двух магнитов притягиваются, а одноименные отталкиваются, как в электричестве. Поэтому вначале ду­ мали, что магнит, как и поляризованный диэлектрик, представляет собой положительный (северный) и отрицательный (южный) магнитные заря­ ды, раздвинутые на расстояние 1 друг от друга, т. е. обычный диполь (рис. 4.8, б). Однако в этом случае, распилив магнит пополам, можно по­ лучить магнитные заряды + и - по отдельности. К удивлению, специ­ ально поставленные эксперименты не подтвердили этого: все кусочки магнита оказались не отдельными зарядами, т. е. монополями, а диполя­ ми, как и исходный магнит. Следовательно, магнитные заряды разделить нельзя и по отдельности они не существует. В природе есть только маг­ нитные диnоли. а) б) в) Рис. 4.8. Магнитное поле магнита (а), диnоля (б) и кругового тока (в) Ампер показал, что магнитный диnоль представляет собой не два разделенных монополя, а круговой ток или вращающийся электрический заряд (рис. 4.8, в). Эта точка зрения стала общеnризнанной в :классиче­ ской электродинамике Ампера-Фарадея-Максвелла. Электричество и магнетизм no уравнениям Максвелла (см. гл. 5) не вnолне симметричны: если div D = р, то div В = О, т. е. электрическое nоле D может создавать­ ся электрическими зарядами nлотностью р, а МП В магнитными заряда­ ми создаваться не может. МП генерируется только изменяющимся элек­ трическим полем и движущимися электрическими зарядами. Следова­ тельно, источником наблюдаемого магнетизма является электричество, а магнитных зарядов - монополей в классической электродинамике не существует. С появлением квантовой физики ситуация изменилась - здесь ука­ занного различия электричества и магнетизма нет, они симметричны. Исходя из квантовой теории Поль Дирак в 193 1 году «открыл» новый, неклассический магнитный монополь, который был назван его именем. Монополь Дирака может иметь разные значения, отличающиеся в целое

4.5. Магнитные моноnоли 93 число раз. Если бы его удалось обнаружить, то квантовая механика была бы надежно подтверждена! Ещё один вид монополя предсказали в 1 974 году А. М. Поляков и Г. 'т Хоофт исходя из теории Великого объединения. По их расчетам в эпоху горячей Вселенной вскоре после Большого взрыва должны были родиться «реликтовые» магнитные заряды, которые должны дожить в большом количестве до наших дней. Эти монополи отличаются огромной массой в 1 0 16 масс протона (как масса амёбы) и имеют сложную «луко­ вичную» форму. Поэтому обнаружить их ничего не стоит. А если бы это удалось, то теории Великого объединения и Большого взрыва были бы подтверждены экспериментально! Многие физики верят в реальность существования классических, квантовых или реликтовых магнитных монополей и ищут их в земных горных породах, в глубоких шахтах, на дне океанов, в метеоритах, в космических лучах, в лунном грунте. Следов частиц ожидают в огром­ ных подземных детекторах типа нейтринных, где они должны созда­ вать ионизацию и свечение вещества. Монополи пытаются искусст­ венно создавать на самых мощных ускорителях, разбивая частицы на части. Но всё безуспешно ! Ни одного монополя обнаружить так и не удалось (обзор попыток см. в [ 1 8-20]). Однако желание найти так ве­ лико, что наиболее увлеченные экспериментаторы иногда и находят, выдавая желаемое за действительное. Ведь находка монополя - это слава, почет, звания и Нобелевская премия, а для журналистов боль­ шая сенсация. В 1 975 году монополи вдруг «обнаружилИ>> в космиче­ ских лучах. Более убедительной сочли «находку» Б. Кабреры из Стэн­ форда, который 1 4 февраля 1 9 8 1 г. зарегистрировал скачок магнитного потока в проволочной рамке, вызванный якобы пролетом монополя, а не включением лампы в соседней комнате. Другие специалисты не подтвердили этих сообщений. Очередное «открытие» монополей было сделано в 2009 г. Оно отне­ сено журналом «Science» к числу выдающихся научных достижений года. Две исследовательские группы, одна во главе с Т. Феннелом из Института Лауз-Ланжевена в Гренобле, другая, возглавляемая Д. Моррисом из Гельмгольцевекого центра материалов и энергии в Берлине, сообщили об экспериментальном обнаружении монополей в так называемых спиновых льдах - кристаллах титавата гольмия во Франции и титавата диспрозия Dy2Ti207 в Германии. Магнитные моменты ионов Но и Dy ориентированы встречно и при охлаждении до 1 К во внешнем магнитном поле образуют замкнутые цепочки или «струны». При разрыве этих цепочек резким на­ гревом на их концах якобы и появляются пары монополей одного знака, которые регистрируются рассеянием нейтронов. Однако, и это открытие весьма сомнительно, ведь монополи не получены в виде отдельных частиц,

94 Г11ава 4. Маrnитное no11e а входили в некие цепочки. Желание прославиться, открыв что-то не­ обычное и даже несуществующее, столь велико, что подобные сообщения будут появляться и дальше. Многими возлагаются надежды на запуск Большого адронного кол­ лайдера, где магнитные монополи надеются создать искусственно. Одна­ ко, как говорят китайцы, нельзя найти черную кошку в тёмной комнате, если её там нет. Ведь специальными эксперимецтами показано, что маг­ нитные моменты даже элементарных частиц обусловлены не магнитными зарядами, а круговыми токами [2 1 ]. Монополи не существуют хотя бы потому, что, как показано нами, никакого МП и магнетизма нет. Некоторые ученые не только продолжают надеяться на открытие за­ лежей монополей или их искусственное получение, но и последующее практическое применение. Реликтовые монополи предполагается исполь­ зовать для получения экологически чистой энергии при аннигиляции. Ус­ корители высоких энергий, применяющие магнитные заряды и магнитное поле вместо электрических, были бы в тысячи раз дешевле. А крупные ювелирные алмазы с помощью монополей, если верить лжеизобретателям [5], получаются из кучки графита прямо на воздухе уже сейчас ! 4. 6 . Намагничивание веществ а Наряду с описанными силовыми эффектами стационарное МП про­ являет себя в намагничивании вещества. Считается, что при намагничива­ нии тело приобретает магнитный дипольвый момент Рм = qмl, где qм - магнитный заряд тела, а l - расстояние между положительным (север­ ным) и отрицательным (южным) зарядами (рис. 4.9, а). Магнитный мо­ мент единицы объема вещества М = PмiV ( V - объем тела) называют на­ магниченностью. Как правило, намагниченность прямо пропорциональна напряженности вызвавшего её магнитного поля Н: М = кН. ( 1 9) Коэффициент пропорциональности к называют магнитной воспри­ имчивостью вещества. Чем больше к, тем лучше намагничивается данный материал. В технике способность вещества намагничиваться чаще харак­ теризуют магнитной проницаемостью f..L· Исходя из того, что магнитная индукция В = llo(H + М) = f..LН, абсолютная магнитная проницаемость ве­ щества f..L = f..Lo( 1 + к). Величину f..Lr = 1 + к называют относительной маг­ нитной проницаемостью. По значению к и f.L все вещества делят на диа­ магнетики, парамаrнетики и ферромагнетики.

4.6. Намаrничивание вещества 95 а) Р,. = q,.l Рис. 4.9. Магнитная индукция В и структура магнитного дипольнога момента Рт с магнитными зарядами qм (а) и круговыми токами Ампера IA (б) Исходя из того, что никаких магнитных заря:дов (монополей) у на­ магниченных тел не существует, их представление, данное на рис. 4.9, а, не верно. В намагниченном теле реальны лишь круговые токи, которые соз­ дают МП подобное полю диполя (рис. 4.9, б). Эrо показал ещё Ампер, поэто­ му токи и получили название токов Ампера. Токи Ампера !А представляют собой векторную сумму молекулярных токов, обусловленных вращением электронов вокруг своей оси и вокруг ядра атома, а также вращением ядер­ ной материи. Если площадь основания тела равна S, а высота 1 (рис. 4.9, а), то его магнитный момент по определению Рм MV = MSl. Исходя же из круго­ = вых токов (рис. 4.9, б), Рм = SIA. Приравнивая эти два значения, получим, что !А М/. Если теперь от тока !А перейти к его плотности на единицу = длины тела JA = !А//, то получим (20) Следовательно, намагниченность М есть не что иное, как линейная плотность кругового тока Ампера, а намагничивание вещества представ­ ляет собой возбуждение круговых токов. Известно, что ток не может создаваться стационарным магнитным полем. Он возбуждается только электрическим напряжением. Поэтому соотношение ( 1 9) классической электродинамики в принципе ошибочно. Для возбуждения кругового тока электрическое поле должно иметь кру­ говую ЭДС, т. е. быть вихревым. Только круговая ЭДС t при неравной нулю круговой проводимости G вызовет ток !А Gi. В дифференциаль­ = ной форме это соотношение запишется так: (21)

96 Г11.ава 4. Маrnитное no11.e где у = Gl/S - удельная круговая электрическая nроводимость вещества, выражаемая, как и обычная, линейная удельная nроводимость в См/м. Из nолученного уравнения (2 1 ) вытекает, что дЛЯ «намагничивания>> вещества (по существующей терминологии) нуЖно не МП, а неоднород­ ное, вихревое электрическое поле, ротор которого, т. е. dEJdx - dEjdy, не равен нулю. Такое электрическое поле и создают намагничивающие уст­ ройства - магниты и соленоиды. Круговая проводимость у характеризует способность вещества «намаг­ ничиваться», а точнее - nроводить круговой электрический ток. В ферро­ магнетиках, обладающих спонтанной намагниченностью, изначально имеются ориентированные круговые токи неспареиных электронов, и круговой ток возникает сам собой, без внешних воздействий. В них у ока­ зывается равной бесконечности. Это означает, что ферромагнетики явля­ ются сверхnроводниками, но не обычными, с бесконечной линейной про­ водимостью, а круговыми, со спонтанно текущим круговым током. Кри­ тическая температура ферромагнитных сверхпроводников равна их точке Кюри. Следовательно, ферромагнетики являются самыми высокотемпера­ турными сверхпроводниками. Классические, т. е. линейные сверхnроводники также «намагничива­ ются» вихревым электрическим полем, после чего остаются постоянными магнитами сколь угодно долго. Однако, в отличие от ферромагнетиков, протекающий в них круговой ток макроскопический и непрерывный, а не складывающийся из множества молекулярных токов. 4. 7. Выводы Утвердившалея концепция взаимодействия движущихся зарядов, магнитов и токов с помощью такого nосредника, как магнитное поле, является ошибочной. Она противоречит закону сохранения энергии (МП совершает работу, не затрачивая энергии), принципу относительности и третьему закону Ньютона (действия одного движущегося зарЯда на дру­ гой не равны и не противоположны). Передача «магнитных» взаимодей­ ствий на самом деле осуществляется не особым магнитным nолем, а обычным электрическим nолем, и зависит от относительной скорости зарядов. В веществах отсутствуют магнитные заряды и нет каких-либо других материальных носителей магнетизма. Намагничивание вещества - это возбуждение в нём круговых электрических токов - макро- или микро­ скопических. Намагниченность оnределяется не магнитной восприимчи­ востью или nроницаемостью, а круговой электрической nроводимостью. В ферромагнетиках ниже точки Кюри происходит спонтанное упорЯдочение

4.7. Выводы 97 ориентации орбит молекулярных круговых токов и самопроизвольно воз­ никает незатухающий круговой ток. Поэтому ферромагнеТJ!КИ являются сверхnроводниками по круговым токам. Проводившиеся ранее и намечаемые на будущее nоиски классиче­ ских монополей, квантовых моноnолей Дирака и реликтовых монополей бессмысленны и не могут увенчаться успехом, так как нет ни магнитного nоля, ни магнитной энергии, ни материи и им неоткуда взяться. Правы были древние ученые, считавшие янтарь с магнитом братьями, и ошибался «отец магнетизма» В. Гильберт, разделивший электричество и магнетизм. Все явления и эффекты, называемые магнитными, по сути своей электрические. Поэтому вводить в науку такое понятие как магнит­ ное nоле было не обязательно. Лишние понятия усложняют науку, за­ трудняя процесс познания и усвоения уже познанного. По принципу Ок­ кама такие лишние сущности должны быть отброшены.

Глава 5 Э11ЕКТРОМАГНИТНОЕ ПO.llE 5 .1. Эдектр омаrнитная индукция Магнетизм значительно старше электричества. С магнитными явле­ ниями человечество познакомилось ещё в древности, а термин «Электриче­ ство» был введен английским ученым Гильбертом только в 1 600 году. По предложению М. В. Ломоносова РАН выдвинула конкурсную тему на 1 755 год с целью «сыскать подлинную електрической силы приtJ:ину и со­ ставить точную её теорию». На связь электрических явлений с магнитными впервые указал наш академик Ф. Эпинус в 1 758 году в своем докладе «Речь о родстве електрической силы и магнетизма». Установил такую связь и ввёл термин электромагнитное поле (ЭМП) английский ученый-самоучка Майкл Фарадей, открывший в 1 83 1 году явление электромагнитной индукции. К открытию электромагнитной индукции Фарадей фанатично стремился всю свою жизнь. Узнав о работах Эрстеда и Ампера о том, что электричество создает магнетизм, он в 1 82 1 году делает в своем дневнике запись: «Превра­ тить магнетизм в электричество». Чтобы не забыть о цели своей жизни, Фа­ радей носил в кармане проволочную катушку и магнит. Несокрушимая вера, упорство и настойчивость дали свой результат. После многолетних неудач­ ных опытов цель была достигнута: Фарадей обнаружил, что при вталкивании в катушку и извлечении из неё магнита в обмотке появляется импульс элек­ трического тока. Аналогично при включении и выключении тока в первич­ ной обмотке трансформатора в его вторичной обмотке тоже появляется им­ пульс тока. По мнению ученого магнитное поле магнита или тока первичной обмотки и создают электрический ток в катушке. О другом объяснении своих результатов Фарадей даже подумать не мог, так как целью опытов изначаль­ но бьmо превращение магнетизма в электричество. Лондонское королевское общество единодушно признало открытие и его трактовку и приняло Фарадея в свои члены, хотя девизом общества и бьmо <<Nullius in Verba», т. е. не при­ нимай ничьи слова на веру или не преклоияйся перед авторитетами. Джемс Кларк Максвелл обобщил результаты экспериментов Фара­ дея, Кулона, Эрстеда, Био, Савара, Ампера, добавил понятие тока смеще­ ния и в 1 872 г. вывел свои знаменитые уравнения. По теории Максвелла,

5.1. ЭАектромаrnитная индукция 99 переменвое магнитное поле всегда сопровождается электрическим полем, а переменвое электрическое - магнитным, т. е. переменвые электрическое и магнитное поля существуют вместе в виде ЭМП и распространяются в про­ странстве как электромагнитные волны. В 90-х годах XIX века немецкий физик Генрих Герц блестяще подтвердил теорию Максвелла эксперимен­ том. Так завершилось создание классической электродинамики, ставшей теоретической основой современной электро- и радиотехники. Несмотря на отмеченные ниже противоречия, максвелловекая теория ЭМП считается непререкаемой и стала мифом современной физики. Следует заметить, что в работах Герца и несколько десятилетий спус­ тя нынешний термин «электромагнитная волна» не применялся, а говори­ ли просто «Электрическая волна». В данной главе будет показано, что ве­ рен как раз старый термин, так как магнитной составляющей в ЭМП не существует и ни в одном опыте она не проявляется. После экспериментов по излучению нагретых тел и фотоэффекту элек­ тромагнитному полю кроме волновых свойств приписали ещё и корпуску­ лярные (Планк, Эйнштейн). Появилась квантовая механика, согласно которой электромагнитные волны распространяются не непрерывно, а отдельными порциями - квантами, энергия которых равна h где h = 6,62· 1 0-34 Дж· с ­ f, nостоянная Планка, а f- частота изменения поля, Гц. «Частицу» ЭМП от слова свет назвали фотоном. Так в Представлениях ученых появился кор­ пускулярно-волновой «дуализм», т. е. двойственность ЭМП - оно, оказа­ лось, является одновременно волной и частицей. Однако, квантовая теория не может объяснить статического электрического поля и его воздействия на заряды, так как энергия и импульс квантов нулевой частоты равны ну­ лю. А между тем очевидно, что постоянное электрическое nоле имеет ту же природу, что и медленно меняющееся, а то в свою очередь - что и быстро меняющееся, как и свет, рентгеновское и гамма-излучение. К тому же, мо­ нохроматическое излучение электростанции, радиопередатчика или лазера неnрерывно и никаких квантов или фотонов не содержит, но по установив­ шимся Представлениям и ему приnисывают корпускулярные свойства. Если же говорить о квантах, то они на самом деле появляются при тепловом из­ лучении тела, когда каждый возбужденный атом хаотически излучает свою nорцию ЭМП. Кванты проявляют себя также nри фотоэффекте, когда каж­ дый атом преемника, переходя из одного состояния в другое, поглощает не всё nадающее на него ЭМП, а его отдельные порции. Таким образом, по установившимся представлениям nеременвое маг­ нитное поле - это иная субстанция по сравнению со стационарным МП, рассмотренным в предыдущей главе. Стационарное nоле проявляется в си­ ловых эффектах и сводится к электрическим взаимодействиям за счет nоче­ му-то не принимаемого ныне во внимание электрического nоля тока. Пере­ менвое же МП проявляется в генерации электрического поля и появлении

100 Г1.1ава 5. Э1.1ектромаmиnюе nоле ЭДС индукции. Стационарное МП неподвижно в пространстве или дви­ жется вместе со своим источником - магнитом или током. Переменное поле движется со скоростью света независимо от движения источника. Энергия и масса стационарного поля определяются его напряженностью и магнитной проницаемостью среды. Переменное же поле излучается вме­ сте с создаваемым им электрическим полем в виде электромагнитных волн маленькими порциями - квантами. Как будет показано в настоящей главе, переменвое МП, как и посто­ янное, является выдумкой человечества, не существует в природе и не проявляется ни в одном явлении и эксперименте [1]. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея в замкнутом контуре площадью S МП с индукцией В индуцирует ЭДС Е, равную ско­ рости изменения магнитного потока BS через этот контур: Е = -d(BS)Idt = -BdS/dt - SdВ/dt. {1) Знак минус означает, что возникающая ЭДС препятствует изменению потока (правило Ленца). ЭДС индукции содержит две составляющие, а закон Фарадея факти­ чески содержит два разных закона: 1) {., = -BdS!dt, когда магнитная индук­ ция стационарна, а меняется площадь контура, и 2) {., = -SdВ/dt, когда кон­ тур неподвижен, а переменным является МП. В первом случае ЭДС воз­ никает за счет силы Лорентца, действующей на носители заряда в движу­ щемся контуре. Она объясняется электрическим взаимодействием дви­ жущихся зарядов, рассмотренным в гл. 4. В данной главе речь пойдет лишь о переменнам МП и втором варианте закона Фарадея. По классической электродинамике единственным доказательством существования перемениого МП является появление ЭДС индукции при помещении замкнутого контура в зто поле. А нельзя ли наведение ЭДС объяснить и без МП? Рассмотрим это на ряде примеров. 5 .2. Поде провода с пер еменным током При протекании стационарного тока провод электрически нейтрален, так как входной ток на любом его отрезке равен выходному, и заряды по длине не накапливаются. Классическая электродинамика принимает провод нейтральным и при протекании по нему перемениого тока в условиях квази­ стационарности. Но тогда возникают проблемы с объяснением ЭДС, появ­ ляющейся в расположенном вблизи провода контуре (рис. 5. 1 ) Для выхода . из положения полагают, что вокруг провода существует МП с той самой индукцией, что и у постоянного тока (формула ( 1 5) гл. 4). Вот зто МП якобы и создает ЭДС в контуре по закону электромагнитной индукции Фарадея:

5.2. Поле провода с переменным током 101 Е.. = ab·dВ!dt = paЬ/(2nr)·dildt, (2) где а и Ь - размеры рамки контура. i(t) - S++ + + + + ± s Рис. 5. 1 . Поле провода с переменным током и его измерение На самом деле провод с переменным током всегда заряжен, так как в фиксированный момент времени t в его произвольвое сечение с координа­ той х втекает ток i(t), а из сечения х + tu вытекает i(t + Ы), не равный i(t). Здесь !:.t = tu/c - время распространения тока на участке дх. Поэтому на отрезке tu существует заряд дq = i(t)!u/c. Линейная плотность этого заряда 1: = дqltu = i(t - xlc)!c. (3 ) Заряженный провод создает в окружающем пространстве радиальное электрическое поле, напряженность которого согласно электростатике Е = 't/(2тcsr) = i/(2nscr). (4) Это поле наводит в контуре ЭДС [_, электрической природы, так как значения Е1, Е2 напряженностей на левой и правой боковых сторонах рам­ ки (см. рис. 5 . 1 ) не одинаковы: Е-, = Е1 Ь - Е2Ь = аЬдЕ!дх aЬI(2nsc)·dildx. = (5) Учитывая, что di/dx = ( 1/c)(di/dt), а с2 = 1/(sJ.t), это выражение полно­ стью совпадает с известным (2), полученным по МП. Эксперимент не дает удвоенного значения ЭДС [_, + Е.,, поэтому одной из ее составляющих реально не существует. В наличии электрической компоненты ЭДС легко убедиться с помощью электрического зонда - штыря, перпендикулярно­ го проводу. Значит, отсутствует магнитная ЭДС (2), а следовательно, и само МП провода. Заряды провода с переменным током действуют на носители заряда в контуре непосредственно своим электрическим полем, а не через посредство искусственно вводимого МП. Поэтому ЭДС в кон- туре нужно рассчитывать напрямую: Е = � Edl •

102 Глава 5. Электромагнитное поле 5.3. С амоиндукция. Катушки индуктивности Одним из ярких nроявлений МП считается явление самоиндукции, на котором основана работа катушек индуктивности - важнейших деталей электро- и радиоапnаратуры. Оnыт nоказывает, что на участке цеnи с нулевым активным сопро­ тивлением nри nротекании nеремениого тока i(t) nадает наnряжение и(t) = L di/dt. (6) Величина L называется индуктивностью участка цепи. i(t) --- 'P(t) 'P(t - t,) Рис. 5.2. Катушка индуктивности как линия задержки Откуда же взялась разность потенциалов u на участке цепи, если его сопротивление равно нулю? Чтобы ответить на этот вопрос, в клас­ сичесrюй электродинамике были вынуждены искусственно ввести ЭДС самоиндукции, nротиводействующую изменению тока и равную напря­ жению u (6) с обратным знаком. Такое ни на чем не основанное введе­ ние в цепь источника ЭДС, которого там нет, усложняет и запутывает nонимание вопроса. На самом деле через любую цеnь электрический ток проходит конечное время ввиду того, что скорость его распростра­ нения не бесконечна. Поэтому сигнал задерживается в цепи на некото­ рое время t,. Если nотенциал и ток на входе цепи равны <p(t) и i(t) , то на выходе - <p(t - t,) и i(t - t,) (рис. 5 .2). Отсюда разность nотенциалов на участке цепи (или nадение напряжения) и = <p(t - t,) - <p(t) = t,d<pldt. Здесь учтено условие квазистационарности для рассматриваемой цеnи, согласно которому время задержки t, много меньше времени изменения тока. Так как <р = Z0i, где Z0 - волновое или характеристическое соnро­ тивление цеnи, то и = Z0t,di/dt. (7) Полученное выражение (7) совnадает с эксnериментальным (6) при услОВИИ, ЧТО ИНДУКТИВНОСТЬ

5.3. Самоиндукция. Катушки индуктивности 103 L = Zotз. (8) Так как Z0 пропорционально (IJ)в) 1 12, а t3-/(щ.t) 1 12, то индуктивность по (8) прямо пропорциональна магнитной проницаемости среды f.l и длине цепи l. Этот вывод, а также результаты расчета индуктивностей различ­ ных линий совпадают с известными данными, полученными из магнит­ ных представлений. В многовитковых катушках индуктивности существует емкостная электрическая связь между тесно расположенными витками, увеличи­ вающая задержку тока. На каждом витке п-витковой катушки к собствен­ ному падению напряжения и 1 добавляется индуцированное остальными (n - 1 ) витками. В результате на одном витке падает напряжение пи1, а на всей катушке п2и 1 • Поэтому индуктивность катушки пропорциональна квадрату числа витков. Катушки индуктивности используют в качестве так называемых «магнитных» накопителей энергии. При этом считается, что после от­ ключения источника питания катушка отдает во внешние цепи энергию, накопленную ранее в ее МП. Реально же после отключения источника = происходит разряд накопленного в катушке электрического заряда и позтому продолжает течь ток запаздывания. В самом деле, пусть до мо­ мента времени t О через катушку протекал ток /, а затем источник от­ ключили. Тогда еще некоторое время t3 после отключения из катушки будет вытекать накопленный заряд, создавая на нагрузке спадающий до нуля ток i(t) и напряжение и(t). При этом выделится энергия тока запаз­ дывания J ' W = иidt = L f idi о = !' -L - . 2 (9) о 1 Здесь вместо и использовано его выражение (6). 1 ::::;;;;::::::: А Cu Рис. 5.3. Возможное выполнение катушки индуктивности в виде медного провода с ферромагнитным покрытием Из (9) видно, что никакого отношения к МП энергия катушки не име­ ет. Катушка индуктивности - зто просто линия задержки электрического тока, который продолжает течь некоторое время после выключения ЭДС.

104 Глава 5. Электромагнитное поде Учитывая то, что катушки индуктивности - это линии задержки электрического тока, их можно выполнять не традиционным способом намотки провода на магнитный сердечник, а например, в виде отрезка медного провода с железным или ферритовым покрытием (рис. 5.3). Дроссели и трансформаторы могут представпять собой обмотку медного провода, на которую для замедления тока намотан железный провод или лента (рис. 5 .4). Было бы целесообразно испытать подобные конструкции. 2 Рис. 5.4. Возможность выполнения дросселя и трансформатора в виде одной или нескольких обмоток медного провода 1 , на которые намотан железный провод или лента 2 5 . 4. Взаимная индукция. Трансф орматоры Закон электромагнитной индукции был открыт Фарадеем во время экспериментов с двумя расположенными рядом катушками, в одной из которых менялея электрический ток, а в другой регистрировалась ЭДС, то есть фактически с трансформатором. В современных трансформаторах кроме первичной и вторичной обмоток 1 , 2 обычно имеется еще железный сердечник 3, который их объединяет (рис. 5 .5). По мнению Фарадея и его последователей, явление возникновения ЭДС во вторичной обмотке при изменении тока в первичной (взаимная индукция) объясняется тем, что ток i1 (t) создает поток магнитной индукции B1 (t), который, пересекая вто­ ричную обмотку, индуцирует в ней ЭДС ( 1 0) где М- взаимная индуктивность обмоток.

5.4. Взаимная индукция. Трансформаторы 105 Уже в самом этом объяснении кроется противоречие, поскольку счи­ тается, что ток во вторичной обмотке создается МП первичной. Однако магнитный поток сосредоточен в железном сердечнике, а вне сердечника МП нет (поля рассеяния не в счет - они только ухудшают работу транс­ форматора). Поэтому на носители заряда 4 (см. рис. 5 .5) в проводах вто­ ричной обмотки никакое МП не действует и заставить их двигаться, то есть возбудить ток i2, не может. Поскольку телекинез мы отвергаем, то ЭДС индукции там, где нет МП, возникнуть не может. Значит, природа взаимной индукции в чем-то другом. 111�t ! J - --- BI � Рис. 5.5. Трансформатор с железным сердечником Аналогичные трудности в классической электродинамике возникли при объяснении эффекта Ааронова-Бома: заряженные частицы, проле­ тающие мимо МП и не перссекающие его, изменяют свою траекторию. Следовательно, прямое силовое воздействие МП на частицу отсутствует, а она тем не менее отклоняется. Для объяснения такого парадокса теоре­ тики привлекли квантовую механику, согласно которой поведение части­ цы описывается волновой функцией. Эта функция не локализована в пре­ делах частицы, а имеет длинный «хвост», который якобы и взаимодейст­ вует с МП, заставляя частицу поворачивать. Искусственность такой трак­ товки эффекта очевидна. На самом деле, работа трансформатора и объяснение эффекта Ааро­ нова-Бома основаны на электрическом поле тока или магнита, не учиты­ ваемом классической электродинамикой. Как показано выше, провод с переменным током заряжен и создает в окружающем пространстве элек­ трическое поле. Это поле и действует на заряженные частицы, заставляя их двигаться или изменять свою траекторию. На рис. 5.6 показава упрощенная схема трансформатора, где наруж­ ный виток изображает первичную, а внутренний - вторичную обмотки. При подаче тока Цt) в первичной обмотке создается некоторый распреде­ ленный заряд, меняющийся со временем. За счет электрической индукции (емкостной связи) такой же заряд обратного знака возникает на проводе вторичной обмотки. Этот заряд создает продольное электрическое поле,

106 Г11ава 5. Э11ектромаmиmое no11e Рис. 5.6. Упрощенная схема трансформатора суммирование которого no вторичной обмотке и даст ЭДС � или наnря­ жение u2 на ее выходе. Значение �' вычисленное no электрическому nолю, в точности совnа­ дает с найденным no магниmому nотоку ( 1 0). Выше это nоказано на nриме­ ре длинного nрямого nровода (nервичная обмотка) и nрямоугольной рамки вблизи него (вторичная обмотка). В этом можно легко убедиться также на nримере идеального трансформатора. Если на его nервичную обмотку nода­ но наnряжение u1(t), то в условиях квазистационарности оно расnределится вдоль nровода no линейному закону, и на каждый виток будет nриходиться наnряжение u/n1 (п1 - число витков). Ввиду nлоmого nрилегания вторич­ ной обмотки на каждом ее витке, как на второй обкладке конденсатора, ин­ дуцируется то же наnряжение u/n1• На всей же разомкнутой вторичной об­ мотке, содержащей n2 витков, будетнаnряжение (или ЭДС) (11) В случае короткозамкнутой вторичной обмотки (u2 = О) в ней инду­ цируется ток i2, который nолностью комnенсирует электрическое nоле тока i1• Это nроизойдет, если общий ток всех витков вторичной обмотки n2i2 будет равен общему току nервичной n1i1• Отсюда ( 1 2) Таким образом, мы nолучили основные соотношения ( 1 1 , 1 2) для иде­ ального трансформатора без nривлечения nонятий магнитного nотока и МП. В трансформаторе с железным сердечником тиnа изображенного на рис. 5.5 ток i1(t) создает аналогичный круговой ток Амnера в сердечнике (см. гл. 4), который своим электрическим nолем и воздействует на носители

5.5. Ток смещения 107 заряда 4 вторичной обмотки. Следовательно, роль сердечника сводится к сближению токов, усилению электрического взаимодействия обмоток и созданию условий идеального трансформатора. 5 .5 . Ток смещения При разработке своей теории электромагнитного поля МаксвеJШ дога­ дывался о единой природе электромагнетизма и света. Зная, что свет описы­ вается волновым уравнением, теорию электромагнетизма он подгонял под волновое уравнение. Чтобы его получить, МаксвеJШ кроме известного тока, обусловленного упорядоченным движением носителей заряда, ввел ещё ток смещения, связанный с изменением электрического поля. Введение понятия тока смещения считается гениальной догадкой и главнейшей заслугой вели­ кого ученого. Именно благодаря искусственно введенному току смещения из экспериментальных законов и удалось получить волновое уравнение электромагнитного поля. Конечно, в пустом пространстве, где нет носителей заряда, никакого электрического тока быть не может, а о каких-нибудь вир­ туальных частицах тогда не знали. Тем не менее, ученые единодушно при­ няли максвеJШовский ток, который стал мифом современной физики. Единственное проявление тока смещения заключается в создании им перемениого МП, а обнаруживается последнее только по ЭДС индукции. Рассмотрим подобный опыт на примере круглого плоского конденсатора (рис. 5.7). + в + 0 in p + iсм in p -- -- --- + + Е! -- + + ·[!) -- Е2 Рис. 5.7. Конденсатор с nодведенным током nроводимости iпр и измерение его тока смещения iсм no магнитному nолю В По МаксвеJШу, переменный электрический ток между обкладками конденсатора не прерывается, а из тока проводимости провода iпр переходит

108 Г.11ава 5. Э.11ектромаrнитное по.11е в зазоре в ток смещения ic.., плотность которого равна дD/дt (D элек­ - трическая индукция или смещение в зазоре). Этот. ток создает между об­ кладками круговое МП. Для регистрации МП мысленно поместим в зазор контур в виде рамки со сторонами а, Ь и измеритель ЭДС Е. Измеритель должен показать ЭДС Ем = ab·dВ/dt, что и послужит подтверждением на­ личия МП тока смещения. Однако классическая электродинамика не учи­ тывает неоднородности распределения электрического поля в конденса­ торе по его радиусу r, имеющее место даже в условиях квазистационарно­ сти (краевые эффекты здесь ни при чем). В круглом конденсаторе это рас­ пределение описывается функцией Бесселя [2). На проводе рамки, нахо­ дящемся дальше от оси конденсатора, напряженность поля Е2 меньше, чем на проводе вблизи оси - Е 1 • Поэтому в рамке должна появиться сум­ марная ЭДС электрической природы: ( 1 3) Так как из уравнений Максвелла дЕ!дr = dВ/dt, то ЭДС (13) в точно­ сти равна индуцированной магнитным потоком Е,.. Эксперимент не дает удвоенного значения ЭДС, nоэтому одна из ее составляющих лишняя. Наличие электрической составляющей может быть подтверждено измере­ ниями распределения Е по радиусу конденсатора, а само электрическое nоле заведомо существует ввиду наличия зарядов на обкладках. Следова­ тельно, магнитной составляющей ЭДС не существует, как нет создающего её МП и тока iсм· Значит, опыт не подтверждает наличия тока смещения, а других сnособов его обнаружения не известно. Ток смещения - это абстрактная математическая величина, он не имеет материального носителя и должен быть исключен из материали­ стической электродинамики. А волновое уравнение электромагнитного поля - это экспериментальный факт, не требующий теоретического вы­ вода и введения лишних понятий. 5 . 6. В олны в свободном простр анстве Из уравнений Максвелла вытекает, что в свободном пространстве могут распространяться электромагнитные волны. Считается, что такая волна имеет две составляющие - электрическую Е и магнитную В, при­ чем векторы Е и В перпендикулярны друг другу и направлению распро­ странения (рис. 5.8). Скорость распространения волны равна с = (EJ..L) -112, где Е и J.1 абсолютные диэлектрическая и магнитная проницаемости - 1 среды. Для свободного пространства (вакуума) Е = Ео = 8,85 · 10- 2 Ф/м

5.6. Волны в свободном пространстве 109 (электрическая постоянная), J.! = llo = 4n· 1 0-7 Гн/м (магнитная постоянная), поэтому с = 3 · 108 м/с, т. е. равна скорости света. Амплитуды электриче­ ского поля, направленного на рис. 5.8 по оси z, и магнитного - по оси у, связаны между собой соотношением дВJдt = дЕ)дх. Рис. 5.8. Электромагнитная волна в свободном nространстве и измерение её составляющих Описанная структура электромагнитной волны может быть проверена экспериментально. Для измерения электрической составляющей берут зонд в виде штыря длиной Ь, много меньшей длины волны, и направляют его вдоль оси z - параллельно вектору Е. На штыре появляется ЭДС Ез = ЕЬ. Для регистрации магнитной составляющей В берут контур, например, рамку размерами а х Ь, много меньшими длины волны, и устанавливают его nерnендикулярно вектору В (рис. 5 .8). По закону Фарадея в рамке ин­ дуцируется магнитная ЭДС Ем ""; -аЬдВJдt, или с учетом приведеиного выше соотношения между Е и В, Ем = -аЬдЕ)дх. Эксперимент подтверждает эти формулы, что считается подтвержде­ нием представлений классической электродинамики об электромагнитных волнах. Однако выше не было учтено наведение ЭДС в боковых стенках рам­ ки электрическим полем волны. «Электрическая» ЭДС равна (14) (Е1 и Е2 - напряженности поля у левой и правой сторон рамки). Она оказа­ лась в точности равной «магнитной». При наличии обеих составляющих эксперимент должен давать удвоенное значение ЭДС. Однако реально по­ лучается лишь одно. Следовательно, или электрической, или магнитной составляющей не существует. Так как электрическая волна есть заведомо

110 Г11ава 5. Э11ектромаmитное по11е (она регистрируется электрическим зондом), то волны магнитной не суще­ ствует. Следовательно, нет и перемениого МП в свободном пространстве, а максвелловекая волна - вымысел, миф современной физики. w w 2 \ r . 1 1 \ \, • f \ 1 х 1 �\ 1 ,. � 1 х 1 \ \ 1 \ 1 х Л/2 л о Л/2 а) б) Рис. 5.9. Распределение плотности энергии w плоской волны в свободном пространстве: а) волна по Максвеллу (1 - электрическая, 2 - магнитная, 3 - общая энергия); б) истинная волна (1 - потенциальная энергия, 2 - кинетическая, 3 - общая) Этот вывод вытекает также из энергетических соображений. В мак­ свелловекой электромагнитной волне электрическое и магнитное поле ме­ няются в фазе. Поэтому максимумы и минимумы электрической 1 (sE2/2) и магнитной 2 (f.J}i/2) энергии в определенный момент времени находятся в одной точке (рис. 5.9, а). В результате суммарная энергия волны 3 меняет­ ся во времени и пространстве от нуля до удвоенного значения каждой составляющей. Это противоречит здравому смыслу и закону сохранения энергии. В любой волне энергия переходит из одного вида в другой, так что её суммарное значение во времени и пространстве остается постоян­ ным (прямая 3 , рис. 5.9, б). Если принять волну чисто электрической, т. е. отбросить магнитную составляющую, то все противоречия устраняются. Только нужно учесть, что электрическое поле материально, обладает массой и упругостью, а следовательно как потенциальной, так и кинетической энергией. Одна из них в единице объема равна sE2/2, а другая пропорциональна скорости изменения напряженности Е, т. е. (дЕ/дх)2 или (дЕ/дt)2• Эти энергии сдви­ нуты по фазе на 1 80°, а в максимумах равны друг другу. В результате полная энергия плоской электрической волны постоянна в пространстве и во времени (3, рис. 5 .9, б). Упругая энергия электрического поля сейчас никем не учитывается и не обсуждается, хотя и требует этого - ведь именно упругой деформацией поля объясняется притяжение электриче­ ских зарядов (гл. 2).

