bannerbannerbanner
Квантовая механика и парадоксы сознания

Александр Никонов
Квантовая механика и парадоксы сознания

Полная версия

© Никонов А. П., текст

© ООО «Издательство АСТ»

От автора. С надеждой на понимание

Вы держите в руках заключительную книгу трилогии. Трилогии, впрочем, весьма формальной, все три книги вполне самостоятельны и связаны между собой только наукой, тайнами и некоторыми героями. Первая книга – «Невозможное в науке» является научно-популярным детективом и посвящена попытке раскрыть некоторые таинственные явления, которые до сей поры научной разгадки не имели. Вторая книга – «Антинаучная физика» родилась в процессе размышления над природой сознания и стала сборником необъяснимых случаев, к которым наука вообще не подступала и даже само их существование отрицает. Между тем количество наблюдавших эти странные явления и ставших свидетелями необъяснимых происшествий слишком велико, чтобы от них просто отмахнуться. Поэтому в данной книге автор не только использует подходящие свидетельства, но и вольно применяет к этим происшествиям способ, который наука когда-то применила к изучению феномена шаровой молнии: если уж нельзя изучать саму шаровую молнию (в силу ее редкости и невозможности воспроизведения в лаборатории), будем изучать свидетельские показания о ней, чтобы набрать статистику. Если показания свидетелей о размерах, светимости, долгоживучести и других характеристиках шаровой молнии лягут на кривую нормального распределения, значит, мы имеем дело с природным явлением… Эх, вот бы кто-нибудь когда-нибудь всерьез принял этот подход к тем явлениям, которые я поэтично назвал «разрывами в самой ткани реальности»!

Дарю науке идею!

Ну, а мы с вами приступим к освоению нового материла.

«Сознание – это иллюзия реальности. А реальность – это иллюзия сознания».

Будда Шакьямуни, лично автору


«Нет ничего более интуитивно понятного и более непонятного при ближайшем рассмотрении, чем физическая реальность. Потому что она целиком располагается в сознании, а сознание находится в ней».

Александр Никонов, лично Будде

Потеря мира. Вместо пролога

Долго думал, с чего начать книгу на столь сложную, но дико интересную тему – про кванты. Начну, пожалуй, вот с чего…

Как-то один знакомый психотерапевт за чашкой чая бросил загадочную фразу о том, что человек может быть «разотождествлен со своими чувствами». Я тогда просто отмахнулся от этой фразы: ну, как такое может быть? Как можно не чувствовать чувства, если они есть? Абсурд! Вечно эти «мозгоправы» что-нибудь придумают, чтобы брать по 100 долларов в час с несчастных граждан. Ну, как это вообще возможно – не ощущать собственных чувств и эмоций?

Но потом узнал, что такое действительно бывает. Проводились следующие эксперименты: человека погружали в гипнотический сон, внушали ему какую-нибудь страшную ситуацию, чтобы он испытал сильный испуг, например, что за ним гонится медведь. И человек дико пугался. А потом щелчком пальцев его из состояния транса выводили.

– Как вы себя чувствуете? – спрашивает гипнотизер.

– Нормально, – говорит человек. А самого трясет от страха, сердце колотится, зрачки огромные, лицо белое как мел.

«Нормально» он себя чувствовал, потому что сидел в кабинете, где бояться было нечего. Тихий свет, удобное кресло… Но его тело находилось в состоянии стресса благодаря выброшенным в кровь гормонам.

То есть тело боялось, а человек свой страх не осознавал. Такое, кстати, бывает не только после гипноза, но и «наяву»: когда человека гложет чувство вины или страха, а мозг от этого чувства отказался, чтобы не страдать, и его не осознает. Но тело-то продолжает работать в форсажном режиме, постепенно «перегорая» и нарабатывая соматические проблемы. Задача психотерапевта в данном случае – воссоединить человека с его чувством, помочь осознать его, пережить, выработать и идти дальше, чтобы начался процесс самовосстановления организма, уже поврежденного и накопившего дисфункции из-за перманентного стресса.

