<< Пред. стр. 41 (из 55) След. >>
Список литературы по разделу
судьбы связаны. Прочтите предсказания в 10 газетах, зайдите к
10 астрологам, и скорее всего вы получить 10 разных толкований.
Если астрология -- действительно наука, почему ее приверженцы
за тысячелетия сбора и интерпретации данных не пришли к единой
теории? Обычно научные теории со временем подвергаются проверке
и уточнению, вырабатывается единое мнение. Напротив, системы
верований, основанные на предрассудках или личной вере, с
течением времени имеют тенденцию к расколу. Образуются
противоборствующие секты.
Если астрологическое влияние основано на какой-то из
известных физикам сил, почему особое значение придается именно
влиянию планет? Разные школы астрологии считают, что планеты
влияют на людей тяготением, приливными силами или магнетизмом.
Но ведь даже студент-первокурсник может рассчитать величину
этих сил. И такие расчеты, конечно, есть. Они показывают, что
акушер, принимающий ребенка, оказывает на него гравитационное
воздействие в шесть раз более сильное, а приливное действие в
два триллиона раз более сильное, чем Марс. Масса врача
несоизмеримо меньше, чем планеты, но она горазда ближе к
ребенку.
Если же астрологическое влияние осуществляется
неизвестной силой, может ли быть такое, что эта сила не зависит
от расстояния? Все известные дальнодействующие силы ослабевают
с расстоянием. Тысячи лет назад люди об этом, по всей
видимости, еще не знали, поэтому неудивительно, что в
астрологии считается, будто влияние планет никак не зависит от
их расстояния до нас. Марс влияет на ваш гороскоп одинаковым
образом и в то время, когда он по ту же сторону от Солнца, что
и Земля, и в тот период, когда он в семь раз дальше от нас, то
есть по другую сторону от Солнца. Обнаружить силу, действие
которой не зависит от расстояния, -- такое потрясло бы основы
физики!
А если уж астрологическое влияние действительно не зависит
от расстояния, тогда почему астрологи не учитывают влияния
звезд, галактик и квазаров? Французский астроном Жан-Клод Пекер
считает, что астрологи не должны ограничиваться одной Солнечной
системой. Неужели миллиарды огромных небесных тел, разбросанных
по Вселенной, не добавляют свое действие к влиянию нашего
крошечного Солнца, планет и Луны? Можно ли считать гороскоп
полным, если в нем не учтены Ригель, пульсар в Крабовидной
туманности и галактика Мессье 31?
* ЧАСТЬ 3. В БЕЗДНАХ ВСЕЛЕННОЙ *
Но для бездн, где летят метеоры,
Ни большого, ни малого нет,
И равно беспредельны просторы
Для микробов, людей и планет.
В результате их общих усилий
Зажигается пламя Плеяд,
И кометы летят легкокрылей,
И быстрее созвездья летят.
И в углу невысокой Вселенной,
Под стеклом кабинетной трубы,
Тот же самый поток неизменный
Движет тайная воля судьбы.
Там я звездное чую дыханье,
Слышу речь органических масс
И стремительный шум созиданья,
Столь знакомый любому из нас.
Николай ЗАБОЛОЦКИЙ
СИЛА, КОТОРАЯ ДВИЖЕТ МИРАМИ
Одна из аксиом современной науки гласит: любые
материальные объекты во Вселенной связаны между собой силами
всемирного тяготения. Благодаря этим силам формируются и
существуют небесные тела -- планеты, звезды, галактики и
Метагалактика в целом. Форма и структура этих тел и
материальных систем, а также относительное движение и
взаимодействие определяются динамическим равновесием между
силами их тяготения и силами инерции масс.
В течение всей своей жизни человек ощущает силу тяжести
своего тела и предметов, которые ему приходится поднимать.
