|
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.
|