Это очень тонкий момент, между прочим. Трудный. Я имею в виду не сам процесс работы психотерапевта по воссоединению тела и разума, а то, что для общего понимания ситуации этот момент довольно сложен. Философски непрост. Как и квантовая механика, кстати.

Смотрите. Вот пошла телесная реакция: впрыснут в кровоток целый коктейль веществ, которые должны реализовать в сознании страх, для чего они и предназначены. И тело показывает все признаки страха: кровь отливает от кожных покровов, зрачки расширяются, мышцы находятся в тонусе. А сам человек страха на испытывает. Между телом и сознанием образовался разрыв. Расшунтировало.

Так иногда человек не чувствует даже боли. Есть серьезное ранение, сигнал идет, а сознание боли не ощущает.

А бывает наоборот, человек чувствует, что нога болит, а болеть нечему: нога ампутирована. Это называется фантомная боль.

Почему материальные сигналы есть, а в реальности человек боли и страха не испытывает, или обратная ситуация: материального сигнала нет, а боль чувствуется? И что такое в данном случае «реальность»? Какая реальность более реальна – внешняя или внутренняя?

Что в данном случае реальность – испытываемое сознанием ощущение или материальные компоненты сигнала (гормоны, электрические импульсы, бегущие по нервам)?

Мы за триста лет существования науки настолько привыкли к так называемой объективности мира и эфемерности сознания, его обманчивости и иллюзорности, что нам легче признать реальными «твердые предметы», чем собственные ощущения. Ощущения могут обманывать, мозг может галлюцинировать, а табуретка – она и есть табуретка. Твердая и никуда не денется.

Но ведь иных инструментов восприятия твердого мира, кроме наших ощущений, у сознания нет. Как верно заметил однажды великий француз Рене Декарт, «я мыслю, следовательно, я существую. Только это по-настоящему проверяемо. Мыслю – существую. А если не мыслю – некому и существовать. То есть проверяемое существование всегда персонально. А значит, необъективно, ведь персоналия – это субъект, по определению склонный к иллюзиям.

Кстати, а что значит «существует»?

И еще вопрос: а иллюзия существует?

Существовать – значит иметь свойства и через них как-то проявлять себя в этом мире, что понятно. Но в чьих глазах? И если нет ничьих глаз, если нет наблюдателя, как установить, существует ли предмет или мир вообще? И кто будет это устанавливать?

Еще хотелось бы выяснить, бывает ли «объективная иллюзия» или это оксюморон?

Существует ряд оптических иллюзий, которые любят приводить авторы популярных книжек по физике. С одной стороны, это и вправду иллюзии, то есть чистая кажимость, с другой, они кажутся всем людях, а стало быть, их вполне можно назвать «объективными иллюзиями». Самые известные и ходовые примеры – ниже.

Рис. 1


Рис. 2


При взгляде на вторую картинку кажется, что клетки А и В разного оттенка. На самом деле оттенок серого у этих клеток совершенно одинаков. Но иллюзия сильнейшая, потому что мозг достраивает реальность по своим представлениям о ней, используя и комбинируя прежние знания о том, что:

• шахматные клетки равномерно чередуются,

• они разные по цвету,

• тень должна затемнять.

При взгляде же на первую картинку кажется, будто нижний отрезок длиннее верхнего. Но если мы возьмем твердую честную линейку и измерим оба отрезка, то убедимся в их равной длине. Ура! Наука восторжествовала над несовершенством наших чувств!

Но ведь убедиться в равной длине отрезков при взгляде на линейку нам тоже помогли наши чувства! Никакого другого инструмента, кроме чувств, у нашего сознания для познания мира нет. Мы живем в мире чувств и ощущений. Для нас только этот иллюзорный мир и реален. Ничего другого для нас нет, мы ведь видим не внешний мир, а только его восприятие нашими органами чувств, и каков мир «на самом деле», мы не знаем. Мы даже не знаем, есть ли он, можем только предполагать, постулировать его наличие, строго говоря. Единственное, в чем мы твердо можем удостовериться, так это в наличии собственных ощущений и мыслей. Как наш друг Декарт.