5.7. Уравнения Максвелла 111 5 . 7. Ур авнения Максв ед11а Посмотрим, что же останется от уравнений Максвелла, если отка­ заться от магнитного поля, введенного в физику Эрстедом-Ампером­ Фарадеем, и тока смещения, придуманного Максвеллом. Первое уравнение получено на основе закона Ампера и гласит, что МП создается не только обычным током проводимости j, но и током смещения: rot Н = j + дD!дt. ( 1 5) Если взять дивергенцию левой и правой частей равенства и учесть, что div rot = О, а div D = р (по четвертому уравнению), то получим: div j = -др/дt - заряд р убывает на столько, сколько его вытекает. Следовательно, сложное на первый взгляд соотношение сводится к тривиальному закону сохранения заряда. Второе уравнение Максвелла - это дифференциальная форма закона электромагнитной индукции Фарадея: rot Е = -дВ!дt. ( 1 6) Оно получено в предположении, что вихревое электрическое поле создается изменением МП. Однако, как было показано выше, электриче­ ское поле существует само по себе и может быть рассчитано прямо, без привлечения МП. Поэтому надобности в этом уравнении нет. Третье уравнение div В = О ( 1 7) означает, что МП чисто вихревое, а магнитных зарядов не сушеству­ ет. А раз нет материальных носителей магнетизма, то нет и самого МП. Наконец, четвертое уравнение Максвелла представляет собой диффес ренциальную форму закона Кулона: div D = р. ( 1 8) Оно справедливо только в статическом случае, когда ни плотность заряда р, ни индукция D не меняются во времени. В противном случае нужно учитывать запаздывание на время t" необходимое для распростра­ нение поля от заряда до точки наблюдения. Поэтому, строго говоря, урав­ нение ( 1 8) нужно записывать в виде: div D(t) = p(t-t,). ( 1 9)

112 Г11ава 5. Э11ектромаrнитное по11е В ныне припятой электродинамике этого не делается, и даже для рас­ чета волноводов и резонаторов СВЧ используется ( 1 8). Э. Парселл, обосно­ вывая необходимость в токе смещения, пишет, что уравнение ( 1 8) «спра­ ведливо как для движущихся, так и для неподвижных зарядов» [3]. Неиз­ бежные ошибки замены ( 1 9) на ( 1 8) компенсируются введением магнит­ ного поля и тока смещения. В свободном пространстве, где нет тока про­ водимости G = 0), магнитное поле согласно ( 1 5) всё равно существует, так как создается током смещения: rot Н = дD/дt. Очевидно, что если бы Мак­ свелл не ввёл этого тока, то и не было бы магнитной составляющей в электромагнитных волнах - они были бы чисто электрическими. Ток смещения был необходим Максвеллу для получения из своих уравнений волнового уравнения, так как было известно, что свет имеет волновую природу. Если взять ротор от обеих частей второго уравнения ( 1 6) и учесть, что rot rot Е = -АЕ + Vdiv Е, а div Е = О по ( 1 8), то слева получим - АЕ, а справа - д(rot B)lдt = -J..L д(rot H)lдt. Только если вместо rot Н подставить максвеллавекий ток смещения дD/дt = вдЕ/дt, из ( 1 6) получится волновое уравнение: АЕ - в�Е/дr = О. (20) Оно означает, что электрическое поле распространяется в виде волн со скоростью с = (EJ..L)- 1/2• Без тока смещения и магнитного поля уравнения (20) получить бы не удалось. Между тем, волновое уравнение вытекает из эксперимента и именно оно, а не экспериментальные законы Био--Савара и Фарадея, могло быть взято за основу электродинамики. Тогда не потре­ бовалось бы вводить лишних понятий магнитного поля и тока смещения. 5 .8 . Выводы Таким образом, все эффекты перемениого магнитного поля, как и ра­ бота таких «магнитных» устройств, как катушка индуктивности и транс­ форматор, объяснимы без привлечения понятий магнетизма. Вместо МП нужно только всегда учитывать конечность скорости распространения электрического поля и неоднородность его распределения вдоль линии передачи даже в условиях квазистационарности. Конечность же скорости распространения электрического поля, как и любого другого материаль­ ного объекта, является общим законом природы, не требующим доказа­ тельства. Так как магнитного поля, магнитных монополей, магнитной энергии и массы не существует, то никакой магнитной материи также нет. Поэтому ошибался М. В. Ломоносов, когда писал: <<Магнитная материя движется

5.8. Выводы 113 около магнита» [4]. Заблуждался и другой великий ученый - М. Фарадей: «Мне кажется. . . , что магнитное действие передается при посредничестве промежуточных частиц» [5]. Проявления «магнитной материи» не исчез­ ли, а стали эффектами материи электрической. Как писал В. И. Ленин в «Материализме и эмпириокритицизме», «не материя исчезла, а измени­ лись наши представления о ней». В виду отсутствия магнитной составляющей в электромагнитной вол­ не, следует вернуться к старому её названию электрическая волна . То же касается и термина ЭМП - это просто электрическое поле. Хотя электродинамика Максвелла строго подтверждается опытом и практикой, позволяет решать все встающие задачи, её нельзя признать истинной, так как она содержит множество противоречий с логикой, здра­ вым смыслом и общими законами природы. Не в ошибочности ли класси­ ческой электродинамики причина кризиса физики в начале ХХ века, кото­ рый не удалось преодолеть до сих пор? Принцип У. Оккама гласит: «Сущности не следует умножать без не­ обходимостю>. Как пятое колесо в телеге, как флогистон в термодинами­ ке, так и МП в электродинамике относятся как раз к лишним сущностям, введенным без необходимости. Новая электродинамика без МП станет проще, яснее, строже и будет точнее отражать реальную действитель­ ность. Кроме того, её изучение и понимание существенно упростятся. Поэтому необходимо её скорейшее развитие и пропаганда. После доклада об отсутствии МП на семинаре в МГУ председатель­ ствующий академик В. В. Мигулин подвел итог: «Виктор нам убедитель­ но доказал, что никакого магнитного поля не существует. Но мы-то знаем, что оно есть и отказываться от своих взглядов не будем». К сожалению, так считают и другие. Поэтому исключение из физики понятия МП будет трудным и длительным.

Глава 6 АТОМНАЯ ФИЗИКА 6. 1. Э.лектр он-шарик В атомной и ядерной физике объект исследования нельзя увидеть или потрогать. Это открывает широкие возможности для мифотворчества. По­ этому, несмотря на малый возраст этих разделов физики ( 1 00 лет), в них накопилось множество заблуждений, примимаемых за истину. Начнем с электрона. Почти две тысячи лет назад Фалес из греческого города Милета заме­ тил, что янтарь после натирания шерстяной тканью начинает притягивать к себе пылинки и мелкие предметы. По-гречески янтарь называется элек­ троном. Поэтому необычные явления типа открытых Фалесом стали на­ зывать электронными или электрическими (т. е. «янтарнымИ>>), а первая заряженная элементарная частица, с которой и связаны эти явления, в дальнейшем получила название электрона. Второе важное событие в истории электрона также связано с Древней Грецией, когда философ Демокрит высказал мнение, что все вещества состоят из частиц - атомов, мельчайших кирпичиков материи. Он писал: «Начала Вселенной - атомы и пустота, всё же остальное существует лишь в мнении». По-гречески слово атом означает неделимый. Следова­ тельно, назвав мельчайшую частицу атомом, Демокрит считал её моно­ литной и неделимой. В XVIII веке Дальтон доказал, что атомы разных элементов различны. Затем были открыты изотопы, и к 92 атомам элемен­ тов добавились атомы их изотопов. К концу XIX века идея об атомном строении вещества прочно вошла в физику и химию. К концу XIX века после работ Фарадея по электролизу и Дж. Дж. Том­ сона по катодным лучам стало ясно, что существует минимальная порция электрического тока и заряда. Этот «квант» заряда и тока назвали по­ гречески электроном. Существование электрона подтвердилось в опы­ тах Беккереля по радиоактивности, в экспериментах по фотоэффекту и др. В 1 909 году Роберт Милликен по траекториям движения заряженных капелек масла в электрическом поле измерил заряд электрона, оказав­ шийся равным 1 ,6· 1 0" 19 Кулона. Наличие у электрона массы было наглядно

6.1. ЭАектрон-шарик 115 показано в опытах американцев Стюарта и Толмена 1916 года. Они рас­ кручивали катушку провода, а затем её резко тормозили. В момент тор­ можения в катушке появлялся ток. Значит, свободные носители заряда металла продолжали двигаться по инерции. Оцененная масса электрона составила 9, 1 · 1 0"31 кr. После открытия электрона Дж. Дж. Томсон предложил первую мо­ дель атома, называемую «кексовой». Согласно модели Томсона атом представляет собой шарик диаметром порядка О, 1 нм из положительно заряженной материи, в которую подобно изюминкам в кексе вкраплены отрицательные заряды электронов. В 1 909 году англичанин Эрнест Резерфорд проводил опыты по облу­ чению металлической фольги альфа-частицами. К удивлению он обнару­ жил, что большинство частиц проходит сквозь металл напрямую, не встречая сопротивления, и лишь малая часть отскакивает назад или рас­ сеивается в стороны. Значит, металл-то фактически прозрачен! Большая часть его объема - это пустота, и лишь ничтожную долю занимает мас­ сивная материя. Следовательно, модель Томсона монолитного атома не­ верна. Резерфорд предложил свою, планетарную модель: атом содержит маленькое ядро, в котором сосредоточена почти вся его масса, а вокруг ядра, как планеты вокруг Солнца, вращаются электроны. Оцененный диа­ 1 метр ядра оказался всего около 1 0" 5 м, что на пять порядков меньше раз­ меров атома. Поскольку атом электрически нейтрален, его ядро должно иметь положительный заряд, равный отрицательному заряду электронной оболочки. Однако в этом случае под действием сил кулонавекого при­ тяжения электроны должны упасть на ядро. Чтобы этого не произошло, предположили, что они вращаются вокруг ядра как Луна вокруг Земли. А вращение - это движение с центростремительным ускорением. За­ ряды же, движущиеся с ускорением, считали тогда, по законам элек­ тродинамики должны излучать электрические волны и терять свою энергию, замедляя вращение (по нашим выводам, при движении тела по круговой орбите в центральном потенциальном поле никакого излуче­ ния нет - см. гл. 9). Отсюда сочли, что атом Резерфорда нестабилен и долго существовать не может. Выкрутился из создавшегося критиче­ ского положения в атомной физике датчанин Нильс Бор, который в 1 9 1 3 году предложил постулировать наличие в атоме стационарных орбит, на которых электрон не излучает, не задумываясь о причине это­ го. Излучение по Бору происходит лишь при переходе электрона с од­ ной орбиты на другую. Хотя предложенное квантование орбит и про­ тиворечит электродинамике, не вытекает из теории, оно было едино­ душно принято научной общественностью. Модель атома Бора в виде ядра, вокруг которого на почему-то стационарных орбитах вращаются

116 Глава 6. Атомная физика электроны-шарики (рис. 6. 1 ), сохранилась в умах большинства ученых до нашего времени. Модель стала эмблемой Наукограда Дубна и пред­ приятий атомной промышленности. В дальнейшем измерения орбитального магнитного момента атома показали, что на основной s-орбите этот момент равен нулю. Такой ре­ зультат не вяжется с Представлениями о заряженной частице, вращаю­ щейся вокруг ядра. Кроме того, были экспериментально обнаружены ди­ фракция и интерференция электронов, как у света. На основе этих фактов Луи де Бройль сделал вывод о волновой природе электрона. При этом длина его волны равна h!p, где h=6,63 · 1 0"34 Дж· с - постоянная Планка, а р=тv - импульс движущегося электрона (т его масса, а v - ско­ - рость). Ныне на волнах электронов работают электронные микроскопы, которые, ввиду меньшей длине волны, позволяют разглядеть куда более мелкие детали, чем оптические микроскопы. Дифракция электронов-волн используется для Исследования структуры кристаллов. В 1 926 году австрийский теоретик Эрвин Шрёдингер получил своё знаменитое уравнение, описывающее поведение электрона-волны, зало­ жив тем самым основы квантовой механики. Все выводы из уравнения Шрёдингера хорошо подтверждаются экспериментами по спектрам ато­ мов, магнитньiм моментам и другим свойствам. Для частицы массой т, движущейся в потенциальном поле U(x, у, z, t), уравнение Шрёдингера имеет вид - д lj/ = - h ' l':!. lf/ + Ulf/ ' ih - -- (1) 2n дt 8п' т где h - постоянная Планка, !':!. - оператор Лапласа, i= Д . В результате решения уравнения ( 1 ) находится волновая функция \jf координат х, у, z и времени t. Физический смысл имеет квадрат модуля этой функции, т. е. 2 p(x,y,z,t)=i'Vп(x,y,z, t)i . Так что же он означает? Раз уравнение ( 1 ) описывает электрон, то квадрат пси-функции р, казалось бы, должен быть плотно­ стью электронной материи в момент времени t в заданной точке, как и считал Шрёдингер. Согласно его квантовой механике электрон представ­ ляет собой пульсирующее упругое облачко отрицательно заряженной ма­ терии, которое может принимать разные формы и разные размеры и пере­ ходить из одного состояния в другое. Однако описанная трактовка в корне противоречит наглядной и по­ нравившейся всем модели электрона-шарика и атома Резерфорда-Бора (рис. 6 . 1 ). Поэтому благодаря Максу Борну появилась статистическая трактовка пси-функции, согласно которой pп(x,y,z,t) есть вероятность нахождения электрона в состоянии n в данной точке в момент времени t.

6.1. Э11ектрон-шарик 117 Ученые сразу же приняли статистическую трактовку, вручив Борну Но­ белевскую премию по физике ( 1 954 год). Так как эта точка зрения раз­ вита Нильсом Бором и его коллегами по Копенгагену, она называется «копенгагенской» трактовкой. Её приняли и советские физики и фило­ софы, посчитав трактовку Шрёдингера идеалистической [ 1 ]. В настоя­ щее время вероятностная интерпретация пси-функции считается одним из основных постулатов квантовой механики. Она стала мифом совре­ менной физики. Рис. 6.1 . Типичное изображение атома Согласно новому мифу электрон имеет вид маленького шарика, хаотически мечущегося без каких-либо воздействий извне в отведен­ ных ему пределах. Радиус этого шарика якобы составляет порядка 3 · 1 0" 1 5 м. Электрон-шарик вращается вокруг своей оси и поэтому об­ ладает магнитным и механическим моментом (спином). Тут, верно, произошел конфуз: для согласия магнитного момента с его значением, измеренным экспериментально, скорость вращения экваториальных областей шарика оказалась больше скорости света. Такого в природе не бывает, но для мифа вполне допустимо. Остается непонятным так­ же куда направлена ось вращения шарика и где находятся его полюса. К тому же у электрона наблюдается интерференция и дифракция, а они возможны только в том случае, если он не шарик, а волна. Для объяс­ нения последнего противоречия придумали дополнительный миф о корпускулярио-волновом дуализме электрона, т. е. двойственности свойств. Частица якобы является одновременно и корпускулой и вол­ ной. И всем всё стало ясно. А между тем, если дуализм попытаться представить себе наглядно, то получится примерно то же, что и квад­ ратный трехчлен, который так и не понял в академии Василий Иванович.

· 118 ·: :: Глава 6. Атомная физика · Для объяснения дуализма Ю. И. Петров придумал модель «мерцающих : частиц», согласно которой характеристики частицы осциллируют с частотой де Бройля из одного состояния в другое [2] . Масса электрона при этом якобы периодически перетекает в заряд, кинетическая энер­ гия фотона - в потенциальную энергию, масса нейтрона - во что-то · неизвестное магнитное. Но почему частота осцилляций меняется со скоростью, автор не уточняет. Искусственность и ложность модели очевидна. С воображаемым дуализмом электрона-шарика связан также принцип неопределенности Гейзенберга, согласно которому поведение частицы · невозможно точно ни измерить, ни описать (см. раздел 6.2). ls m=O · 2s m=O 3s m = O . .. . . . . . . :�: . � /·Li�� .,;� : ·. . . . . .·.: �")i'.,!. ·�1-i,,s . ·�",=--...•. .. . . •: . .. . ·::· · }' .. .-. .. ·. . :-: . .. �. · . • ". • ... . -� . .:ii . . § � .. • • . . . ..�.. . �. . · · · · . ... � . : .. .� · .:r:.:.'r<o\.\o .(•J..:(. 'чl • ' � •: \ . :· . · .:�. . . . · ·· . . . + .'. ..' • . . � .· .. :!ft; ·. . �� '·. .. · . ·· . ::·; : . ·· · � .. .· ·· • · .. · : � ·.т ·:: ·. . • ,:• 1 • • : · ., ��... . . .· :.··1:.'$.::·'>� ' • .. . . • . . ,." ..: . . • •• , • . . ::. �.:: : . 'tf . . . :. ; '= • . .. . , .:.· . • • • , - 1i.,!·· , ' � � · �- • · =-·" t: ...: . • . ::::tt:':. · . .. . . '* :� :· . 2р m = O 3d m = O 3d т = 1 Рис. 6.2. Форма электрона атома водорода в различных состояниях. Масштабы не соблюдены � Решение уравнения Ulрёдингера для нескольких состояний атома · .. водорода дает пространствеиное распределение р, изображенное на рис. 6.2. Здесь области с максимальным значением р изображены более темным цветом. Согласно принятой статистической трактовке на рисун­ r. . : ff. . ке изображены «облака вероятности» нахождения электрона-шарика. i!., Однако облака могут быть из частичек воды, пыли, дыма или ещё чего­ . то материального. Говорить об «облаках вероятности» - значит заведомо � ..

6.1. Э11ектрон-шарик 119 впадать в идеализм, так как математическое понятие «вероятность» не­ материально и существует лишь в нашем сознании. На самом деле, на рисунке представлено реальное распределение плотности электронной материи в разных состояниях атома водорода, Только в s-состоянии электрон имеет сферическую форму. При этом его плотность р макси­ мальна на поверхности протона и убывает по экспоненциальному зако­ ну при удалении от него. В р-состояниях электрон похож на гантелю, а его размеры больше. В d- и более высоких состояниях он имеет ещё более сложную форму и большие размеры. При полете в свободном пространстве электрон может иметь размеры, достигающие нано- и микрометров. Доказательством тому служит дифракция на двух отвер­ стиях, находящихся на таком удалении друг от друга. При К-захвате электрон умудряется втиснуться в ядро с размерами 1 0" 1 5 м, а при бета­ распаде вылететь из него и снова занять свое место в оболочке атома с размером 1 0" 10 м (см. раздел 6.3). Следовательно, электрон многолик и вовсе не шарик, а упругое об­ лачко отрицательно заряженной материи, принимаюшее в зависимости от условий разную форму и размеры. Не это ли предвидел В. И. Ленин, гово­ ря, что электрон так же неисчерпаем, как и атом? Аналогично думал и поэт В. Брюсов, который в стихотворении «Мир электрона» в 1 922 году писал: Быть может, эти электроны - Миры, где пять материков, Искусство, зна нья, войны, троны И память сорока веков! Для того чтобы показать абсурдность статистической трактовки кван­ товой механики, рассмотрим опыт по дифракции электрона на двух Рис. 6.3. Дифракция электрона на двух отверстиях

120 Глава 6. Атомная физика отверстиях (рис. 6.3). Подобный опыт со светом провел Т. Юнг ещё в нача­ ле XIX века. Поток электронов из пушки 1 проходит через отверстия в эк­ ране 2 и фиксируется на плоскости 3, например, фотопластинкой. Если бы электроны были шариками, то их распределение на выходе из экрана имело бы два максимума 4, изображенные на рис. 6.3 пуюсrиром, и расположен­ ные по пути Из пушки через отверстия. На оси электронов быть не должно, так как их траектория в этом направлении перекрыта экраном. На самом же деле наблюдается картина 5 с максимумом на оси и серией меньших пиков по краям. Эта картина может быть получена только при сложении волн от двух отверстий. В случае статистической концепции её объясняют тем, что электроны в потоке взаимодействуют друг с другом и происходит дифрак­ ция вероятности их распределения. Однако картина 5 наблюдается и в том случае, если электроны посылаются поодиночке, когда их взаимодействие в потоке невозможно. Значит, электрон дифрагирует один, сам с собой. Сле­ довательно, он не шарик, а упругое пульсирующее желеобразное облако, распространяющееся как волна и проходящее через оба отверстия сразу. Если бы атомный электрон был шариком, вращающимся вокруг ядра, то он бы обладал орбитальным магнитным моментом. На самом деле в s­ состоянии этот момент равен нулю. К тому же разве вероятность нахож­ дения электрона-шарика с учетом его размеров может быть максимальной на поверхности значительно меньшего ядра (s-состояние на рис. 6.2)? Следовательно, по всем соображениям принятая статистическая трактовка квантовой механики ошибочна. 6. 2 . Соотношения неопр еделенно стей В 1 927 году немецкий теоретик Вернер Гейзенберг получил соотно­ шения между неопределенностями координаты L1x и импульса Ар, а также неопределенностями энергии А W и времени At частицы: &·Ар 2: h, (2) AW· At 2: h, (3) где h - постоянная Планка. Соотношение (2) означает, что невозможно абсолютно точно одновременно определить координату х и импульс р (или скорость v=plm) какого либо тела, а (3) - невозможность точного опреде­ ления его энергии W за ограниченный промежуток времени At. Соотношения неопределенностей Гейзенберга были сразу же приня­ ты физиками и стали считаться одним из самых глубоких законов микро­ мира. Его автор в 1 933 году был удостоен Нобелевской премии. Однако

6.2. Соотношения неопреде11енностей 121 многие российские физики высказывали сомнения. Так, профессор физи­ ческого факультета МГУ А. К. Тимирязев считал, что признание стати­ стического характера законов микромира и принципа неопределенности Гейзенберга является идеализмом, ибо « . . . раз электрон периодически ис­ чезает из нашего пространства и времени и раз в эти периоды пребывания электрона на "том свете", нельзя говорить о его движении, то, значит, электрон лишается всех атрибутов материи» [ 1 ] . Миф современной физики заключается не в том, что соотношения не верны, а в их ошибочной, сильно расширенной трактовке. Первоначально полагалось, что соотношения означаю-r ограниченность экспериментально достижимой точности измерений параметров частиц. В частности, из не­ возможности точного и одновременного определения координат и скоро­ сти (2) делают вывод о невозможности измерения траектории частицы. Однако на самом деле траектории частиц ясно видны, например, в камере Вильсона или пузырьковой камере. В последнее время склоняются к мыс­ ли, что это свойство самих частиц, связанное с их корпускулярио­ волновым дуализмом (Гейзенберг). По нынешней трактовке, как уже от­ мечалось в 6. 1 , частица (например, электрон) - это маленький твердый шарик, который «мечется» в векотором объеме, определяемом его скоро­ стью. Этот мечущийся свободный электрон, например, расталкивает ато­ мы жидкого гелия, создавая в нём пузырьки [3]. Из (2) находят давление в пузырьке, откуда для школьников делают вывод: «При внешних давлени­ ях больше 20 атм "пузырьки" обрастают ,,ледяной скорлупой" и превра­ щаются таким образом в некое подобие орехов. Однако ядрышко у этих "орехов" весьма своеобразное - это электрон, который "мечется" внутри скорлупы из твердого гелия�> ([3], с. 2 1 6). Подобным же образом из (2) выводят законы идеальных газов, утверждая: «Соотношение между объе­ мом идеального газа, его давлением и энергией представляет собой про­ сто иную форму записи соотношения неопределенностей Гейзенберга» ([4], с. 1 3). Соотношение якобы не позволяет гелию замерзнуть при нор­ мальном давлении даже при температуре, равной абсолютному нулю, и мешает электрону в атоме упасть на ядро. Соотношения применяют и к атомному ядру. «Почему нуклоны, притягиваясь столь сильно, не падают друг на друга?» - спрашивают авторы [4]. И отвечают: «Они не падают друг на друга по той простой причине, что не могут оказаться в одной и той же точке пространства» (с. 143). Короткодействующий характер ядер­ ных сил объясняют большой массой и энергией покоя мезонов, отвечаю­ щих за ядерные силы, которые не могут далеко отлететь от нуклона за малое время согласно (3). Из соотношений Гейзенберга делают выводы о существовании нулевых колебаний, многофотонных процессов, вирту­ альных (т. е. нереальных) частиц. В принятой трактовке соотношения приводят к парадоксам следующего типа. Неподвижный камень (или другое

122 Г11.ава б. Атомная физика тело), импульс которого точно равен нулю, а следовательно и Ар=О, по (2) должен быть размыт по всей Вселенной, так как Ах=оо. Энергия стоящего на улице дома точно равна нулю, поэтому A W=O и по (3) в нем должны быть неприятности с часами (At=oo). И т. д. Так что же на самом деле означают соотношения (2), (3) и каков их физический смысл? Для ответа на этот вопрос выведем их исходя из спек­ тральных функций импульсных сигналов. Рис. 6.4. Прямоугольный импульс и его спектральная функция Спектр Фурье прямоугольного импульса длительностью At имеет вид, представленный на рис. 6.4. Основная часть гармонических состав­ ляющих импульса лежит в диапазоне частоты f от О до 1/At и, следова­ тельно, их полоса A � 1/At. Несколько меньшую полосу частот занимает f спектр колоколообразного импульса. Если он имеет форму гауссовой кривой ошибок со стандартным отклонением cr, то его спектральная функция имеет ту же форму с параметром ширины (&aJ' на уровне е 112 (рис. 6.5). Значит и для такого импульса полоса частот A связана с его f длительностью At соотношением (4) Соотношение (4) хорошо известно в радиотехнике и используется при расчете передающей и приемной аппаратуры. Оно означает, что для передачи импульсного сигнала длительностью At необходимо обеспечить полосу частот аппаратуры A не менее 1 /At. Чем короче импульс, тем f большую полосу частот он занимает. Если прибор, регистрирующий им­ пульсный сигнал, имеет меньшую полосу, чем определено соотношением (4), то импульс искажается, уширяется, а его длительность на выходе ока­ зывается порядка 11A f Если левую и правую части (4) умножить на постоянную Планка h и учесть, что в квантовой механике энергия кванта W=hf, а h!if-=A W, то из (4) получится соотношение Гейзенберга (3). Если теперь первый сомножитель

6.3. Протонно-нейтронная модель ядра 123 левой части разделить на скорость света с, а второй умножить на с, то получим: !J. W/c.Mc � h. Учитывая, что Wlc представляет собой момент количества движения р кванта, а c!J.t - его длину Ах в пространстве, из (4) получится соотношение неопределенностей (2). t f Рис. 6.5. Колоколообразный импульс и его спектральная функция Ясно, что выведенные нами соотношения неопределенностей отно­ сятся только к импульсам электромагнитного излучения - фотонам, рентгеновским и гамма-лучам. Для корпускулярных частиц и макроско­ пических тел они непригодны, так как для них W � hf, р � Wlc и длина не равна сМ. Поэтому применение соотношений Гейзенберга к электронам, протонам, альфа-частицам, газам и жидкому гелию, по крайней мере, со­ мнительно. Не вытекает из них и рождение в вакууме материальных вир­ туальных частиц. А вот вывод о том, что ширина линии излучения атома /1 W равна 1 /М, где М - время излучения или перехода в низшее состоя­ ние, справедлив, так как ширина спектра радиоимпульса длительностью М равна 1/!J.t. Ввиду ограниченности времени излучения отдельных ато­ мов они не могут излучать монохроматические волны. Тот факт, что соотношения неопределенности (2), (3) вытекают из (4) означает, что движущаяся «частица» представляет собой волновой пакет длительностью Ах в пространстве, !J.t во времени и полосой частот !J.f. Со­ отношения применимы к регистрации частиц, в том числе и корпускуляр­ ных. Для правильного определения координаты и скорости тела необхо­ дима полоса частот не менее 1 /М, где !J.t - время взаимодействия тела с датчиком измерительного прибора. Чем больше скорость тела, тем короче время взаимодействия и тем больше необходимая полоса частот. 6.3. Пр отонно-нейтронная модель ядр а В начале ХХ века считали, что атом представляет собой шарик диамет­ ром порядка 0,1 нм (т. е. 1 0-10 м), состоящий из положительно заряженной материи, в которую вкраплены отрицательно заряженные электроны (так

124 Гllaвa 6. Атомная физика называемая <<Кексовая» модель Дж. Дж. Томсона). Однако опыты Резерфорда 1 906 года по рассеянию альфа-частиц веществом выявили ошибочность мо­ дели Томсона - атом оказался почти прозрачным для бомбардирующих частиц. Резерфорд предложил ядерную модель, согласно которой атом со­ стоит из очень маленького ядра размером 1-10 фм (1 фм = 1 0- 15 м), вокруг которого вращаются электроны (диаметр орбит порядка 0,1 нм). В ядре со­ средоточена почти вся масса атома и его положительный заряд, а в элек­ тронной оболочке - равный ему отрицательный заряд. Из чего же состоит атомное ядро? Было естественным предполо­ жить, что из тех частиц, которые из него вылетают при ядерных пре­ вращениях. А испускаются ядром альфа- (положительно заряженные), бета- (отрицательно заряженные) и гамма- (нейтральные) лучи. Послед­ ние оказались коротковолновым электромагнитным излучением, бета­ лучи - электронами (е), а альфа-частицы - ядрами атома гелия 4Не. Поскольку масса всех ядер оказалась близкой к целому числу масс ядра атома водорода, то предположили, что именно ядро водорода является «кирпичиком мироздания». Его назвали протоном (р ), т. е. простейшим. Масса протона близка к массе атома водорода, а его заряд положителен и равен одному заряду электрона (+ е). Ядро атома гелия (альфа-час­ тица) по своей массе близко к четырем массам ядра водорода и поэтому должно состоять, казалось, из четырех протонов. Однако его заряд nри этом оказался бы равным + 4е, что противоречит опытным данным: ге­ лий занимает второе место в таблице элементов Менделеева, в оболочке его атома содержатся только два электрона и ввиду электрической ней­ тральности атома в целом его ядро должно иметь положительный заряд равный двум зарядам электрона, а не четырем. Такая же неувязка полу­ чается и для всех остальных элементов. Для устранения этого противо­ речия было сделано предположение, что в атомных ядрах кроме прото­ нов содержатся еще и электроны. Наличие электронов, обладающих от­ рицательным зарядом, уменьшает положительный заряд ядра, и его nол­ ный заряд оказывается меньше суммарного заряда протонов. Если атом­ ный номер элемента в таблице Менделеева равен Z, а масса его ядра А масс водорода (или, как говорят, единиц атомной массы), то ядро со­ держит А протонов и А - Z электронов. Наличие электронов в составе ядра подтверждается бета-излучением при многих ядерных превращени­ ях (распад изотопа водорода трития, изотопов гелий-б, бериллий- 1 0, калий-40 и др.). Протонно-электронная модель ядра была единодушно встречена в 20-е годы ХХ века. Однако вскоре (в 30-е годы) была отвергнута из-за выявленных противоречий - выводы из неё, казалось, не соответствова­ ли оnытам по магнитным моментам ядер. Измерения nоказали, что маг­ нитный момент ядер по порядку величины в тысячу раз меньше момента

6.3. Протонно-нейтронная модеАь ядра 125 электрона. Так, магниrный момент ядра атома дейтерия - дейтрона, состоя­ щего из двух протонов и одного электрона, должен быть равен примерно моменту электрона, а он оказался в тысячи раз меньше. Аналогичная кар­ тина и с другими ядрами. Значит, решили, электрон не может входить в состав ядра. А как же тогда объяснить заряд ядра? Положение спасло открытие Чедвигом в 1 932 году новой частицы - нейтрона (n). Нейтрон электрически нейтрален, а его масса и магнитный момент примерно такие же, как у протона. Нейтрон излучается ядром при некоторых процессах (распад урана, превращение бора в азот или бериллия в углерод при альфа-облучении и др.) и поэтому, казалось, должен там содержаться. Российский физик Д. Д. Иваненко выдвинул гипотезу, по которой атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Число протонов равно порядковому номеру элемента в таблице Менде­ леева Z, т. е. заряду ядра, а число нейтронов А - Z, где А - масса атома, выраженная в атомных единицах массы. Ядро элемента М стали обозна­ чать символом \М, где А и Z - указанные числа. Например, ядро гелия обозначают как 42Не, углерода - 146С, урана - 23892U. Поскольку атом­ ный номер Z оЧевиден из названия элемента, то в обозначениях нижний индекс часто опускают, записывая 4Не, 14С, 238U и т. д. Из обозначения легко найти число протонов и нейтронов в ядре любого элемента или его изотопа. w \ \ \ \. " ' ' ....... ....... 0 ��+---�--��� 2,0 r, фм Рис. 6.6. Завиqимость энергии взаимодействия двух протонов в атомном ядре от расстояния между ними Вскоре после Д. Д. Иваненко протон-нейтронную модель ядра предло­ жил нобелевский лауреат В. Гейзенберг. После этого модель была едино­ душно принята научным миром. Однако при этом встал вопрос о силах, удерживающих вместе ядерные частицы - нуклоны. Ясно, что одноименно

126 Г11ава 6. Атомная физика заряженные протоны должны отrалкиваться друг от друга и разлетаться, а электрически нейтральные нейтроны ничем не удерживаются как друг с другом, так и с nротонами. Для объяснения устойчивости ядра ввели но­ вые, до тех пор неизвестные силы, названные сильными ядерными. Счи­ тается, что ядерные силы притяжения не зависят от заряда взаимодейст­ вующих частиц и одинаковы как между нейтральными, так и заряженны­ ми нуклонами. Радиус действия этих сил очень мал - nорядка одного фемтометра. На расстояниях свыше 2 фм они практически не действуют. Зависимость энергии ядерного взаимодействия нуклонов W от расстояния между ними показана на рис. 6.6, где положительные значения энергии соответствуют отrалкиванию, а отрицательные - притяжению. Пункти­ ром на рисунке изображена энергия кулонавекого отrалкивания протонов. Минимум энергии ядерного взаимодействия, т. е. максимум силы притя­ жения, находится при расстояниях 0,5-1 ,О фм. На высвобождении части энергии ядерных сил основана ядерная энергетика, атомное и водородное оружие. Материалистическое объяснение сильным ядерным взаимодейст­ виям впервые дал японский физик Х. Юкава в 1 93 5 году. Согласно его теории, nритяжение нуклонов (т. е. nротонов и нейтронов ядра) обу­ словлено обменом между ними особыми частицами - мезонами, имеющими промежуточную массу между протоном и электроном. Од­ нако мезонов нет в составе ни ядра, ни протона, ни нейтрона, а протон является самой стабильной частицей, никогда ни на что не распадаю­ щейся. Поэтому для обоснования обменного взаимодействия в ядре стали считать, что мезоны вылетают из нуклонов на малое время в со­ ответствии с соотношением неопределенности (3). Таким реально не существующим частицам придумали специальное название - «вирту­ альные». К удивлению, в 1 947 году мистические мезоны были открыты экспериментально в космическом излучении. Затем была открыта целая гамма мезонов - электрически нейтральных, заряженных положитель­ но и отрицательно, странных и нестранных, очарованных и даже преле­ стных. Это сочли подтверждением теории Юкавы, и он был удостоен Нобелевской премии. Протонно-нейтронная модель строения ядра имеет ряд противоречий. Во-первых, разве логично утверждать, что ядро состоит из протонов и нейтронов, если нейтрон сам является составной частицей, состоящей из протона и электрона, на которые он распадается в свободном состоянии? Получается, что ядро состоит из протонов и нейтронов, а сами нейтроны состоят из протонов и электронов. Не проще ли сказать, что составными кирпичиками ядра являются протоны и электроны? Конечно, нейтрон ис­ пускается ядром при некоторых превращениях, но испускаются также и альфа-частицы, стронций-90, цезий-1 37 (распад урана) и т. д., но мы при

6.3. Протонно-нейтронная модель ядра 127 этом не утверждаем, что ядро состоит и из них. Аналогично, когда взрывают кирпичный дом, то образуются осколки, содержащие два, три кирпича и целые глыбы, но мы, увидев это, говорим, что дом состоял из кирпичей, а не из этих осколков и глыб. Заключение о том, что ядро не содержит электронов, сделано в ос­ новном на основе того, что электрон со своим огромным магнитным моментом не может войти в ядро, момент которого в тысячи раз меньше. В то же время, авторов заключения не удивляет факт вхождения элек­ трона в состав нейтрона и при этом сохранение нейтроном маленького, ядерного магнитного момента. При распаде нейтрона на протон и элек­ трон магнитный момент не сохраняется, чего требуют авторы модели, а возрастает в тысячи раз. Получается двойной подход: в состав ядра электрон входить не может, а в состав нейтрона - может. Это второй алогизм модели. Третья проблема, с которой сталкивается протонно-нейтронная мо­ дель, заключается в объяснении притяжения в ядре электрически ней­ тральных частиц - нейтронов и отсутствия отталкивания одноименно заряженных - протонов. Для объяснения этого пришлось ввести принци­ пиально новые силы и взаимодействия - сильные ядерные. Вслед за си­ лами пришлось придумывать и новые поля и новые частицы - перенос­ чики этих полей. Носителями сильных ядерных взаимодействий вначале считали мезоны, а теперь несушествующие глюоны. Введение новых по­ нятий не упрощает, а усложняет раскрытие тайн природы, ставит новые проблемы и не приближает нас к познанию истины. Исходя из изложенного, протонно-нейтронная модель атомного ядра нелогична, противоречива и не может считаться истинной. На её смену, по нашему мнению, снова должна вернуться отвергнутая протонно­ электронная модель, куда более логичная. Нильс Бор на заседании АН СССР в 1 937 году говорил: «По своей конструкции ядро представляет со­ бой чрезвычайно плотную упаковку частиц, в которой нельзя рассматри­ вать отдельные частицы независимо друг от друга. Это значительно услож­ нит изучение ядра». Электроны и протоны в ядре слиты настолько плотно, что выделить среди них пару, называемую нейтроном, вряд ли возможно. Нейтрон сам является составной частицей (n р + е). Поэтому логично ут­ = верждать, что атомное ядро состоит не из протонов и нейтронов, а из неде­ лимых и устойчивых протонов и электронов. Так, ядро дейтерия 21D вклю­ чает в себя два протона и один электрон (2р + l e), гелия 42Не - (4р+2е), урана 2389 U - (238р + 146е). 2 А как же быть с магнитным моментом ядер, который в тысячу раз меньше момента электрона? Здесь придется признать, что электрон много­ лик: в свободном состоянии и в оболочке атома он один, а в ядре другой. Свободный и атомный электрон имеет размеры не менее 0, 1 нм, а ядер-