Одной из главных забот, с которыми сталкиваются люди, летая в
околоземном пространстве на самолетах, ракетах и космических
аппаратах, является преодоление сил тяготения с помощью
различных двигателей с источниками энергии. И вместе с тем,
несмотря на обыденность и кажущуюся простоту этого явления,
физическая природа сил тяготения неясна. Автором открытия сил
тяготения считается Исаак Ньютон (правда, приоритет открытия
закона всемирного тяготения оспаривал его современник --
известный английский ученый Роберт Гук).
Однако еще на полтора века раньше до Ньютона и Гука
знаменитый польский ученый Николай Коперник писал о тяготении:
"Тяжесть есть не что иное, как естественное стремление, которым
отец Вселенной одарил все частицы, а именно соединяться в одно
общее целое, образуя тела шаровидной формы". Аналогичные мысли
высказывали и другие ученые. Найденные Ньютоном и Гуком формулы
закона тяготения позволили с большой точностью рассчитать
орбиты планет и создать первую математическую модель Вселенной.
Однако раскрыть природу тяготения авторам этого закона не
удалось. В истории известны попытки решить данную задачу. В
середине прошлого века Джеймс Клерк Максвелл, создатель теории
электромагнетизма, решил, что гравитация (тяготение) имеет
электромагнитную природу. Он предложил модель поля тяготения в
виде силовых линий в упругой среде (в эфире), заполняющей все
пространство. В разработке электромагнитной теории гравитации
принимали участие и сделали оригинальные предложения другие
известные ученые: Г. Лоренц, А. Пуанкаре и А. Эйнштейн.
Тем не менее до сих пор физическая сущность всемирного
тяготения остается тайной. Более того, на сегодня сложилось два
по существу диаметрально противоположных взгляда на природу
тяготения. Ученые спорят о природе тяготения: имеет ли оно
вещественно-энергетический субстрат в виде квантово-полевых
образований (материальных частиц -- гравитонов) или же
обусловлено исключительно геометрическими свойствами
пространственно-временного континуума. Так, согласно
геометрической трактовке, отнюдь не силы тяготения
обусловливают отклонение вблизи Солнца, проходящего мимо
светового луча далекой звезды (рис. 104), а искривление
пространства-времени под воздействием дневного светила (рис.
105). Кредо тех, кто отстаивает последнюю точку зрения: "Физика
есть геометрия"*. Однако такие геометрические понятия, как
кривизна, многомерность, неевклидовость, сингулярность и т.п.
(это уже было показано в первой части книги), являются чистыми
математическими отношениями и не имеют субстанциального
выражения.
Сформулированный Ньютоном закон всемирного тяготения стал
одним из выдающихся достижений в области естествознания за всю
историю его существования. Этот закон позволил на строгой
научной основе подвести физическую базу под
философско-космистские положения о материальном единстве мира,
всеобщей взаимосвязи всех природных явлений. Закон всемирного
тяготения оказался одним из самых впечатляющих и вместе с тем
загадочных основоположений теоретического естествознания.
Применение этого закона позволило добиться выдающихся успехов в
области небесной механики (предсказавшей "на кончике пера"
существование ранее неизвестных планет) и астрофизики,
космологии и практического освоения космического пространства,
позволило летательным аппаратам и человеку преодолеть земное
притяжение и осуществить прорыв в просторы Вселенной. У
некоторых мыслителей возникло даже искушение раздвинуть границы
его применения. Так, один из главных представителей
утопического социализма, Сен-Симон, пытался перенести действие
закона всемирного тяготения на общественные отношения и на
данной основе построить свою систему будущего гармонического,
свободного от эксплуатации строя.
После опубликования ньютоновских "Начал" обозначилась и
стойкая тенденция интерпретировать закон всемирного тяготения
как результат и свидетельство божественного проявления. Вот
типичный образчик подобного истолкования закона Ньютона,
выраженный в стихотворной форме:
...И нарекли человека Ньютоном,
Он пришел и открыл высший закон,
Вечный, универсальный, единственный, неповторимый, как сам
Бог,
И смолкли миры, и он изрек: "ТЯГОТЕНИЕ",
И это слово было самим словом творения.