Тем не менее на тонкие вопросы ощущений наука до начала XX века не обращала внимания, беззаботно отмахиваясь от них. К чему вся эта бессмысленная схоластика и пустое философствование, если вот он, реальный мир вокруг нас?! Упадешь – набьешь шишку, так тебе и надо! Уравнения Ньютона прекрасно работают, угол падения равен углу отражения, Земля притягивает, чего еще желать?

И только в XX веке физики начали «чесать репу», а президент Лондонского общества физиков Артур Эддингтон после всех триумфальных успехов квантовой науки начала прошлого века признал, что единственное, что мы действительно знаем об окружающей реальности, состоит в том, что часть ее обладает сознанием; да и то знаем это лишь потому, что непосредственно осознаем свое сознание.

Но что это вообще за вопрос такой дурацкий – «существует ли реальность»? Да вот она – вокруг нас, шишки набивает! И что такое реальность, каждому школьнику прекрасно известно. Материя! Отсюда и материализм. Вон дедушка Ленин учил пионеров, что «материя есть объективная реальность, данная нам в ощущении»[1]. Я лично это со школьной скамьи помню, ночью подними…

 

Но обратите внимание, что ведь и в этом классическом и вполне материалистическом определении вдруг неожиданно вылезают ощущения. И, чтобы избавиться от этого «идеализма», материалистическая философия расставила приоритеты: материя первична, а сознание – продукт сложно организованной материи, и оно вторично, оно возникло в результате эволюции. Нормально. Правда, догмат о вторичности – чисто религиозный и ниоткуда не вытекающий, но он настолько вошел в плоть и кровь современной науки и западной цивилизации, что нами даже не замечается. А ведь это – чистой воды аксиоматика, то есть недоказуемое предположение, принимаемое на веру, как и само существование мира за пределами нашего сознания.

Но, в общем, это работает. Точнее, работало до поры до времени…

Как я уже сказал, до начала XX века физика изучала мир в отрыве от сознания. То есть в изучаемом наукой мире сознания как бы не было, оно было словно «вне мира» и как раз занималось постижением мира. При этом оставалось неясным, является ли сознание частью мира, а значит, вносит ли помеху в его изучение. Примерно, как электрическое сопротивление амперметра, вносящее собой помеху в измерение электрического тока (амперметр ведь не меряет силу тока в изучаемой цепи, он меряет силу тока в цепи с амперметром). С одной стороны, разумеется, сознание – это часть мира, а как иначе! С другой, философия говорила: есть материальный мир, а есть мир идеальный – это мир наших мыслей, и он совершенно нематериален.

Я до сих пор помню ту страницу из учебника марксистской философии, где говорилось про критику разных оппортунистических философий. Там премудрые марксисты, сами будучи материалистами, критиковали в том числе так называемых вульгарных материалистов, которые уверяли, будто «мысль материальна». Кстати, эту наиглупейшую фразу, которую я взял в кавычки, до сих пор часто приходится слышать от экзальтированных и особо духовных барышень, склонных к эзотерике. Они являются любителями восточных практик, верят в бога и при этом самым парадоксальным образом повторяют чушь самых примитивных материалистов про материальность мысли!..

Идею о том, что мысль материальна, отважные марксистско-ленинские философы разбивали простейшим аргументом:

– Мысль, хоть и продукт человеческого тела, не материальна, ведь ее нельзя собрать в пробирку, как желчь, также выделяемую телом.

Логично, что ж…

Получалось следующее: есть мир материи и есть наш внутренний мир мыслей и ощущений. «Однако, материя первична, не забывайте!» – строго поднимали вверх палец марксисты. А тех, кто про это забывал, сбрасывали с колоколен.

Физики такого не допускали! Они своих оппонентов с высоты не кидали, но, правда, и философией в массе своей не сильно увлекались за некоторым небольшим исключением, о котором мы еще поговорим. А остальным вполне хватало математики.