128 Глава 6. Атомная физика ный - в 1 0000 раз меньше, порядка 1 фм. Магнитный момент вращающихся частиц определяется их зарядом, частотой вращения и площадью орби­ ты. Так как площадь орбиты ядерного электрона много меньше, чем атомного, то и его магнитный момент должен быть маленьким. Напри­ мер, в нейтроне с магнитным моментом 1 ,91 ядерного магнетона с учетом момента протона в 2,79 магнетона при антипараллельной ориентации маг­ нитный момент электрона составит 0,88 ядерного магнетона, т. е. в 2000 раз меньше, чем у атомного или свободного электрона. Поэтому не нужно бояться того, что электрон не уместится в ядре со своим магнит­ ным моментом. Механический момент количества движения, т. е. спин, у атомного электрона такой же, как и у протона - У2. Нет оснований считать, что он сохранится при переходе электрона в сжатое, ядерное состояние - ведь радиус орбиты, по которой будет вращаться масса, станет много меньше. Так как масса электрона в 1 836 раз меньше массы протона, то при одинаковых радиусах вращения спин электрона в ядре должен быть во столько же раз меньше, чем протона. Поэтому при под­ счете спина ядер электронный вклад можно не учитывать. Так, спин дейтрона (2р + е) должен быть равным векторной сумме спинов двух протонов без учета электрона, т. е. 1 ; что и подтверждается опытом. Ядро азота 1 47N - это 1 4р + 7е. Его спин, складывающийся из четного числа У2, должен быть целочисленным, что согласуется с экспериментом. У других ядер с четным числом протонов, т. е. четным массовым числом А, спин также целочисленный, а у ядер с нечетным А - равен нечетно­ му числу половин. Возможность существования электрона в разных формах мы уже ил­ люстрировали строением электронной оболочки простейшего атома - водорода (рис. 6.2). Состояния с /=0 сферически симметричны и обозна­ чаются символом s. В основном 1 s-состоянии плотность электрона lo/12 максимальна у ядра и экспоненциально убывает при удалении от него. Основная часть электронной материи сосредоточена на расстоянии 0, 1 нм от ядра. В 2s- (n=2) и Зs-состояниях (п=З) электрон распределен по радиусу волнообразно с двумя или тремя полуволнами (один и два узла, соответственно). Размер электронного облака растет пропорционально n2 и в Зs-состоянии он уже равен 1 нм. Чем слабее электрон связан с ядром, тем большую область пространства он занимает. В свободном состоянии (без ядра) облако электрона занимает еще больший объем. При перехо­ дах из одного состояния в другое естественно меняется магнитный мо­ мент электрона. Наличие сжатого, ядерного состояния электрона с размером в 1 фм и ядерным магнитным моментом никем не предполагалось и тем более не исследовалось. Это необходимо сделать. Электрон может переходить из свободного состояния в ядерное и наоборот, подобно его переходам меж-

6.3. Протонно-нейтронная моде11ь ядра 129 ду различными состояниями в оболочке атома. Так, при бета-распаде ядра или нейтрона ядерный электрон превращается в свободный, а при К-захвате ядро поглощает атомный электрон из внутренней оболочки, делая его сжатым ядерным (превращение бериллия-7 в литий-7 или 48V в 48Ti). Под действием сверхвысоких давлений все электроны атомной обо­ лочки можно загнать в ядро, превратив их в ядерные. Эrот процесс идет при коллапсе звезд и их превращении в нейтронные звезды. Следовательно, «нейтронные» звезды состоят вовсе не из нейтронов, а из протон­ электронной Плазмы. При любом выбросе этой плазмы из зоны высокого давления она взрывается за счет расширения сжатых электронов. При этом образуются сгустки плазмы разных размеров, окруженные вылетев­ шими электронами. Из сгустков, случайно Оказавшихея стабильными, по­ видимому, и образуются атомы различных элементов. В протонно-нейтронной модели ядра нужно было придумывать но­ вые силы, притягивающие нуклоны друг к другу. В протонно-электрон­ ной модели эти силы очевидны - притяжение разноименно заряженных частиц имеет электромагнитную природу. Конечно, электронов в ядре меньше, чем протонов, но, располагаясь между протонами, они и будут тем самым «глюоном», «клеем», который цементирует ядро. Рассмотрим в качестве примера образование дейтерия из водорода внутри Солнца по двум моделям. По протон-нейтронной модели счи­ тается, что ядра водорода протоны ввиду огромной температуры дви­ жутся столь интенсивно, что, несмотря на сильное электростатическое отталкивание, они время от времени соударяются друг с другом. Если при каком-то соударении два протона сближаются до радиуса сильного взаимодействия (0,5-1 ,0 фм), то происходит их слияние. Однако пара из двух протонов неустойчива из-за электрического расталкивания. Для придания ей устойчивости решили, что один из протонов превра­ щается в нейтрон. Чтобы этот процесс объяснить, пришлось ввести слабое взаимодействие, а для удержания вместе заряженного протона с нейтральным нейтроном ввели сильное взаимодействие. А не проще ли полагать, что ядро дейтерия - дейтрон состоит из двух протонов и одного электрона (рис. 6.7)? Тогда, например, в ядре Солнца молекулы водорода Н 2 (2р + 2е) сжимаются колоссальным давлением, в результа­ те чего один из электронов оболочки уменьшается до ядерных разме­ ров и оказывается между двумя протонами, а второй остается на обо­ лочке. Половина силовых линий каждого протона отходит к внутрен­ нему, ядерному электрону, а вторая половина - к внешнему электрону оболочки. Силы электрического притяжения в обе стороны оказывают­ ся одинаковыми, поэтому протоны не разлетаются друг от друга из-за сил кулонавекого отталкивания. Если же учесть еще и вращение час­ тиц и наличие у них магнитных моментов, то появятся дополнитель-

130 Гдава 6. Атомная физика ные силы магнитного притяжения. Притяжение двух магнитов велико при их контакте и быстро уменьшается с удалением. Это очень похоже на короткодействующие ядерные силы (рис. 6.6). Магнитная природа ядерных сил подтверждается тем известным фактом, что в четно­ четных ядрах (четные числа протонов и электронов) энергия связи больше, чем в соседних четно-нечетных, а те, в свою очередь, более устойчивы, чем нечетно-нечетные, поскольку в ядрах с четным числом частиц возможна лучшая компенсация магнитных моментов и более прочная магнитная связь. Другой известный факт, заключающийся в примерном равенстве энергии связи ядра, приходящейся на одну час­ тицу (так называемое насыщение ядерных сил), также не противоречит магнитной природе - ведь притяжение осуществляется лишь между соседними магнитиками. Рис. 6.7. Строение ядра дейтерия Из примера видно преимущества протон-электронной модели. Здесь не нужно вводить двух новых сил слабого и сильного взаимодействия, не нужно придумывать виртуальные мезоны или глюоны. Они оказываются лишними и по принципу Оккама выброшены из физики. Природа любит простоту и если ей можно обойтись одним видом взаимодействия - элек­ трическим притяжением, то она так и делает. Таким образом, господствующее представление о составе атомного ядра ошибочно и является мифом современной физики. Ядро по наше­ му мнению состоит из двух устойчивых и неделимых элементарных частиц - протонов и электронов. Электрон не является твердым шари­ ком. Он многолик и может принимать разную форму и размеры, в том числе может быть сжатым до размеров ядра. Спин и магнитный момент электрона в ядерном состоянии ввиду малого радиуса вращения поряд­ ка их значений у протона. Ядерные силы, удерживающие в ядре прото­ ны и электроны, имеют электромагнитную природу.

6.4. Кварк-rлюонная модель 131 6 .4. Кв арк-гдю онная мод ель Протонно-нейтронная модель ядра просуществовала лишь до 1 964 года, после чего ей на смену пришла кварк-глюонная. А началось всё с того, что профессор Калифорнийского технологического института М. Гелл-Ман прочел роман Дж. Джойса «Поминки по Фаннегану». Герою романа во сне слышались таинственные слова «три кварка», «три кварка». Эти слова запали профессору в голову, как «три карты» Герману из «Пи­ ковой дамы». Гелл-Ман счел «три кварка» предзнаменованием сверху и, в отличие от Германа, не ошибся: он заявил, что неделимый протон состоит из трех кварков. Его поддержал молодой сотрудник того же КАЛТЕХа Дж. Цвейг. Идея оказалась настолько фантастичной, что по критерию бе­ зумности (см. 1 .3) её сочли истинной, а авторам присудили Нобелевскую премию по физике. Сон в руку оказался у героя романа Джойса, а слова «три кварка» - пророческими! После этого на кварки стали делить и ос­ тальные элементарные частицы. А почему частица из кварков не разваливается? Ясно, сказали теоре­ тики - существуют ещё клеевые частицы, скрепляющие кварки друг с другом. По-английски клей - glue, поэтому частицы назвали глюонами. Все частицы, да и мир в целом оказались состоящими из кварков (по­ немецки «чепуха») и глюонов (клея). Глюоны много мельче кварков, но ввиду значительно большего их числа массы-энергии обоих видов частиц примерно одинаковы. Для теоретического описания кварк-глюонной модели элементарных частиц с 1 970-х годов развивается новая область науки - квантовая хро­ мадинамика (КХД). Если обычная электродинамика делит частицы по их электрическому заряду (+, О, -), то КХД - по придуманному цветовому заряду. Стали считать, что частицы бывают красного, синего и зелёного, а также антикрасного, антисинего и антизеленого зарядов. По критерию безумности каждый новый шаг в развитии гипотезы кварков и КХД отме­ чается присуждением Нобелевской премии. Последнюю получили амери­ канцы Ф. Вилчек, Д. Гросс и Д. Политцер в 2004 году. Поэтому данное направление можно считать уже хорошо сформировавшимся мифом со­ временной физики. «Очаровательные кварки, очаровали вы меня» - поют теоретики. Со­ ставляя известные элементарные частицы (а их около 200) из кварков, оказа­ лось невозможным обойтись только цветом кварка. Пришлось придумать верхние и нижние, странные, очарованные, красивые (или прелестные) и истинные кварки разных зарядов (см. таблицу). В добавок к этому каждый из этих видов бывает красного, синего, зелёного, а также антикрасного, ан­ тисинего и антизелёного цветов. Появились даже морские кварки, а также как частицы составные части кварков - субкварки или преоны. Придумали

132 Глава 6. Атомная физика и новую частицу, якобы состоящую из кварков - кварконий, а также кучу других мифических частиц - rравитино, нейтралино, фотино, бозон Хиrгса и т. д. Естественно, у каждого из видов кварков и частиц должны быть свои антикварки и античастицы. Глюонам тоже приписали разные цвета и их ста­ ло по крайней мере восемь типов. Только шесть частиц, названных лептона­ ми, и их античастиц не удалось (пока?) разбить на кварки и глюоны. Это электрон, мюон, тау-частица, а также электронное, мюонное и тау-нейтрюю. Таблица 1 Свойства некоторых элементарных частиц Обозначе- Электрический Название Масса, МэВ Примечания ние заряд, е Электронное ней- v. о s 2 · 1 0-6 - три но Мюонное нейтрино v� о s 0, 1 7 - Тау-нейтрино v, о S 15 - Верхний кварк u 2/3 3 - Нижний кварк d - 1 /3 7 - Странный кварк s - 1/3 1 20 - Очарованный кварк с 2/3 1 340 - Красивый кварк ь - 1/3 4270 - Истинны й (топ-) t 2/3 1 74500 - кварк Глюон 9 о о - Время жизни Тау-лептон 't 1 1 777 0,3 · 1 0- 1 2 с Электрон е -1 0,51 1 За 2 мкс Мюон f..l 1 1 06 распадается на е + v. + v� Протон р 1 938,28 Стабилен За 1 5 мин Нейтрон п о 939,57 распадается на р + е + Ve Таким образом, для кварк-глюонной модели мира выяснилась необ­ ходимость иметь как минимум 1 8 кварков и 1 8 антикварков. Плюс к это­ му есть ещё 6 неделимых частиц - лептонов и их античастиц. Итого по­ лучилось как минимум 48 кирпичиков мироздания, да ещё 8 видов свя­ зующего. Не много ли будет? Даже грамотный строитель вряд ли постро­ ит дом из 48 типов кирпичей и 8 цементных растворов. Что уж говорить о природе, которая действует всегда проще.

6.4. Кварк-rдюонная модель 133 Сила мифа такова, что нашлись ученые, экспериментально под­ твердившие кварк-глюонную модель. Кто ищет, тот всегда найдет! Так, в 1 974 году на коллайдере Стэнфордского университета, который сообщал сталкивающимся электронам и позитронам энергию до 4,5 ГэВ, зарегистрирована частица, содержащая очарованные кварк и антикварк. Годом позже там же был получен неделимый лептон с мас­ сой 1 ,8 ГэВ, который идентифицирован как тау-частица. В 1 979 году на немецком электронно-позитроннем коллайдере PETRA под Гамбур­ гом, имеющим энергию столкновения 3 8-46 ГэВ, якобы обнаружены и глюоны. В марте 20 1 0 года сообщил об открытии странного кварка американец Х. Кроуфорд. Не хотят отставать и наши ученые. Акаде­ мик Е. П. Велихов сообщил прессе, что его группа уже измеряет на ускорителях в ЦЕРНе и в Брукхэвене (США) температуру кварковой плазмы. Эта температура, при которой плавятся протоны и нейтроны, оказалась порядка двух-трех триллионов Кельвин. Конечно, всё это в дальнейшем не подтверждается. Желая прославиться, ученые выдают желаемое за действительное. Мы отмечали (см. 1 .2), что поддержка и подтверждение действующего мифа обществом вознаграждается, что и приводит ученых к рвению. Талантливый итальянский физик Антонио Дзикики искренне пове­ рил вымыслам теоретиков и свою жизнь посвятил экспериментальному подтверждению существования кварков и глюонов [5]. Он сталкивал протоны на самом мощном коллайдере ISP в ЦЕРНЕ, но протоны не разбивались и их осколков не обнаружено. Он обстреливал нуклоны с помощью нейтрино высоких энергий, но и здесь ни протоны, ни нейтро­ ны на кварки не распадались. Однако и после этого под воздействием мифа, как истинный верующий, Дзикики не усомнился в кварковой мо­ дели, а из своих опытов сделал вывод: «Кварки существуют, но их нель­ зя наблюдать в виде свободных частиц» ([5], с. 1 1 2). Невозможность разбивания протонов назвали «конфайнментом» и тем самым всё объяс­ нили и всё всем стало ясно. Несмотря на неудачи, поиск мифических частиц продолжается. На большом адроном коллайдере LHC в ЦЕРНЕ, обладающим энергией про­ тонов 7 ТэВ и встречных ионов свинца 2,76 ТэВ, планируют обнаружить не только кварки и глюоны, но и самую загадочную из гипотетических частиц - квант всепроникающего поля, называемый бозоном Хиггса. Для поиска мифических частиц большой массы и установления в пространстве скольких измерений мы живем, в Дубне планируется построить междуна­ родный линейный ускоритель длиной 50 км. Проектируются также ещё более мощные международные ускорители HERA (Германия}, LEP и Гран Сассо (Италия), ELN (Италия). На новых ускорителях также надеются выяснить небожественное происхождение Вселенной.

134 Глава 6. Атомная физика Масса атомного ядра меньше суммы масс входящих в него частиц на «дефект массы» D.m, и чтобы разбить ядро на части нужно затратить энергию D.mc2 • Это логично. Однако в случае элементарных частиц картина иная: сумма масс кварков, составляющих протон (два и и один d-кварк), оказывается, может быть в 80 р аз меньше массы протона! Поэтому протон должен разлетаться сам собой, выделяя энергию. На практике ничего подобного не наблюдается. В природе время жизни протона много больше времени жизни Вселенной. Он не разбивается даже при самых мощных ударах в ускорителях или внутри звезд. Что же так прочно удерживает вместе три кварка? Для объяснения этой невероятной устойчивости пришлось придумать принципиально новые силы, названные силами квантовой хромадинамики (КХД) или цвет­ ными силами. Прежние ядерные силы перестали быть фундаменталь­ ными, а объясняются теперь силами КХД. Этим силам пришлось при­ думать самые неестественные свойства. Так, с увеличением расстояния между частицами все взаимодействия в природе убывают и стремятся к нулю, тогда как мифические силы КХД с увеличением расстояния между кварками растут и на расстояниях порядка 1 0- 1 2 м становятся бесконечно большими. Вот почему протон не распадается! А не проще ли считать его неделимым и не привлекать лишних сущностей, соблю­ дая принцип Оккама? Таким образом, кварк-глюонная модель частиц и атомного ядра на­ думана, нелогична, не подтверждена опытом. Тем не менее, она процве­ тает, развивается и вознаграждается, лишний раз подтверждая мысль о живучести мифов. Академик Л. Б. Окунь сказал: «Парадоксальные свой­ ства кварков не имеют прецедента в богатой парадоксами истории физи­ ки», но возразить против них не смог. По-видимому, кварки умрут толь­ ко при появлении нового Гелл-Мана, который разобьет неделимый про­ тон не на 3 кварка, а на 7 шкварков, и назовет их по дням недели «поне­ дельнию>, «вторнию> и т. д. Шкварки свяжет каким-нибудь жиром. Тогда появятся научные работы, где странный понедельник встретился с очаро­ вательной средой, в результате чего появился маленький гравитинчик. Восторжествует новый миф и новый град Нобелевских премий упадет на головы ученых. 6 .5 . Выводы Современная атомная физика основана в основном не на эксперимен­ тальных данных, а на измышлениях теоретиков, далеких от реальности. Торжествует вероятностная трактовка квантовой механики. Электрон представляется в виде шарика, летающего вокруг атома по случайным

6.5. Быводы 135 траекториям. Мифическая сила придается соотношениям неопределенно­ стей Гейзенберга. Ещё недавно все верили, что атомное ядро состоит из протонов и нейтронов, связанных между собой особыми <<Ядерными» си­ лами. Теперь торжествует новая безумная фантазия - кварк-глюонная модель ядра и элементарных частиц. Поэтому физика атома нуждается в новых идеях и материалистическом подходе. Некоторые идеи в этом пла­ не даны выше.

ГАава 7 ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ 7 .1 . Рожд ение мифа В 1 905 году никому неизвестный в ученом мире служащий патентно­ го бюро Швейцарии Альберт Эйнштейн опубликовал свою nервую науч­ ную работу, в которой представил специальную (в смысле частную) тео­ рию относительности (СТО) [ 1 ] . Исходя из обобщенного при ципа отно­ сительности и постоянства скорости света, исnользуя идеи А. Пуанкаре, он без привлечения эфира вывел известные соотношения Г. Лорентца. Вопреки принятым нормам, он даже не процитировал своих великих предшественников-теоретиков и эксnериментатора Майкельсона, опыты которого и nотребовали уточнений в классической физике. В 1 9 1 5 году Эйнштейн обобщил СТО на неинерциальные системы, заложив тем са­ мым основы общей теории относительности (ОТО) [2]. Согласно ОТО никакой гравитации нет, а существует лишь искривление четырехмерного пространства вблизи массивного тела, с которым и связаны наблюдаемые эффекты тяготения. Теория относительности сначала не была nринята научной общест­ венностью. Перелом наступил б ноября 1 9 1 9 года, когда лорд А. Эд­ дингтон доложил на совместном заседании английского Королевского общества и Королевского астрономического общества предварительные результаты организованных им экспедиций на остров Принсипи (Запад­ ная Африка) и в Собраль (Бразилия) для наблюдения nолного солнечного затмения 29 мая 1 9 1 9 г. Во время затмения делались фотографии звездно­ го неба вблизи закрытого Луной солнечного диска, по которым находи­ лись отклонения света звезд Солнцем. Результаты опыта по словам Эд­ дингтона подтвердили предсказания ОТО Эйнштейна, но nротиворечили классической физике. О триумфе теории еврейского ученого стало сразу же известно на од­ новременно проходившем в Лондоне Международном еврейском конгрес­ се. В тот же день конгресс, искавший своего научного кумира, объявил Эйнштейна самым выдающимся физиком в мире. Тем самым произошла nрижизненная канонизация, и Эйнштейн стал для иудеев фактически

7.1. Рождение мифа 137 святым, чем и гордился. В 1 929 году, участвуя в работе сионистского конгресса, на вопрос сына: «Почему ты на еврейской конференции, а не на научной?» - ответил: «Потому что я - еврейский святой». В списке 1 00 величайших иудеев он занял третье место вслед за составителем Торы Моисеем и Иисусом Христом, опередив родоначальника евреев Авраама и апостола Павла. Биограф Эйнштейна А. Пайс писал: «Он - новый Моисей, сошедший с горы, чтобы установить свой закон; он - новый Иисус, которому подвластно движение небесных тел. Он говорит на непонятном языке, но 13олхвы уверяют, что звёзды подтверждают его правоту . . . » [3]. Сразу же после канонизации началась раскрутка А. Эйнштейна с его теорией в средствах массовой информации, принадлежащих в основном евреям. Уже на следующий день, 7 ноября 1 9 1 9 года в лондонской «Тайме» появились материалы с заголовками «Революция в науке», «Но­ вая теория строения Вселенной», «Идеи Ньютона опровергнуты», где со­ общалось о «великой победе человеческого разума». «По общему убеж­ дению, - писала газета, - наблюдения убедительно доказали правиль­ иость предсказаний великого физика Эйнштейна». В течение последую­ щих недель «Тайме» публиковала письма ученых (в том числе и самого Эйнштейна) в поддержку ТО, игнорируя иные суждения. Уже 9 ноября к кампании подключилась заокеанская «Нью-Йорк Тайме»: «Это одно из величайших - возможно, самое великое - достижение человечества за всю историю наукю>. Другие еврейские газеты также не скромничали в безмерном восхвалении величайшего гения всех времен и народов. «Вашу теорию относительности никто в мире не понимает, а Вы всё-таки стали великим человеком» - писал Эйнштейну Чарли Чаплин. Несмотря на иревозношение в СМИ, многие ученые не признавали ТО. Даже Майкельсон, опыты которого стали экспериментальной осно­ вой теории, отрицал эту теорию. Нобелевский комитет не удостоил ТО своей награды. Под давлением еврейской общественности Нобелевскую премию Эйнштейн в 1 922 году всё-таки получил, но не за ТО, а за тео­ рию фотоэффекта, исследованного значительно ранее русским физиком А. Г. Столетовым ( 1 888 г.) и немцем Ф. Ленардом, уже получившим за эту работу Нобелевскую премию 1 905 года. Немецкие ученые во главе с Ленардом в 1 920 г. основали антиэйнштейновскую лигу и выпустили книгу « 100 авторов против Эйнштейна» ( 1 93 1). С пагубным влиянием ТО яростно боролись и русские ученые, особенно профессора физического факультета МГУ во главе с А. К. Тимирязевым. О накале этой борьбы можно прочесть в книгах А. С. Сонина [4] (с еврейской точки зрения) и В. И. Боярницева [5] (с русской). Однако, АН СССР, большинство кото­ рой составляли евреи, единодушно приняла ТО, избрав Эйнштейна в свои ряды ( 1 922 г.).

138 Г.11ава 7. Теория относитеАЪности Среди русских физиков теорию начали внедрять силовыми методами. В 1 934 году вышло специальное постановление ЦК ВКП(б) по дискуссии о релятивизме, в котором все противники ТО относились к «правым ук­ лонистам» или «меньшевиствующим идеалистам» со всеми вытекающими отсюда последствиями. Академик А. Ф. Иоффе опубликовал в ведущем философском журнале «Под знаменем марксизма» статью [6], где писал: <<Я утверждаю, что путь Тимирязева, Миткевича, Кастерина - это путь антиленинский, антисталинский, это путь борьбы с диалектическим мате­ риализмом . . . » Упомянутые ученые, по его статье, ведут « . . . на советской почве пропаганду идей фашистких мракобесов . . . » Благо, Сталин был ум­ ным человеком и не отреагировал на донос Иоффе. Президиум АН СССР возвращается к ТО в военном 1 942 году, под­ тверждая, что <<Действительное научно-философское содержание ТО . . . представляет собой шаг вперед в деле раскрытия диалектических зако­ номерностей природьш. В 1 964 году Президиум АН принимает поста­ новление, запрещающее всем научным советам, журналам, научным кафедрам принимать, рассматривать, обсуждать и публиковать работы, критикующие теорию Эйнштейна. Если постановление ЦК ВКП(б) ут­ ратило свою силу вместе с падением КПСС, то постановление Прези­ диума АН действовало до последнего времени, в чем мне пришлось убедиться на собственном опыте: статьи с критикой или предложения­ ми о проверке ТО академическими журналами отклонялись без рецен­ зии. Напомним, что запрет на критику является одним из критериев ложности теории (см. 1 .3), и по этой причине ТО должна как минимум настораживать. В послевоенное время неприятие ТО советскими физиками было подавлено полностью, а сопротивляющихся зачислили в антикоммуни­ сты и антисемиты. Даже в настоящее время РАН относит их к лжеуче­ ным. Председатель комиссии РАН по лженауке академик Э. П. Круг­ ляков в своей книге «"Ученые" с большой дороги-3» (М., Наука, 2009) пишет: «Прошло 1 00 лет с момента создания теории относительности, она уже давно стала инженерной наукой, а нападки на неё со стороны невежд-лжеученых продолжаются» (с. 245). Немецких ученых, сомне­ вавшихся в ТО, обвинили в фашизме и нацизме, покончив и с ними. Весь мир стал только восхищаться теорией и гениальностью её автора. Даже советские философы, до 1 952 года обвинявшие ТО в идеализме, смирились с этим небольшим её недостатком. Теорию относительности стали преподавать не только в вузах, но и в школе, тем самым закрепив процветание мифа и в будущем. Переводчик книги Г. Бонди [7] В. А. Уваров в своем предисловии восхищается тем, что «В нашей стра­ не этот предмет (ТО) стал частью программы физики в средней школе» (с. 5), и с упоением цитирует слова автора: «Моя заветная цель - ввести

7.1. Рождение мифа 139 преподавание специальной теории относительности в программу на­ чальной школы» (с. 20). Не с этим ли связано резкое падение грамотно­ сти в России в последнее время? Как для верующих Тора Моисея, так и для физиков Тора Альберта ­ ТО стала святым учением, не допускающим никаких сомнений. <<Лишь невежды и сумасшедшие могут спорить об истинности таблицы умноже­ ния. Для физики такой таблицей стала СТО» - пишет чл.-корр. РАН Е. Александров [8]. «Строгие и убедительные опыты заставляют нас при­ знать правильиость теории относительности» (Л. Д. Ландау, Ю. Б. Румер [9]). То же и по И. С. Сацункевичу [ 10]: «Вся имеющаяся совокупность результатов опытов недвусмысленно свидетельствует о справедливости СТО». И т. д. и т. п. Так родился прочный и устойчивый миф, уведший науку в сторону от истины, в тупик. А были ли основания в 1 9 1 9 году на безоговорочное признание ТО и небесное вознесение её автора? - Нет! Во-первых, опыты Эддингтона не были достаточно точными и надежными для категорического утвержде­ ния о справедливости ТО и ошибочности классической физики. Лорд был беззаветно влюблен в Эйнштейна и его теорию и поэтому стремился дока­ зать их правоту любой ценой. Он сознательно шел на подтасовку и фаль­ сификацию результатов экспедиций, чтобы получить нужный угол сме­ щения звезд в 1 ,7 угловых секунды по Эйнштейну вместо 0,8 секунды по Ньютону (см., напр., книгу Джона Уоллера «Правда и ложь в истории ве­ ликих открытий», М., Колибри, 20 1 1 , с. 72-95). Эддингrон исключил из рассмотрения фотографиИ, полученные в Собрале, давшие средний угол отклонения в 0,86 секунды, оставив только снимки с острова Принсипи, по которым отклонение составляло от 1 ,3 1 до 1 ,9 1 секунды. При этом не были указаны ошибки измерений, не учтена турбулентность атмосферы Земли и преломление света в атмосфере Солнца, которые дают сравни­ мый вклад в отклонение света. В качестве примера на рис. 7 . 1 представлены экспериментальные точки по смещению изображений звезд, полученные на более совершен­ ной аппаратуре при затмении 1 922 года [ 1 1]. Они имеют очень большой разброс и могут быть экстраполированы разными кривыми (пунктир) к разным углам о на краю солнечного диска. На конференции английского Королевского общества в феврале 1 962 года даже было принято решение больше не пытаться проводить измерения смещений звезд при затмениях как ненадежные. Несмотря на очевидную неубедительность опытов Эддингтона, уче­ ные продолжают восхищаться ими до сих пор. Так, В . Паули пишет: «Экспедиции в Бразилию и на остров Принсипи по случаю солнечного затмения, произошедшего 29 мая 1 9 1 9 года, обнаружили, что эффект,

140 Г11ава 7. Теория относите11ьности 1" о :' 5 о 0�5 1�5 Край Солнца Рис. 7 . 1 . Результаты опыта по измерению смещений звезд при солнечном затмении 1 922 года {1 1 ] предсказанный Эйнштейном, н а самом деле существует, причем в количе­ ственном отношении соответствие получилось достаточно хорошим» («Теория относительности», 1 958). Ещё ярче выразился Пол Дэвис: «Ис­ кривление световых лучей гравитационным полем явилось основным предсказанием теории Эйнштейна. И оно было триумфально подтвержде­ но наблюдениями сэра Артура Эддингrона (британский физик, 1 892- 1 944), проведеиными во время солнечного затмения 1 9 1 9 года. Тогда бы­ ло обнаружено искривление звездного света Солнцем, а измерения этого искривления показали их полное соответствие теоретическому значению, рассчитанному Эйнштейном» («Пространство и время в современной Вселенной», 1 977). Такова сила мифа! Лорду Эддингrону повезло, и он не попал в разряд лжеученых. В даль­ нейшем точность измерения угла отклонения света звезд Солнцем была повышена (до 10 % в 1 973 г.), и сейчас факт равенства угла 1 ,75 угловой секунды можно считать надежно установленным. Однако, и это не дает оснований релятивистам для оптимизма, так как такой же результат ожида­ ется и из классической физики (см. ниже). Возможность взаимодействия света с массивными телами допускал ещё Ньютон, который в книге «Оnтика» в 1 687 году задавался вопросом: «Не действуют ли тела на свет на расстоянии и не изгибают ли этим дейст­ вием его лучей; и не будет ли это действие сильнее всего на наименьшем расстоянию>. В 1 80 1 году немецкий астроном И. Зольднер вычислил

7. 1 . Рождение мифа 141 отклонение светового луча притяжением Солнца, считая свет потоком корпускул. Если мимо Солнца со скоростью v пролетает корпускула (ка­ мень или другое массивное тело), то солнечное притяжение придает ему дополнительную скорость и, перпендикулярную начальной (рис. 7.2). Значение и можно найти по классическим законам интегрированием гра­ витационного ускорения, что дает для угла отклонения Б = и/v = 0,87" Rlr (при малых Б), где R=7 · 1 0 8 м - радиус Солнца, а r -прицельное рас­ стояние. При пролете по касательной (r=R) угол отклонения должен составить 0,87 секунды, т. е. вдвое меньше наблюдаемого. Такой же неверный результат сначала (в 1 907 году) получил и Эйнштейн, исхо- · дя из принципа эквивалентности. И только в 1 9 1 5 году на основе ОТО он исправился, дав истинное значение угла отклонения в 1 ,75 угловой секунды. v Рис. 7.2. Отклонение корпускулярного тела (i5) и света (2i5) вблизи Солнца Всё это не означает, что классическая теория не верна, а только ОТО дает правильный результат и подтверждается экспериментом. В расчете по классической механике Зольднер считал корпускулы света обычными телами, которые могут изменять свою скорость под действием силы. На самом деле «корпускулы» света не могут изменить модуль своей скоро­ сти, и поэтому обычный расчет для них не пригоден. Лишняя двойка в формуле для Б появляется по той же причине, что и в формуле для кине­ тической энергии обычных тел (mv212) и света (mv2, где v = с) - см. 7.3. После пролета мимо Солнца обычное тело увеличивает свою скорость с v до w=(v2 + и2) 112, что даже используется на практике для дополнительного разгона космических зондов, посылаемых на край солнечной системы. В отличие от корабля или камня свет не может увеличить свою скорость, которая всегда равна с. Поэтому он вынужден отклониться на вдвое больший угол для сохранения импульса (см. рис. 7.2). При одинаковой кинетической энергии W масса света m=Wic2 вдвое меньше массы камня m=2 Wic2, что и дает вдвое большее отклонение внешней силой. Этот факт уже отмечался в [ 1 2]. Следовательно, измерения отклонения луча света звёзд Солнцем одинаково подтверждают как СТО, так и классическую физику, не давая

142 Глава 7. Теория относительносrи преимуществ ни одной из теорий. Поэтому ни экспериментальных, ни теоретических оснований для раздувания шумихи вокруг Эйнштейна в 1 9 1 9 году не было. Ажиотаж был создан искусственно. 7.2. Парадоксы Теория относительности основана на двух постулатах: 1 ) принцип относительности, 2) независимость скорости света от движения излучате­ ля или приемника. Если принцип относительности не вызывает ни у кого сомнений (для механики он был сформулирован ещё Галилеем), то посту­ лирование постоянства скорости света весьма сомнительно. Предпринимались неоднократные попытки измерить скорость света или других электромагнитных волн в движущихся системах. Однако все экспериментальные подтверждения постулата ТО были выполнены только для случая движущегося излучателя, где скорость света не должна зави­ сеть от движения не только в ТО, но и по классической эфирной концеп­ ции, где она определяется свойствами эфира. Подтвердить ТО могли бы эксперименты, в которых излучатель неподвижен, а движется приемник. Однако таких опытов специально не проводилось. Известные факты по эффекту Доплера противоречат ТО. Если движется излучатель, то спереди его световые волны сжимаются (синее смещение), а сзади растягиваются (красное смещение), что может быть связано только с разной скоростью света относительно источника. В случае движущегося приемника наблю­ даемое изменение частоты, т. е. числа принимаемых периодов в секунду, также может быть связано лишь с изменением скорости света относитель­ но приемника. Раз изменение частоты наблюдается как при движении ис­ точника, так и приемника, то скорость света зависит от их движения. Поскольку ТО исходит из сомнительных предпосылок (во всяком случае, второго постулата), то приводит к ряду абсурдных и неожиданных выводов, деликатно называемых «парадоксами». К парадоксам специальной теории относительности относятся, преж­ де всего, выводы о сокращении длины 1 движущегося тела, замедлении хода времени t на нём и увеличении массы т с увеличением скорости v. Эти эффекты были до Эйнштейна предсказаны Г. А. Лорентцем из клас­ сической эфирной теории [ 1 3] и поэтому описывающие их уравнения но­ сят название иреобразований Лорентца (или Лоренца, как многие сейчас ошибочно пишут): (1 ) (2)

7.2. Парадоксы 143 (3) Здесь индексами О обозначены параметры покоящегося тела, а без индексов - движущегося. Встает вопрос - а изменяются ли на самом деле параметры тела в со­ ответствии с ТО, по формулам ( 1 )-(3). Подобно героям Джонатана Свифта, разделившихся по способу разбивания яиц на остроконечных и тупоконеч­ ных, поклонники ТО - релятивисты разделились на лагерь признающих реальность изменений и лагерь считающих их лишь кажущимися. По мне­ нию Л. Бриллюэна «Выводы Эйнштейна справедливы; однако, преобразо­ вания Лоренца представляют собой математическое средство и ненаблю­ даемы; они очень полезны, но явно не имеют физического смысла» [ 1 4]. Г. Б. Черников [ 1 5] считает, что изменения существуют лишь в вообра­ жаемом четырехмерном пространстве, упрощающем расчеты, но не в ре­ альном трехмерном. Согласно В. Паули «Лоренцево сокращение нужно, конечно, считать кажущимся, так как, например, для наблюдателя, покоя­ щегося относительно системы К' (движущейся), стержень не представляет­ ся сокращенным» [ 1 6] . Академик Л. Б. Окунь пишет: «Мне представляется, что недопустимо выдавать зависимость массы от скорости за эксперимен­ тальный факт, скрывая от студента, что она является интерпретационным "фактоидом" ( . . . фактоид похож на факт, но считается достоверным только потому, что встречается в печатных текстах)» [ 1 7]. Автор Берклеенекого курса физики Э. Парселл, наоборот, не только уверен в реальности сокращения длины цепочки подвижных носителей заряда в проводе, но и объясняет этим сокращением магнитное взаимо­ действие токов [ 1 8] (см. 4.4). Г. М. Страховекий и А. В. Успенский пишут, что существование релятивистских эффектов достаточно надежно уста­ новлено и «сомневаться в них - это всё равно, что сомневаться в сущест­ вовании атомной энергии или в ускорителях элементарных частиц» [ 1 9]. Сам Эйнштейн менее категоричен, заявив в 1 9 1 1 году, по словам биогра­ фа ([3], с. 1 39-140): « . . . Говорить . . . реально лоренцево сокращение или нет, не имеет смысла. Сокращение не является реальным, поскольку оно не существует для наблюдателя, движущегося вместе с телом; однако оно реально, так как оно может быть принципиально доказано физическими средствами для наблюдателя, не движущегося вместе с телом». А вот что это за «физические средства», он не сказал. На самом деле ни те, ни другие релятивисты, видимо, не правы. Ре­ ального изменения объективно существующих параметров тела при смене наблюдателя быть не может, а кажущиеся изменения могут быть обуслов­ лены только ошибками измерений. Считается, что нулевой результат опытов Майкельеона является пре­ красным подтверждением вывода ТО о сокращении размеров движущих-

144 Г.llава 7. Теория относитедьности ся тел ( 1 ). На самом деле всё обстоит как раз наоборот (см. 7.4). Если от­ казаться от эфира, то нулевой результат опыта Майкельеона станет оче­ видным и без сокращения размеров. Следовательно, при отсутствии эфира опыты Майкельеона и его последователей свидетельствуют об отсутствии предсказываемого ТО лорентцевого сокращения и поэтому опровергают теорию относительности. Если встать на сторону ученых, безумно верящих всем предсказани- ям ТО, то из релятивистского сокращения размеров в ../1 - v' 1 с' раз будет следовать, например, что длина пучка фотонов, движущихся со скоростью v равной скорости света с, всегда равна нулю и для света все расстояния равны нулю. Поэтому свет от дальних галактик должен доходить до нас мгновенно, а не за миллиарды лет, как считают космологи. Радиолокация окажется вообще невозможной, так как для радиоимпульса все расстояния тоже равны нулю. Из сокращения размеров, если они имеют место на са­ мом деле, вытекает парадокс теплотрасс, рассмотренный нами в [20]. 3 Рис. 7.3. Схема теплотрассы: 1 -ТЭ Ц 2 - потребитель, 3 - труба , в прямом направлении, 4 - обратная труба, 5 -место замыкания труб с неподвижной водой, 6 перемычка для потока с точки зрения - неподвижного наблюдателя, 7 - перемычка для наблюдателя, движущегося со скоростью потока Как показано на схеме теплотрассы (рис. 7.3), горячая вода с ТЭЦ 1 поступает к потребителю 2 по трубе 3, а отдавшая тепло возвращается об­ ратно на ТЭЦ по трубе 4. Систему полностью заполняют водой, без воз­ душных и паровых включений. Когда включают насосы, вода начинает циркулировать по трубопроводу. Однако её столб в соответствии с теорией относительности должен сокращаться, тогда как неподвижные трубы ос­ таются прежних размеров. В результате столб воды должен стать короче труб, и горячая вода не должна дойти до потребителя. Однако опыт пока­ зывает, что она каким-то образом возвращается на ТЭЦ, по-видимому, пе­ реходя из прямой трубы в обратную по пробитой в земле перемычке б до потребителя. Не с этим ли связаны частые аварии на теплотрассах? А если надеть скафандр, залезть в трубу и проплыть вместе с потоком воды, чтобы найти возникающую перемычку, то вода для наблюдателя

7.2. Парадоксы 145 будет неподвижной, а двигаться в обратную сторону начнет труба. По ТО она сократится, как предсказал Эйнштейн, а длина столба воды останется неизменной. При этом произойдет резкое увеличение давления в трубо­ проводе, и никакой скафандр экспериментатора не спасет. Да и цели опы­ та он не достигнет, потому что перемычка окажется в новом месте 7, за приблизившимся к ТЭЦ потребителем. С аналогичным парадоксом должны столкнуться и электрики. При включении тока в линии электропередачи произойдет эйнштейнавекое сокращение цепочки движущихся зарядов, и ток не дойдет до потребите­ ля, включенного на конце ЛЭП (рис. 7.4). Ужасное явление сжатия тока описано в [ 1 8] чтобы «релятивистки» объяснить студентам «магнитное» взаимодействие токов. - - - - -- - - - 1 t 14------ lo ------� Рис. 7.4. Сокращение тока в ЛЭП согласно ТО Интересно, что если пойти вдоль ЛЭП со скоростью упорядоченного движения носителей заряда, то их цепочка останется неизменной, а дви­ жущиеся относительно обходчика-наблюдателя провода и расстояние до потребителя сократятся. Но и теперь ток не должен попасть потребителю, так как замкнется где-то за ним. На практике, конечно, никаких подобных чудес не происходит. Ра­ диолокаторы, несмотря на сокращение пути импульсов до нуля, точно измеряют расстояния до целей, а аварии на теплотрассах и ЛЭП имеют вполне реальные причины. Пусть только не говорят сторонники ТО, что релятивистские эффекты в описанных примерах очень малы и на практике не заметны - важно разрешить задачу в принципе, в «мысленном», как говорил Эйнштейн, эксперименте. Следовательно, реального сокращения длины движущихся тел нет. Если же сокращения только кажущиеся, а на самом деле тела в соответствии с за­ коном Гука без внешних сил, сами собой не сжимаются, то это означает, что Эйнштейном использовалась неправильная методика измерений. На ошибоч­ ность эйнштейнавекого «мысленного» эксперимента по определению длины движущихся тел обратил внимание В. Н. Стрельцов из г. Дубны. Он показал, что эйнштейнавекое определение длины противоречит инвариантности интервала, предложил свой, локационный метод измерения, который приво­ дит не к сокращению, а к удлинению тел при движении [2 1-24]:

146 Г11ава 7. Теория относите11ьности (4) Формулу удлинения (4) Стрельцов также вывел исходя из потенциа­ лов Лиенара-Вихерта [25]. По его мнению, именно удлинением, а не укорочением плеча интерферометра, параллельного скорости Земли, объ­ ясняется нулевой результат опыта Майкельеона [26]. Удлинение движущихся тел по Стрельцову, как и их укорочение по Эйнштейну, приводит к описанному выше парадоксу теплотрасс и другим необъяснимым явлениям. Никакого изменения размеров на самом деле нет, а кажущиеся укорочения или удлинения связаны с ошибочными ме­ тодами измерений. Что же можно предложить релятивистам? v Рис. 7.5. Предлагаемая схема измерения длины движущегося тела 1 : 2, 3 -излучатели света, 4 , 5 - фотоприемники, 6, 7 - кабели равной длины, 8 - двухлучевой осциллограф Для измерения длины l движущегося мимо наблюдателя тела 1 (рис. 7.5) экспериментатор поставил бы на пути следования пару вешек, расстояние L между которыми точно известно (например, измерено ру­ леткой). С одной стороны трассы у вешек поставил бы излучатели света 2, 3 (лазеры), а с другой - Фотоприемники 4, 5. Сигнал Фотоприемников по кабелям 6, 7 с точно выверенным одинаковым временем распространения импульсов подал на измерительный прибор 8, например двухлучевой ос­ циллограф. Тогда при пролете тела каждый из Фотоприемников выдаст два импульса - один при пересечении одного конца тела, другой другого (рис. 7.6). По интервалам времени между импульсами ветрудно рассчи­ тать длину тела и его скорость: (5) (6) Смысл времен t1 1 , t 1 2, t2 1 , t22 очевиден из рис. 7.6.