Следует сказать, что на самого Ньютона и дальнейшую
интерпретацию его идей оказали заметное влияние так называемые
кембриджские платоники (в Кембридже, где творил Ньютон, всегда,
вплоть до наших дней, были сильны и живучи мистические
традиции). Сам Ньютон -- хотя об этом и не любят вспоминать, а
тем более писать -- также не чурался мистицизма: он всерьез
интересовался вопросами астрологии и даже алхимии. Отсюда -- и
известный иррационализм, невозможность вразумительного
объяснения природы гравитационных сил. Кстати, до сих пор нет и
общепризнанного объяснения, что же такое сила или что такое
масса.
И все же с помощью открытых Ньютоном простейших формул, в
которых участвуют только массы тел и силы, действующие между
ними, удается описать процессы взаимодействия любых
материальных объектов природы -- живых и неживых, земных или
космических. При этом не следует забывать, что силы
взаимодействия между телами не являются у Ньютона какими-то
абстракциями (например, векторами, как их изображают при
математическом описании задач механики), а вполне материальными
силами, возникающими как результат действия масс материальных
тел при их ускоренном или замедленном движении. Благодаря своей
материальности силы ограничены быстродействием и дальностью
действия. Убедиться в этом можно на любом примере. Каждый из
нас, пользуясь силой своих мышц, замечает, что их
быстродействие ограничено, а сама сила является результатом
преобразования в материальных телах одних видов энергии в
другие (аналогичные примеры можно наблюдать при силовом
действии пружин, упругих тел и т. п.).
Классическая механика установила, что массы тел не
исчезают и не возникают из ничего, а физические процессы не
могут протекать без сил. Кроме того, протекание физических
процессов между телами является объективной реальностью и не
зависит от наблюдателя, если он не оказывает силового
воздействия на этот процесс. Еще одна особенность классической
механики: в ней нет абсолютизации скорости движения тел, она
справедлива и может быть использована для любых скоростей
движения тел, без ограничения. Однако, Ньютон был деистом:
первопричиной (точнее -- первотолчком природы) он считал Бога.
Потому при чтении ньютоновских трудов встречаются формулировки,
которые могут трактоваться различным образом. Например, такая
формулировка, как "природа подчиняется математическим законам",
требует специального пояснения. Дело в том, что
абстрактно-математический аппарат лишь описывает объективные
закономерности природы (например, тяготение) и помогает в их
познании. Напрямую утверждать, что математические
закономерности лежат в основе природы, нельзя. Ибо, по
существу, это означает признание первичности идеальных
абстракций по отношению к объективной реальности. Поэтому и
приходится делать соответствующую поправку, чтобы исключительно
важная роль математики все же не абсолютизировалась и не
приводила тем самым научное познание к крену, чреватому далеко
идущими последствиями. Но полностью избежать "волчьих ям"
удается не всегда и не всем. Некоторые современные истолкования
тяготения -- характерный тому пример.
ДВИГАТЕЛЬ ВСЕЛЕННОЙ
В процессе общей работы и дискуссий с В.П. Селезневым
удалось найти нетривиальный подход к пониманию природы сил
тяготения и той роли, которую они играют во Вселенной. Ниже
излагается данная концепция, как она впервые была представлена
в нашей совместной и уже цитированной книге "Мироздание
постигая: Несколько диалогов между философом и
естествоиспытателем о современной научной картине мира" (М.,
1989).