Но в XX веке на арену вышла квантовая механика и за ручку вывела на сцену общественного внимания те самые коварные вопросы, которые раньше скромно стояли за занавесом. И главными из них оказались вопросы реальности и сознания. Наконец-то физика, изучающая мир, вплотную столкнулась с сознанием, ранее не замечаемым, хотя и бывшем у всех на виду, ведь именно оно, сознание, и изучало мир, вмещая его в себя. Но при этом притворялось, что его как бы нет и мир нужно изучать «объективно», без учета субъективности, присущей сознанию. И вот теперь сознание само стало фактором, в который физика уперлась.

Это было своего рода мировоззренческой катастрофой. Недаром тьма-тьмущая великих физиков XX века, столкнувшись с проблемой интерпретации квантовой механики, то есть желая понять ее физический смысл, ударилась в мистицизм и изучение восточной философии. И какие это были физики! Столпы науки! Настоящие титаны, творившие науку о квантах: Бор, Гейзенберг, Планк, Паули, Йордан, Дирак, Борн, Эверетт, Шрёдингер и даже Эйнштейн – все они морщили лбы, пытаясь понять, что же они такое сотворили и насколько изменился в глазах ученых сам вопрос о существовании физической реальности.

Вот, например, что пишут российские публикаторы, представляя нашему читателю одну из философских работ Шрёдингера: «Существенно то, что все создатели квантовой механики, в том числе и Э. Шрёдингер, наряду с естественнонаучными исследованиями, вынуждены были размышлять над философскими проблемами, поставленными новой физикой… естественнонаучная проблематика привела их к переосмыслению фундаментальных философских понятий, таких, как «реальность», «мир», «действительность», «сознание», «познающий субъект», «нравственный закон» и др.»[2].

На этом, пожалуй, можно было бы и закончить пролог, но, поскольку в нем я припомнил свои школьные годы и дедушку Ленина, с него я, пожалуй, и начну первую часть книги. Воздадим должное старику, его гопническим повадкам в философии и его неистовой материалистической нетерпимости. В конце концов, я родился и вырос в те годы, когда любой диплом и любую диссертацию нужно было начинать с цитат из основоположников, будь они неладны, с отсылок к очередному съезду партии, работам Ленина и прочей мерзости.

Тряхну стариной! Главное, чтобы старина не отвалилась…

Часть 1. Ледокол реальности

Будто бы на ниточке, навитой на гвозде,

Ползает планета по небесной борозде

В сумрачном безмолвии,

в холодной беспредельной пустоте.

А. Иващенко, Г. Васильев

Глава 1
Ленин и квантовая механика

Интересно, что открытие радиоактивности и электрона, рождение квантовой механики и теории относительности пришлись на эпоху становления Ильича нашего, Ульянова-Ленина. Вот тут бы мне и привести какую-нибудь цитату Ленина о квантовой механике, но в голову приходит только его изречение про электрон, который, с точки зрения всезнающего дедушки, «также неисчерпаем, как и атом».[3]

Критикуя всякие буржуазные и потому весьма реакционные и вредные для пролетариата теории (у рабочего человека от них может голова сломаться), неистовый Ильич на голубом глазу полагал, будто существует объективная истина, и один только этот догмат безошибочно относит весь марксизм-ленинизм к религии и выносит за рамки науки. Наука ведь не ищет истину, она строит модели – такова философия современной научной мысли. И, кстати, это понимание сложилось только после появления эйнштейновской относительности и оформления квантовой механики, а до того физики вообще и Эйнштейн, в частности, искали именно Истину и веровали в нее. Эйнштейн так до конца и не согласился с завершенностью квантовой механики и эфемерностью физической реальности и упорно продолжал искать твердую Истину, забыв, что все относительно.