7.3. Эквивалентность массы и энергии 147 В отличие от мысленных экспериментов Эйнштейна-Стрельцова в расчетные формулы (5), (6) не входит скорость света. Поэтому наш опыт не должен дать сокращения или удлинения движущихся тел. В качестве «тела» в эксперименте можно использовать пучок ускоренных частиц. Из постулата ТО о независимости скорости света от движения излу­ чателя или приемника следует, что одновременные события происходят не в одно и то же время, как мы привыкли думать, а в разное время для разных наблюдателей. Предсказания ТО из-за их абсурдности называются парадоксами [27] или, более точно, мифами [7, 28]. Все они не выдержи­ вают критики [29]. t Рис. 7.6. Сигналы с первого (1 ) и второго (2) Фотоприемников при прохождении тела мимо них 7.3. Эквив алентность массы и энергии Миф об эквивалентности массы т и энергии, рассмотренный нами в [30], якобы вытекает из знаменитой формулы Альберта Эйнштейна Е=тс2 • Эту формулу мы будем писать в современном виде: (7) так как буквой Е теперь обозначают напряженность электрического поля, а для энергии припята буква W. Коэффициент пропорциональности между т и W равен квадрату скорости света с=3 · 1 08 м/с. Соотношение (7) было получено Эйнштейном в 1 905 году в рабо­ тах [ 1, 3 1 ] и теперь считается его самым величайшим достижением. Поклонники великого ученого назвали формулу (7) принципом эквива­ лентности массы и энергии. Популяризатор ТО Болотовекий пишет [32]: «Открытие этой формулы явилось огромным шагом вперед в по­ нимании природных явлений. Само по себе осознание эквивалентности массы и энергии есть великое достижение. Но полученная формула,

148 Г11ава 7. Теория относите11ьносrи помимо того, имеет широчайшее поле применений». По представленн­ ям релятивистов - слепых поклонников ТО, если бы не было формулы (7), то не было бы ядерного оружия, атомных электростанций, ускори­ телей, радиолокации, сотовой связи и прочих достижений современной техники. Они дошли до того, что массу считают не сохраняющейся ве­ личиной, которую можно совсем отбросить, заменив энергией. Ландау и Лифшиц пишут, что «в релятивистской механике не имеет места за­ кон сохранения массы: масса сложного тела не равна сумме масс его частиц . . . Вместо этого имеет место только закон сохранения энергии, в которую включается также и энергия покоя частиц» ([33], с. 37). Следо­ вательно, по их мнению, поле, связывающее частицы тела, нематери­ ально и не имеет массы. Опытов же П. Н. Лебедева по давлению света и опытов сэра А. Эддингтона по отклонению лучей света Солнцем как будто и не бывало ! В повседневной жизни мы говорим, что какой-то человек массивен. Но это вовсе не означает, что он энергичен, скорее наоборот. Масса - это мера инертности тела, а энергия - мера его движения (реального - ки­ нетическая энергия или возможного - потенциальная). Для релятивистов же энергия эквивалентна массе [34] . Энергия, по их представлениям, мо­ жет существовать даже сама собой, без массы и материи, хотя без материи попросту нечему двигаться, и поэтому не может быть никакой энергии. Космологи-релятивисты утверждают, что Вселенная заполнена материей (видимой и «темной») лишь на 30 %, остальные же 70 % - это сущест­ вующая без массы и материи «темная энергия». Во время торжества диалектического материализма в СССР формулу (7) осторожно называли соотношением между массой и энергией, призна­ вая неэквивалентность двух различных параметров тел. Эта осторож­ ность, по мнению современных фанатов Эйнштейна, излишня. В механи­ ке Эйнштейна, по утверждению Болотовекого [32], само соотношение (7) говорит о тождественности этих двух величин. Говорить, что соотноше­ ние между массой и энергией не означает их тождественности, продолжа­ ет он - это всё равно, что сказать - равенство 2 2 - это не тождество, = так как справа стоит правая двойка, а слева - левая. Фанатизм релятиви­ ста не позволяет заметить, что у нас-то в (7) слева стоит <щвойка», а спра­ 16 ва - <щвойка», умноженная на огромный коэффициент 9· 1 0 , да ещё имеющий размерность м 2/с2 • Разве эти две «двойки» тождественны? И такая чушь релятивистами вдалбливается ученикам, в школьном журнале «Квант», приучая их врать с детства! За 15 лет до Эйнштейна, в 1 890 г. Оливер Хевисайд, занимаясь перера­ боткой уравнений Максвелла к современному виду, получил формулу (7) для электромагнитного поля. По теории Максвелла-Хевисайда электро­ магнитное поле материально: оно распространяется с конечной скоростью с,

7.3. Эквивалентность массы и энерrии 149 оказывает давление, а соответственно обладает импульсом p=тe=Wie и массой т, определяемой энергией по (7). Также задолго до Эйнштейна, в 1 88 1 году Дж. Дж. Томпсов показал, что масса тела как системы заряжен­ ных частиц равна сумме масс отдельных частиц плюс дополнительной массы электростатического поля, связывающего эти частицы. Для массы поля он нашел значение т = Wle2 , где W означало энергию электрического поля в пространстве вокруг заряженных частиц. Связь между массой и энергией (7) была хорошо известна и знаменитому русскому физику П. Н. Лебедеву, который в 1 894-1901 годах проводил опыты по измере­ нию давления света. Давление на черное тело по теории Максвелла равно импульсу единицы объема света, т. е. те=w/е, где w - объемная плот­ ность энергии. Лебедев экспериментально нашел плотность света равной wle2 , подтвердив тем самым формулу (7). До Эйнштейна формула (7) была известна и экспериментально под­ тверждена только для электромагнитного поля. Эйнштейн же и его сто­ ронники распространили действие формулы и на корпускулярные виды материи, т. е. на любые тела. По мнению релятивистов, булыжник, ва­ ляющийся у дороги, содержит огромную энергию, достаточную для обес­ печения электричеством всей страны в течение года. Как бы это ни было чудовищно, но один «ученый с большой дороГИ>) в 1992 г. предложил пре­ зиденту Ельцину извлекать энергию из камня, получив на разработку 1 50 млн рублей из госбюджета. По другому проекту, проданному в Кана­ ду, бесnлатную и экологически чистую энергию намечалось получать из кварцевого nеска. Откуда же пошла расширенная трактовка соотношения (7)? Формулу (7) не для поля, а для любых тел Эйнштейн получил при создании теории относительности [ 1 ] (в изложении для студентов см. [35]) из четырехмер­ ного уравнения движения (релятивистски-инвариантного второго закона Ньютона): d ( те dt �1 - v'/e' ) 1 dW = ;-;Jt (8) Здесь v - скорость тела. Интегрирование (8) дает для энергии выра­ жение: те' W +С, (9) = .J1 - v'/e' где С - константа интегрирования.

150 Г11ава 7. Теория относите11ьности Вычисление постоянной интегрирования С производится из началь­ ных условий. В нашем случае начальное условие, казалось бы, очевидно: кинетическая энергия тела (только о ней и идет речь в уравнении движе­ ния) W=O при v=O. При этом условии С = -тс2, а релятивистское уравне­ ние для энергии (9) при v << с переходит в классическое выражение тv2/2. Так рассуждал бы любой грамотный физик. Однако Эйнштейн не был бы Эйнштейном, если бы поступал как все и как надо. Он принял константу С в (9) равной нулю, т. е. попросту опустил ее. Тогда при v=O энергия тела оказалась равной не нулю, а тс2 • Так из математической ошибки и появи­ лось знаменитое уравнение Эйнштейна (биографы великого ученого от­ мечают его слабое знание математики, за что он был даже исключен из гимназии). Энергию тела с нулевой скоростью, равную тс2 , релятивисты назвали энергией покоя. Она якобы слагается из энергий покоя входящих в состав тела частиц, из кинетических энергий этих частиц и энергий взаимодейст­ вия частиц друг с другом. Однако ни одна из перечисленных видов внут­ ренней энергии тела не учитывается уравнением движения тела (8) и не может из него вытекать. Наличие энергии покоя противоречит классиче­ ской механике и не дает возможности перехода к ней от ТО при малых скоростях. Поэтому все выводы о том, что в массе т заключена энергия тс2 (или масса т эквивалентна энергии тс2) не научны, они ни откуда не вытекают, а являются фантазией релятивистов. Наличие колоссальной энергии у простого булыжника, лежащего у дороги, - это миф современ­ ной физики, порожденный теорией относительности. Заметим, что Эйнштейн мог бы принять константу интегрирования С равной не нулю, а любому значению, скажем тс2 - всё равно неверно! Однако тогда энергия взрыва ядерных бомб и мощность атомных элек­ тростанций сразу возросла бы вдвое. Жаль, что он поскупился! На самом деле энергия ядерного взрыва и мощность атомных электростанций не зависят от ошибок ученого, а определяются экспериментально измерен­ ным энерговыделением используемых ядерных реакций. А как выкручиваются при выводе (7) знаменитые теоретики Ландау и Лифшиц? В своей «Теоретической физике» они завуалировали вывод, находя энергию движущегося тела W через функцию Лагранжа L, а ту, в свою очередь, через действие S ([33], с. 34-35). Постоянную интегриро­ вания в L они, как и Эйнштейн, опускают, приходя к нужному резуль­ тату. Однако при рассмотрении движения в гравитационном поле (там же, с. 299) функция Лагранжа получается без члена тс2 , который им пришлось искусственно добавить самим: «Это надо сделать для того, чтобы нерелятивистская функция Лагранжа в отсутствие поля . . . была в точности той, в которую переходит соответствующая релятивистская функция . . . в пределе при v/c � 0». Конечно, авторы могли добавить не

7.3. Эквивалентность массы и энергии 151 только mc2 , но и 2mc2 , и 10 mc2 , и какое угодно число, устанавливая по своему желанию мощность атомных электростанций и энергию взрыва ядерных бомб. Видимо понимая слабость данного вывода формулы (7), Эйнштейн в том же 1 905 году дал второй вариант вывода в заметке [3 1 ], написанной им по словам биографов за один присест. Второй вывод основан на эф­ фекте Доплера. Он упрощен Джорданом в 1 982 г. [36], а затем дважды представлен для школьников Болотовеким в 1985 и 2005 годах [32]. Вы­ вод сводится к следующему. Пусть тело массой т (например, наш булыжник) одновременно излу­ чает два одинаковых фотона в противоположных направлениях. В резуль­ тате оно теряет энергию I'!. W=2Jif, где hf- энергия фотона, f- его часто­ та, h - постоянная Планка. Импульс тела при этом не меняется, так как импульсы фотонов одинаковы. А теперь бросим наш булыжник со скоро­ стью v (рис. 7.7). По эффекту Доплера частота фотона, излучаемого впе­ ред, увеличится на l'!. и станет равной fi=f + tif, а излучаемого назад - f уменьшится дofz= -l'!.f, где !if=fv/c (скорость тела v считается много мень­ f . шей с). � о-: � h т f Рис. 7.7. Имnульс переднего фотона p 1 =hfi/c оказывается не равным импульсу заднего p2�hfz/c. В результате импульс тела изменится на др=рг p2=2hl'!. c=21ifV/c2 • Энергия движущегося тела, как и неподвижного, умень­ jl шается на энергию двух фотонов I'!. W=hfi + hfz=2hf. С учетом предыдущего выражения I'!. W=дpc2/v. Считая скорость тела не меняющейся при излуче­ нии, а изменение импульса связанным с изменением его массы: l'!.p=l'!.mv, из предыдущего выражения получаем I'!. W=I'!.mc2 • Отсюда, по словам Боло­ товского, можно «легко nолучить соотношение между полной массой тела и nолным запасом энергии: W=mc2». Однако, как зто сделать, он школьни­ кам не объясняет, хотя зто неочевидно даже опытному физику. Совершенно ясно, что данный вывод касается только связи между массой и энергией фотонов, т. е. света, электромагнитного поля, а не кор­ пускул. Результат мог быть получен и сразу, без привлечения эффекта Доплера: раз тело испустило фотоны массой 11m, то его энергия уменьши­ лась на их энергию 11 W, равную по максвелловекой теории l'!.mc2 . Никако­ го отношения к массе и энергии брошенного булыжника этот вывод не

152 ГАава 7. Теория относитеАьности имеет. Следовательно, и второй вывод соотношения (7) не дает никаких оснований говорить о связи, а тем более эквивалентности массы и энергии корпускулярных тел. А в Рис. 7.8. Доказательство М. Борном «соотношения Эйнштейна» Ещё один вывод формулы (7) дал в своей книге «Эйнштейновская тео­ рия относительности» (М., Мир, 1964) Макс Борн. Он рассуждает следую­ щим образом. «Из максвелловских уравнений поля, дополненных теоремой Пойнтинга (1 884 г.), следует, что световая волна, падающая на поглощаю­ щую поверхность, оказывает на эту поверхность давление . . . Импульс, пе­ редаваемый короткой вспышкой света поглощающему телу, равен W/c, где W - энергия световой вспышки. Этот факт . . . был подтвержден экспери­ ментально Лебедевым (1890 г.) . . . Такое же давление испытывает тело, из­ лучающее свет, подобно тому, как ружьё испытывает отдачу при выстре­ ле». Далее он мысленно помещает два тела - горячее А и холодное В на концах трубки (рис. 7 .8). Когда тело А посылает к телу В импульс света с энергией W и скоростью с, отдача вызывает смещение трубки в сторону А со скоростью v. Затем, когда импульс поглощается телом В, трубка оста­ навливается в положении, смещенном на расстояние х в сторону А. Значе­ ние х находится из закона сохранения импульса: Mv=W/c, где М - масса трубки с телами. Учитывая также, что x=vt, а время смещения t=llc, полу­ чим x=Wl/Mc2• С другой стороны, импульс трубки Мх/t равен импульсу све­ товой вспышки ml/t, что дает значение x=ml/M. Приравнивая два получен­ ных значения х, получаем m=W/c2, т. е. «формулу Эйнштейна». Совершенно очевидно, что и здесь вывод формулы сделан для импуль­ са света, но никак не для корпускулярного тела, того же булыжника. Пони­ мая это, Нобелевский лауреат Борн добавляет: «Поскольку любую форму энергии в конце концов возможно превратить в излучение посредством то­ го или иного процесса, этот закон должен быть универсально справедлив». Однако великий ученый забывает, что для превращения булыжника в излу­ чение необходимо сначала создать такое же количество антивещества, за­ тратив энергию, которой достаточно для обеспечения большого города в течение года. Эту энергию нужно добавить в полученной формуле. А что может сказать о связи массы и энергии классическая механика? Запишем каноническое уравнение движения Гамильтона для тела, дви­ жущегося со скоростью v, в виде: dW=vd где p=mv - импульс. Диффе­ p, ренцируя р по частям, получим

7.3. Эквива11ентность массы и энергии 153 dW=mvdv + v2dm. ( 1 0) Рассмотрим два крайних случая. Первый, когда масса постоянна, dm=O, а энергия меняется только со скоростью. Здесь dW=mvdv, что после интегрирования дает W=mv2/2. Это классическое выражение для кинети­ ческой энергии тела, движущегося со скоростью v << с. Во втором случае скорость постоянна и равна предельно возмож­ ной - скорости света с. Поэтому dv=O, а энергия меняется только за счет изменения массы. Здесь по ( 1 0) dW=c2dm, откуда после интегрирования получаем W=mc2, т. е. формулу (7), приписываемую автору теории отно­ сительности. Константа интегрирования здесь, как и в предыдущем слу­ чае, равна нулю, и мы её опускаем. Смысл полученной формулы (7) те­ перь иной, чем в ТО - она касается только тел, которые не могут дви­ гаться с иной скоростью кроме скорости света, и не относится к лежащим на земле булыжникам. Описываемыми формулой «телами» являются ней­ трино, свет, рентгеновские лучи, радио- и гамма-излучение и любое дру­ гое электромагнитное поле, которое «знает» только одну скорость - ско­ рость света. Следовательно, классическая механика подтверждает вывод классической электродинамики о связи массы и энергии формулой (7), но только для электромагнитного поля. Для булыжника же энергия, как и учат в школе, равна mv2/2. Слепые поклонники А. Эйнштейна, развивая миф, к удивлению даже нашли эксперименты, в которых якобы подтверждается соотношение (7). Сюда относят прежде всего аннигиляцию частиц и античастиц. Например, электрон и позитрон при столкновении превращаются в два гамма-кванта, при этом выделяется энергия, в точности равная сумме масс частиц, ум­ ноженной на с2 • Релятивисты утверждают, что масса частиц превращается в энергию в соответствии с (7). На самом деле при аннигиляции материя не исчезает, а переходит из одного вида (корпускулы) в другой (поле), и ее масса не изменяется: масса двух образующихся гамма-квантов равна сумме масс исходных частиц. Гамма-излучение, выделяющееся при анни­ гиляции, является высокочастотным электромагнитным полем, энергия которого по классической электродинамике равна mc2 . Следовательно, опыты по аннигиляции частиц подтверждают не теорию относительности, а классическую электродинамику - справедливость соотношения (7) для электромагнитного поля. Беспочвенны и предложения о получении колос­ сальной экологически чистой энергии за счет аннигиляции, так как для создания антиматерии (которая в природе не существует) требуется затра­ тить куда большую энергию, чем получится при её слиянии с материей. Вторая группа опытов, якобы подтверждающих уравнение Эйнштей­ на, - это ядерные реакции, при которых суммарная масса участвующих частиц уменьшается на !!.т (<<Дефект масс») и выделяется энергия 6. W=!!.mc2

154 Глава 7. Теория относительности (например, деление ядер урана). Этот факт был подтвержден специально поставленным экспериментом, в котором литий-б и литий-7 облучались протонами, дейтронами и альфа-частицами и измерялись дефект массы и энерговыделение [37]. Однако и эти опыты не подтверждают превраще­ ния массы в энергию, так как и здесь закон сохранения массы строго вы­ полняется - часть корпускулярной материи превращается в полевую, масса которой равна 11m. Полевая материя в конце концов становится теп­ ловым электромагнитным полем, энергия которого по классиче·ской элек­ тродинамике равна 11mc2 • Критику (7) ведут даже сторонники ТО. Так, В. Н. Стрельцов [3 8 ] ут­ верждает, что формула (7) противоречит лоренц-ковариантности и спра­ ведлива только в системе покоя, её следует заменить на формулу Минков­ ского - тогда и масса тел не будет зависеть от скорости. Согласно акаде­ мику РАН Л. Б. Окуню [39], соотношение (7) и вытекающий из него рост массы со скоростью противоречат основной симметрии ТО - симметрии четырехмерного пространства. Однако это не та критика. Соотношение (7) ниоткуда не вытекает и не справедливо для корпускулярных тел, по­ этому его обсуждение с позиций ТО бессмысленно. Таким образом, формула (7) справедлива только для электромагнит­ ного поля (или других в принципе возможных объектов, движущихся только с одной скоростью - скоростью света), что было установлено ещё до Эйнштейна. Для корпускулярных видов материи она расширена А. Эйнштейном в результате математической ошибки - потери постоян­ ной интегрирования уравнения движения. Из (7) не следуют выводы об эквивалентности массы и энергии, о превращении массы в энергию и о возможности получения громадной энергии из простого булыжника. 7.4. Опыт Майкельеона В XIX веке полагали, что свет, как и другие электромагнитные вол­ ны, являются колебаниями эфира, заполняющего всё пространство. По­ этому при движении Земли в космическом пространстве на нас должен налетать юфирный ветер», «сдувая» назад находящиеся в нем электро­ магнитные волны. Скорость Земли относительно неподвижного мирового эфира складывается из орбитальной (вращение вокруг Солнца), равной 30 км/с, скорости движения Солнечной системы в нашей Галактике - 400 км/с, а также скорости самой Галактики в космическом пространстве. По недавним измерениям анизотропии фонового излучения, средняя шу­ мовая температура которого составляет 2, 73 К и отличается в разных на­ правлениях на 0,008 К, Земля движется во Вселенной в направлении со­ звездия Льва со скоростью 400-500 км/с.

7.4. Опыт Майкельеона 155 В конце XIX века, исходя из господствовавших тогда эфирных пред­ ставлений, Альберт Майкельсон попытался измерить скорость эфирного ветра (или скорость Земли относительно эфира) с использованием разра­ ботанного им высокочувствительного интерферометра [40-42]. К велико­ му удивлению, измеренная скорость оказалась в несколько раз меньше даже одной орбитальной скорости Земли. Опыт был повторен затем Май­ кельеоном и Морли на более совершенной установке [43], но также пока­ зал, что скорость Земли в эфире меньше 5 км!с. В дальнейшем опыт по измерению скорости эфирного ветра много­ кратно повторялся со всё большей и большей точностью с использовани­ ем как более совершенных интерферометров Майкельеона [44-50], так и лазеров [5 1 ], мазеров [52-53], эффекта Мёссбауэра [54-55]. С каждым новым этапом максимальный предел возможной скорости непрерывно снижался, и по данным [55] он составляет 1 ,6 ± 2,8 м/с, т. е. Земля как бы неподвижна, а не мчится относительно эфира со скоростью 500 км/с. Нулевой результат опытов Майкельеона и его последователей никак не укладывался в рамки тогдашних представлений. Поэтому начали вы­ двигать самые неожиданные гипотезы по его объяснению. Фитцджеральд сделал предположение, что продольное плечо интерферометра сжимается налетающим эфирным ветром в соответствии с соотношением: !=!0( 1 - v2/c2) 112 , где !0 - длина неподвижного плеча, l - движущегося, v - ско­ рость относительно эфира, с - скорость света [56]. Лорентц развил тео­ рию, в которой «научно» обосновал такое сокращение длины плеча эфирным ветром [57]. Однако если согласиться с Фитцджеральдом и Ло­ рентцем что сокращение плеча реально, то придется признать, что эфир давит на торец гранитной плиты, на которой смонтирован интерферометр в установке Майкельеона и Морли [43], с силой в несколько тонн. Не имея упора сзади, плита начала бы сдвигаться по ртути, на которой она плавала, и свалилась с постамента. Поскольку подобного не наблюда­ лось, да и эфир по определению является всепроникающей и не взаимо­ действующей с веществом средой, гипотеза эфирного сжатия тел вызы­ вает естественное сомнение. Невозможностъ объяснения нулевого результата опыта Майкельеона сочли за крах классической физики. По мнению многих опыт Майкельеона оказался решающим экспериментом, в корне перевернувшим наши пред­ ставления о природе и приведший к рождению теории относительности, в которой лоренцево сокращение длины движущихся тел возникает без эфи­ ра и других внешних воздействий, само собой, по телекинезу наблюдателя либо по воле Всевышнего. Однако какова бы ни была природа сжатия тел, для него необходима сила и затраты энергии, о которых все почему-то умалчивают. К тому же, если нет эфира и нет сноса света эфирным ветром, то опыт Майкельеона должен давать нулевой результат при отсутствии

156 Глава 7. Теория относительности сокращения плеч. Однако из ТО это сокращение движущихся тел с неиз­ бежностью вытекает. Поэтому и эта теория противоречит опыту. А может быть ошибочны не теории, а сам опыт Майкельеона и его последователей? Рассмотрим его в деталях. Сначала остановимся на методике последних опытов, которые по за­ явлениям авторов наиболее точно доказали отсутствие эфирного ветра. Нобелевский лауреат Таунс с сотрудниками в работах [52, 53] использова­ ли два встречных молекулярных генератора СВЧ 1 , 2, размещенных на поворотной платформе (рис. 7.9). Излучение мазеров складывалось на сме­ сителе 3, а выделяемая им разностная частота .1\f измерялась частотомером 4. После поворота установки на 1 80° производится новый замер L\f, разница которого с первым значением, по мнению авторов, должна дать искомую скорость. Результат опыта оказался нулевым: измеренное значение изме­ нения частоты биений после поворота составило 1/1000 ожидаемого при учете только одного орбитального движения Земли. Чтобы убедиться в том, что орбитальное движение Земли случайно не компенсировалось движением Солнечной системы, опыт был повторен через три месяца [53], но результаты не изменились. Поэтому сделан вывод, что скорость Земли относительно эфира не превышает 30 м/с, что якобы опровергает класси­ ческую эфирную теорию и с высокой точностью подтверждает ТО. --- v 2 3 А/ 4 Рис. 7.9. Схема опыта по измерению движения Земли в эфире с использованием двух высокостабильных генераторов: 1 , 2 - мазеры, 3 - смеситель, 4 частотомер - Несостоятельность выводов Таунса очевидна. Во-первых, поворот платформы эквивалентен перестановке местами двух одинаковых генера­ торов. Ясно, что никаких изменений выходного сигнала, когда ничего не изменилось, быть не могло. Во-вторых, авторы в своих расчетах учитывали только изменение частоты, обусловленное движением излучателя - мазера 1 или 2, но не принимали во внимание её изменения за счет движения при­ емника - смесителя 3. Так как излучатель и приемник находятся на одной

7.4. Опыт МайкеАьсона 157 платформе и движутся с одинаковой скоростью, то доплеравекие сдвиги частоты равны и противоположны по знаку и поэтому полностью компен­ сируют друг друга. Нулевой результат опыта очевиден изначально и не может дать предпочтения той или иной теории. Аналогичная ситуация и в наиболее чувствительных опытах по обна­ ружению эфирного ветра с использованием эффекта Мёссбауэра [54, 55]. Здесь измерялся сдвиг частоты гамма-излучения от источника 57Со при су­ точном вращении установки вместе с Землей, когда эфирный ветер «дует» то в попутном, то во встречном направлениях. Высочайшая чувствитель­ ность достигнута за счет использования для регистрации частоты поглоти­ теля 57Fe, склон резонансной кривой которого находится на частоте излуче­ ния 57 Со. Изменения частоты при суточном вращении не обнаружено, отку­ да сделан вывод о подтверждении ТО и опровержении классических пред­ ставлений. Однако если учесть изменение частоты за счет движения как излучателя, так и приемника, то нулевой результат очевиден и по классиче­ ской теории, так как и здесь эффект Доплера срабатывает дважды. . 1/ 4 v --- 3 / 2 б) 5 а) Рис. 7 . 1 0. а) Интерферометр Майкельсона: 1 - источник света, 2 - полупрозрачная пластина, 3 и 4 - зеркала, 5 - оптическая труба. На вставке (б) показан предполагавшийся ход луча в поперечном плече с учетом ухода пластины 2 Подробнее следует остановиться на работах [39-50], где движение Земли в эфире пытались измерить с использованием интерферометра Май­ кельсона. Здесь установка, размещенная на вращающейся платформе, со­ держала источник света 1, луч от которого направлялся на полупрозрачную

158 Г11 ава 7. Теория относительности пластинку 2, где расщеплялея на два луча (рис. 7 . 1 0). Первый из лучей направлялся в продольное плечо интерферометра 2-3, ориентированное в направлении вектора скорости Земли, а второй - в плечо 2-4 такой же длины /, перпендикулярное скорости. После отражения от зеркал 3, 4 оба луча возвращались на пластинку 2, где складывались, и в зрительную тру­ бу 5 наблюдалась картина их интерференции. При повороте установки на 90° , когда плечи меняются местами, измерялось смещение интерференци­ онных полос, откуда и находилась скорость. Расчет скорости экспериментаторами проводился исходя из следую­ щих соображений. Время прохождения светом продольного плеча в пря­ мом направлении, от 2 до 3, t+=ll(c-v), а в обратном, от 3 до 2, t.=ll(c + v). Поэтому суммарное время (I 1 ) Время прохождения в перпендикулярном, опорном плече, как считал Максвелл в своих первых работах, не зависит от скорости Земли и равно tJ.=2l/c. ( 1 2) Отсюда разность хода в плечах ( 1 3) Однако после замечания парижанина Патье и настойчивых советов Лорентца (иначе не подтверждались бы его знаменитые преобразования!) в [5] и последующих работах ввели увеличение длины пути за счет смещения пластинки 2 за время прохождения светом от 2 до 4 и обратно (рис. 7 . 1 О, б): • ( 1 4) Поэтому разность времен хода оказалась вдвое меньшей: ( 1 5) По этой формуле и рассчитывалась скорость Земли v, полагая смеще­ ние интерференционных полос обусловленным только разностью хода /).t. Однако на самом деле смещение полос определяется разностью не времен хода, а фаз двух лучей, так как использовался не импульсный, а синусои­ дальный световой сигнал. Фаза же <р, как известно, зависит не только от времени t, но и от частоты ro: <p=rot. При этом изменения ro и t за счет дви­ жения противоположны. Так, при прохождении света в прямом направле-

7.4. Опыт Майке11ьсона 159 нии зеркало 3 удаляется от источника 2 и время растет: t+=l!(c-v), тогда как частота за счет эффекта Доплера от удаления приеминка 3 уменьшается: ro=ro0(c-v)/c. Поэтому на фазу оптической волны, пришедшей на зеркало 3, движение не влияет: cp=ro0llc'"'cpo. Та же картина наблюдается и при распро­ странения света в обратном направлении, когда за счет приближения при­ еминка (пластины 2) время уменьшается, но частота во столько же раз рас­ тет. В результате фаза продольного луча не меняется при движении Земли. Что же касается поправки Патье-Лорентца относительно поперечно­ го плеча, то её введение бьmо тоже ошибочным. Наряду с увеличением за счет движения Земли длины пути /' в перпендикулярном плече (рис. 7 . 1 0, б) в (1-v2/c2) 1 12 раз происходит одновременное увеличение ско­ рости света с' в то же число раз. Поэтому время прохождения перпендику­ лярного плеча не меняется от движения и равно майкельсоновскому пер­ воначальному значению (12): t'=2l'/c'=2llc. На самом деле ширина луча бьmа много больше смещения пластины 2, и этот эффект вообще можно было не учитывать. Таким образом, фазы световых лучей, прошедших плечи интерферо­ метра, не зависят от движения Земли. Поэтому интерференционная кар­ тина не должна меняться при повороте платформы, что и подтверждалось опытами [39--49]. Наблюдавшееся Миллером [50] смещение интерферен­ ционных полос, соответствующее скорости около 1 0 км/с, является заве­ домой ошибкой и в более точных опытах не подтвердилось (так, по [46, 49] скорость не может быть более 1 ,5 км/с). Ошибка связана с необъек­ тивностью экспериментатора, чрезмерно увлеченного идеей эфирного ветра и увлечения эфира Землей. Та же увлеченность и необъективность присуща и академику РАЕН В. А. Ацюковскому в его обзоре [58]. Близкий к майкельсоновскому эксперимент был проведен в новой ра­ боте Таунса с сотрудниками [4 1]. Вместо плеч интерферометра здесь ис­ пользовались два одинаковых газовых лазера 1 , 2, расположенные под уг­ лом 90° на поворотной платформе (рис. 7 . 1 1). Излучение лазеров складыва­ лось на фотоприемной пластинке 3, и выделяемая ей разностная частота 4f= г измерялась частотомером 4. Авторы думали, что продольный лазер f h. 1 укоротится за счет движения Земли, его частота fi повысится, а в резуль­ тате появится разность частот !}. После поворота установки на 90° !}. будет j j иметь обратный знак. Однако измерение разностной частоты показала, что её изменение при повороте составило менее 3 кГц, что соответствует скоро­ сти Земли менее 1/1000 орбитальной. Авторы сочли свои результаты под­ тверждением ТО и опровержением классической физики. Однако если учесть, что оба торцовых зеркала продольного лазера 1 («излучатель» и «приемник») движутся с одинаковой скоростью, то из-за двойного влияния эффекта Доплера его частота не должна зависеть от скорости. Поэтому ну­ левой результат опыта очевиден и по классическим представлениям.