В классической механике небесные тела, притягиваясь
взаимно с помощью гравитационных полей, движутся под действием
сил тяготения и инерции по некоторым орбитам в космическом
пространстве, которое отождествляется с пустотой. Однако эта
идеальная картина Вселенной не согласуется с реальным
состоянием космического пространства. Установлено, что это
пространство содержит рассеянные молекулы веществ, атомы, ионы,
электроны, фотоны и другие частицы, крупные тела -- метеориты
и, наконец, -- множество различных полей. Плотность
распределения этих частиц и полей в пространстве неравномерная,
однако при движении больших небесных тел -- галактик, звезд и
планет -- такая "запыленная" среда может оказывать
сопротивление. Вследствие этого небесные тела должны постепенно
терять свою кинетическую энергию и сближаться под действием сил
тяготения. Для Солнечной системы это означало бы, что с
течением времени Луна, например, упала бы на Землю, а Земля и
другие планеты -- на Солнце.
Тем не менее, несмотря на эти условия, небесные тела в
течение времени, исчисляемого миллиардами лет, сохраняют
параметры своих орбит практически неизменными, а Вселенная в
целом существует вечно. Чтобы сохранить подобное почти
стационарное состояние Вселенной, необходимо иметь какой-то
источник энергии, который позволял бы скомпенсировать расходы
энергии, затрачиваемые на сопротивление космической среды.
Существует ли он в природе? Этот вопрос является исключительно
сложным, но зато -- и особенно интересным. По существу, речь
идет о том, существует ли некоторый единый механизм --
"Двигатель Вселенной", поддерживающий определенное ее
состояние.
В первом приближении классическая небесная механика дает
на это следующий ответ: Вселенная поддерживается в определенном
динамическом равновесии с помощью сил тяготения небесных тел и
сил инерции их масс без учета материальности космической среды.
Конечно, математическая модель даже такой Вселенной чрезвычайно
сложная, но принципиально ее можно описать и даже
промоделировать с помощью современных ЭВМ. Однако реальная
структура космического пространства создает некоторый эффект
торможения движению небесных тел. Небесная механика позволяет
исследовать и этот эффект, однако она не дает ответа на вопрос
- почему же Вселенная преодолевает торможение движения небесных
тел и откуда она находит энергетические ресурсы для
восстановления расходуемой энергии? Чтобы выявить подобные
энергетические ресурсы, необходимо более детально рассмотреть
особенности гравитационного взаимодействия между небесными
телами.
Распределенная масса небесных тел приводит к существенному
изменению гравитационных взаимодействий между телами. Поскольку
каждая материальная частица небесного тела является источником
гравитационного поля, результирующее (или суммарное) поле
жестко связано с телом и участвует в его вращении вокруг центра
масс как одно целое. Это означает, что гравитационное поле не
только охватывает значительное пространство вокруг тела, но и
вращается вместе с телом, увлекая за собой все другие внешние
взаимодействующие материальные объекты. Но вращение
гравитационного поля небесного тела само по себе не может
служить источником дополнительной энергии. Нужен какой-то
дополнительный эффект в небесной механике. И вот здесь-то и
требуется сделать еще один шаг в изучении гравитационного поля,
основанный на учете влияния относительного движения тел на силу
их взаимного притяжения. В статических условиях, когда тела
неподвижны относительно друг друга, сила Q0 их взаимного
притяжения пропорциональна произведению масс этих тел и обратно
пропорциональна квадрату расстояния между ними (закон
всемирного тяготения).
Что же произойдет с силой притяжения, если тела будут
сближаться или ударяться относительно друг друга с некоторой
скоростью V? Поскольку скорость распространения гравитационного
поля относительно излучающего тела имеет конечную величину
(обозначим С -- скорость поля относительно излучающего тела),
следовательно, она зависит также и от скоростей относительного
движения тел (полагаем, что закон сложения скоростей справедлив
для всех материальных объектов, включая и физические поля).
Благодаря этому сила Q гравитационного притяжения будет
зависеть не только от масс тел и расстояний между ними, но и от
величины относительной скорости V. Установлено, что при
сближении тел, летящих со скоростью V, сила их взаимного
притяжения Q будет несколько меньше, чем ее статическое
значение Q0(QQ0).
Зависимость силы Q от скорости V может иметь сложный нелинейный
<< Пред. стр. 41 (из 55) След. >>
Список литературы по разделу