Впрочем, в философию мы особо углубляться не станем, и вождя мирового пролетариата я упомянул здесь только вот по какой причине…

Поскольку речь у нас в книге пойдет о сознании, я бы хотел обратить внимание почтенной публики на следующий интересный момент: мало кто знает, но в физике мысленные эксперименты порой могут играть роль не меньшую, а иногда и большую, чем эксперименты лабораторные, осуществленные в железе. Мы с этим парадоксом на примере великих мысленных экспериментов (в том числе придуманных автором этой книги) еще столкнемся не раз в дальнейшем, а пока расскажу об одном великом мысленном эксперименте физика Эрнста Маха. Того самого Маха, именем которого названа безразмерная величина скорости в гидродинамике и газодинамике (т. н. «число Маха»). Того самого Маха, философия которого настолько возмутила Ленина, что подвигла написать работу, которую в мое время изучали в школе на уроках обществоведения. Ее давали школьникам, поскольку сия работа считалась знаковой в коммунистической философии, и называлась она «Материализм и эмпириокритицизм. Критические заметки об одной реакционной философии».

Эмпириокритицизм – это второе название махизма. Соответственно, в своей работе дедушка Ленин бесстрашно бичевал Маха и его философию. Мах был известным физиком и членом Венской императорской академии наук. Ленин был неудавшимся юристом, физикой никогда не занимался, но решил старого физика поучить. И зря. Потому что Мах был совсем не прост! Именно идеи Маха побудили Эйнштейна создать две свои теории относительности – специальную и общую, о чем мало кто знает. Причем, создавая общую теорию относительности, Эйнштейн даже написал Маху письмо о том, что его, Маха, принципы непременно восторжествуют в новой теории Эйнштейна. Потому что именно Мах впервые отказался от ньютоновского пространственного абсолютизма и принял принцип релятивизма (относительности).

За что же невзлюбил Ленин Маха? Ведь Мах был вполне себе рационалистом и позитивистом, то есть считал, что знание должно быть эмпирическим, а мир надо изучать экспериментально, да физик и не мог не быть позитивистом! Правда, он говорил и о важности мысленного эксперимента. А вообще взгляды Маха, так взбесившие Ленина и весь мировой пролетариат, были реакцией великого физика на кризис в физике, постепенно сложившийся к концу XIX века.

Однако нефизик Ленин специально в 1908 году приехал в Лондон, чтобы расправиться с Махом путем написания своего философского труда. И наскоро расправился, используя такие сильные аргументы и выражения, как «безмозглая философия Маха», «нелепая и реакционная теория», «учено-философская тарабарщина», «профессорская галиматья», «претенциозный вздор» и т. п. Резкий был мужик!

Лезть в ленинскую философскую скучищу, слегка разбавленную ругательствами, мы не будем, поскольку книжка наша посвящена не столько философии, сколько физике и вообще мы приличные люди. Поэтому, наступив на Ленина, поговорим далее про Маха и его мысленный опыт, мощно качнувший физику того времени и давший Эйнштейну путеводный пинок к научному бессмертию, а Ленину в итоге – повод для пролетарской ярости.

Разговор придется начать с ведра. И с Ньютона. И с абсолютной безысходности бытия, от которой ломит зубы…


Мне, честно говоря, удивительно, что примерно с восемнадцатого века параллельно бурному развитию науки по Европе семимильными шагами начал распространяться атеизм. Понятно, что развитым интеллектуалам той поры библейские сказки и малограмотные проповедники уже казались смешными, поэтому французские философы-просветители начали религию всячески высмеивать. Но ведь строго говоря, физика XVII–XIX веков не оставляла атеистам никакой надежды! Мы, люди современности, привыкли, что наука противостоит религии и всячески ее разоблачает. Но, если вдуматься, ведь нет ничего страшнее и религиознее ньютоновской физики! Она ведь фатальна. Точнее, фаталистична.

Ньютоновская физика совершенно кошмарна и абсолютно безальтернативна, если вдуматься. Она не только не оставляет человеку свободной воли, но и самым парадоксальным образом научно доказывает существование бога, с одной стороны, а с другой – противоречит основным догматам христианства, которое постулирует свободу воли. Мол, бог дал человеку свободу самим решать, например, куда пойти: налево или направо.