160 ГАава 7. Теория относитеАЪности v Рис. 7 . 1 1 . Схема регистрации эфирного ветра с помощью лазеров: 1 и 2 - газовые лазеры, 3 - фотоприемная пластина, 4 - частотомер По тем же причинам несостоятелен и опыт, предложенный, но не реализованный Нобелевским лауреатом Н. Г. Басовым с сотрудниками [59] . Здесь предполагалось использовать два одинаковых молекулярных генератора, расположенных встречно на поворотной платформе и изме­ рять разность фаз низкочастотных биений смесителя при повороте платформы на 1 80°. В расчетах разности фаз авторы снова не учитыва­ ют движения «приемника» (смесителя) и связанного с ним доплеров­ ского изменения частоты, в результате которого нулевой результат опыта очевиден. Пассажиры, стоящие на платформе, могут измерить скорость про­ езжающего поезда по изменению тона его гудка при приближении и удалении. В отличие от них, сидящие в вагоне поезда никаких измене­ ний тона гудка не замечают. Майкельсон и его последователи уподоби­ лись именно таким пассажирам поезда: мчась на Земле в космическом пространстве, они пытались измерить её скорость. Когда же получили изначально очевидный нулевой результат, то не стали искать ошибки в эксперименте, а стали придумывать объяснения ошибочным данным. Так появились гипотеза Фитцджеральда и преобразования Лорентца, объяснившие нулевой результат сокращением размеров тел давлением эфирного ветра. Кардинальный пересмотр мировоззрения дал А. Эйнштейн, который в своей теории относительности вообще отверг светоносную среду эфир. «Результатом его (опыта Майкельсона) был смертный приговор теории покоящегося эфирного моря, сквозь которое

7.5. Эксперимента11ьная проверка теории относите11ьности 161 движется вся материя» [60]. Выведенное А. Эйнштейном сокращение размеров из теории относительности противоречит не только результа­ там опыта, показавшего отсутствие изменения размеров, но и здравому смыслу [20] - движущееся тело не обладает телекинезом и телепатией, чтобы определить свою скорость относительно некоего наблюдателя и сжаться в расчетное число раз. Таким образом, нулевой результат опытов Майкельеона и его после­ дователей ничего не означает. Он был вполне объясним с позиций клас­ сической эфирной теории и поэтому не мог служить основанием для отка­ за от неё. Поэтому по принципу Оккама («без нужды не вводи новых сущностей») введение ТО не было необходимым. В заключение отметим, что в настоящее время опыт по измерению скорости Земли относительно эфира (если он существует) по разнице времен распространения света в разных направлениях стал реально вы­ полнимым. Для этого можно использовать пару спутников с установлен­ ными на них фемтосекундными лазерами и сверхточными атомными ча­ сами (см. 7 .5). Данный параграф докладьшалея на конференции РУДН в 1 996 г. [61], а также в виде статьи направлялся в журналы «Письма в ЖЭТФ» (15.03. 1 996) и «Приборы и техника эксперимента» (1 5.04. 1 997), откуда возвращен без рецензии. Поэтому материал опубликован в нерецензируе­ мом журнале [62]. 7.5. Новые в озможности экспериментадьной пров ерки теории относитедьности Теория относительности А. Эйнштейна с момента своего появления вызвала горячую поддержку одних ученых и яростное неприятие других. Если, по мнению первых, все положения ТО экспериментально подтвер­ ждены и поэтому нет оснований в постановке новых опытов, то другие наоборот считают, что у теории нет надежного экспериментального под­ тверждения. Так, В. А. Ацюковский, рассмотрев работы по эксперимен­ тальной проверке ТО, приходит к заключению: «Анализ результатов экс­ периментов, проведеиных различными исследователями в целях провер­ ки положений СТО и ОТО, показывает, что экспериментов, в которых получены положительные и однозначно интерпретируемые результаты, подтверждающие положения и выводы теории относительности А. Эйнштейна, не существует» [ 1 1 ] . Профессор МФТИ В. С. Бескии в своей книге [63] пишет: «до сих пор не существует окончательных дока­ зательств справедливости общей теории относительности! Дело в том, что хорошо известные с начала прошлого века примеры экспериментальной

162 Гдава 7. Теория относитедьносrи проверки ОТО (движение перигелия Меркурия, гравитационное красное смещение, отклонение света в гравитационном поле Солнца) . . . могут быть объяснены и в рамках альтернативных теорий гравитации . . . в част­ НОСТИ, нет прямого доказательства существования черных дыр», а также полного замедления хода времени. Академик В. Л. Гинзбург наоборот призывает: «Не ждать всесторонней проверки тех или иных теорий фун­ даментального характера, а смело и широко применять их на деле . . . Та­ кое поведение вполне разумно и нисколько не противоречит заботе о "прочности" тылов - в данном случае признанию необходимости даль­ нейшей проверки ОТО» [64]. По Гинзбургу получается, что если теория нравится, то её можно и не проверять, а сразу пускать в дело! Популяри­ затор науки и ярый сторонник ТО М. Гарднер пишет в своей книге [65]: «Специальная теория относительности настолько полно подтверждена экспериментом, что теперь было бы трудно найти физика, который со­ мневается в правильиости этой теории». Я сам физик, живу и работаю среди физиков, но не сомневающихся в ТО встречал только среди тех, кто верит в инопланетян, снежного человека, вечные двигатели и прочую чертовщину. Отсутствие единства в мнениях специалистов связано с возможно­ стью двоякой интерпретации многих опытов, приводимых в поддержку ТО. Так, опыт Физо и аберрация света одинаково объяснимы как в рамках ТО, так и классической теории. Независимость скорости света от движе­ ния источника, постулируемая в ТО и подтвержденная экспериментально, не противоречит и классическим представлениям о распространении света в эфире. Наблюдаемая релятивистская зависимость массы частиц от ско­ рости может быть кажущейся, связанной с уменьшением силы разгоняю­ щего поля ввиду конечной скорости его распространения (см. гл. 9). Предсказываемые ТО сокращение длины и замедление времени в движу­ щейся системе приводят к трудно разрешимым парадоксам. «Решающий» опыт Майкельеона по измерению скорости Земли относительно эфира не убедил даже самого автора в отказе от классических представлений. Если вместе с релятивистами признать отсутствие эфира и сноса им света, то из нулевого результата опыта Майкельеона вытекает независимость длины продольного плеча интерферометра от движения. Однако теория относи­ тельности его предсказывает, а следовательно противоречит эксперимен­ там. Наиболее точные варианты опытов последователей Майкельсона, как было показано в 7.4, одинаково подтверждают как ТО, так и классиче­ скую эфирную теорию. Поэтому очевидна необходимость нового решаю­ щего эксперимента, который бы однозначно и окончательно подтвердил справедливость одних и ошибочность других представлений. Такой experimentum crucis в частности может быть основан на эффекте Доплера с движущимся приемником.

7.5. Экспериментадьная проверка теории относитедьности 163 Эффект Доплера заключается в изменении воспринимаемой наблю­ дателем частоты излучения за счет движения излучателя или приеминка света (в акустике - звука). В классической электродинамике, исходящей из распространения света в некоей среде - эфире, частота f, регистри­ руемая неподвижным приемником от движущегося со скоростью v излу­ чателя, определяется соотношением: f= 1-� cos е), fo/( (1 6) где f - частота неподвижно го источника, �=v/c, с - скорость света, o е -угол между направлением распространения света и вектором скоро­ сти v. Если же излучатель неподвижен, а движется приемник, то f= l -� cos е). fo( ( 1 7) В ТО формула дЛЯ частоты выводится из преобразования 4-вектора в движущейся системе отсчета и имеет вид: f= ..}1 - /З2 1(1-� cos е). fo ( 1 8) Если в классической теории скорости излучателя и приеминка берут­ ся относительно эфира, считающегося неподвижным, то в ТО - это их скорости относительно друг друга. Второе отличие заключается в нали- чии в релятивистской формуле множителя ..}1 - fJ' , связанного с сокраще­ нием масштаба времени в движущейся системе. Очевидно, что если излучатель и приемник движутся вместе, с оди­ наковой скоростью, то никакого изменения регистрируемой частоты быть не должно. В классической теории это обусловлено тем, что изменение частоты, вызванное движением излучателя ( 1 6), компенсируется обрат­ ным изменением за счет движения с той же скоростью приемника ( 1 7), а в ТО - равенством нулю относительной скорости. Поэтому попытки под­ тверждения ТО опытами с измерением частоты, когда излучатель и при­ емник движутся на одной платформе или вместе с Землей типа (52-55], безосновательны, хотя авторы и заявляют о подтверждении ТО. Однако их нулевой результат не противоречит и классической теории. Большие надежды возлагались на поперечный эффект Доплера (е=90°), при котором в классической теории изменения частоты нет (1 6, 1 7), а в ТО оно появляется за счет релятивистского множителя ( 1 8). Айве и Стилуэлл [66] измеряли смещение спектральных линий возбужденных ионов водо­ рода Н2+ с энергией до 28 кэВ под разными углами к направлению движе­ ния. В [ 67] энергия ионов доведена до 78 кэВ, а в [ 68] значение � увеличено

164 Г11ава 7. Теория относительности до 0,84. Во всех работах поперечный эффект обнаружен, что некоторыми считается подтверждением ТО. Однако надежность результатов была чрезвычайно низкой, так как на поперечный эффект неизбежно наклады­ налея куда более сильный продольный. Точность и надежность удалось повысить в работах сотрудников Радиевого института РАН [69, 70], где благодаря использованию ускорителя энергию ионов водорода подняли до 2 МэБ, а спектр излучения ваблюдался под узкими углами от 34 до 26 1°. Авторы приходят к выводу о значительном расхождении результа­ тов опыта с релятивистской формулой ( 1 8). Подтверждение ТО в преды­ дущих работах, по их мнению, связано с «побочными эффектами или са­ могипнозом». Следовательно, эксперименты с использованием попереч­ ного эффекта Доплера также не дали надежного подтверждения ТО. В предлагаемом нами <<решающем» эксперименте используется про­ дольный эффект Доплера (8=0 и n), но с неподвижным излучателем света и движущимся приемником. Для этого случая классическая формула ( 1 7) преобразуется к виду: (19) а релятивистская ( 1 8) в системе источника излучения - к виду: 1!fo= .)о - fЗ) 1 о + Р> . (20) Положительный знак � соответствует удалению приемника от источ­ ника, а отрицательный - приближению к нему. Графики зависимости частоты от скорости по (19) прямая линия 1 , - а по (20) - сложная кривая 2 (рис. 7.12). При малых скоростях (� < 0,3 ) они совпадают, а при �, больших 0,7-0,8 в обоих направлениях - отли­ чаются в несколько раз. Если же � стремится к -1, то регистрируемая приемником частота по ТО стремится к бесконечности, тогда как по классической теории - лишь к удвоенному значению частоты излучате­ ля fo. Такая разница частот может быть легко выявлена даже в грубом эксперименте. Установка для проведения опыта может иметь вид, представленный на рис. 7 . 1 3 . Кольцевой ускоритель 1 подходящих ионов 2 (например, Н/) содержит прозрачные окна 3, сквозь которые пропускают луч света от излучателя 4 к фотоприемпику 5 спектрометра. При проходе сквозь пучок 2, свет частично поглощается на частотах спектральных линий движу­ щихся ионов, которые таким образом и служат приемником установки. Спектр поглощения ионов, регистрируемый фотоприемником 5, должен смещаться в соответствии с кривыми 1 или 2 рис. 7.12. Опыт желательно

7.5. Эксперимента11ъная проверка теории относите11ъности 165 провести на нескольких спектральных линиях в области энергий ионов, соответствующих значениям Р=О,7-0,9, как при одинаковом, так и встреч­ ном направлениях распространения света и движения ионов. Сравнение полученной экспериментальной зависимости с теоретическими кривыми 1 , 2 на рис. 7 . 1 2 позволит ответить на вопрос об истинности ТО или клас­ сической электродинамики и разрешить спор релятивистов и сторонников классической физики. Одновременно может быть проверена и баллисти­ ческая модель Ритца. Рис. 7 . 1 2. Зависимости отношения частоты f, регистрируемой движущимся со скоростью v={Jc приемником, и частоты fo не подвижного излучателя от р по классической теории эффекта Доплера (1 ) и теории относительности (2) При наличии кольцевого ускорителя ионов с пучком достаточно большой плотности (рис. 7 . 1 3 ) проведение предлагаемого эксперимента не должно вызвать серьезных трудностей и не потребует больших ма­ териальных затрат, а его важность для науки несомненна. Такая уста­ новка может быть использована дополнительно и для проведения опы­ тов с поперечным эффектом ДопЛера. Для этого луч света спектрометра 4, 5 нужно направить перпендикулярно потоку ионов 2, т. е. по радиусу ускорителя 1 . Важным опытом по проверке истинности ТО могло бы стать измере­ ние зависимости ускорения тела в гравитационном поле или заряда в электрическом поле от скорости и направления их движения (см. гл. 3,

166 Г11ава 7. Теория относитеАЪности рис. 3.8). Ожидаемая разница в ускорениях, предсказываемых ТО и клас­ сической физикой, здесь очень велика, особенно при движении в тормо­ зящем поле. 4 5 Рис. 7.13. Схема опыта по проверке ТО по эффекту Доплера: 1 - кольцевой ускоритель, 2 - пучок ионов, 3 - прозрачные окна, 4 - излучатель спектрометра, 5 - фотоприемник В связи с появлением фемтасекундных импульсных лазеров и сверх­ точных молекулярных и атомных измерителей времени возникла воз­ можность прямой проверки постулата ТО о постоянстве скорости света. Для этого лучше использовать два спутника, летящих навстречу друг другу по параллельным орбитам и «обстреливающих» друг друга лазер­ ными импульсами. Измерение времени прохождения в разных точках орбиты при сближении и удалении спутников позволит как убедиться в истинности второго постулата ТО, так и найти влияние движения Земли на скорость света. Также появилась возможность проверки и усовершенствования из­ вестного опыта Маринова по измерению скорости света в разных на­ правлениях путем использования вместо механических затворов электро­ оптических. 7. 6. В ыв оды Советские философы до 1950-х годов трезво оценивали ТО, понимая её не соответствие материалистическому мировоззрению. Так, А. А. Мак­ симов писал: «Теория относительности Эйнштейна, несомненно, пропа­ гандирует антинаучные воззрения по коренным вопросам современной физики и науки вообще. Воззрения Эйнштейна повели физику не вперед, а вспять как в отношении теории познания, так и метода. . . Это тупик со­ временной физики» [71]. В аналогичном духе высказывался и И. В. Кузнецов: «Интересы физической науки настоятельно требуют глу­ бокой критики и решительного разоблачения всей системы теоретических взглядов Эйнштейна и его последователей, эйнштейнианцев, в области

7.6. Выводы 167 физики, а не просто отдельных их философских высказываний. Идеали­ стические воззрения Эйнштейна · и эйнштейнианцев заводят физическую теорию в безысходный тупик» [72]. Однако вскоре инакомыслие было подавлено, и теория, противоречащая материализму, полностью востор­ жествовала. Только в последнее время, когда перестали действовать по­ становления Президиума ЦК ВКП(б) 1 934 года и Президиума АН СССР 1 964 года о запрете критики ТО, в России стало возможным официальное и без боязни последствий установление истины. Однако и сейчас �;;о сто­ роны фанатиков типа академика РАН Э. П. Круглякова слышится базар­ ная бран:ь в адрес критиков теории, которых он обзывает невеждами и лжеучеными. Нужно общественное обсуждение эйнштейииаиства в печа­ ти и на конференциях. Это позволит физике выйти из тупика, в который её загнали мифотворцы. Надеюсь, что наша работа поможет в этом. Эпигоны ТО считают ненужной её дальнейшую экспериментальную проверку - и так всё ясно. В учебнике для вузов [73 ] о соотношениях ( 1 )-(3) так и говорится: «В настоящее время представляется уже бес­ смыслеиным говорить о проверке этих соотношений» (с. 3 1 6). Согласно [7] « . . . В освоенной области энергии выводы СТО - непреложная истина, установленная окончательно . . . Пока предсказания СТО в пределах точно­ сти измерений оправдываются, у нас нет оснований сомневаться, что она верна и в области тех энергий, где не проверялась». Или: «В настоящее время нет ни одного твердо установленного факта, который бы не согла­ совывался с утверждениями СТО. Точность nроверки следствий СТО в области релятивистской динамики достигает сотых и тысячных долей процента» [9). И т. д. На самом деле процесс приближения к полному зна­ нию - абсолютной истине бесконечен. Какой бы хорошей ни была тео­ рия, как бы надежно она не проверена оnытом и практикой, со временем выявляются её недостатки и она заменяется новой, более совершенной теорией. От дополнительного экспериментального подтверждения и кри­ тики любая истинная теория может только выиграть. Другое дело, если речь идет о ложной теории - она боится nроверки, требует запрета кри­ тики, так как от критики может рухнуть. Теория относительности как раз к таковым и относится. Для установления истины и вывода физики Из ту­ пика необходима её экспериментальная проверка, причем не слепыми поклонниками, а критически мыслящими учеными. Одним из критериев истинности теории является принцип соответст­ вия: новая теория верна, если включает ранее известное как частный слу­ чай. Эпигоны-релятивисты считают ТО удовлетворяющей этому крите­ рию, так как при малых скоростях она якобы переходит в классическую механику Ньютона. Ничего подобного на самом деле нет. Так, по механи­ ке Ньютона кинетическая энергия тела равна mv2/2 (т - масса, v - ско­ рость тела), а по ТО - mc2 • Разлагая в ряд массу движущегося тела

168 Г.1.шва 7. Теория относительности m=m0(I-ilc2)" 1 12, для малых скоростей получим релятивистское выраже­ ние энергии: т0с2 + m0v212. Оно существенно отличается от классического. Валяющийся на земле булыжник по Ньютону энергией не обладает, а по Эйнштейну - его энергии достаточно для отопления и освещения целого города. Следовательно, по принцилу соответствия ТО не относится к ис­ тинной теории. СТО противоречит опыту и здравому смыслу, а те опыты, которые с ней согласуются, не противоречат и классической физике. Что же касает­ ся ОТО, то здесь та же картина: экспериментально подтверждены лишь её предсказания в слабом гравитационном поле (отклонение света, гравита­ ционное красное смещение, вековое смещение перигелия Меркурия), ко­ торые объясняются и классической теорией. Для окончательной победы ОТО нужно подтверждение предсказанных эффектов в сильных полях и их объяснение с материалистической точки зрения. Подводя итог, можно выразиться словами Ю. И. Петрова, что теория относительности - это «неосознанное заблуждение» [74]. Л. А. Калинин, показав ошибочность ТО как философского направления, пришел к выво­ ду: «Теория относительности не отвечает реальной физической картине мира. Ответы на вопросы, поставленные природой, нужно искать только с использованием богатого фундамента классической физикю> [75]. Как показано нами, с ним нельзя не согласиться. К большому сожалению, фа­ натиков теории относительности, которой они беззаветно преданы, безог­ лядно и бездумно верят, никакие противоречия и несуразности, никакие опровержения их любимого учения поколебать не могут.

Гдава 8 космология 8.1. Развитие взr11яд ов на В се11енную Наука о происхождения и развитии Вселенной - космология откры­ ла огромные возможности для лженауки и мифотворчества, и современ­ ные космологи эти возможности используют сполна. Изучаемые объекты Вселенной находится на недосягаемом расстоянии, важнейшие процессы в них часто давно прошли, а экспериментальная проверка, как правило, невозможна даже с помощью самых совершенных приборов. Поэтому любые выдумки, фантазии, ложные измышления космологов доверчивы­ ми учеными и простыми гражданами принимаются за истину. Вот один из примеров фантазии: « . . во второй половине ХХ столетия . Юзвишиным была предложена новая теория возникновения Вселенной из информациогенно-вакуумных нульматериальных точек - вакуумных информациогенов, имеющих фундаментальное свойство самоотноситься, самоотображаться и соответственно - соотноситься» ([ 1 ] , с. 223). По сравнению с приведеиной абракадаброй академика МАИ И. И. Юзвишина христианское учение о происхождения Мира выглядит куда более науч­ ным и попятным: «В начале было Слово и Слово было у Бога, и Слово было Бог. Оно бьшо вначале у Бога. Всё чрез Него начало быть . . . » (Ио­ анн, 1 , 1 3) . - Расстояния, с которыми имеет дело космология, очень велики. По­ этому их измеряют не в общепринятых метрах, а в световых годах. По определению один световой год равен расстоянию, которое проходит свет за 1 год. Это составляет 9,46 · 1 0 15 м. Представление о космических мас­ штабах дают, например, такие факты. Свет преодолевает путь от Луны до Земли за 1 с, от Солнца до Земли ( 1 50 миллионов километров) - за 8,5 мин. Ближайшая от нас звезда находится на расстоянии 4 световых лет. Размер нашей Галактики составляет 1 00 тысяч световых лет. Расстоя­ ние до соседней галактики Андромеды - 2,3 миллиона световых лет, а размер всей Вселенной, по мнению космологов, - 14 миллиардов свето­ вых лет. Значит, мы никогда не сможем навестить инопланетян в других галактиках, даже если будем мчаться к ним со скоростью света. Наряду со

1 70 Г11ава 8. Космо11оrия световым годом астрономы используют и другую единицу длины - пар­ сек: 1 пс=З · 1 0 16 м. Нынешние представления о происхождении Вселенной еложились в основном из астрономических наблюдений ХХ века. До этого в основном господствовали религиозные взгляды, различающиеся у разных народов. В христианстве и иудаизме принято на веру учение пророка Моисея, из­ ложенное около 2000 лет назад в первой части Библии - книге Бытия. По Библии Моисея Мир создан Богом в течение шести рабочИх дней с 1 по 6 марта 5508 года до Рождества Христова. В первый день, воскресение 1 марта Бог сотворил небо и землю, после чего потекло время (в России оно отсчитывалось с этого дня до 1 700 года). На второй день творения Бог создал сушу и море, на третий покрыл землю растениями. Четвертый день Он посвятил светилам - на небе появились Солнце, звезды и Луна, а день отделился от ночи. В четверг, на пятый день возникли рыбы, птицы и другие водные и воздушные твари. В пятницу с утра Бог создал скотину и прочих наземных животных. Поняв, что всё готово для райской жизни, после пятничного обеда Он решился сотворить человечество в лице Ада­ ма и Евы. На седьмой день, в субботу Бог «почил от всех дел Своих». С тех пор суббота у иудеев стала нерабочим днем. Каждый акт творения происходил от Слова Божьего, и ничего больше не требовалось. Нынеш­ ние космологи придерживаются близкой картины происхождения Мира, также из ничего, даже без Слова Божьего - в результате так называемого «Большого взрыва». О сотворении Мира в результате взрыва одной не имевшей размеров точки высказывался ещё живший в 1 1 75-1253 годах английский теолог из г. Линкольна епископ Роберт Гроссетест. Затем, в 1 927 году к идее взры­ ва, породившего Вселенную, пришел будущий президент Папской акаде­ мии наук в Ватикане аббат Жорж Эдуард Леметр ( 1 894-1966). По взгля­ дам Леметра, изложенным в его книге «Первобытный атом», всё вещество Вселенной первоначально было сосредоточено в атоме размером 1 0- 1 4 м и имело плотность 1 096 кг/м3 • Этот «атом» в какой-то момент не без помощи Творца и взорвался, расширившись до нынешних размеров Вселенной. Устройством Вселенной интересовались ещё в Древней Греции. В VI ве­ ке до н. э. Пифагор утверждал, что Земля находится в центре Мира, имеющего форму сферы, на к<>торой расположены Солнце, Луна и звезды. Модель Пифагора развил во втором веке Клавдий Птоломей. Воспроизво­ дя движение по небу Солнца и планет, он представил Мир в виде набора взаимопересекающихся и вращающихся сфер. Благодаря своей модели он мог вести календарь и предсказывать солнечные затмения. Геоцентриче­ ская модель Птоломея с Землей в центре Мира до nоследнего времени упорно поддерживалась Церковью. Поэтому, несмотря на ошибочность, она продержалась так долго.

8.1. Развитие взr11ядов на Все11енную 171 Недостатком модели Птоломея является её сложность, искусствен­ ность и непонятность. Это отмечал ещё король Леона и Кастилии Аль­ фонс Х Мудрый, правивший в 1252-1284 годах и составлявший таблицы затмений и положения планет: «Если бы Бог, создавая Мир, спросил у меня совета, я бы подсказал ему, как устроить Вселенную попроще». Бо­ лее простую и попятную модель предложил польский астроном Николай Коперник (1473-1543). Она названа гелиоцентрической, так как в центре Мира располагает Солнце, вокруг которого вращаются планеты и звезды. За поддержку и развитие этой «еретической» модели Мира по приговору суда инквизиции бьш сожжен Джордано Бруно и чуть не оказался на ко­ стре великий Галилей. По современным астрономическим наблюдениям Вселенная состоит из скоплений галактик, те в свою очередь из отдельных галактик (их от­ крыто уже более 400 миллиардов), галактики состоят из звезд, некоторые звезды содержат планеты, а планеты спутники. Все составляющие непре­ рывно движутся относительно друг друга, не имея общего центра. Теоретической основой современной концепции стала общая теория относительности, развитая Альбертом Эйнштейном в 1916 году [2]. Им бы­ ло получено космологическое уравнение, описывающее всю Вселенную: (1) Здесь R11v, g11v и T11v - тензоры кривизны пространства-времени, мет­ рики пространства и энергии-импульса наполняющей материи, R - мас­ штабный фактор, G - гравитационная постоянная, с - скорость света, Л - космологическая постоянная. Последний космологический член уравнения с Л > О Эйнштейн ввёл, чтобы получить вечную и стационар­ ную Вселенную, модели которой он вначале придерживался. Подвох за­ метил наш соотечественник петроградекий теоретик А. А. Фридман. В 1922-1 924 годах он показал, что при Л==О уравнение ( 1 1 ) кроме статиче­ ского решения допускает и динамические, причем в зависимости от зна­ чения средней плотности материи во Вселенной она может быть как рас­ ширяющейся, так и сжимающейся [3] . Если плотность р однородной изо­ тропной Вселенной равна строго определенному, критическому значению Ркр (порядка 10 протонов на кубометр), то её размеры выходят на стацио­ нарный уровень. При р < Ркр Вселенная должна неограниченно расши­ ряться, а при р > ркр силы тяготения остановят происходящее до сих пор расширение и оно сменится сжатием (рис. 8. 1 ). Весь мир снова возвратит­ ся в одну точку. Правоту Фридмана вскоре признал и сам Эйнштейн. В сво­ ей книге [3] Фридман пишет: «Невольно вспоминается сказание индий­ ской мифологии о периодах жизни, является возможность также говорить

172 Г11ава 8. Космо11оrия о сотворении мира из ничего, но всё зто пока должно рассматривать как курьёзные факты, не могущие быть солидно подтвержденными недоста­ точным астрономическим экспериментальным материалом». R Рис. 8 . 1 . Изменение со временем t размеров R во Вселенной при её разной плотности р. Пунктирная кривая - ускоренное расширение, tн - настоящее время, tк - время «Конца» Нужный экспериментальный материал не заставил себя долго ждать. В 1927-1 929 годах американский астроном Эдвин Хаббл изучал спектры оптического излучения галактик. Оказалось, что частоты излучения ато­ мов в дальних галактиках ниже, чем у нас, т. е. смещены в красную об­ ласть, причем, чем дальше находится от нас галактика, тем больше зто «красное смещение». Самым простым и очевидным было объяснить крас­ ное смещение эффектом Доплера, согласно которому при удалении излу­ чателя от приемника регистрируемая им частота света оказывается ниже излучаемой f на !!. JV!c. · Обобщив результаты измерений !!.f для ряда га­ j= лактик, Хаббл установил, что скорость удаления галактики v прямо про­ порцианальна расстоянию R от нас до неё: v=HR. ( 1 2) Коэффициент пропорциональности Н в формуле ( 1 2) назван постоян­ ной Хаббла. По последним оценкам Н=65 ± 1 0 км/с/Мпс. Закон Хаббла (12) бьm истолкован как факт подтверждения расширения Вселенной, предсказанного ТО. Сочли, что во время t=Riv=l!H, т. е. около 14 миллиардов лет назад, все звезды и галактики находились в одной точке, а затем вдруг стали разлетаться в разные стороны и продолжают свой разлет до сих пор. Отсюда аббат Ж. Леметр пришел к выводу о произведенном Богом Большом взрыве, с которого и началась история мира. Идея Большого взрыва и расширяющейся Вселенной оказалась мно­ гим выгодной. Прежде всего в ней заинтересована Церковь - ведь зто

8.2. Конечен и.11и бесконечен мир 173 первое «научное» доказательство Начала Вселенной, её сотворения из ничего, что могло быть осуществлено только Творцом, и таким образом подтверждало Его существование. В 1 95 1 году Ватикан официально зая­ вил, что католическая Церковь принимает космологию Леметра с Боль­ шим взрывом как вполне согласную с Библией. Расхождение между космологией и Библией оказалось лишь в датах сотворения Мира: 14 миллиардов и 7500 лет назад. Однако и это несоот­ ветствие некоторым удается устранить. Богословы-ортодоксы называют научные данные по космохронологии «геологическими бреднями» и под­ гоняют их под библейские [4-6]. Священник Даниил Сысоев пишет: «Для православного человека, очевидно, нет никаких научных оснований от­ вергать возраст Земли в 7500 лет и принимать теорию эволюции, для те­ чения которой просто не остается никакого времени» ([6], с. 63 ). В отли­ чие от ортодоксов, богословы-эволюционисты полагают, что «дни» тво­ рения, о которых идет речь в Книге Бытия, - это никак не дни в нашем обычном понимании, т. е. астрономические сутки, а целые эпохи, соответ­ ствующие значительным промежуткам времени [7]. Отсюда они тоже де­ лают вывод, что представления «стандартной» модели не противоречит христианской идее творения, а наоборот - подтверждают её. Идею Большого взрыва единодушно поддержали по патриотическим соображениям ученые еврейской национальности из разных стран, ведь в ней иудей N!! 3 (по списку самых выдающихся) Эйнштейн «научно» обос­ новал учение иудея N!! 1 - Моисея. Большинство же теоретиков проявили беспринципность и не возражали против «стандартной» модели, дающей возможность работы, роста и прославпения себя на поприще науки. 8.2. Конечен иди бесконечен мир Учение о Большом взрыве подразумевает не только Начало, но и Конец Мира, т. е. конечность времени его существования. При неограни­ ченном расширении разлетятся не только звёзды и планеты, но и молеку­ лы, атомы, элементарные частицы. Если же расширение когда-то сменит­ ся на сжатие, то всё схлопнется в одну точку, исчезнут пространство и время, а следовательно и весь Мир. Вселенная, пространство, время как неожиданно появились из ничего, так бесследно и канут в ничто. Такой вывод науки гармонирует с религиозным учением о Начале и Конце све­ та. Библия указывает точную дату Начала, но не указывает даты Конца, хотя и уверяет о его неизбежности. Знаменитый теоретик Стивен Хокинг отпустил жизни на Земле 100 лет. Такого же срока придерживается член­ корреспондент РАН профессор А. В. Яблоков, рассчитавший конец челове­ чества по снижению концентрации сперматозоидов в семенной жидкости

174 Г.;�ава 8. Космология мужчин: 1 00 лет назад она составляла 80-100 млн на 1 см3, сейчас равна 40-60 миллионам, а через 20-30 лет сократится до 1 5-20 млн, чего не­ достаточно для оплодотворения яйцеклетки (МК, 28.04.20 1 1 ). Верующий Ньютон, исходя из религиозных соображений, пришел к более раннему Концу Света - в 2020 году. Жрецы Майя дали ещё более ранний срок - 2 1 декабря 20 1 2 года, когда планеты солнечной системы, само Солнце и центр нашей галактики окажутся на одной лИнии. Кто из них прав - поживем - увидим. Думаю, что ни мы, ни наши внуки и правнуки не заметят никаких особенностей в жизни на Земле и в космосе в намечен­ ные даты. Научно-религиозная концепция о конечном времени существова­ ния Вселенной заходит в тупик при ответе на вопросы типа «А что бы­ ло до Начала?», «Что будет после Конца?». Космологи утверждают, что такие вопросы бессмысленны, так как не было и не будет ни простран­ ства, ни времени. Им вторит и Церковь. Святой Августин ещё в IV веке утверждал: «Мир сотворен с временем, но не во времени». Поэтому вопрос о том, когда и где Бог родился и чем занимался до творения - полная чепуха. Ещё в первой четверти ХХ века все были уверены в бескрайности Вселенной. Иначе нельзя бы ответить на вопросы типа «А что дальше за краем?». Ещё в пятом веке до н. э. древнегреческий философ Мелисс рас­ суждал: «Если целое не было бы беспредельным, то оно имело бы грани­ цу, следовательно, оно граничило бы с чем-то от него отличным. А что может быть отличным от бытия? - Только небытие, т. е. пустота. Но пус­ тоты не существует . . . Ибо пустота ничто. А то, что есть ничто, существо­ вать не может». Бесконечность Вселенной была очевидна для Джордано Бруно: «Существуют бесконечные земли, бесконечные солнца и беско­ нечный эфир». Не сомневался в этом и Д. И. Менделеев, когда писал: «Необходимо допустить безграничное количество миров, взаимно урав­ новешенных, вещественных и в своей основе сходных с тем миром, среди которого мы действуем». Ф. Энгельс в «Анти-Дюринге» утверждал по­ добное: «Вечность во времени, бесконечность в пространстве - это ясно с первого взгляда и соответствует прямому смыслу этих слов - состоят в том, что тут нет конца ни в какую сторону - ни вперед, ни назад, ни вверх, ни вниз, ни вправо, ни влево» [8]. Поддерживали концепцию бес­ конечности Вселенной и советские ученые. Однако в последнюю четверть двадцатого века ситуация изменилась, и Вселенная стала ограниченной не только на Западе, но и у нас. По мнению космологов, она конечна, но не имеет границ, ибо замыкается сама на себя. За пределами Вселенной пус­ того пространства нет, так как не она находится в пространстве, а про­ странство в ней. По современной космологии пространство родилось вместе со Вселенной при Большом взрыве и исчезнет с ней в миг Конца.

8.3. Стандартная модедь Вседенной 175 Это, конечно, не согласуется с определением пространства - это не ма­ терия, а её вместилище, существующее независимо от неё. Концепция бесконечной Вселенной, как кажется некоторым, приво­ дит к двум неразрешимым противоречиям. Это, во-первых, гравитацион­ ный парадокс Неймана-Зелигера - если закон всемирного тяготения распространить на бесконечную систему масс с неиулевой средней плот­ ностью, то притяжения соседних тел не будет. Во-вторых, это фотометри­ ческий парадокс Ольберса - бесконечная система излучающих звезд должна создавать ослепительную яркость всего неба, как наше Солнце. Современная космология снимает эти парадоксы ограничением размеров Вселенной. Однако не проще ли предположить, что мир бесконечен, но имеет фрактальную структуру типа звездная система - галактика - ско­ пление галактик - метагалактика и т. д., при которой средняя плотность материи равна нулю? [9]. Парадокс Ольберса также может быть снят при учете затухания света в космическом пространстве содержащимися там газами и пылью. 8.3. Стандартная мод едь В с еденной Концепция Большого взрыва прочно утвердилось в научной космо­ логии, став основой принятой сейчас так называемой «стандартной» мо­ дели развития Вселенной. По мнению современных космологов (см., на­ пример, [ 1 0-1 3]), Вселенная возникла около 14 миллиардов лет назад (точнее, 1 3,7 миллиарда, время Начала уточняется). В течение первых 1 0-43 долей секунды из «пространственно-временной пеньш в некоей «сингу­ лярной» (т. е. особой) точке (чего и где не уточняется) якобы родились время и пространство, наполненное чем-то очень плотным (1 096 кг/м3) с гигантской температурой в 1 032 К. В следующие 1 0-42- 1 0-36 секунды (так называемая «эпоха инфляции») особая точка очень быстро экспоненци­ ально расширялась и достигла размеров, близких к нынешним размерам Мира. Температура при этом упала почти до абсолютного нуля. В после­ дующие 1 о-36-1 о-35 с из начального «Фальшивого вакуума» родились кварки, монополи, бозоны, барионы, неведомые и очень массивные Х-час­ тицы, т. е. первичная материя («кварковый бульон») с плотностью 1 073 кг/м3 и температурой 1 029 К. Далее, в период 1 0" 1 0-10-4 с в «бульоне» шло объ­ единение кварков и распад бозонов с образованием протонов и нейтро­ нов. Температура при этом составляла 101 1 К. В период времени с 1 до 200 секунд после Начала температура упала настолько ( 1 09-1010 К), что стало возможным объединение протонов и нейтронов и образование про­ стейших атомных ядер - ядер гелия (2р + 2n). Это бьт период первичного нуклеосинтеза. Однако в течение первых 700 лет, когда температура падала

1 76 ГАава 8. КосмоАоr:ия до 3 · 105 К, в мире всё же доминировали не атомы, а таинственная темная материя (нейтрино, нейтралино, аксионы и т. п.). Затем 700 тысяч лет шла рекомбинация и синтезировался водород с температурой (3-4,5). 1 03 К. Несколько десятков миллионов лет Вселенная оказалась заполненной космическим газом, состоящим из водорода (76 мае. %) и гелия (24 мае. %). Через 0,1-1 миллиарда лет после Взрыва (по другим данным через 30- 1 00 миллионов) из водорода и гелия начали образовываться звезды, галактики и формироваться крупномасштабная Вселенная. Первичные звезды были очень крупными - порядка 300 масс Солнца. Внутри них пошли ядерные реакции синтеза и стали рождаться тяжелые элементы. При взрыве звезд элементы разлетались по космосу, из них образавы­ вались звезды второго поколения и планеты, на некоторых из которых родилась жизнь. С начала XXI века в космологии появилось новое поветрие: послед­ ние 5 миллиардов лет Вселенная якобы не просто расширяется, а расши­ ряется ускоренно, т. е. скорости её разлета растут (рис. 8 . 1 , пунктирная кривая) [ 1 0,14] . Несмотря на малую надежность и сомнительность поло­ женных в основу концепции ускоренного расширения экспериментальных данных, полученных американскими астрономами, из неё делают далеко идущие выводы. Заявляют, что в Мире господствует антигравитация, а материя не притягивается, а отталкивается. Придумали и виновника анти­ гравитации - так называемую «темную энергию». Эта энергия, не явля­ ясь материальным объектом, тем не менее, якобы заполняет всё простран­ ство. Скорость разбегания дальних галактик согласно последним данным скоро превысит скорость света, и мы не сможем их увидеть ни в один те­ лескоп. А потом и вовсе останемся одни во всем наблюдаемом Мире! Примерно через 50 миллиардов лет наступит «Большой разрыв» всего, включая атомы и элементарные частицы, или же (по другой модели) - «Большой холод», когда всё замерзнет. Нынешняя Вселенная, по Представлениям космологов, продолжает расширяться из одной начальной точки Большого взрыва. Она имеет ог­ раниченные размеры (порядка 1 026 км) и конечную массу ( 1 054 кг). Её средняя температура сейчас упала до 2, 7 К. Вселенная лишь на 4 % состо­ ит из обычного вещества, а её главные составляющие - невидимые «тем­ ная материя» - 23 % и совсем невообразимая «темная энергия» - 73 %. Обычная и «темная» материя создают притяжение, а «темная энергия» - расталкивание. Так как последней в мире больше, то якобы и господству­ ет отталкивание, ведущее к ускоренному расширению. Изложенную картину рождения Вселенной начал развивать в 1 948 году Г. А. Гамов, исключенный из АН СССР и в то время работавший в США. Самый начальный период придумал, сидя в инвалидной коляске, неизле­ чимо больной Стивен Хокинг и изложил его в книге «Краткая история

8.4. Противоречия стандартной моде11и 177 времени. От Большого взрыва до Черных дыр» ( 1 988). Концепция Гамо­ ва-Хокинга единодушно припята современными космологами, стала непререкаемой и единственно возможной. К ней следует относиться как к очередному мифу, так как она недоказуема, противоречит законам приро­ ды, логике и здравому смыслу. К космологической истории мира добавим, что 5 миллиардов лет назад (по последним данным 4 миллиарда 567 миллионов) образовалось наше Солнце, а 4,467 миллиарда - Земля. Через миллиард лет после образования Земля остыла и покрылась выделившейся из минералов водой. В воде за счет извержений лавы стали расти острова и материки. 2,5 миллиарда лет назад появились микроорганизмы, которые начали выделять кислород. Всего около 1 00 тысяч лет назад в Африке появился современный чело­ век, а 20 тысяч лет назад он переселился в Европу. Русский народ сфор­ мировался около 1 000 лет назад. 8 .4. Против оречия станд артной мод ели Как уже отмечалось, «стандартная» модель начальной Вселенной не может быть подтверждена или опровергнута экспериментом. Даже сам С. Хокинг в упомянутой книге (с. 1 3 9) писал, что Большой взрыв является лишь математической моделью и сушествует только в нашем уме. А на­ ходится ли общепринятая космологическая модель в логическом соответ­ ствии с надежно установленными фактами и законами природы? - Нет. Перечислим лишь несколько вопиющих противоречий. 1 . Согласно космологии Вселенная родилась из пространствеино­ временной пены. В этом отношении современная физическая мифология перекликается с древнегреческой - там был подобный случай рождения богини любви, красоты и вечной молодости Афродиты. Однако у древних мифотворцев богиня родилась из белоснежной морской, т. е. вполне мате­ риальной пены. А разве может что-то родиться из нематермальной «пеньш пространства и времени, как у современных космологов? Ещё пять веков до нашей эры древние греки утверждали, что из ничего не родится ничто. Никому и никогда ещё (кроме фокусников) не удавалось из нематермаль­ ного создать хотя бы одну элементарную частицу и какой-то микрограмм вещества. Закон сохранения материи незыблем. Звезды, планеты, косми­ ческая пыль и газы, силовые поля могут преобразовываться друг в друга, объединяться, разлетаться, гаснуть, но их суммарная масса всегда остает­ ся неизменной. Поэтому сколько было материи миллиарды лет назад, столько есть её и сейчас, столько же её будет и следующие миллиарды лет. А по «стандартной» модели в один миг и из ничего появилось больше 1 023 масс Солнца!

1 78 Глава 8. Космология 2. Аналогичная картина и с энергией Вселенной - из ничего взялось более 1068 Джоулей! А ещё М. В. Ломоносов знал, что «Первичное дви­ жение не может иметь начала, оно должно существовать извечно». По закону сохранения энергия может переходить из одного вида в другой, но исчезнуть или возникнуть она не может. Поэтому даже если в результате какой-то флуктуации и возник сгусток какой-то материи, то откуда взя­ лась взрывчатка для её разброса? Для ответа на этот вопрос ученые­ космологи ввели в историю Вселенной эпоху, · названную экономическим термином «инфляция». При инфляции, как известно, законы не соблюда­ ются и можно разбогатеть не работая. Поэтому вместо закона всемирного тяготения в это время якобы действовал закон отталкивания. Именно рас­ талкивание материи в эпоху инфляции и привело к разбеганию галактик и расширению Мира, происходящему по инерции и в наши дни. В этом во­ просе космология не только не согласуется с физикой, но и делает утвер­ ждение, противоположное фундаментальному закону природы. 3. По «стандартной» модели за время инфляции протяженностью в 1 о-36 секунды Вселенная умудрилась разлететься на миллиарды световых лет. За первую секунду существования Вселенная из точки увеличилась до 10 14 км. Средняя скорость расширения при этом составила 1 0 17 м/с, что в 3 · 1 08 раз больше скорости света. В первые же милли- и микросекунды скорости были ещё больше. Однако космологов-релятивистов противоре­ чие с теорией относительности не смущает, хотя их модель и исходит из ТО. Они говорят, что это бьша не настоящая скорость, так как не было передачи сигнала или взаимодействия, и вещество было не тем, что те­ перь - тогда была «вакуумоподобная форма материи», для которой за­ кон не писан. А разве существуют в ТО ограничения по формам мате­ рии? И что могло так разгонять частицы - ведь скорость антигравитаци­ онного поля, которому приписывают расталкивание, равна скорости све­ та, больше которой оно ничего разогнать не может? Нестыковку можно списать лишь на «инфляцию». 4. Сверхсветовое движение, запрещенное ТО, по модели Большого взрыва должно быть и сейчас, у современной материи. В частности, га­ лактики, находящиеся в диаметрально противоположных точках небесной сферы и удаляющиеся от нас со скоростью большей половины скорости света, движутся относительно друг друга со скоростью большей с. 5 . Стандартная модель основана на ТО, а как писал сам С. Хокинг, «В теории относительности отсутствует абсолютное время, и у каждого наблюдателя своя мера времени». Однако он почему-то не указывает на­ блюдателя, для которого время существования Вселенной равно 14 мил­ лиардам лет. Если имеется в виду абсолютное время неподвижного на­ блюдателя, находящегося в точке взрыва, то ТО его отрицает. Если же это земной наблюдатель, то его время шло сильно замедленно, особенно

8.4. Противоречия стандартной моде11и 179 на начальном этапе, когда скорость превышала даже световую. Может быть, с учетом релятивистского замедления время жизни Мира и превра­ тится в библейские 7500 лет? 6. Время жизни Вселенной космологи нашли по постоянной Хаббла, исходя из постоянной скорости расширения. На самом же деле, как следу­ ет из самой стандартной модели, расширение шло нелинейно, а его ско­ рость вначале была значительно большей скорости света, и Мир достиг почти нынешних размеров уже в первые доли секунды своего сушество­ вания. С учетом этого мы опять приходим к библейским временам. 7. К Большому взрыву и его времени космологи пришли исходя из трактовки красного смещения эффектом Доплера. Однако возможны и другие причины покраснения света - «Старение» фотонов, «старение» материи и т. д. (см. 8.5). Тогда никакого расширения и «творения» Мира не будет. 8. Принятая история Вселенной не может ответить на напрашиваю­ шийся вопрос: «А что было до Большого взрыва?». Космологи говорят, что такой вопрос бессмысленен, так как ещё не было времени и простран­ ства. Более откровенна в этом отношении религия, по которой всегда был Бог, или простые люди, говорящие «Бог знает что». 9. Анализируя светимость звезд в зависимости от их массы, А. Эддингтон нашел их возраст в десятки миллиардов лет. Д. Джине на основе тех же фактов получил в сотни раз большее значение. Следова­ тельно, звезды существовали до принятого рождения Вселенной. Ещё одни «часы» - молекулы газов, обнаруженные в межзвездной среде: Н2 , HzO, СО, HCN, HzCO, H2CS, CHzNH, НСООН, СН3С2Н и другие. Для их образования несколько атомов должны были встретиться в сильно разре­ женной космической среде. Тройные соударения атомов при их концен­ трации 1 00 штук в кубическом сантиметре случаются лишь раз в 1 020 лет, что в десять миллиардов раз больше принятого возраста Вселенной. Веро­ ятность образования молекул из четырех, пяти и большего числа атомов ещё значительно меньше, да и концентрация атомов в космосе при оцен­ ках завышена. В космическом пространстве обнаружены даже молекулы аминокислоты глицина H2NCH2COOH, на случайное образование которых 14 миллиардов лет, отведенных Вселенной, явно недостаточно. Значит, Вселенная сушествует значительно дольше, чем принято, а может быть и вечно. К аналогичному выводу приводят и оценки возраста некоторых звездных скоплений. 1 О. Наше Солнце (как и другие звезды) состоит в основном из водоро­ да и гелия. Тяжелых элементов в нём порядка 1 %. Земля же содержит лег­ ких элементов всего около 1 %, а в основном состоит из тяжелых: кисло­ рода (49 %), кремния (2 6 %), алюминия (7,45 %), железа (4,2 %) и других . Аналогично и некоторые другие планеты и астероиды. К этому добавим,

180 ГJJaвa 8. КосмоJJоrия что в солнечной системе имеются метеориты, состоящие из чистого желе­ за или железа с никелем. Откуда же взялась материя Земли и железных метеоритов? Она не могла быть выброшена Солнцем 4,6 миллиарда лет назад, когда оно бьmо почти чисто водородным. Тяжелые элементы не могли образоваться и на самой Земле, где идут только ядерные реакции распада тяжелых элементов. Для объяснения этого противоречия решили, что Солнце - это звезда не первого поколения, родившаяся вместе со Вселенной 14 миллиардов лет назад, а второго с возрастом всего 6 милли­ ардов лет. Земля же образовалась 4,6 миллиардов лет назад из материи существовавшей на месте солнечной системы звезды первого поколения. Эта протозвезда почти полностью переработала свой водород в тяжелые элементы, угасла и взорвалась на мелкие кусочки, которые до сих пор летают в космосе как метеориты и из которых в своё время образовалась наша Земля и другие планеты. Однако, согласно расчетам время «созре­ вания» первичной звезды составляет 20 миллиардов лет и она должна бы­ ла родиться минимум 26 миллиардов лет назад, т. е. до рождения Вселен­ ной. К тому же, почему куски из тяжелых элементов не упали на Солнце и откуда на месте протозвезды взялось необходимое для Солнца количество уже переработаиного ей водорода? Откуда взялось на Земле такое боль­ шое количество радиоактивного урана, за счет распада которого она не остыла? Космология не дает ответа на такие вопросы. 1 1 . Из ничего, из нуля чисто математически можно получить сумму из + 1 и - 1 . Аналогично в результате предполагаемой флуктуации вакуума (т. е. нуля) во время Большого взрыва получились бы в равных количест­ вах материя (+ 1 ) и антиматерия (-1 ) Однако Вселенная содержит только . материю (+ 1). «Пропажа» антиматерии невозможна даже математически. Куда исчезли античастицы и почему с ними не проаннигилировали после флуктуации существующие доныне частицы, остается непонятным. 12. Если, как утверждают космологи, сейчас одинаково расширяется всё пространство, все тела и все длины волн, то мы не смогли бы заметить этого процесса. Наши единицы длины (Парижский меридиан, расстояние между засечками на иридиевом стержне, длины волн излучения атомов) увелмчива­ лись бы с той же скоростью, с тем же размерным фактором, что и размеры всех тел и расстояния между ними. Никакого красного смещения не было бы. А мы его, тем не менее, видим. Следовательно, концепция всеобщего расширения противоречит опытным данным, на которых она основана. 1 3 . Если красное смещение объяснять расширением прО'- анства, как 'тр это делают современные космологи, то придется согласиться с невыполне­ нием закона сохранения энергии для фотонов: дальняя звезда излучает фо­ тон с энергией lifj , а доходит до нас он с энергией hf2, меньшей hjj . Куда де­ валась разница энергий? - Ведь число долетевших фотонов не изменилось, а передать часть своей энергии им было нечему. Отметим, что при объяс-

8.4. Противоречия стандартной модеди 181 нении красного смещения эффектом Доплера такой проблемы не возника­ ет. Здесь если движется излучатель, то частота и энергия испускаемых фотонов изначально ниже, а если движется приемник, то до него долетает фотон начальной энергии, а её пониженвое значение мы получаем за счет искажения при регистрации. 14. Если бы Вселенная расширялась, то свет, испущенный миллиарды лет назад атомами меньших размеров, имел бы скорее синее смещение, чем красное. 1 5. Теоретики просчитали динамику расширения Вселенной в много­ мерных пространствах, получив, что все её точки, находящиеся от нас на одинаковом расстоянии, удаляются с одинаковой скоростью. Для иллюст­ рации такого феномена они проводят аналогию с раздувающимся воз­ душным шариком, на поверхности которого разбросаны галактики (рис. 8 .2). При раздутии шарика все расстояния на нем действительно одинаково растут, причем какого либо центра, от которого идет рост, нет. Однако эта аналогия некорректна. Во-первых, увеличение размеров может заметить только внешний наблюдатель, у которого есть не раздувающий­ ся вместе с шариком метр. Наблюдатель, живущий на шарике, никакого роста не заметит. Во-вторых, поверхность шарика представляет собой двумерное пространство, расположенное в трехмерном. Поэтому у шари­ ка есть куда расширяться. В нашем трехмерном мире, где нет других из­ мерений, нет свободного внутреннего и наружного пространства, «шари­ ку» расширяться некуда. Если же мы представим себе расширение трех­ мерного Мира, то неизбежен центр, где произошел Большой взрыв, и не­ обходимо наличие свободного пространства. Тогда если частицы при взрыве получили самые разные скорости от нуля до максимальной, то Вселенная имела бы вид шара (рис. 8.3, а), а одинаковые скорости - то сферы (рис. 8.3, б). Однако ни в том, ни в другом случае звезды, находя­ щиеся от Земли на одинаковых расстояниях, не удалялись бы от нас с равными скоростями. · � Рис. 8.2. Двумерная модель расширяющейся Вселенной

182 Г;шва 8 . Космология 1 6. Если бы Вселенная бьmа ограничена в реальном трехмерном про­ странстве, то мы, находясь на своей Земле не в её центре (рис. 8 .3), видели бы разную плотность звезд в разных направлениях. Фоновое излучение тоже не было бы изотропным. На самом же деле плотность звезд и фоно­ вого излучения со всех сторон одинаковы, что свидетельствует об отсут­ ствии у Вселенной границы или предела. а) Рис. 8.3. Трехмерная Вселенная, расширяющаяся после взрыва с разными (а) и примерно одинаковыми (б) скоростями галактик 1 7 . Наблюдаемое фоновое («реликтовое») излучение, если оно в са­ мом деле является реликтом рождения Вселенной, в реальном трехмерном пространстве должно было бы давно улететь от галактик, а не заполнять их, так как его скорость равна скорости света, а нынешняя скорость разбе­ гания галактик много меньше её (< 600 км/с у нашей галактики). 1 8 . Астрономы изучали галактики, находящиеся от нас на расстояни­ ях до 1 О миллиардов световых лет и сформировавшиеся до 1 О миллиардов лет назад. Однако в 1 995 году Р. Уильямс направил телескоп «Хаббл» в темное место неба, где, казалось, звезд нет. К удивлению он обнаружил множество галактик, возникших во время не более миллиарда лет после взрыва. Дальнейшие наблюдения подтвердили его открытие. С помощью наземного субмиллиметрового и орбитального инфракрасного телескопов было обнаружено столкновение двух галактик, находящихся от нас на расстоянии 12 миллиардов световых лет. Орбитальный гамма-телескоп Ферми зарегистрировал гамма-вспышку в созвездии Киля на расстоянии 1 2,2 млрд св. лет, а в сентябре 2005 года был зафиксирован мощный взрыв звезды на расстоянии 1 3 млрд лет. В январе 20 1 1 года астрономы из Ни­ дерландов, США и Швейцарии с помощью космического телескопа Хаббл обнаружили галактику, которая уже существовала 1 3 ,2 миллиарда лет назад. Она возникла не позднее 480 миллионов лет после Большого взры­ ва. Все эти объекты находятся у самого «края» Вселенной ( 1 3 , 7 млрд св. лет). Нет сомнения, что по мере совершенствования аппаратуры и мето-

8.4. Противоречия стандартной модели 183 дов регистрации будут обнаружены и галактики за предполагаемым кра­ ем. И что тогда будет с учением о «Большом взрыве»? Эти объекты ока­ жутся за пределами Вселенной и жившими ещё до её рождения. 1 9. 3 сентября 20 1 0 г. с помощью гавайского телескопа UKIRT был обнаружен квазар ULASJ 1 1 200 1 .48+064 1 24.3 с красным смещением 7,085. Его наблюдаемое сейчас излучение было испущено (если верить принятой стандартной модели) спустя 770 млн лет после Большого взрыва. При этом оно генерировалось благодаря аккреции газа на черную дыру. Оце­ ненная по мощности излучения квазара, которая в 63 трлн раз превышает солнечную, масса черной дыры оказалась в 2 млрд раз больше массы Солнца. Остается непонятным как за такое короткое (по космическим масштабам) время образовалось такое скопление материи. 20. Нынешние телескопы, включая космические, фиксируют сотни миллиардов галактик во всех направлениях. Наиболее удаленные из них обладают наибольшей яркостью, что считается признаком их «молодо­ сти» и подтверждением конечности Вселенной. Однако это может быть связано с тем, что на таких расстояниях галактики с обычной яркостью просто не видны. Нет сомнения, что по мере совершенствования аппара­ туры на снимках неба появятся и более слабые объекты. 2 1 . По припятой космологической модели пространство расширяется и искривляется под воздействием наполняющей его материи. Материя в свою очередь движется искривленным пространством. Получается своего рода вечный двигатель. Что касается принятого в последние годы уско­ ренного расширения Вселенной, то ясно, что, ускоряя материю, нужно совершать работу. Но откуда взять для этого энергию? «Темная энергию> тут не поможет, она нерабочая. А других источников просто нет. 22. Согласно космологии, Вселенная возникла взрывом «сингулярной точки» с плотностью материи в 1 096 кг/м3 • Если этот процесс произошел закономерно, а не по воле Божьей, то почему он нигде и никогда не по­ вторился ещё раз, а остался в одном экземпляре? Так как законы природы действуют всюду и всегда, то с точки зрения физики Большие взрывы происходили бы многократно, а Вселенная состояла бы из многих Миров, родившихся в разных точках и в разное время. Множественность Миров начали признавать и некоторые теоретики. Так, профессор Ю. Н. Ефремов в бюллетене «В защиту науки» N!! 3 (М., Наука, 2008, с. 2 1 3) пишет: «Ны­ не мы знаем, что вселенных много; они возникают в вечном океане ва­ куума как быстро расширяющиеся самопроизвольные флуктуации его плотности и обладают самыми разными свойствами; объяснять появление именно нашей Вселенной так же бессмысленно, как и появление данного пузырька в закипающей воде». Перечислеине противоречий принятой космологической модели можно продолжать и дальше. Но и так ясно, что концепция Большого

184 Глава 8. Космо11оrия взрыва, выработанная на основе ТО, с одной стороны ненаучна, так как не может быть проверена экспериментально, а с другой - неверна, ибо про­ тиворечит основным законам природы, здравому смыслу и наблюдаемым фактам. Как писал известный французский физик Л. Бриллюэн, «общая 1:еория относительности - блестящий пример великолепной математиче­ ской теории, построенной на песке и ведущей ко всё большему нагромо­ ждению математики в космологии» ([1 5], с. 28). И далее (с. 83): «Нет ни­ каких экспериментальных фактов, подтверждающих . . . теорию Эйнштей­ на . . . Научная фантастика в области космологии - это, откровенно гово­ ря, очень интересная, но гипотетическая вещь». 8. 5 . Альтернативные гипотезы Как видно из вышеизложенного, припятая сейчас «стандартная» космологическая модель имеет множество противоречий и вряд ли может быть принята за окончательную истину. По-видимому, прав был известный советский ученый Б. А. Воронцов-Вельяминов, который в своей книге «Астрономия» (М., 1 978, с. 1 27) писал: «Идеалистически настроенные ученые торопятся сделать угодный религии вывод о том, что начало расширения Вселенной, сосредоточенной в одном "атоме­ отце", было порождено сверхъестественным, "божественным актом". На самом же деле возможность происхождения всей Вселенной из од­ ного атома является ничем не обоснованной выдумкой. Она была нуж­ на противникам материализма лишь для якобы научного подтвержде­ ния библейской легенды о сотворении мира». Поэтому необходимы альтернативные гипотезы, объясняющие известные эксперименталь­ ные факты. Имеющиеся данные о красном смещении в спектрах дальних галак­ тик, лежащие в основе теории Большого взрыва, заведомо объяснимы не только разбегавнем галактик. Даже сам Эдвин Хаббл высказывал сомне­ ния в принятой концепции эффекта Доплера и расширения Вселенной, предлагая искать иную причину «старению> фотонов. В. Л. Фроловым рассматривается целых пять причин «покраснения» [ 1 6]. Дадим ещё две альтернативные гипотезы. 1. Истечение электрона со временем. Красное смещение, на котором основана концепция Большого взрыва, может быть связано не с удалением от нас галактик, а с большой давностЬю излучения наблюдаемого света. За прошедшие со дня излучения миллиарды лет в природе многое могло из­ мениться. Например, спектральные линии, бывшие когда-то «красными», стали «синими» или наоборот. Одна из возможных причин этого - изме­ нение параметров электрона.

8.5. ААьтернативные гипотезы 185 Рис. 8.4. Перетекание электрона в протон Корпускулярная материя Вселенной состоит из равного числа всего двух стабильных частиц - электронов (е) и протонов (р). Протоны входят в состав атомных ядер, а электроны находятся как в ядрах, образуя с про­ тонами нейтроны, так и в оболочках атомов. Протон и электрон обладают одинаковыми по модулю и противоположными по знаку зарядами. Однако массы т частиц по непонятным причинам резко различаются: тр = 1 836 те. Поэтому можно предположить, что со временем электрон перетекает в протон, обеспечивая их электрическое взаимодействие (рис. 8 .4). Перете­ кание осуществляется полевой материей, фотонами (j), реонами (по В . Ритцу [ 1 7]) или другими очень мелкими частицами. В результате пере­ текания масса электрона со временем уменьшается, а протона растет (рис. 8 .5). Одновременно с перетеканием электрон приобретает всё боль­ ший отрицательный заряд (недостаток «Электричества» по Франклину, 1 748 г.), а протон - положительный (избыток «электричества»). Если предположить, что до «Начала» ( 1 4 миллиардов лет назад) Вселенная со­ стояла из одинаковых незаряженных частиц массой 9 1 8те, то к настояще­ му времени (t=O) частицы достигли нынешних параметров (рис. 8 . 5). Если линейный процесс изменения параметров пойдет и дальше, то через 1 5 миллионов лет электрон исчезнет, протон достигнет массы 1 83 7 т., мате­ рия перейдет в качественно новое состояние и наступит своего рода фазо­ вый переход или, как говорят, «Конец света». Частота излучения атома пропорциональна массе электрона и его за­ ряду в четвертой степени. Со временем в результате роста заряда элек­ трона, несмотря на уменьшение его массы (рис. 8.5), частота должна рас­ ти. Поэтому в прошлом атомы, колеблясь на тех же модах, излучали более низкие частоты, чем теперь, т. е. спектры излучения были смещены в красную область. Этим и можно объяснить видимое сейчас красное сме­ щение, тем большее, чем дальше от нас находится галактика и тем дольше от неё идет к нам свет.

186 ГJlaвa 8. Космоllоrия Рис. 8.5. Изменение массы и заряда nротона (верхние кривые) и электрона (нижние) от «Начала» до «Конца» Вселенной 2. Рассеяние света. Красное смещение спектра излучения Солнца мы видим постоянно на зорьках при его восходе и заходе. Однако из факта по­ краснения светила утром и вечером никто не делает вывода о быстром уда­ лении от нас Солнца в это время. Смещение спектра здесь связано с рассея­ нием света на неоднородностях земной атмосферы. По закону Д. У. Рэлея интенсивность рассеяния пропорциональна четвертой степени частоты. Поэтому синий свет рассеивается сильнее, чем красный, и хуже доходит до нас, особенно на зорях, когда скользя по поверхности Земли ему приходит­ ся проходить в воздушной среде куда большее расстояние, чем днем. Космический вакуум не является абсолютно пустым. Он содержит межзвездный газ - в основном водород (есть также, но в значительно меньших количествах Не, N, О, СО, СН, ОН, CN и др.), космическую плаз­ му, элементарные частицы и межзвездную пьmь [ 1 8]. Плотность межзвезд­ ной космической среды очень мала (в нашей галактике содержится в сред­ нем 0,5-0,7 молекул газа в 1 см3). Однако при гигантских расстояниях, ко­ торые приходится проходить излучению дальних галактик, даже сильно разреженная среда оказывает влияние на дошедший до нас свет. Так, на­ пример, наблюдается мерцание радиоизлучения пульсаров, вызванное рас­ сеянием на неоднородностях космической среды [ 1 8] . Неизбежно и рассея­ ние света как на отдельных частицах космической среды, так и на её неод­ нородностях, подобное тому, которое мы наблюдаем в земной атмосфере. Рассеяние света бывает упругим или рэлеевским, когда его частота после взаимодействия остается неизменной, а меняется лишь направление распространения, и неупругим, когда меняется и частота. Второй вид рас­ сеяния света на свободных или слабо связанных электронах открьm в 1 927 году американец А. Х. Комnтон, за что был удостоен Нобелевской

8.5. Альтернативные гипотезы 187 премии и названия эффекта его именем. К снижению частоты излучения приводит также комбинационное рассеяние, открытое индийцем В. Раманом в 1 930 году, тоже получившим Нобелевскую премию и назва­ ния рассеяния рамановским. При неупругом рассеянии фотон света, попа­ дая в частицу, возбуждает её, отдавая часть своей энергии, в результате чего частота переизлучаемого фотона понижается. Космологическое красное смещение не может быть объяснено рэле­ енеким рассеянием, как «покраснение» Солнца на утренней и вечерней зорях. Хотя в этом случае общий спектр (рис. 8 .6, а) и смещается, но от­ дельные линии излучения остаются на месте, в большей или меньшей ме­ ре теряя свою интенсивность (рис. 8 .6, б). Другое дело комптонавекое или раманавекое рассеяние, когда смещаются отдельные линии в спектре из­ лучения (рис. 8 .6, в). После многократного неупругого рассеяния частота электромагнитного излучения звезд понижается, а свет из синего превра­ щается в красный (см. первую страницу обложки). Чем больше расстоя­ ние до звезды, тем больше столкновений испытывает фотон на своем пути и тем больше снижение его частоты. Следовательно закон Хаббла ( 1 2) выполняется, и эффект красного смещения за счет неупругого рассеяния (или при его сочетании с неупругим рассеянием - рис. 8.6, г) полностью согласуется с наблюдаемым космологическим смещением. Неупругим рассеянием легко объясняется и фоновое излучение, назы­ ваемое космологами «реликтовЫМ)), т. е. оставшимся от рождения Вселенной. Рис. 8.6. Спектры излучения звезд: а ) исходный, б) после многократного упругого рассеяния, в ) после неупругого рассеяния , г) после обоих видов рассеяния

188 ГАава 8. Космоilоrия Это не что иное, как оптическое, рентгеновское и гамма-излучение звезд и галактик, находящихся за пределами нынешнего горизонта наблюдений ( 1 0-1 3 миллиардов световых лет). В результате многократного неупруго­ го рассеяния на частицах космического пространства фотоны этого излу­ чения растеряли свою энергию и частоту и стали инфракрасными или сверхвысокочастотными. Большие надежды возлагают космологи на запуск большого адровно­ го коллайдера, который якобы раскроет тайну рождения Вселенной. Ис­ ходя из изложенного, в этом следует усомниться, если продолжать при­ держиваться господствующей концепции Большого взрыва. 8. 6 . Черные дыры Уже в наше время расцвел миф о существовании так называемых черных дыр - объектов, втягивающих своим гравитационным полем всё, что находится поблизости [ 1 9]. Их даже свет не может покинуть, поэтому они черны и невидимы. Своей таинственностью и непонятностью черные дыры привпекают внимание журналистов и даже далеких от науки людей. Каждая мало-мальски серьезная научная работа в области черных дыр щедро вознаграждается обществом. За них ряд ученых удостоен Нобелев­ ской премии по физике. Стивен Хокинг за черные дыры получил премию Вольфа по физике за 1 98 8 г. Даже в России, в период угасания науки ди­ ректор Астрономического института имени Штернберга академик А. М. Черепащук был удостоен Государственной премии 2009 года за оп­ ределение массы черных дыр и предсказание возможности остановки времени и управления его ходом с их помощью. Первое предсказание о возможности существования черных дыр бы­ ло сделано ещё в 1 783 году Дж. Мичеллом, а в 1 799 году П. С. Лаплас дал их классическую теорию. Однако эти дыры стали популярны nосле при­ влечения общей теории относительности, которую они якобы nодтвер­ ждают и из которой вытекают. Их теперь ищут как в космосе, так и на земле, среди нас. Черные дыры в космосе якобы образуются в результате бесконечного сжатия (коллапса) пьmи, звезд и галактик. Неnонятно, почему до сих пор никто не предположил, что черные дыры - это неразорвавшиеся при Большом взрыве куски первичной сверхплотной материи. Астрономы ищут дыры по излучению Хокинга и отклонению света подобно линзам. К боль­ шому удивлению, некоторые и находят. Академик А. М. Черепащук в ин­ тервью газете «В мире науки» (октябрь 2005 г.) утверждает, что «сегодня их открыто уже несколько сотен». Есть ученые, которые считают воз­ можным создавать черные дыры в лаборатории, в частности на запущенном

8.6. Черные дыры 189 в ЦЕРНе Большом адронном коллайдере. Другие наоборот пытаются за­ претить включение коллайдера из-за опасности поглощения созданными им дырами сначала ЦЕРНА, а затем Швейцарии и всего земного шара. Некоторые чудаки уверены даже в том, что малые черные "дыры, называе­ мые отонами, летают вокруг нас, хотя мы их и не видим. Профессор А. Трофименко выдвинул гипотезу, согласно которой отоны, попадая в океан, вызывают одиночные волны огромных размеров, поглощающие даже супертанкеры. Профессор Астрономического института им. Штерн­ берга Ю. Н. Ефремов считает, что «черные дыры, возможно, способны сохранять и, может быть, даже освобождать информацию об объектах, всосанных в них сверхсильным гравитационным полем. Черные дыры могут служить туннелями в другие времена и пространства; они могут соединять нас с другими вселенными» [20]. На основе таких научных раз­ работок изобретатель Ю. Ю. Кувшинов из г. Бийска получил три патента на космический корабль для путешествия во времени и пространстве [2 1 ] . На корабле нужно сначала залететь н а ближайшую черную дыру, за счет её притяжения достш::нуть скорости света, после чего затормозиться и набрать на клавиатуре нужную точку Вселенной и желаемое время, как настоящее, так и любое прошлое или будущее, после чего вы окажетесь там. Академик Черепащук в упомянутом интервью предупреждает об опасности такого путешествия, ибо при малейшей ошибке при торможе­ нии черная дыра затянет путешественника навеки. «Вот кротовая нора - другое дело, - говорит он - в неё можно войти и выйти». Кротовая но­ ра, по его мнению, «может быть инструментом удержания равновесия. Это также и возможность путешествия во времени, практически мгновен­ ное перемещение в пространстве, и главное - перемещение из одной вселенной в другую». Государственные премии России просто так не да­ ют! Академика РАН, к сожалению, превзошел англичанин М. Алькубьер­ ре, предложивший ещё более комфортный способ путешествия во време­ ни и по Вселенной в пузырях многомерного пространства [22]. Наши тео­ ретики профессор И. Арефьева и И. Волович из Математического инсти­ тута им. В. А. Стеклова изобрели свою «машину временю>, которую на­ деются запустить на Большом адронном коллайдере или на будущем Ме­ ждународном линейном коллайдере ILC [23]. К сожалению, машина по­ зволяет летать только в прошлое. Осталось только внедрить подобные машины в народное хозяйство и начать на них путешествия. А не проще ли такие путешествия совершать методом, предложенным академиком МАИ И. И. Юзвишиным: «Следующий путь колонизации планет и галак­ тик мироздания заключается в медитации, . . . базирующейся на том, что человек (иог), погружаясь в глубокомысленный процесс как бы демате­ риализуется, превращаясь в информационно-идеальный потенциал всего информационно- сотового пространства и передвигаясь по последнему

190 Гдава 8. Космодоrия (со скоростью мысли) в иные миры, тем самым овладевает тайнами дру­ гих планет и сред Вселенной» ([ 1 ], с. 23 1 ). Существование сенсационных черных дыр противоречит второму на­ чалу термодинамики, приводит к бесконечной плотности вещества и кри­ визны пространства. Однако ничто не смущает приверженцев, которые находят всё больше фактов, подтверждающих существование черных дыр в космосе - гравитационное микролинзирование, мощное рентгеновское излучение и т. д. Такова сила мифа! Не все ученые, даже теоретики склонны к мифологии. Академик А. А. Логуновым с коллегами из МГУ показали, что возникновение чер­ ных дыр путем гравитационного сжатия вещества невозможно [24]. При строгом анализе даже из самой ТО вытекает, что эти фантомы образовать­ ся не могут, так как скорость частиц при коллапсе достигла бы бесконеч­ ности, а она не может превысить скорости света. Поэтому на каком-то этапе процесс сжатия должен остановиться. Профессор физфака МГУ Ю. М. Лоскутов дал анализ полной систе­ мы классических уравнений гравитации и пришел к выводу, что «черные дыры» физически не реализуемы - соответствующих им решений урав­ нения не содержат [25]. Однако физически допустимы очень плотные тела, радиус поверхности которых (в стандартных координатах) равен или больше удвоенной массы материи, заключенной под этой сферой. Такого рода тела могут вносить основной вклад в недостающую во Все­ ленной темную материю и объяснять те явления, которые ранее тракто­ вались как результат проявления черных дыр. Поэтому трезвомыслящие астрономы говорят об открытии «кандидатов в черные дыры», но не са­ мих дыр. В заключение он говорит, что пока ни с теоретической, ни с экс­ периментальной точек зрения каких-либо противоречий полученных ре­ зультатов найти не удалось. «Если же новые проблемы возникнут (а это вполне возможно), то разбираться в них надо опираясь на материальность всего сущего и не выходя за пределы строгих математических законов, чтобы не получить, как было с черными дырами, очередных мистических следствий» ([25], с. 8). Черные дыры невидимы во всём диапазоне частот, так как не излу­ чают, а только поглощают электромагнитные волны. Их обнаруживают якобы по создаваемому в окружающем пространстве чудовищному грави­ тационному полю. При этом слепые поклонники мифа не учитывают, что гравитационное поле тоже является материальным и поэтому само долж­ но засасываться черной дырой подобно электромагнитному полю. Следо­ вательно, у сформировавшейся дыры нет никакого внешнего поля, в том числе и гравитационного, и проявить себя она ничем не может. А принци­ пиально ненаблюдаемые фантомы, такие как Бог, душа, леший, черная дыра, кротовая нора в многомерных пространствах и т. д. по принцилам

8.7. Выводы 191 верификации и фальсификации (см. 1 .4) относятся к числу ненаучных понятий, и ученые не должны ими заниматься. Конечно, эпигонов ника­ кие доводы не убедят, и они продолжат поиски, как уфологи не бросят свои НЛО и продолжат встречать прилетающих из параллельных миров космоса «зеленых человечков». Один из ведущих разработчиков идеи черных дыр, кротовых нор и путешествий в пространстве и во времени американец Кип Тори в своей книге «Черные дыры и складки времени: дерзкое наследие Эйнштейна» [26] вспоминает, как всё это началось (гл. 1 4). В 1 985 году к нему обра­ тился писатель Карл Саган, писавший роман «Контакт» о первой встрече землян с внеземной цивилизацией, с просьбой помочь в технике мгновен­ ного перелета своей героини на несколько световых лет. Сначала Торн ответил, что в рамках современной науки это невозможно. Однако, по­ размышляв над вопросом Сагана, он пришел к мысли о туннелях («черво­ точинах», «кротовых норах») в многомерных пространствах, которые и порекомендовал фантасту как кратчайший путь между удаленными точ­ ками во Вселенной. Хотя это была чистейшая фантазия, но журналисты ухватились за неё и стали писать, что физики изобрели машину времени. Тори возражал им: «Если законы физики разрешают машины времени (а я сомневаюсь в этом . . . ), то их осуществление, скорее всего, менее доступно современному человечеству, чем космические путешествия неандерталь­ цам». Несмотря на возражения автора, некоторые ученые приняли фанта­ стику за научную истину и стали её серьезно развивать. Если истинные ученые опасались за репутацию Торна, то, как он пишет, « . . . Игорь Нови­ ков, мой русский друг, наоборот, пришел в восторг» и решил сам опубли­ ковать работу по машинам времени. После этого к работам подключился российский Астрономический институт им. Штернберга, а его директор академик РАН А. М. Черепащук за управление временем в 2009 году был удостоен Государственной премии России. Машины времени и простран­ ства стали изобретать инженеры. В соответствии с названием книги Торна время стали складывать как тряпку. Ему, как живому существу, придума­ ли историю, которую пишут ученые [27] и ЖУРНалисты [28]. Так научно­ фантастическая выдумка стала мифом современной физики. 8.7. Выв оды Припятая в современной космологии «стандартная» модель проис­ хождения и развития Вселенной, близкая к религиозной, исходит из оши­ бочной трактовки наблюдаемого красного смещения в спектрах дальних галактик эффектом Доплера. Согласно этой модели Мир произошел в ре­ зультате Большого взрыва в одной точке и дальнейшего расширения поя-

192 Г11ава 8. Космо;юrия вившейся материи. Регистрируемое приемпиками фоновое электромаг­ нитное излучение из космоса приняли за реликтовое, возникшее при взрыве. Однако при трактовке астрономических наблюдений космологи фактически не учитывают наличие в космическом пространстве рассеян­ ной пыли и газа, из которых рождаются новые звезды и в которые пре­ вращаются при взрыве старые. В результате FJеупругого рассеяния света на частицах пыли и газа должно происходить похожее на доплеравекое красное смещение спектров, тем большее, чем дальше расположен излу­ чающий объект. Фоновое излучение в радиодиапазоне - это свет с пони­ женной частотой от оптически ненаблюдаемых дальних звезд. При трак­ товке смещения рассеянием из закона Хаббла не вытекает вывод о расши­ рении Вселенной и её Начале. Исходя из законов сохранения материи и энергии Вселенная сущест­ вовала и будет существовать вечно. С учетом трехмерности реального пространства она бесконечна по своим размерам. Звезды горят, гаснут, взрываются, а из их останков рождаются новые светила. При случайном создании благоприятных условий вблизи некоторых из них возникает Жизнь и появляется Человек. Черные дыры, если бы и существовали, то наряду с электромагнит­ ным излучением захватывали бы и своё гравитационное поле, после чего стали бы принципиально не наблюдаемыми. Это не научные объекты, а мифические фантомы. Время течет объективно, независимо от нас, и управление им невоз­ можно.