Ньютоновская механика, которую все мы проходили в школе как базу, как первую ступеньку в доме физики, изучала мир твердых тел и их столкновений. Вспомните школьные уроки: шарики на деревянных желобах, параболические траектории на страницах учебника, три закона Ньютона плюс его же закон всемирного тяготения. Скорости, импульсы, моменты количества движения. То, что сейчас проходят дети, когда-то постигали мудрые дяди в париках. И когда прекрасное здание ньютоновской механики было выстроено и проверено практикой, оказалось, что мир – это часы, точнее, огромный часовой механизм с неизменными «шестеренками», который подчиняется железным законам механики. И если бы мы знали координаты и импульсы (скорость и массу) всех частиц во вселенной, то могли бы с любой точностью предсказать будущее на сколь угодно большой срок, будь у нас соответствующие вычислительные мощности. И восстановить прошлое тоже могли бы, запустив уравнения в обратную сторону.

 

То есть мир трагически фатален.

Впервые я столкнулся со словом «фаталист» на уроке литературы. Так называлась глава в романе Лермонтова «Герой нашего времени», которую мы проходили. Я тогда не знал значения этого слова, а когда узнал, по-детски тяжело задумался. Ведь слово «фаталист» обозначало странного человека, который верит в то, что все в мире предопределено и ничего изменить нельзя. С ньютоновской механикой у меня это тогда никак в голове не пересекалось. Мне чудилась какая-то невидимая книга, в которой неизвестно чья невидимая рука записала невидимыми чернилами невидимый мировой текст, от которого никакие события никоим образом не могли отклониться. Что написано, то и сбудется. Аминь.

А почему? Ведь люди говорят о какой-то свободной воле! Она тоже прописана в невидимых анналах? Тогда какая же это свобода?

Однако именно такая картина вытекала из физики XIX века, которую студенты учили в эпоху Лермонтова, наверняка не отдавая себе отчета в том, что из нее прямо вытекает тотальная детерминированность мира, состоящего из частиц, поскольку все частицы подчиняются законам механики. А раз так, мир фатален! Так говорит наука!

Но при этом возникало два вопроса.

Первый. Ну, если мы, допустим, пусть и теоретически, но можем просчитать и предсказать как будущее, так и прошлое, получается, что предопределен был и этот расчет? А если он покажет какие-то нехорошие события в скором будущем, то почему мы не можем их предотвратить? Например, получив расчетное предсказание, просто взять и не пойти в ту сторону, где на голову упадет кирпич? Или мы непременно туда попремся?.. И дело тут не в том, что нам неоткуда узнать координаты и импульсы всех частиц мироздания и нет мощностей для такого просчета, тут дело в самом принципе: если можно просчитать и узнать, почему нельзя изменить? Что помешает-то повернуть влево, а не вправо? Мы же не бессознательные автоматы, и, если нам скажут: пойдешь направо – умрешь, почему бы, осознав это, не свернуть налево? Получается, что в ньютоновском мире не может быть сознания, а только чистый автоматизм?

Вопрос второй. Мы видим усложнение в мире. В нем существуют немыслимо сложные системы типа организмов. В нем строятся дома там, где раньше их не было. Вон паровоз еще изобрели. Получается, что это все тоже следствие простых механических столкновений частиц, из которых состоим мы и все вокруг? Но это значит, что есть какая-то заранее заданная программа, то есть кто-то таким образом толкнул в изначальный момент все частицы вселенной, чтобы в результате всех последующих соударений их друг с другом получались все более сложные системы. И кто же этот Великий Программист?

Недаром Ньютон верил в бога.

А что есть бог? Бог есть Абсолют. Нечто вечное и неизменное. И то, что исходит от Абсолюта, имеет абсолютные характеристики. Значит, есть абсолютная (истинная) правда, абсолютное Зло и абсолютное Добро с больших букв, абсолютные точки отсчета и пр. И естественно, эта абсолютистская точка зрения привела Ньютона к появлению Абсолюта и в его научной парадигме.

Что же явилось таким Абсолютом в ньютоновской физике? Масса? Скорость? Направление? Все это могло меняться, а тела – перемещаться друг относительно друга. И про относительность скорости науке было известно еще со времен Галилея. Именно Галилей открыл, что в инерциальных системах отсчета никаким образом нельзя определить, находясь внутри системы, движется она или нет. Инерциальная, напомню, это такая система, которая покоится или движется равномерно и прямолинейно. Получается, что движение неотличимо от неподвижности, поскольку движение относительно, а не абсолютно. Если вы утверждаете, что движетесь, вам всегда нужно указать, относительно чего. То же самое, если вы скажете, что покоитесь, вам всегда нужно уточнять, относительно чего. И при движении всегда можно найти такую систему отсчета, относительно которой вы не движетесь, потому равномерное и прямолинейное движение и неотличимо от покоя. Все окей!

А криволинейное? А неравномерное?

Вот на этом-то Ньютон и выскочил из галилеевской относительности! Да, действительно, если человек сидит в закрытой вагонетке, он никакими экспериментами не сможет узнать, движется ли он равномерно и прямолинейно по рельсам или вагонетка стоит на месте. Никакими! А вот для того, чтобы узнать про ускоренное или криволинейное движение, ему даже экспериментов проводить не надо, он узнает об этом просто по своим внутренним ощущениям. Тело само подскажет: если вагонетка будет ускоряться, человека вдавит в кресло; если она затормозит, тело бросит вперед; а если начнет поворачивать или двигаться по окружности, его накренит и прижмет к поручням кресла.

Разве не странно? Ведь движение относительно, и, приняв за систему отсчета (систему координат) саму движущуюся вагонетку, мы с полным правом заявим, что она покоится. В теории! А на практике тело сразу скажет вам, что ни черта подобного, ишь как кидает и в кресло вжимает, не иначе мы на американских горках носимся!

Но почему? Куда вдруг делась относительность движения? Отчего движение с набором скорости или по кривой отличается от движения без изменения скорости и по прямой? Что делает ускоренное движение «абсолютным»?

Ньютон сел под яблоней и, не обращая более никакого внимания на хлопающие по макушке яблоки, поскольку всемирный закон тяготения был уже открыт, зажмурил глаза и представил себе ведро на веревке. И мы сейчас сделаем то же самое, немного напрягшись.

Итак, ведро. С водой. На веревке. Если ведро попридержать, а веревку закрутить вдоль оси, как резинку, приводящую в движение пропеллер фанерного самолетика, а потом отпустить, веревка начнет раскручивать ведро.

Сначала будет раскручиваться только само ведро, а уровень воды в нем будет горизонтальным. Потом стенки ведра постепенно приведут во вращение весь массив воды, и вскоре вода будет вращаться как единое целое с ведром, а ее угловая скорость сравняется со скоростью стенок ведра. При этом поверхность воды примет вогнутую форму. Вы примерно такую наблюдали, когда ложечкой сахар в чае размешивали, только здесь не ложка раскручивает воду, а стенки сосуда.

Ну, а затем произойдет понятный обратный процесс – веревка закрутится в другую сторону до предела, в какой-то момент ведро замрет на мгновение и начнет крутиться в другую сторону. Вода же по инерции будет еще некоторое время крутиться в прежнем направлении, сохраняя воронку на поверхности. Постепенно стенки ведра затормозят воду, по мере этого торможения поверхность воды будет терять свою вогнутость, в какой-то момент массив воды остановится, поверхность примет ровную горизонтальную форму, а затем, увлекаемая стенками, вода начнет крутиться в другом направлении вслед за ведром, а поверхность станет все больше выгибаться.

– Что все это значит? – задумался Ньютон. – Выгибание поверхности воды центробежными силами однозначно показывает нам: вода крутится. Но относительно чего она движется при этом? Относительно ведра? Нет! Когда скорости воды и ведра сравниваются, вода относительно ведра не движется, но имеет вогнутую форму. А вот когда скорости стенок ведра и воды максимально разнятся и вода движется относительно ведра, ее поверхность как раз гладкая и горизонтальная.

Значит, не в ведре дело. Не его нужно брать в качестве системы отсчета. Значит, истинное кручение воды, о котором однозначно свидетельствует образовавшаяся на поверхности воды воронка, происходит относительно чего-то другого. Чего? Что является той абсолютной системой координат, движение относительно которой выгибает воду в ведре?