Глава 9 ПОТЕНЦИАЛЬНОЕ ПОЛЕ 9.1 . О бщие положения Потенциальным полем силы F(r) называется поле, описываемое ска­ лярным потенциалом q>(r). Сила, действующая на тело со стороны такого поля, пропорциональна градиенту потенциала: F(r) = -grad q>(r), где r координата. Компоненты потенциальных сил выражаются частными про­ изводными потенциала: Fх=дq>/дх, Fy=дq>lдy, Fz=дq>/дz, а работа А по пере­ мещению тела из точки 1 в точку 2 2 2 J А= F(r)dr = -f grad q7(r)dr = qJ1 - qJ2 • (1) 1 1 Эта работа н е зависит от пути перемещения и определяется только начальным q>1 и конечным q>2 потенциалами, т. е. разностью потенциалов в точках 1 и 2. Если перемещаемое по любой траектории тело возвращается в исходную точку 1 , то A=q>гq>1=0. Следовательно, работа по перемеще­ нию тела по замкнутому контуру в потенциальном поле равна нулю: A= p F(r) dr = О . (2) В отличие от потенциального, в непотенциальном поле, где не равен нулю rot F(r), движение тела по замкнутому контуру сопровождается по­ терей или выделением энергии. С математической точки зрения изложенные выводы очевидны и безус­ ловно верны. Однако прочно укоренилось мнение о том, что они также спра­ ведливы и в физике. Согласно учебникам физики движение по замкнутой траектории в потенциальном поле не требует совершения работы и не сопря­ жено с каким-либо изменением общей энергии системы (конечно, не считая неизбежных потерь на обычное трение, которые мы здесь учитывать не будем). Нулевая работа сил перемещения по замкнутому контуру считает­ ся основным свойством и признаком «потенциальностИ>> поля. Согласно

194 Глава 9. Потенциально� поле «Физической энциклопедии» [1]: «Потенциальные силы - силы, работа ко­ торых зависит только от начального и конечного положения точек приложе­ нии и не зависит ни от вида траектории, ни от закона движения этой точки». Ниже будет показано, что такие общепринятые взгляды на физиче­ ское потенциальное поле ошибочны - это один из мифов современной физики. На самом деле движение тела по замкнутому контуру в реальном поле сопряжено с потерями энергии и требует совершения работы, даже если явное трение и отсутствует. Поэтому любое физическое «потенци­ альное» поле с математической точки зрения всегда не потенциально. Дело в том, что физические поля материальны (дальнодействие и те­ лекинез отвергаем). Это следует из того, что поле давит на помещенное в него тело и поэтому обладает импульсом и массой, у него есть энергия, передаваемая телу при разгоне, а скорость распространения конечна. Фи­ зическое поле можно представить себе как поток векоторой материи, движущейся со скоростью с и увлекающей помещенное в него тело своим течением (рис. 9. 1 ). Рис. 9. 1 . Движение тела в потоке жидкости: 1 - желоб, 2 - тело, 3 - движитель Взаимодействие подразумевает взаимное действие. Раз поле действу­ ет на тело, то и тело в свою очередь должно действовать на поле. Ввиду линейности связи тело - поле процессы в системе должны быть обрати­ мы. Если поле, распространяясь со скоростью с, давит на неподвижное тело с силой F0 , то из относительности движения можно полагать, что и тело, перемещаясь со скоростью v, будет действовать на поле с силой F=F0v/c. Эта сила оказывает сопротивление телу и требует от него затрат энергии на перемещение. При этом она как-то деформирует поле, что приводит к излучению соответствующих волн. Будем перемещать тело со скоростью v меньшей с вдоль направления поля. Требуемая для этого сила F(v) определяется относительной скоро­ стью потока поля и тела: при движении тела навстречу течению F=F0(1 + vlc), а по течению -F=F0(1-v/c). Соответственно, работа по перемещению тела вверх по течению из точки 1 в точку 2, расположенную на расстоянии Ь,

9.1. Общие поАожения 195 равна A 12=Fb=F0b( 1 + v/c), а по возвращению обратно в точку 1 -А21 = = -F0b( 1 -vlc). Суммарная работа по замкнутому контуру 1-2-1 равна сумме работ: А = А12 + Az1 = 2Fobvlc = 2Aovlc, (3) где А 0 =F0b - работа при бесконечно медленном передвижении тела в одну сторону на расстояние Ь. К удивлению получается, что работа в замкнутом цикле не равна ну­ лю, как общепринято для потенциального поля, а зависит от отношения скорости перемещения тела v к скорости потока с. Поскольку для пере­ мещения нужно совершать работу, то отсюда следует существование вяз­ кого трения тела о поле с силой Fr = F0vlc. (4) Если тело перемещать по синусоидальному закону x=B· sin rot, где В - амплитуда, а ro - частота колебаний, то его скорость будет равна v=dx/dt=roB· cos rot=Vm·cos rot, где Vm=roB - амплитуда скорости колеба­ ний. Работа по перемещению тела за один период его колебаний равна интегралу по dx от силы F=F0 [ 1 + v(x)/c] . В результате интегрирования получим (5) Видим, что и здесь работа потенциальных сил за период колебаний не равна нулю вопреки общепринятой точке зрения для «потенциального» поля. Совершенная работа, т. е. энергия потерь, определяется амплитуда­ ми колебаний и скорости, а также статической силой F0 «зацепления» тела с полевым потоком. Рассмотрим теперь простейшую колебательную систему - тело, за­ крепленное на упругой подвеске. При отсутствии поля уравнение колеба­ ний содержит силу инерции m�rldt и упругую возвращающую силу F(r) = kr (т - масса тела, k - коэффициент упругости, r - координата тела в направлении поля): m�rldt + kr = О (собственные потери системы не учитываем). Если включить поле, то добавится также сила, действующая со стороны его потока, равная F0-F0v/c, и уравнение колебаний примет вид: 2 md rldt + Fo/c·dr/dt + kr = F0• (б) Статическая составляющая силы F0 приводит к смещению положения равновесия тела на r0 = Fo/k, а динамическая - к появлению диссипативно-

196 Глава 9. Потенциальное поле го члена. Если r-r0 заменить на х и все слаГаемые поделить на т, то (6) перейдет в стандартное линейное уравнение колебаний: (7) Здесь ro=(klm/' - частота собственных колебаний, а 8=Fof2mc (8) - коэффициент затухания. Из уравнения (7) видим, что консервативная колебательная система в потенциальном поле становится диссипативной. Решение (7) имеет вид: x=Be-l>1sinrot, (9) где В - начальная амплитуда (рис. 9.2). Вместо коэффициента затухания 8 часто вводят постоянную времени затухания колебаний т=1/2о - это время, в течение которого энергия ко­ лебаний уменьшается в е раз. Из (8) т=тс!Fо. ( 1 0) Рис. 9.2. Так должны выглядеть фотон и гравитон Иногда для характеристики затухания колебаний удобно использо­ вать добротность Q- )т=romc/Fo. --(f (1 1 )

9.2. Поля с механическим давлением 197 Проиллюстрируем полученные выводы на примерах конкретных по­ тенциальных полей, в которых на тело действуют механические, электри­ ческие и гравитационные силы. 9. 2. Поля с механиче ским д авлением Простейшим примером потенциального поля с механическим дейст­ вием на тело является ламинарный поток жидкости или газа (рис. 9. 1). Поток давит на помещенное в него неподвижное тело с силой F0=Kc, где К - коэффициент вязкого трения, определяемый вязкостью среды, попе­ речным сечением тела и его формой, с - скорость потока. Так, для шара радиусом R эта сила равна бпчRс, где 11 - динамическая вязкость (фор­ мула Стокса). Торможение тела, колеблющегося на упругой опоре, при­ водит к снижению добротности колебаний Q=mm/K и времени их затуха­ ния t=т/К. По измерениям Q или t можно экспериментально найти ко­ эффициент К. Природа торможения тела в потоке очевидна - это вязкое трение среды - жидкости или газа, сила которого согласно (4) равна Kv. В дру­ гих полях, где вязкой среды в явном виде нет, её роль исполняет само поле. Рассмотрим в качестве примера поле статического давления звуко­ вой волны. При отсутствии огибания поле плоской звуковой волны является по­ тенциальным, и для него применямы изложенные выше общие выводы. Давление звука на преграду p= W/c, где с - скорость звука, W - его ин­ тенсивность, т. е. энергия, переносимая волной за единицу времени сквозь единицу площади поверхности, перпендикулярной направлению распро­ странения. Сила, с которой акустическая волна давит на расположенное на её пути неподвижное тело, Fo=Sp, (12) где S -эффективная площадь поперечного сечения тела, равная ре­ альной площади для звукопоглощающей поверхности, удвоенной реаль­ ной для отражающего тела и меньшей её при наличии огибания тела зву­ ком. Сила, действующая на движущееся со скоростью v тело, F=F0(1 ± v/c), ( 1 3) где знак плюс соответствует движению тела навстречу звуку, а минус ­ по направлению его распространения. Добавка к силе, пропорциональная v/c, обусловлена тем, что, выражаясь квантовым языком, импульс фоно-

198 Г11ава 9. Потенциа11ьное по11е нов акустической волны, передаваемый поверхности тела, зависит от от­ носительной скорости с ± v. Добавка в ( 1 3) к статической силе F0 приводит к появлению силы трения тела о звук, равной по (4) Spvlc. Поэтому звуковое поле должно замедлять движение находящихся в нем тел и приводить к затуханию их колебаний. Добротность синусоидальных колебаний облучаемых звуком тел не может превышать romc/(S p), а время их затухания - mc/(Sp). Природа торможения звуком по имеющимся Представлениям не очевидна. Рис. 9.3. Установка для измерения затухания колебаний тела 1 , подвешенного на нити 2 в звуковом поле излучателя 3 Для проверки сделанных выводов может быть поставлен следую­ щий несложный эксперимент. Маятник в виде отражающего звук дис­ ка 1 массой т и площади S, подвешенный на нити 2, облучается ульт­ развуковым генератором 3 перпендикулярно плоскости (рис. 9.3). Из­ меряется изменение добротности или времени затухания колебаний маятника после включения генератора. Эти изменения должны быть достаточно заметными. Так, если период колебаний маятника 1 с, его масса т=О,1 кг, площадь S=0,02 м 2, а используемый генератор 3 обеспечи­ 2 вает в воздухе интенсивность звуковой волны около 1 Вт/см ( 1 60 дБ), т. е. р= 1 0 Па, то по формуле ( 1 0) т=80 с, а по ( 1 1 ) Q=500. Такой звуко­ вой вклад в затухание колебаний вполне может быть обнаружен на фоне других потерь. Статическая сила F0 измеряется по углу отклоне­ ния а неподвижного маятника: F0=amg. Сравнив расчетные по ( 1 О, 1 1 ) и

9.2. Поля с механическим давлением 199 измеренные параметры затухания, можно проверить справедливость из­ ложенной теории. В качестве третьего примера поля с механическим воздействием рас­ смотрим давление светового потока. Как открыл экспериментально П. Н. Лебедев в 1 899 году, свет оказывает давление на помещенные в него тела, равное p=W где W - интенсивность, а с - скорость света. Сила, с ic, которой световой поток давит на неподвижное тело, F0=S где S - эффек­ p, тивная площадь поперечного сечения тела, равная реальной площади для абсолютно черного тела, вдвое большая её для отражающего тела и много большая реальной для резонансно поглощающих частиц. Если тело движет­ ся в сторону источника излучения со скоростью v, то фотоны падают на него со скоростью с + v, передаваемые ими импульсы при столкновении с телом растут, что приводит к увеличению силы давления: F=F0(1 + v/c). Аналогич­ но, при движении тела по направлению излучения света сила уменьшается: F=F0(1-v/c). Поэтому отмеченные выше эффекты торможения должны на­ блюдаться и в световом поле. На перемещение освещаемого тела по замкну­ тому контуру нужно затрачивать работу по преодолению силы трения Spvlc тела о свет. О наличии светового трения сразу же после открытия П. Н. Лебедева высказывались Г. Пизен и Д. Пойнтинг, а В. А. Михельсон рассчитал его силу, получив выражение аналогичное данному. Трение о световой поток должно замедлять движение комет и других небесных тел, движущихся по эллиптическим орбитам вокруг Солнца. Через время, много большее т:=тс/(Sр), орбита из эллиптической должна превращаться в круговую. Круговые орбиты стабильны, так как описан­ ного выше трения на них нет (v - это скорость в направлении давления, т. е. радиальная составляющая общей скорости). Луна, вращаясь вокруг Земли, совершает гармонические колебания в световом поле Солнца. Эти колебания должны затухать за счет свето­ вого трения. Однако время затухания вращения Луны очень велико и составляет 5 · 1 023 с, т. е. 1 ,6· 1 0 16 лет. (В расчете приняты следующие па­ раметры: масса Луны m=7,3 5 · 1 022 кг, её радиус R= 1 738 км, площадь се­ 1 чения S=nR2=9,5 · 1 0 2 м 2 , мощность излучения Солнца на орбите Земли w= 1370 Вт/м 2, световое давление p- w/c=5 · 1 0-6 Па, скорость света с=3 · 108 м/с). - Поэтому падение нашего спутника за счет торможения солнечным све­ том нам не угрожает. А вот мелкие и легкие частицы, вращающиеся во­ круг Земли, должны тормозиться достаточно быстро. Простейший опыт по измерению трения в световом поле, как предла­ галея для звука (рис. 9.3), выполнить трудно, так как при одинаковой мощности излучения давление света много меньше, чем звука, ввиду его значительно большей скорости. В эксперименте придется брать вакуум­ ную колебательную систему типа крутильного маятника П. Н. Лебедева и облучать её мощным лазером.

200 Г11ав а 9. Потенциа.11ьное поде 9.3. Электрическое поде Сила, действующая на неподвижное заряженное тело в электриче­ ском nоле напряженностью Е, равна F0==qE, где q - электрический заряд тела, характеризующий его «зацепление» с nолевой материей. Как пока­ зано нами, в электричестве отталкивания нет, а есть только силы притя­ жения (наблюдаемое «отталкивание» объясняется притяжением окру­ жающей среды - см. гл. 2). Поэтому можно полагать, что электрическое поле представляет собой поток некоторой материи в сторону притяги­ вающего заряда. Так как сила притяжения не зависит от формы и разме­ ров тела, а определяется лишь суммарным зарядом входящих в него час­ тиц, то электрический поток пронизывает тело насквозь. Скорость с распространения электрического поля конечна и равна скорости света. Поэтому сила, действующая на движущийся в нем заряд, отлична от статической F0 и равна F=F0(1 ± vlc), где знак плюс соответст­ вует удалению зарядов друг от друга, а минус - их сближению. Исходя из этого, nолученные общие выводы о торможении тел справедливы и в электричестве. В частности, максимально возможная добротность колеба­ ний заряда вдоль силовой линии поля напряженностью Е, в соответствии с ( 1 1 ), равна Q=romc/(qE) ( 14) а время затухания по (1 О) т:=тс/(qЕ), (15) Эффект торможения существенен прежде всего н а атомном уровне, где напряженности Е велики. Так, в атоме водорода с радиусом орбиты 5 · 1 0" 1 1 м время затухания радиальных колебаний электрона (т=9, 1 · 10-31 кг, q== 1 ,6 · 1 0" 19 Кл) составляет по ( 1 5) 3 · 1 0" 1 5 с, а добротность по ( 1 4) ­ порядка десяти. Чем больше удаление колеблющегося электрона от ядра атома, тем меньше Е и тем медленнее затухают колебания, тем выше их добротность. Отметим, что торможение проявляется только для радиаль­ ного движения. При вращении электрона по круговой орбите перемеще­ ния вдоль поля нет, поэтому затухание отсутствует. Если атом возбудить, переведя электрон с круговой орбиты на эллиптическую, то появляется радиальная компонента колебаний, направленная вдоль поля, и как след­ ствие - торможение. Поэтому эллиптические орбиты неустойчивы, за время т: электрон переходит с них на стационарную круговую орбиту. Часть энергии электрона за счет торможения передается электрическому

9.3. ЭАектрическое noAe 201 полю, что ведет к излучению кванта электромагнитного поля. Этот квант (фотон) очевидно представляет собой экспоненциально затухаю­ щий импульс (рис. 9.2). Частота излучения равна частоте радиальных колебаний электрона (числу оборотов на эллиптической орбите), а время затухания - значению т по ( 1 5). Эффект торможения необходимо учитывать в ускорителях заряжен­ ных частиц. Увеличение скорости v заряда q со временем t в однородном электрическом поле напряженностью Е описывается уравнением: dvldt=qE(1-v/c)lm. ( 1 6) Его решение имеет вид: ( 1 7) где a=qE!mc. Ускорение идет по линейному закону только пока ско­ рость v много меньше с. Однако с приближением v к скорости света рост скорости частицы замедляется, и она стремится к с (рис. 9.4, кривая 1 ). Этот эффект замедления ускорения очень похож на эффект релятивист­ ского роста массы частицы. Было бы желательно экспериментальное сравнение двух эффектов. / v c 1 ,0 / v0 c 0,5 Рис. 9.4. Зависимость скорости заряда от времени в ускоряющем (1 ) и замедляющем (2) электрическом поле Движение заряда во встречном электрическом поле описывается уравнением: dvldt = -qE( 1 + vlc)lm. ( 1 8)

202 Г.дава 9. Потенциальное поле Из него вытекает следующая зависимость скорости от времени (рис. 9.4-2): ( 1 9) где v0 - начальная скорость заряда. На начальном участке, пока ско­ рость v сравнима со скоростью света с, замедление заряда идёт медленнее, чем без учета эффекта торможения. В результате время t0 полной останов­ ки заряда, равное mc/(qE)·ln(l + volc), увеличивается по сравнению с mvo/qE, которое было бы без торможения. Представляет интерес экспери­ ментальная проверка этого вывода. Вращение заряда в электрическом поле содержит колебательную со­ ставляющую скорости вдоль поля (рис. 9.5). Поэтому у вращающегося во­ круг ядра электрона атома, помещенного в поле, должен наблюдаться эф­ фект торможения. Он может приводить к появлению новых линий погло­ щения атомов во внешнем электрическом поле (эффект Штарка) и ряду других явлений, на которые до сих пор не обращали внимания. Подобные явления должны сопровождаться не только поглощением, но и излучением электрических волн на частотах колебаний и вращения электронов. +1 - Рис. 9.5. Атом в электрическом поле 9.4. Гр авитация Еще М. В. Ломоносов понимал материальность гравитационного поля, утверждая, что <сrяготительная материя воздействует даже на мельчайшие частицы . . . не иначе, как ударяясь в них». Нет сомнения, что тяготение, как и предыдущие рассмотренные поля, обусловлено движущимся со ско-

9.4. Гравитация 203 ростью с потоком какой-то «полевой» материи (эфира, гравитонов, рето­ нов, отонов и т. п.) в сторону притягивающей массы. Поток гравитацион­ ного поля действует не на поверхность, а проходит сквозь тело, так как сила «зацепления» не зависит от формы и размеров тела, а определяется только суммарной массой составляющих его частиц. В этом смысле гра­ витационное поле подобно электрическому, а возможно и имеет с ним общую природу (см. гл. 3). Сила, с которой гравитационное поле действует на помещенное в не­ го неподвижное тело массой т, равна F0=mg, где g - напряженность по­ ля. По аналогии с рассмотренными выше случаями, и тело должно дейст­ вовать на поле, а сила его увлечения потоком гравитационной материи должна зависеть от относительной скорости. Если пробное тело движется от притягивающей массы, т. е. навстречу потоку поля, со скоростью v, то материя тяготения пронизывает его со скоростью с + v, оказывая давление в (с + v)lc раз большее, чем в статическом случае. Сила тяготения будет равна F=F0( 1 + v!c). Добавочная сила должна приводить к увеличению кажущейся напряженности гравитационного поля g на !J.g=gv/c. (20) Когда тело приближается к притягивающему объекту, силовой поток пересекает его со скоростью c-v, сила воздействия уменьшается, а грави­ тационное ускорение становится меньше на !J.g (20). В общем случае, при произвольном направлении движения тела, для расчета дополнительного ускорения вместо скорости v нужно брать её проекцию на радиус-вектор, соединяющий два тела. Интересно отметить, что как при удалении, так и сближении тел, эф­ фект ведет к замедлению скорости движения тела, т. е. к его торможению. Следовательно, движение по замкнутому контуру в гравитационном поле сопряжено с необходимостью совершения работы для преодоления тре­ ния. Говоря другими словами, гравитационное поле, как и другие потен­ циальные поля, оказывается, строго говоря, не потенциальным, а рассмат­ риваемое в механике движение в нем справедливо лишь при бесконечно малых скоростях. Эффект торможения непосредственно ваблюдался при слежении за полетом космических зондов «Пионер-1 0» и «Пионер-1 1 », запущенных в США в 1 972 и 1 973 годах [2-4]. Обработка данных по траектории полета за пределы солнечной системы в течение нескольких лет показала наличие кроме силы тяготения Солнца ещё какой-то неведомой тормозящей силы, 2 придающей зондам дополнительное обратное ускорение около 8 · 1 0-10 м/с • Это значение !J.g совпадает с найденным по (20) [5] при расстоянии до зондов в 1 5-20 а.е. Ту же природу, по-видимому, имеет и отставание газо-

204 Гдава 9. Потенциадьное поде вых облаков от сталкивающихся галактик, наблюдавшееся на рентгенов­ ском телескопе «Чандра»: по словам сотрудников NASA газ испытывает как бы «сопротивление воздуха» [б]. С подобными проблемами встречались и ранее [7] . В 1 8 1 9 году Дж. Ф. Энке рассчитал движение кометы с.воего имени с периодом 1 207 дней. Однако комета вовремя не вернулась . Выяснилось, что её ре­ альное движение сопровождается каким-то торможением, не объяснимым теорией Ньютона. Тогда сочли, что на пути кометы существует сопротив­ ляющаяся среда, в частности рой метеоритов. В 1 9 1 0 году П. Г. Коуэлл и А. К. Д. Кроммелин вычислили траекторию другого периодического не­ бесного тела - кометы Галлея за период с. 1 759 по 1 9 1 0 годы. Однако комета вернулась на 2,7 дня позже расчетного срока. Тоже сочли, что су­ ществует какая-то возмущающая причина, не связанная с законом все­ мирного тяготения. Причиной торможения комет видимо был рассмот­ ренный эффект, связанный с материальностью и конечной скоростью рас­ пространения поля. После подстановки F0==mg в формулу ( 1 1 ) для добротности колебаний тела в гравитационном поле напряженностью g получим выражение: Q=roc!g. (2 1 ) Аналогично п о ( 1 0) время затухания t=c/g. (22) Интересно, что время затухания в гравитационном поле не зависит от массы колеблющегося тела, частоты и амплитуды колебаний, а определя­ ется только параметрами поля - его скоростью с и напряженностью g. На поверхности Земли, где g=9,8 м/с2 , время затухания вертикальных колебаний за счет торможения тела полем тяготения должно составлять 7 по (22) 3 · 1 0 с, т. е. 1 год. Такое значение вряд ли можно эксперименталь­ но измерить в лаборатории. Аналогичная картина и на поверхности Солн­ ца. Другое дело в случае массивных астрономических объектов малых размеров - нейтронных звезд, квазаров, черных дыр. Там напряженность гравитационного поля в миллиарды раз больше, что должно приводить к быстрому гашению любых радиальных колебаний. Рассмотренное затухание должно сказываться также на астрономиче­ ских объектах, например планетах, движущихся по эллиптическим орби­ там. Движение по эллипсу состоит из двух составляющих с одинаковым периодом: вращения по окружности и радиальных колебаний. Вращение планеты вокруг Солнца по круговой орбите не сопровождается затуханием, тогда как радиальные колебания должны затухать. В результате этого

9.5. Гравитационные во11ны 205 эллиптические орбиты постепенно превращаются в круговые. Результат этого мы наблюдаем в нынешней солнечной системе, где орбиты пла­ нет близки к круговым, хотя во время образования такого быть не мог­ ло. С описанным эффектом связано также и смещение со временем пе­ ригелия Меркурия. 9 .5. Гр авитационные волны Гравитационными волнами называются переменвые поля тяготения, распространяющиеся в пространстве. В отличие от полей в ближней зо­ не, меняющимися движущимися массами, гравитационные волны не свя­ заны с породившими их массивными телами, это оторвавшиеся от тел переменвые поля тяготения. Они должны вызывать деформацию тел, находящихся на больших расстояниях, и изменение расстояния между ними. На этом основаны попытки экспериментального обнаружения гра­ витационных волн [8]. Несмотря на дорогостоящие эксперименты в ряде стран, гравитаци­ онные волны пока так и не обнаружены. Это связано, на наш взгляд, не только с чрезвычайно малой интенсивностью и слабым взаимодействием с nриемником, но и с неверным пониманием их природы. Рассмотрим генерацию гравитационных волн исходя из эффекта торможения. Поскольку обычного трения в вакууме нет, то энергия тела, колеб­ лющегося в поле тяготения, затрачивается на возмущение поля и излуче­ ние гравитационных волн. При этом мощность гравитационных волн рав­ на убыли энергии: Р = -dW!dt= Wiт=g W/c. (23) Здесь W0 - начальное, W"; W0e.11' - текущее значения энергии коле­ бательной системы, т - время затухания по (22). Излучение тел, колеб­ лющихся в поле Земли, очень слабо. Так, для тела массой в 1 03 кг, колеб­ лющегося в вертикальном направлении с частотой 1 Гц и амплитудой 1 см, мощность составит около О, 1 мкВт. Однако на массивных объектах малых размеров, например, нейтронных звездах, мощность гравитацион­ ного излучения может быть значительной. Отметим, что массивные объекты типа вращающейся гантели (рис. 9.6, а), например, две звезды, движущиеся вокруг общего центра масс без изменения расстояния между собой, излучать гравитационные волны по изложенному механизму не могут. Также не излучают тела, вращающиеся вокруг гравитирующей массы по круговой орбите (рис. 9.6, б). Гравитацион­ ное поле здесь изменяется лишь в ближней зоне. Наиболее эффективным

206 Гдава 9. Потенциадьное поде излучателем должны быть пара массивных тел, колеблющихся на соединяю­ щей их пружине (рис. 9.6, в). Излучать также должны тела, вращающиеся вокруг массы по эллиптической орбите. Аналогично и для приема гравитаци­ онных волн могуг использоваться системы типа изображенных на рис. 9.6, в, г. ( а) в) г) Рис. 9.6. Неизлучающие (а, б) и излучающие (в, г) гравитационные системы В 1 974 году Дж. Тейлор и Дж. Вайсберг начали следить за радиоизлу­ чением двойной звезды PSR 1 9 13+ 1 6. Эта двойная система состоит из пуль­ сара, дающего наблюдаемые с Земли регулярные вспышки излучения каж­ дые 0,059 с, и невидимой, но массивной предположительно нейтронной звезды. Система совершает оборот за 7 ч 45 мин. В результате 7-летних наблюдений выяснилось, что орбитальный период обращения двойной сис­ темы постепенно уменьшается. Значит, звезды сближаются, а система теря­ ет свою энергию. Авторы предположили, что потери энергии идут на излу­ чение гравитационных волн [9]. Поскольку это предположение согласуется с теорией относительности и является первым, хотя и косвенным экспери­ ментальным подтверждением наличия гравитационных волн, работа бьmа удостоена Нобелевской премии 1 993 г. Результаты работы согласуются и с нашими выводами. Если предположить, что пульсар вращается вокруг ней­ тронной звезды не по круговой, а по эллиптической орбите (рис. 9.6, г), то должно наблюдаться описанное тормоЖение и связанное с ним излучение гравитационных волн, а также поворот орбиты как у Меркурия. Часть из перечисленных гравитационных эффектов формально объ­ ясняется общей теорией относительности. Изложенная теория на наш взгляд дает им более ясное и наглядное физическое толкование. 9. 6. Выводы Показано, что кроме известного трения тел друг о друга, существует ещё и трение тел о поле, приводящее к их добавочному торможению. Поэтому общепринятое утверждение о равенстве нулю работы по персмещению

9.6. Выводы 207 по замкнутому коитуру в реальном физическом потенциальном поле яв­ ляется ошибочным - это миф современной физики. Эффект торможения связан с материальностью реальных полей и конечной скоростью их рас­ пространения. В результате действия сил торможения консервативные колебатель­ ные системы оказываются диссипативными, а собственные колебания в них - затухающими. Наличие сопротивления при колебательном движе­ нии или вращении тел по векрутовым орбитам в потенциальном поле ве­ дет к искажениям поля и излучению энергии в виде волн давления, грави­ тационных или электрических волн. Указанными силами трения связано кажущееся увеличение массы ускоряемых частиц, замедление космиче­ ских объектов, превращеиие эллиптических орбит планет в крутовые, смещение перигелия Меркурия и другие явления. Для экспериментальной проверки изложенных выводов можно запус­ тить специальные зонды с околоземной орбиты в сторону Солнца и в об­ ратном направлении. Если пуск осуществлять с помощью электромагнит­ ной пушки со скоростью 20-30 км/с, то эффект торможения будет надеж­ но зарегистрирован. В 2016 году к нам вернутся кометы Галлея и Кром­ мелина, а в 2025 году - Ольберса и Понса-Брукса. Это предоставит возможность измерить время их запаздывания и проверить предложенную теорию торможения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Наши знания об окружающем мире в настоящее время (как, впро­ чем, и всегда) далеко не окончательны. Более того, многие из них оши­ бочны. Ошибки и заблуждения неизбежны в процессе познания. Поэто­ му, как писал Лауреат Нобелевской премии по физике Луи де Бройль, «необходимо периодически подвергать глубочайшему пересмотру прин­ ципы, которые были призваны окончательными». Однако человечество не следует совету великого ученого. Ложные научные представления распространяются средствами массовой информации, излагаются в учеб­ никах, преподаются школьникам И студентам. Специалист по пропаганде Йозеф Геббельс, одурманивший идеями фашизма всю Германию, учил: «Ложь, которую все nовторяют, становится правдой». Так, ввиду много­ кратного повторения, ошибочные научные воззрения принимаютел об­ ществом за истинные и окончательные. В результате рождаются и креп­ нут научные мифы. Как тут не всnомнить слова апостола Павла, сказан­ ные около 2000 лет назад: «Ибо будет время, когда здравого учения при­ нимать не будут, но по своим nрихотям будут избирать себе учителей, которые льстили бы слуху; и от истины отвратят слух и обратятся к бас­ ням» (2 Тим. 4, 3-4). Слеnая вера мифам наносит вред дальнейшему познанию приро­ ды, заводит науку в тупик. Эта вера мешает развитию техники и про­ грессу народного хозяйства. Несмотря на это, мифические воззрения вполне устраивают большую часть человечества, причем не только по причине лени и невежества, но часто и исходя из личной заинтересо­ ванности и выгоды. Поэтому общество всячески сопротивляется уст­ ранению своих заблуждений, относя новаторов к врагам народа и по­ ощряя консерваторов. Физика, обязанная быть авангардом в познании природы, в значи­ тельной мере оказалась стоящей на ложных представлениях. Получи­ лось воистину по английскому философу Уильяму Гамильтону: «Наука ­ проевещенное невежество» ( 1 829 г.). В начале ХХ века В. И. Ленин пришел к выводу, что «современная физика лежит в родах. Она рожда­ ет диалектический материализм». Первая часть вывода справедлива и сейчас, несмотря на nрошедшие сто лет. А вот второе предсказание так и не сбылось. Более точным оказалось другое nредвидение вождя: «Но­ вая физика свихнулась в идеализм» (В. И. Ленин. Поли. собр. соч., т. 1 8, с. 2 76). Физический идеализм связан в значительной мере с узкой специализацией ученых, их разделением на экспериментаторов и теоретиков,

ЗаКАючение 209 а также математизацией физики. После распада СССР, к большому удивлению, во главе идеалистического подхода встали раскрепостив­ шиеся российские ученые, раньше бывшие «верными ленинцами» и стойкими материалистами. В настоящей книге разоблачается лишь часть заблуждений совре­ менной физики. К сожалению, объем книги не nозволил объять их полностью. Так, хотелось бы добавить главу о сверхпроводимости. Ми­ фом здесь является не само явление, а его общепринятая трактовка - теория БКШ, согласно которой электроны nроводимости спариваются за счет электрон-фонониого взаимодействия. Нами ещё 20 лет назад было высказано мнение, что сверхпроводимость существует только в веществах, в которых есть цепочки ионов, могущих изменять свою валентность не на единицу, а только на двойку. В таких веществах электроны проводимости изначально рождаются и перескакивают па­ рами, по два и нет нужды в придумывании причин их спаривания. Планировалось также написать главу о порожденных научными за­ блуждениями мифах в технике. Здесь следовало бы рассказать о тока­ маках, которые якобы вот-вот дадут неограниченное количество энер­ гии из морской воды. Наоборот, не зря ли списали и отнесли к лженау­ ке холодный ядерный синтез? А сколько сейчас появилось мифических вечных двигателей, якобы работающих то на воздухе, то на воде, эфи­ ре, вакууме, времени и пространстве, магнетизме и гравитации ! При этом современные ученые, в том числе и государственной Российской академии наук, не только не опровергают, но и сами разрабатывают и «научно» обосновывают работоспособность этих воображаемых ис­ точников неограниченной, бесплатной и экологически чистой энергии. А разве можно спокойно молчать глядя на бурно развивающуюся сей­ час лжемедицину, одурманивающую больных научными словечками типа «магнитная терапию>, «торсионное поле», «электронные импуль­ сы», «лазеры», «биорезонанс» и т. п.? Надеюсь на продолжение борьбы за истину. Всё ли из изложенного верно - покажет время. Надеюсь, что книга привлечет внимание специалистов к затронутым проблемам, и если они согласятся хотя бы с частью изложенной критики, будем считать задачу выполненной. Хочется закончить словами М. М. Пришвина, записанными им в своем дневнике 3 апреля 1 92 1 года: «Когда-то я принадлежал к той ин­ теллигенции, которая летает под звездами с завязанными глазами, и я летал вместе со всеми, пользуясь чужими теориями, как крыльями. Од­ нажды повязка спала с моих глаз . . . и я очутился на земле . . . Мне стало ясно, что интеллигенция ничего не видит, оттого что много думает чу­ жими мыслями . . . » Пусть повязки спадут с глаз и других интеллигентов.

210 Заключение Пусть школьник или студент, читая учебник и слушая преподавателя, критически относится к излагаемому материалу, задумывается над ним и не стесняется задавать сложные вопросы. В свою очередь надеюсь, что преподаватель станет излагать свой предмет не как истину в последней инстанции, а будет заострять внимание на сомнительных и спорных мо­ ментах и обсуждать разные точки зрения, в том числе и ошибочные, ведь на ошибках учатся!

ЛИТЕРАТУРА Глава 1 1. Автоматическое порождение гипотез в интеллектуальных системах. Под ред. В. К Финна. М., Книжный дом «Либроком»!URSS, 2009 2. Э. П. Кругляков. «Ученые» с большой дороги-3. М., Наука, 2009 3. В. Г. Ажажа, В. И. Забельшенский. НЛО. Реальность и воздействие. М., РИПОЛ классик, 2008 4. И. Радунская. Безумные идеи. М., Молодая гвардия, 1 967 5. И. И. Юзвишин. Основы информациологии. М., Высшая школа, 2000 6. В. В. Демьянов. Эвалектика ноосферы. Новороссийск, НГМА, 1 995- 200 1 7. В . И. Стекачёв. Как взрывали Вселенную. Тула, 1 997 8. А. Армизонов, Н. Армизонов. Физическая сущность темной материи Все- ленной. Инженер, 20 1 0, .N2 1 , с. 26-30 9. Антология мировой философии. М., Мысль, 1 969 1 О. Сто лет Тунгусской проблеме. Новые подходы. М., БИНОМ, 2008 1 1 . Т. Кун. Объективность, целостные суждения и выбор теории. Сб. «Совре­ менная философия науки». М., Логос, 1 996, с. 61-82 1 2. Холодная трансмутация ядер химических элементов и шаровая молния. Материалы конф. М., 2003-2008 1 3 . Ю. Н. Веневцев, В. И. Муромцев. Системы особых температурных точек твердых тел. М., Наука, 1 986 1 4. С. П. Божич. Ошибки современной науки. М., Прометей, 1 990 1 5 . Л. Я. Жмудь. Пифагор и его школа. Ленинград, Наука, 1 990 1 6. Взаимосвязь физической и религиозной картин мира (Физики-теоретики о религии). Вып. 1 . Кострома, МИИЦАОСТ, 1 996 1 7. Антоннно Дзнкнки. Творчество в науке. М., URSS, 2001 1 8. Дж. Уилер. Гравитация, нейтрино и Вселенная. М., Иностр. лит., 1 962, с. 2 1 8 1 9 . Э . П . Кругляков. «Ученые» с большой дороги. М., Наука, 2001 20. Гастон Тиссандье. Мученики науки. М., Капитал и культура, 1 995 Глава 2 1 . В. М. Петров. А существует ли электрическое отталкивание? Универсум, 2005, .N2 1 , с. 43-48

212 .ilитература Г11ава 3 1. Э. Мах. Познание и заблуждение. Очерки по психологии исследования. М., БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003 2. Ч. Мизлер, К. Тори, Дж. Уиллер. Гравитация. т. 1-3. М., Мир, 1 977 3. А. Эйнштейн. Единая полевая теория тяготения и электричества. Sitzungsber. preuss. Akad. Wiss., phys.-mfth. Кl., 1 925, 4 1 � 1 9 (Пер. - Собр. научи. тр., 11. М., Наука, 1 966, с. 1 7 1-1 77) 4. А. Салам. Последний замысел Эйнштейна: обьединение фундаменталь­ ных взаимодействий н свойств пространства - времени. Природа, 1 98 1 , N 1 , с . 54-59 2 5. Т. Калуца. К проблеме единства физики. Sitzungsber. d. Ber1. Akad., 1 92 1 , 2 , р. 966 (Пер. в сб. «Альберт Эйнштейн и теория гравитации». М., Мир, 1 979, с. 529-534 6. А. Дзикики. Творчество в науке. М., URSS, 2001 7. В. Д. Захаров. Тяготение. От Аристотеля до Эйнштейна. М., БИНОМ. Ла­ боратория знаний, 2003 8. l. А. Adamuti. Эффект экранировки Земли в ЭТIГ (теория эксперимента по экранировке для пробнаго тела на эквато-ре, когда Земля играет роль экрана) - Gen. Re1at. and Gra-vitation. Proc. 1 Ехр. Gravitation Symp. Bucharest, 1 980, с. 202 9. R. А. Lytt1eton, Н. Bondi. Гравитация и электричество - Proc. Roy. Soc, 1 959, А252, с. 3 1 3 1 О . В . Хьюз. Мир Литтлтона - Бонди и равенство зарядов - В ки. <<Грави­ тация и относительность». М., Мир, 1 965, с. 4 1 0 1 1 . Н. Е. Заев. Электромагнитная природа масс и гравитации - ЖРФМ, 1 992, N 1 - 1 2, с. 32 2 12. А. В. Рыков. Гипотеза о гравитации - Материалы ме-ждунар. конф. «Наука и будушее: идеи, которые из-менят мир». М., ГГМ им. В. И. Вер­ надского РАН , 2004, с. 1 53 1 3 . А. Д. Сахаров. Вакуумные квантовые флуктуации в искривленном про­ странстве и теория гравитации - ДАН СССР, 1 967, 1 77, с. 70 14. А. О. Barut. Гравитация и электромагнетизм - Proc. 2 Marce1 Grossmann Meet. Gen. Re1ativity, Trieste, 1 979. Part А. Amsterdam, 1 982, с. 1 63 1 5. Г. Н. Чернышев. Уnруrостъ, гравитация, электродинамика - М., Наука, 2003 1 6 . В. М. Петров. А сушествует ли гравитационное поле? Материалы между­ нар. конф. «Наука и будушее: идеи, которые изменят мир». М., ГТМ им. В. И. Вернадского РАН, 2004, с. 1 49 1 7. В. М. Петров. Электричество - причина гравитации. Электро, 2006, N 6, 2 с. 4�7 1 8 . В. М. Петров. Гравитация как проявление электричества. Инженер, 2006, N l0, c. 28-3 1 2 1 9. В. С. Бескин. Гравитация и астрофизика. М., Физматлит, 2009

.llитература 213 20. F. С. Wittebom, W. М . F a irb ank. Экспериментальное сравнение силы тяже­ сти свободно падающих электронов и электронов в металле. Phys. Rev. Letts., 1 967, 19, N2 1 8, р. 1 049-1052 (Пер. Эйнштейнавекий сборник 1 969- 1 970, М., Наука, 1 970, с. 162-169) Гдава 4 1 . В. С. Патрасенко. Маrнитотроны - устройства на постоянных магнитах для маrнитотерапии, экологии, сельского хозяйства и индустрии. Ростов­ на-Дону, 1 998 2. М. А. Таранов, Г. П. Стародубцева, М. Г. Федорищенко. Роль активиро­ ванной магнитным полем воды в процессе предпосевной обработки . . . семян зернового сорго. 4 Междунар. конф. по физико-технич. проблемам эл.-технич. материалов и компонентов. Труды. М., 200 1 , с. 1 75-176 3. Г. П. Стародубцева, Г. Е. Ковалева. Влияние воды, активированной эл.­ маrн. полем на структурно-механические свойства теста с различным ко­ личеством и качеством клейковины муки. 5 Междунар. конф. «Электро­ маханика, электротехнолоrии и электроматериаловедение», Алушта. Тру­ ды, ч. 1 . м., 2003, с. 284-288 4. В. С. Патрасенко. Маrнитный экологический стабилизатор жидкого топ­ лива. НТЦ «Магнитотрон», реклама. Пат. РФ N2 20 1 0609 5. Пат. РФ N2 2293147 б. В. М. Петров. А существует ли магнитное поле? Материалы междунар. конф. <<Наука и будущее: идеи, которые изменят мир». М., 2004, с. 1 48 7. В. М. Петров. А существует ли магнитное поле? Ч. 1 . Стационарное поле. Электро, 2004, N!! 1 , с. 49-52 8. В. М. Петров. А существует ли магнитное поле? Ч. 2. Переменное поле. Электро, 2004, N2 3, с. 49-52 9. И. Е. Тамм. Основы теории электричества. М., Наука, 1 989, с. 1 64-1 67, 408-41 2 1 0. Д. В. Сивухин. Общий курс физики. Т. 3 . Электричество и магнетизм. М., Физматлит, 1 977, 2002 1 1 . И. Н. Мешков, Б. В. Чириков. Электромаrнитное поле. Ч. 1 . Электричест­ во и маrнетизм. Новосибирск, Наука, 1 987, с. 70-73 1 2 . К. Ф. Трутнев. Закон взаимодействия движущихся электрических зарядов. Казань, КГТУ, 1 995 1 3 . И. Н. Мешков, Б. В. Чириков. Электромаrнитное поле. Ч. 2. Электромаr­ нитные волны и оптика. Новосибирск, Наука, 1 987, с. 1 1 8-123 14. Э. Парселл. Электричество и маrнетизм. Берклеевский курс физики, Т. 2. М., Наука, 1 983, с. 1 61-165 1 5 . И. В. Савельев. Основы теоретической физики. Т. 1 . Механика и электро­ динамика. М., Наука, 1 99 1 , с. 3 14-3 1 8 16. Л . Д. Ландау, Е. М . Лифшиц. Теоретическая физика. Т. 2 . Теория поля. М., Наука, 1 988, с. 1 28-130

214 Аитераrура 1 7. У. Aharonov, D. Bohm. Significance of e1ectromagnetic potentia1s in quantum theory. Phys. Rev., 1 959. V. 1 1 5, р. 485--491 ; Е. М. Серебряный. В. Д. Скаржинский. Тормозное излучеяие при рассеянии Аронова-Бома. Тр. ФИАН, 1 989, т. 1 97, с. 1 8 1 - 1 85 1 8. А. Д. Долгов. Магнитный монополь после юбилея. УФН, 1 984, т. 144, с. 341-346 19. С. Коулмен. Магнитный монополь пятьдесят лет спустя. УФН, 1 984, т. 144, с. 277-340 20. К. Ford. Magnetic monopo1s. Sci. Amer., 1 963, v. 209, р. 30 2 1 . С. G. Shull, Е. О. Wollan, W. А. Strauser. Magnetic structure of magnetite and its use in studyng the neutron magnetic interaction. (Letter) Phys. Rev., 195 1 , v. 8 1 , N2 4 , р . 527-535 Глава 5 1 . В. М. Петров. А существует ли магнитное поле? Ч. 2. Переменное поле. Электро, 2004, N2 3, с. 49-52 2. В. М. Петров. Об измерении е и tgo диэлектриков методами полукоакси­ ального резонатора и коаксиальной измерительной линии. Приборы и техника эксперимента, 1 960, N2 4, с. 1 18-122 3. Э. Парселл. Электричество и магнетизм. Берклеенекий курс физики. Т. 2. М., Наука, 1 983, с. 245-25 1 4. М. В. Ломоносов. пес. т. 1 . Труды ПО физике и химии: 1 738-1 746 г. М. - Л., изд. АН СССР, 1950, с. 505 5. М. Фарадей. Силы материи и их взаимоотношения. М., Гос. антирелиг изд., 1 940, с. 724 Глава 6 1 . А. К. Тимирязев. Ещё раз о волне идеализма в современной физике. Под знаменем марксизма, 1 938, N2 4, с. 124-147 2. Ю. И. Петров. Парадоксы фундаментальных представлений физики. М., Книжный дом «Либроком»!URSS, 2009 3. Л. Г. Асламазов, А. А. Варламов. У дивительная физика. М., МЦНМО, 2005 4. А. В. Шилейко, Т. И. Шилейко. В океане энергии. М., Знание, 1 989 5. А. Дзикики. Творчество в науке. М., URSS, 2001 Глава 7 1 . А. Einstein. К электродинамике движущихся тел. Ann. Phys., 1 905, 1 7, 891 (Перевод - Альберт Эйнштейн. Собр. науч. тр., 1 . М., Наука, 1 965, 7-35)

Аитераrура 215 2. А. Einstein. К общей теории относительности. Sitzungsber. Preuss. Akad. Wiss., 1 9 1 5 , 44, 2, р. 778-786 (Перевод - Альберт Эйнштейн. Собр. науч. тр., 1 . М., Наука, 1 965, с. 425-434 3. А. Пайс. Научная деятельность и жизнь Альберта Эйнштейна. М., Наука, 1 989 4. А. С. Сонин. <<Физический идеализм». М., Физматлит, 1 994 5. В. И. Бояринцев. Русские и перусекие ученые: мифы и реальность. М., Русская Правда, 2005 6. А. Ф. Иоффе. О nоложении на философском фронте советской физики. Под знаменем марксизма, 1 937, N2 1 1- 1 2, с. 1 3 1-143 7. Г. Бонди. Гиnотезы и мифы в физической теории. М., Мир, 1 972 8. Е. Александров. Была ли ошибка? Наука и жизнь, 1 990, N2 12, с. 1 09- 1 1 О 9. Л. Д. Ландау, Ю. Б. Румер. Что такое теория относительности. М., Сов. Россия, 1 960 1 О. И. С. Сацункевич. Эксnериментальные корни специальной теории отно­ сительности. М., URSS, 2003 1 1 . В. А. Ацюковский. Логические и экспериментальные основы теории от­ носительности. М., МПИ, 1 990 1 2 . А. Н. Матвеев. Механика и теория относительности. М., ОНИКС, 2003, с. 2 1 0 1 3 . Н . А . Lorentz. The Re1ative Motion o f the Earth and the Aether. Verhandelingen der Konik. Akademie van Wetenschappen, Amsterdam, 1 892, 1, р, 74. Пер. - Г. А. Лореитц. Теория электронов и её применение к яв­ лениям света и теплового излучения. М., Госиздат техн.-теор. лит., 1 953 14. Л. Бриллюэн. Новый взгляд на теорию относительности. М., Мир, 1 972, с. 1 0 1 1 5 . Г. Б . Черников. Теория относительности - расчетный nрием. М . , Сnут­ ник, 200 1 ; Теория относительности - расчетный nрием или реальность? Изобретательство, 2007, т. 7, N2 5, с. 1 9-25 1 6 . В. Паули. Теория относительности. М., Наука, 1 99 1 , с. 28 1 7. Л. Окунь. Теория относительности и теорема Пифагора. Кваит, 2008, N2 5, с. 3-1 0 1 8. Э . Парселл. Электричество и магнетизм. М . , Наука, 1 983, с . 1 72-179 19. Г. М. Страховский, А. В. Усnенский. Эксnериментальная nроверка теории относительности. УФН, 1 965, т. 86, N2 3, с. 42 1-432 20. В. Петров. Парадокс теnлотрасс в теории относительности. Инженер, 2007, N2 1 1 , с. 1 6 2 1 . В . Н. Стрельцов. Некоторые воnросы сnециальной теории относительно­ сти (концеnция релятивистской длины). Сообщ. ОИЯИ, Дубна, 1 977, Р2- 1 09 1 2; Гиnотеза Фицджеральда-Лорентца с точки зрения теории отно­ сительности. Сообщ. ОИЯИ, Дубна, Д2-94-1 1 22. В. Н. Стрельцов. Формула удлинения в теории относительности. Сообщ. ОИЯИ, Дубна, 1 994, Д2-94-282; Сокращение движущихся тел несовмес­ тимо с лоренц-инвариантностью. Сообщ. ОИЯИ, 1 994, Д2-94-446; Удли-

216 Jlитература нение движущихся тел - следствие лоренц-инвариантности интервала. Сообщ. ОИЯИ, Дубна, 1 995, Р2-95-1 6 1 2 3 . V. N . Streltsov. The question is: are fast moving scales contracted o r elongat­ ed? Hadronic J., 1 994, 1 7, N� 2, р. 1 05-1 1 4 24. В. Н . Стрельцов, М . С. Хвастунов. Сокращение движущихся масштабов противоречит инвариантности интервала. Сообщ. ОИЯИ, Дубна, 1 994, Д2-94-72; ИнварJшнтность интервала и длина в теории относительности. Изв. вузов. Физ., 1 995, т. 38, N� 2, с. 1 25-128 25. V. N. Streltsov. Потенциалы Лиенара-Вихерта и релятивистская длина (20 лет спустя). Сообщ. ОИЯИ, Дубна, 1 993, Д2-93-38 1 26. В . Н . Стрельцов. К вопросу об опыте Майкельсона-Морли. Сообщ. ОИ­ ЯИ, Дубна, 1 97 1 , Р2-5946 27. Я. П. Терлецкий. Парадоксы теории относительности. М., УДН, 1 965 28. А. А. Денисов. Мифы теории относительности. Вильнюс, Лит. НИИНТИ, 1 989 29. С. Н. Артеха. Критика основ теории относительности. М., URSS, 2004 (Переизд. в URSS в 2007 г.) 30. В. Петров. E=rnc 2 гениальная догадка или ошибка А. Эйнштейна? Ин­ - женер, 2007, N2 7, с. 8-1 О 3 1 . А. Einstein. Зависит ли инерция тела от содержащейся в нем энергии? Апn. Phys., 1 905, 1 8, 639 (Перевод - А. Эйнштейн. Собр. науч. тр., 1 . М., Наука, 1 967, 1 82-1 85) 32. Б. Болотовский. Простой вывод формулы E=mc2 • Квант, 1 995, 2, 1 1-14; Квант, 2005, 6, 3-7 33. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. Теория поля. М., Физматлит, 1 960 34. Liu Zhongyuan. Масса должна быть статической энергией. J. Dalian Univ. Technol., 1 995, 35, 2, 239-241 35. И. В. Савельев. Основы теоретической физики, 1 . М., Наука, 1 99 1 , 1 55- 161 3 6 . Т. F. Jordan. Фотоны и доплеровские сдвиги в эйнштейновском выводе со­ отношения между массой и энергией. Amer. J. Phys., 1 982, 50, 6, 559-560 37. N. М. Smith. Энергии, выделяющиеся в реакциях Li\p,o.)He4 и Li6(d,o.)He4, и массы легких атомов. Phys. Rev., 1 939, 56, 548 38. В. Н. Стрельцов. О формуле E=rn]'f?. Сообщ. Объед. ин-та ядерн. исслед. Дубна, 1 995, N� Д2-95-473, 1-5 39. Л. Б. Окунь. Доклад на Междунар. конф., посвященной столетию фунда- ментальных открытий Эйнштейна, 6-7 декабря 2005 г. 40. А. А. Miche1son. Americ. J. ofSci., Ser. 3. 1 8 8 1 , 22, N� 1 28, р . 1 20 4 1 . А. А. Michelson. Phil. Mag. 1 882, 13, N� 5, р. 236 42. А. А. Miche\son. Compt. Rend. 1 886, 94, р. 520 43 . А. А. Michelson, Е. W. Morley. Americ. J. of Sci., Ser. 3, 1 887, 34, N� 203, р.333 44. Е. W. Mor1ey, D. С. Miller. Phil. Mag., 1 905, 9(6), р. 680

Jlитeparypa 217 45. R. J. Kennedy. Proc. Nat. Ас. Sci. ofUSA, 1 926, 12, р. 621 46. К. К. Illingworth. Phys. Rev., 1 927, 30, р. 692 47. А. Piccard, Е. Stahel. Naturwissenschaften, 1 928, В 13, N2 1 , р. 25 48. В. А. Michelson, F. G. Pease, F. Pearson. J. Opt. Soc. of Amer., 1 929, 1 23, р. 88 49. G. Joos. Ann. Phys., 1 930, 7, р. 385 50. D. С. Miller. Revs. Mod. Phys., 1933, 5, р. 203 5 1 . Т. S. Jaseja, А. Javan, J. Murray, С. Н. Townes. Phys. Rev., 1 964, 1 33, N2 5А, р. 1221 52. J. Р. Cedarholm, G. F. Bland, В. L. Havens, С. Н. Townes. Phys. Rev. Let., 1 958, 1, N2 9, р. 342 53. J. Р. Cedarholm, С. Н. Townes. Nature, 1 959, 184, N2 4696, р. 1 350 54. D. С. Champeney, Р. В. Moon. Proc. Phys. Soc., 1 96 1 , 77 , р. 350 55. D. С. Champeney, G. R. lsaak, А. М. Кhan. Phys. Lett., 1963, 7, N2 4, р. 241 56. G. F. FitzGerald - see О. Lodge. J. Phil. Trans. Roy. Soc., 1 994, 184, р. 749 57. Н. А. Lorentz. Versuch einer Theorie der elektrischen und optischen Erscheinungen in Bewegten Korpem. Leyden, 1 895; Proc. Acad. Sci Amster­ dam, 1 904, 6, р. 809 58. В. А. Ацюковский. Эфирный ветер. М., Энерrоатомиздат, 1993 59. Н. Г. Басов, О. Н. Крохин, А. Н. Ораевский, Г. М. Страховский, Б. М. Чихачев. УФН, 1 96 1 , 75, N!! 1 , с. 3 60. А. Эйнштейн, Л. Инфельд. Эволюция физики. М., Молодая гвардия, 1 966 6 1 . В. М. Петров. Несостоятельность опытов Майкельсона, лежащих в осно­ ве специальной теории относительности. XXXII науч. конф. ф-та ф.-м. и ест. наук, 27.05-2.06. 1996. Ч. 1, физ. сек. М., изд. РУДН, 1 996, с. 24-25 62. В. М. Петров. Несостоятельностъ опытов Майкельеона и выводов из них. Инженер, 201 1 , N2 7, с. 27-29 63. В. С. Бескин. Гравитация и астрофизика. М., Физматлит, 2009, с. 9 64. В. Л. Гинзбург. О физике и астрофизике. М., Наука, 1 992, с. 1 1 7-1 1 8 65. М . Гарднер. Теория относительности для миллионов. 5-е изд. М., Книж­ ный дом <<Либроком»/URSS, 2009 66. Н. Е. Ives, G. R. Stilwell. J. Opt. Soc. Amer., 1 938, v. 28, р. 2 1 5-226; 1 94 1 , v. 3 1 , р. 369-374 67. U. l. Mandelberg, L. Witten, J. Opt. Soc. Amer., 1 962, v. 52, р. 529 68. D. W. Мае Arthur, Phys. Rev. Lett., 1986, v. 56, р. 282 69. Л. А. Победоносцев, Я. М. Крамаровский, П. Ф. Паршин, Б. К. Селезнев и др., ЖГФ, 1 989, т. 59, с. 84 70. Л. А. Победоносцев, П. Ф. Паршин. Экспериментальное исследование уг­ ловой зависимости в эффекте Доплера. ЖРФМ, 1 992, N2 1-12, с. 7 1 -79 7 1 . А. А. Максимов. Против реакционного эйнштейнианства в физике. Крас­ ный Флот, 1 4.06 . 1952, с. 4 72. И. В. Кузнецов. Философские вопросы современной физики. М., АН СССР, 1 952, с. 47

218 llитература 73. Н. И. Калитеевский. Волновая оnтика. М., Высшая школа, 1 978 74. Ю. И. Петров. Парадоксы фундаментальных представлений физики. М., Книжный дом «Либроком»!URSS, с. 1 85 75. Л. А. Калинин. Кардинальные ошибки Эйнштейна. М., URSS, 2003 Глава 8 1. И. И. Юзвишин. Основы информациологии. М., Высшая школа, 2000. Космология. Теория и наблюдения. М., Мир, 1 978 2. А. Эйнштейн. К общей теории относительности. Собр. научи. тр., 1 . М., Наука, 1 965, с. 425-434 3. А. А. Фридман. Мир как пространство и время. 1 923; 5-е изд. М.: Книж­ ный дом <<Либроком»!URSS, 2009 4. Православное осмысление творения мира. XIII междунар. Рождествен­ ские образовательные чтения. М., 2005 5. Епископ Василий (Родзянко). Теория распада Вселенной и вера отцов. М., Паломник, 2003 б. Даниил Сысоев. Летопись начала. М., Аксиос, 2003 7. Той повеле, и создашася. Современные ученые о сотворении мира. Клин, Христианская жизнь, 1 999 8. К. Маркс, Ф. Энгельс. Соч., т. 20, с. 49 9. С. Д. Хайтун. Эволюция Вселенной. Вопросы философии, 2004, N2 1 0, с. 74-92 1 0 . А. Чернин. Космология: Большой взрыв. Фрязино, 2005 1 1 . М. В. Сажин. Современная космология в популярном изложении. М., URSS, 2002 1 2 . П. Девис. Поиски единой теории природы. М., Мир, 1 989 1 3 . Космология. Теории и наблюдения. М., Мир, 1978 14. Л. Кросс, Р. Шеррер. Наступит ли конец космологии? В мире науки, 2008, N2 06, с. 30-37 1 5 . Л. Бриллюзн. Новый взгляд на теорию относительности. М., Мир, 1 972 ! б . В. П. Фролов. Пять причин красного смещения спектральных линий из­ лучения далеких астрономических объектов. Изобретательство, 2009, т. IX, N2 8, с. 55-58 1 7. W. Ritz. Annal. Chim. Phys., 1908, v. 13, р. 145 (См. также С. А. Семиков. Бал- ' листическая теория Ритца и картина мироздания. Нижний Новгород, 2009) 1 8 . Н. Г. Бочкарев. Основы физики межзвездной среды. М., 20 1 0 1 9 . И. Николсон. Тяготение, черные дыры и Вселенная. М . , Мир, 1983 20. Ю. Н. Ефремов. Естествознание и квазифилософия. В защиту науки. Б. N2 1. М., Наука, 2006, с. 1 22-137 2 1 . Ю. Ю. Кувшинов. О действительном назначении одного изобретения. Инженер, 2009, N!? 5, с. 1 4- 1 5 ; Пат. РФ N2 23459, 72461 , 72941

.ilитература 219 22. С. М. Комаров. Кротовая нора во Вселенную. Наука и техника, 201 0, ]lfg 1, с. 8-1 1 23. В . Мемов. Машина времени в ускорителях будущего! Техника - моло­ дежи, 201 0, ]lfg 3, с. 2-5 24. С. С. Герштейн, А. А. Логунов, М . А. Мествиришвили. Возможен ли кол­ лапс пылевого шара в общей теории относительности. ДАН, 2008, т. 421 , ]lfg 1 , с. 34-36; О коллапсе в общей теории относительности. ДАН, 2008, т. 421 , Jifg 2, c. 1 77-1 80 25. Ю. М. Лоскутов. О <<Черных дырах» и темной материи. Вестник Моек. ун­ та. Сер. 3. Физ. Астроном. 2009, N2 2, с. 3-9 26. К. Тори. Черные дыры и складки времени: дерзкое наследие Эйнштейна. М., Физматлит, 2007, 2009 27 . Стивен Хокинг. Краткая история времени. С.-Петербург, Амфора, 2007 28. Рудольф Баландин. Подлинная история времени. М., Яуза-Эксмо, 2009 Глава 9 1 . Физический энциклопедический словарь. Т. 4. М., Советская энциклопе­ дия, 1 965, с. 1 83 2. В. Остров. Кто тормозит <<Пионеры»? Вселенная, пространство, время, 2005, ]lfg 1 о, с. 33 3. А. Хелиманс. Сила, с которой нужно считаться. В мире науки, 2006, ]lfg 2, с. 1 0 4 . А. Левин. По следам одной аномалии. Популярная механика, 201 1 , ]lfg 6, с. 30-35 5. В. М. Петров. Что тормозит «Пионеров»? Инженер, 2007, N 5, с. 9 !! 6. С. Борисенко. Темную материю наконец увидели. Газета «В мире науки», 2 августа 2006 7. Э. Уиттекер. История теорий эфира т электричества. Современные теории I 900- 1 926. М. - Ижевск, Ин-т компьютерных исследований, 2004, с. 226 8. В. Б. Брагинский, А. Г. Полнарев. Удивительная гравитация. М., Наука, 1 985 9. Д. Вайсберг, Д. Тейлор, Л. Фаулер. Гравитационные волны от пульсара в двойной системе. УФН, 1 982, т. 1 37, с. 707

Другие книги иamero издательства: Физика элементарных частиц О/Сунь Л. Б. Физика элементарных частиц. О/Сунь Л. Б. Леirrоны и каарки. URSS Ишханов Б. С., Капитонов И. М. , Тутьть И. А. Нук.леосиитез во Вселенной. Бояр!Син О. М. Введение в физику элементарных частиц. Бояркин О. М. Физика массивных нейтрино. Ляховекий В. Д. , Балохов А. А. l)Jymш симметрии и элементарные частицы. Бранекий В. П. Тhория элементарных частиц как объект методологического исследования. Бранекий В. П. Значение релятивистского метода Эйнштейна в формировании общей теории элементарных частиц. Богуш А. А. Очерки по истории физики микромира. Абрамов А. И. История цериой физики. Гейзенберг В. Философские проблемы атомной физики. Теория относительности Фок В. А. Тhория пространства, времени и тяготения. Фок В. А. Теория Эйнштейна и физическая отиосительиость. Толмен Р. Оmосительиость, термодинамика и космология. Эддингтон А. Пространство, время и тяготение. Эддингтон А. Оrносительиость и кванты. Эддингтон А. Теория относительности. Фридман А. А. Мир как пространство и аремя. Вейль Г. Пространство. Время. Материя. Лекции по общей теории оmосительности. Угаров В. А. Специальная теории оmосительности. Сацункевич И. С. Экспериментальные корни специальной теории отиосительиостн. Пименов Р. И. Анизотропное финслерово обобщение теории относительности. ВWiьф Ф. Ж. Логическая структура частной теории относительности. Вяльцев А. Н. Дискретное пространство-время. Теория поля и гравитация Рубакав В. А. Классические калибровочные nоля. Бозонные теории. Рубакав В. А. Классические калибровочные nоля. Тhорни с фермнонами. Некоммутативные теории. Иваненко Д. Д., СарданашвWiи Г. А. f)Jавнтация. СарданашвWiи Г. А. Соаремениые методы теорJIИ поля. T. l-4. Конаплева Н. П. , Попов В. Н. Калибровочные nоля. Волабуев И. П., Кубышин Ю. А. Дифференциальная геометрия и алrебры Ли и их приложекия в теории ноля. Богуш А. А. Введение в калибровочную nолевую теорию электрослабых азаимодействиА. Богуш А. А., Мороз Л. Г. Ведение в теорию классических nолей. Прохоров Л. В., Шабанов С. В. Iамнльтонова мехаинка калибровочных систем. Мене!Сий М. Б. f)Jуппа путей: измерения, поля, частицы. Менекий М. Б. Метод индуцированных представлений. Визгин В. П. F..циные теории поля в квантово-релятивистской революции. Владимиров Ю. С. Классическая теория rравитации.

Другие книm нашего издательства: Электричество и магнетизм Сочков И. Н. Элехтромагнетизм: Эффекты, история, парадиrма. Фок В. А. Проблемы дифракции и распространения электромагнитных волн. U RSS Власов А. А. Макроскопическая электродинамика. Квасников И. А. Введение в теорию электропроводности и сверхпроводимости. Фейн.ман Р. Квантовая электродинамика: J\wc лекций. Зайцев Р. О. Диаrраммные методы в теории сверхпроводимости и ферромагнетизма. Рвухин Л. Н. Радиационно-стимулироваяные изменения диэлектрической дисперсии. Самойлович А. Г. Термоэлектрические и термомаrиитиые методы иревращения энергии. Лаклонекий Н. А., Вырко С. А., Поденок С. Л. Статистическая физика полупроводников. Астроном ия и астрофизика К ликовский П. Г. Справочник любителя астрономии. у Ефремов Ю. Н. Вглубь Вселенной. ЗвездЫ, галактики и мнроздliние. Горбунов Д. С., Рубакав В. А. Введение в теорию ранней Вселенной. Кн. 1, 2. Шварцшильд М. Строение и эволюция звезд. Бааде В. Эволюция звезд и галактик. Кинг А. Р. Введение в классическую звездную динамику. Бочкарев Н. Г. Основы физНim межзвездной среды. Чернин А. Д. Звезды н физика. Сажин М. В. Современная космология в популярном изложении. Левитан Е. П. Физика Вселенной: экскурс в проблему. Попова А. П. Занимательная астрономия. Попова А. П. Астрономия в образах и цифрах. Хлопов М. Ю. Космомикрофнзика. Хлопов М. Ю. Основы космомикрофизНim. Сурдин В. Г. Астрономические задачи с решениями. Баренбаум А. А. Тhлвктоцентрическая парадиrма в геологии и астрономии. Ипатов С. И. Миrрация небесных тел в Солнечной системе. Дорофеева В. А., Макалкин А. Б. Эволюция ранней Солнечной системы. Кусков О. Л. и др. Системы Юпитера и Сатурна. Тверской Б. А. Основы теоретической космофизНim. Термодинам ика и статистическая физика Квасников И. А. Термодинамика и статистическая физика. В 4 т. Квасников И. А. Молекулярная физика. Карно С. , Клаузиус Р. и др. Второе начало термодинамики. Базаров И. П. ЗаблуJ!щеиия и ошибки в термодинамике. Хайтун С. Д. История парадокса Тhббса. Зайцев Р. О. Введение в современную статистическую физику. J\wC лекций. Зайцев Р. О. Введение в совремеиную кинетическую теорию. J\wc лекций. Гухман А. А. Об основаниях термодинамики. Крылов Н. С. Работы по обоснованию статистической физики. Агеев Е. П. Неравновеспая термодинамика в вопросах и отаетах. Дуров В. А., Агеев Е. П. термодинамическая теория растворов. Мюнстер А. Химическая термодинамика.

Другие книm нашеrо издательства : Серия •Relata Refero» Николаев О. С. К-захват и предельная орочиость атомов. Николаев О. С. Прочиость металлов: Новые метощ определения. U RSS Николаев О. С. Критическое состояние металлов. Николаев О. С. Железо и атом железа. Сжимаемость. Справочник физ. параметров. Николаев О. С. Водород и атом водорода. Справочник физических параметров. Николаев О. С. Механические свойства жидких металлов. Кирьянов В. И. Описание фазовых состояний Вселеиной через фундамент. постоянные. Марахтонов М. К , Марахтонов А. М. }{еожиданиые квантовые явления в известных электрических процессах: Опыт и теория. Янчш�ин В. Л. Неопределеииость, rравитвция, ·космос. Янчилин В. Л. Квантовая теория rравитации. Калинин Л. А. Кардинальные ошибки Эйнштейна. Левин М. А. От эфира к миру Мииковского: К новой методолоП!И СТО. Левин М. А. Специальная теория относительности. Эфирный подход. Лютко М. Г. Физика материи островной Метагалактики. Сосунов Г. Н. Основы корпускrлярио-волновой квантовой механики. Седаков А. А. Новые свойства Вселенной и воды. Бабанин А. Ф. Введение в обmую теорию мироздания. Кн. 1 , 2. Арманд А. Д. Два в одном: Закон дополиительности. Исаев С. М. Начала теории физики эфира и ее следствия. Калугин В. А. Тhйна Великой теоремы. Калугин В. А. Решеине Великой теоремы Ферма дЛЯ нечетиых стененей. Орлов П. М. Великая теорема Ферма: Арифметическое решение. Орлов П. М. Новые методики решения задач о числах. Еремин М. А. Революционный метод в исследовании функций действ. перемеиной. Еремин М. А. Определитель Еремина в линейной н нелинейной алrебре. Чижов Е. Б. Введение в философию математических пространств. Чижов Е. Б. Геометризация физических величии. Попов П. А. Разrадка эфирного опыта А. Майкельсона. Паршаков Е. А. Происхождение и развитие Солнечной системы. Сметана А. И., Сметана С. А. Новыil взrлsщ на природу сил взаимодействия. Пименов Р. И. Основы теории темпорального универсума. Михайлов В. Н. Закон всемирного тяготения. Миркин В. И. Краткий КУРС sщеалистической физики. Пилат Б. В. Излучение и поле. Шеенеон И. С. Единство диалектической и формальной лоrики. Макаров В. И. Философия самоорrанизации. Ильин В. Н. Термодинамика и социолоrия. И льин В. Н. Неrуманитариая социолоrия. Новый 11зrлsщ на обществоведение. Хохлов Ю. Н. О нас и нашем мире. Иванов М. Г. Безопорные двиrатели космических аппаратов. Иванов М. Г. Антиrравитациониые двиrатели слетающих тарелок•. Тhория rравитации. Смольяков Э. Р. Теоретическое обоснование межзвездных полетов. Череватенко Д. А. Начинаем конструировать НЛО: Тhромоментиое движение.

Другие книги нашего издательства : Серия «Relata Refero» Зверев Г. Я. Физика без механики Ньютона, без теории Эйншrейна, без принципа наименьшего действия н без пси-функции Шредингера. UR SS Опарин Е. Г. Физические основы бестопливной энергетики. Шевелев А. К. Структура ядра. Шевелев А. К. Структурное единство физического вакуума и фотона. Андронов Г. Ф. Сложность элементарных частиц. Бойко С. В. Основы механизма физических процессов. Плохотников К. Э. и др. Основы пснхорезонансной электронной технологии. Костицын В. И. Теория многомерных пространств. Федулаев Л. Е. Физическая форма гравитации: Диалектика природы. Билик А. С. Атомная физика, изложенная на языке физики свойств. Стельмахович Е. М. Пространствеиная (топологическая) структура материи. Ацюковский В. А. Физические основы электромагнетизма и электромагнитных явлений. Долгушин М. Д Эвристические методы квантовой химии или о смысле научных занятий. Т рлецкий Н. А. О пользе и вреде излучения для жизни. е Кириллов А. И. , Пятницкая Н. Н. Квант-силовая физика. Dшотеза. Харченко К П. , Сухарев В. Н. �электромагнитная волна», лучистая энергия - поток реальных фотонов. Бондаренко С. Б. Космологня н культура. Бондаренко С. Б. Теория дескриптивных систем. Абакумов В. А. Пространство-время жизни. Халезов Ю. В. Планеты н эволюция звезд. Сайбер А. Н. Основные постулаты (принципы) или начала энергетической теории. Паршаков Е. А. Происхождение и развитие Солнечной системы. Михеев С. В. Темная энергия и темная материя - проявление нулевых колебаний электромагнитного поля, Галавкин В. В. Дорогой Декарта, или физика глазами системотехника. Галавкин В. В. Арнетотель против Ньютона, или экономим глазами системотехника. Демин А. И. Парядиrма дуализма: пространство - время, информация - энергия. Васильев В. И. Повторяется ли история? Васильев В. И. Косморитмы в истории Российской империи (1671-1918). Наwн книги можно nриобрести в маrаJинах: «НАУКУ - ВСЕМ!» (М. ПрофСОЮ3НIR, HiiXMMOBCHИA ПР·Т, 56. Ten. (499) 724-2545) Теn./фанс: «Бибпио-rпобус» (м. Лубянка, уп. Мнсницкая, 6. Ten. (495) 625·2457) «Мосиовсииi дом нииrи» (м. Ар6атскан, ул. Новыi Арбn, 8. Ten. (495) 203·8242) +7 (499) 724-25-45 «Молодая гвардия» (м. Поnянна, уп. Б. попянна, 28. теп. (495) 238·5001, (мноrонанальный) 780-3370) «Дом нQЧно-техничесноi книги» (nеиинсииА пр-т, 40. Ten. (495) 137-6019) E-mall: «Дом книги на nцожсиоА» (м. Баумансная, yn. nадожсиан, 8, стр. 1. URSS@URSS.ru теп. 2&7-0302) «СПб. АОМ КНИГИ» (НевсниА пр., 28. Тел. (812) 448·2355) http://URSS.ru «100 000 книг» (г. Енi!Теринбург, уп. Тургенева, 13. тел. (343) 22·12·979) Сеть магаJинов «дом книги» (г. Енnеринбург, rn. Антона Вапеиа, 12. теп. (343) 253·50·10)

1�1 Уважаемые ЧlrJ'IПeJIII! Уважаемые авторы! Наше издательство специализируется на выпуске науч1юй и учебной литературы, в том числе монографий, журналов, трудов ученых Россий­ ской академии наук, научно-исследовательских институтов и учебных заведений. Мы предлагаем авторам свои услуги на выгодных экономи­ ческих условиях. При этом мы берем на себя всю работу по подготовке издания -- от набора, редактирования и верстки до тиражирования и распространения. URSS Среди вышедших и готовяшихся к изданию книг мы предлагаем Вам следуюшие: Серия •Relata Refero• Петров Ю. И. Парадоксы фундаментальных представленнй физики. Петров Ю. И. Некоторые фундаментальные представления физики: критика и анализ. Артеха С. Н. Критика основ теории относительности. Попов Н. А. Сущность времени и относительности. Лес"ов Л. В. Неизвестная Вселенная. Шадрин А. А. СтрУК'fУРа Мироздания Вселенной. Переверзев В. Ф. Циклическая эволюция галактик. Я"имова Н. Н. Фрактальная Вселенная и золотое оmошение. ШулЬ.IIfан М. Х. Теория шаровой расширяющейся Вселенной. ШулЬ.IIfан М. Х. Вариации на темы квантовой теории. Цимерманис Л.-Х. Введение в термодинамику аК'Пiвной материи. Циме рманис Л.-Х. Вселенная до и после Большого взрыва. Цимерманис Л. -Х. Вселенная во Вселенной. Колесни"ов А. А. Цlавитация и самоорганизация. Демин В. Н. , Селезнев В. П. Загадки света и гравитации. Зу"а"ишвили Л. М. Физика сплошной среды: Е;диная теория поля. Бухалов И. П. Физика инерции и гравитации. Бухалов И. П. Инерция и гравитация. В поисках решения проблемы. Здор С. Е. Кодированная информация. Моисеев Б. М. Физическая модель светового кванта. Моисеев Б. М. Теория оmосительности и физическая природа света. Болдырева Л.Б. Что дает физике наделение физического вакуума свойствами сверхтекучего 3 Не-В. Сазанов А. А. Преодоление классического мировоззрения. Кн. 1, 2. Мельни" А. Д. Физические заметки. Вос"ресенс"ий В. Ю. Об основаниях энтропии. Лучин А. А. О ключевых вопросах физики в электронике (с философским подтекстом). Лучин А. А., Шапиро А. Л. Природа полей. Штепа В. И. Е;диная теория Поля и Вещества с точки зрения Логики. Бунин В. А. Биоподобие техногеиных систем: Математический код метаrармонии. Кубыш"ин Е. И. Нелииейная алгебра пространства-времени. Агафонов К. П. Е;динстао физической карmны мира (неоклассическая концепция). Томсон Дж. , План" М. и др. Эфир и материя. По всем вопросам Вы можете обраmться к нам: тел. +1 (499) 724-25-45 (многоканальный) Научная и учебная или элект ронной почтой URSS@URSS.ru Полный каталог изданий представлен литература в инте рнет-магазине: http://URSS.ru

От м. Поофсоюзная: 8 мин. пешком (до офиса) или одна остановка наземным транспортом: автобусы N2 67, 67к, 1 30; троллейбус N2 49; до остановки «Ул. Ивана Бабушкина» трамваи N2 1 4, 39 до остановки «Черемушкинский рынок»; трамваи N2 22, 26 до остановки «Ул. Вавилова>>; автобусы N2 67, 67г, 1 30; троллейбус N2 49 до остановки «Ул. Ивана Бабушкина».

интер н ет-мо rаа м н az a N.ru 1111111 11 1111 1111 1111 1 111

Chkmark
Всё

понравилось?
Поделиться с друзьями