Ньютон вздохнул, снял парик, почесал побитую яблоками макушку и решил, что та абсолютная и невидимая глазу координатная сетка, относительно которой крутится ведро и которая заставляет воду выгибаться, это пустое пространство.

– Пустое пространство есть абсолютная система невидимых божественных координат! – сказал Исаак наш Ньютон, как отрезал. – Это сцена, на которой материя разыгрывает свой спектакль!

Сильно. Но непонятно.

Что такое пустое пространство? Это же ничего! И как ничего может выгибать воду? Чем? Как пустое пространство воздействует на реальный материальный объект?

К тому же оставался неясным еще один вопрос: если пространство действительно существует как самостоятельная объективная сущность, почему оно воздействует силовым способом только на тела, изменяющие скорость, а на равномерно движущиеся не воздействует? Почему, если абсолютная неподвижная сетка координат, именуемая пространством, действительно существует в реальности, по ней нельзя засечь равномерное движение? Почему только ускоренное? Тут, уж извините, или трусы наденьте, или крестик снимите; или сетка есть, и мы относительно нее меряем скорость, или здесь какая-то натяжечка у вас произошла, дорогой Исаак!

– А может ли вообще существовать пространство без материи? Имеет ли оно вообще какой-то физический смысл отдельно от материи, как самостоятельная сущность? – задумался Мах. Не является ли пространство без материи такой же нелепостью, как алфавит без букв, шахматы без фигур или лед без воды?

И дальше Мах провел свой знаменитый мысленный эксперимент, который смелостью мысли потряс физиков той эпохи, заставив их разделиться на два лагеря.[4]

Представим себе, предположил Мах, что мы имеем некое тело – то же ведро с водой, например, висящее в безбрежном космосе, где вокруг только далекие звезды. И оно начинает вращаться. Как определить, относительно чего оно вращается? Да очень просто – относительно звезд! Если это тело не ведро, а человек, то он увидит, как вокруг него закружилась звездная сфера. И неважно, сколько там звезд – много или мало, да хоть бы всего одна, все равно мы увидим свое вращение.

1В.И. Ленин. Материализм и эмпириокритицизм. – М.: Звено, 1909.
2К.А. Томилин. Предисловие к публикации Э. Шрёдингера. – «Поиски пути», 1925.
3В.И. Ленин. Материализм и эмпириокритицизм. – М.: Звено, 1909.
4Не нужно недооценивать силу мысленных экспериментов. Иногда в физике они играют роль едва ли не большую, чем эксперименты натурные. Так, например, Галилей открыл, что тяжелые и легкие тела падают с одинаковой скоростью благодаря мысленному эксперименту, а вовсе не благодаря швырянию предметов с Пизанской башни, о чем гласит легенда, но чему нет никаких достоверных сведений. Раньше считалось, что тяжелые вещи летят к земле быстрее легких. Галилей опроверг эти идущие еще со времен Аристотеля заблуждения следующим рассуждением. Допустим, мы разделим тяжелое тело на две неравные части. Тогда получается, что более тяжелый кусок прилетит вниз быстрее легкого. А если мы свяжем их веревкой, тогда при падении легкая часть будет тормозить тяжелую, а тяжелая ускорять легкую, и как тогда должно упасть тело – с некоей средней скоростью или, как если бы мы его не разделяли вовсе, ведь мы его соединили обратно веревкой?! А мы можем и не веревкой связать, а просто легкое тело положить сверху на тяжелое! Да и вообще не заморачиваться с разделением, а просто считать, что любое тяжелое тело состоит из тысяч легких, слепленных вместе, при этом легкие должны падать медленнее, чем одно тяжелое, но ведь они вместе одно тяжелое и составляют! Приходим к абсурду, а значит, все тела – и легкие, и тяжелые – падают на землю с одинаковой скоростью. Если конечно, им не мешает воздух» (Г. Галилей, трактат «О движении», 1590).
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20 
Рейтинг@Mail.ru