Глава 2. Мир, каким он может быть. Философские начала структурно-квантового мировоззрения
Естественные науки не могут обойтись без философии… не следует думать, что даже в самой точной из всех естественных наук можно продвигаться вперед без всякого мировоззрения.
Примечание. В этом высказывании Макса Планка последнее слово обычно переводят на русский язык, как «миросозерцание», но я решил заменить его более, как мне кажется, подходящим по смыслу синонимом – «мировоззрение».
…для истинной философии, в которой причину всех естественных явлений постигают при помощи соображений механического характера. По моему мнению, так и следует поступать, в противном случае приходится отказаться от всякой надежды когда-либо и что-нибудь понять в физике.
«Математические начала натуральной философии» – так назвал Ньютон величайший из своих научных трудов. Во времена сэра Исаака термины натуральная (естественная) философия и физика были синонимами, вернее даже, физика, как отдельная научная дисциплина, практически, вообще ещё не существовала.
Давайте разберёмся, что мы сегодня понимаем под терминами физика и философия. Для начала я приведу их официальные определения из одного и того же вполне солидного источника [2]:
«ФИЗИКА (греч. Ta physika, от physis – природа), наука о природе, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие свойства материального мира…
ФИЛОСОФИЯ (от греч. Phileo – люблю и sophia – мудрость), рефлексия о последних (предельно общих) принципах (основаниях) бытия и познания, о смысле человеческого существования».
Если вдуматься в эти определения, то получается, что физика накапливает знания о природе, тогда как философия, опираясь на них, формирует наше сознание, рефлексию, то есть понимание природы, в том числе и своего места в ней, а именно это и определяет наше мировоззрение.
Так уж сложилось, что в естественной философии, как и принято в философии, доказательством являются логика и смысл наблюдаемых нами явлений природы, тогда как в теоретической физике, которая, лишь в конце девятнадцатого века сформировалась, как отдельная научная дисциплина – формулы, выражающие количественные результаты наших наблюдений математически. Образно говоря, в естественной философии применяется аналоговая система, а в теоретической физике – цифровая. Но цифровая система не может полностью заменить аналоговую. В фундаменте технического устройства любой цифровой системы лежит аналоговый принцип, пусть самый простейший. Без этого цифровая система теряет связь с материальным миром, и реализовать её невозможно. Можно также сказать, что физика – это наука, изучающая количественную взаимосвязь реально существующих природных явлений, а естественная философия – саму их качественную природную сущность. То есть, термины физика и естественная философия сегодня, строго говоря, уже не синонимы.
В основе накопления знаний о природе, безусловно, лежат наблюдения и эксперименты. Затем следует этап обработки экспериментальных данных, в том числе и математической. А можно ли провести лишь математическую обработку результатов наблюдений и считать, что процесс познания завершён, что мы, сделав это, получаем не только знания о природе, но и понимание её? Математика – это ведь просто особый язык человеческого общения, а также наука, изучающая и формирующая этот язык. В основе здесь лежит количественный принцип, тогда как все другие языки основаны в целом на качественных понятиях. Но ведь согласно известному закону диалектики количество всегда переходит в качество. Без этого количество теряет для нас смысл. Математически, конечно, можно ответить на вопрос, какие функциональные зависимости количественно связывают параметры различных физических явлений, но сказать, почему это так и что объединяет между собой эти явления – невозможно. И вообще, можно ли считать, что язык сам по себе является необходимым и достаточным объяснением чего-либо? Согласитесь, что формировать естествознание, опираясь исключительно лишь на математику – это почти то же самое, что формировать антропологию и социологию с помощью только филологии и лингвистики. Во втором случае абсурдность подхода очевидна. Ну, а в первом?
Итак, несмотря на огромную, можно сказать даже определяющую, роль языков (в том числе языка математики) в появлении и развитии человечества, науки, изучающие языки и формирующие их единые правила, являются, всё же, вспомогательными. Более того, физика, химия, биология, физиология и другие точные естественные науки, для которых математика по логике является союзницей или, вернее даже, служанкой, в свою очередь, являются вспомогательными по отношению к естественной философии, которую, на мой взгляд, следует считать наукой одновременно и гуманитарной, и точной, вершиной естествознания и миропонимания. Таким образом, все основанные на количественных оценках реальности естественные науки (не только физика, которую, как говорилось, полностью отождествлять с естественной философией сегодня уже некорректно) действительно есть «математические начала натуральной философии». Ньютон назвал свою книгу исключительно удачно.
Отсюда следует, что без последнего этапа смысловой (философской) обработки полученных экспериментальных данных о природе, мы способны лишь накапливать знания о количественных закономерностях в ней, а обеспечить понимание природы, лежащее в основе нашего мировоззрения, нет.
Давайте ещё поразмышляем над тем, что определяет наше мировоззрение, и почему. Сознание каждого человека с детства формируется механистическими представлениями об окружающем мире. Большинство людей не может представить мироздание реально существующим и понять его (то есть сформировать материалистическое мировоззрение) без помощи привычных механических аналогов (иначе в сознании материализм уже уступает место идеализму). Даже если находятся люди, которые считают, что понимают материальный мир не механистически, а, например, идеалистически или чисто математически (по сути, тоже идеалистически), то, как показывает наша история, следующие за ними поколения людей либо создают механистическое объяснение таким взглядам, либо их отвергают, либо в обществе вновь начинают преобладать мистические представления о природе, которым естественные науки только мешают. То есть, отсутствие механистического, наглядного объяснения природы, безусловно, приводит к кризису материалистического мировоззрения, без которого естественные науки не могут не только развиваться, но и вообще существовать. Да, сегодняшняя теоретическая физика, согласившись с Эйнштейном [4], пока ещё официально придерживается мнения, что с помощью одной математики можно описать мироздание, а механистические подходы в науке устарели. Но сколько такая точка зрения господствует в науке? Всего-то около ста лет. Поэтому можно считать это лишь экспериментом, который, вполне возможно, действительно стоило провести, чтобы получить подтверждающий вышесказанное окончательный отрицательный результат. С чистым-то идеализмом уже экспериментировали и убедились. И ещё одно. То, что теоретическая физика не может сегодня, опираясь на признанное официально и, в основном, ею же сформированное мировоззрение, механистически объяснить наблюдаемые природные явления, в первую очередь, есть лишь подтверждение несовершенства и кризиса самого этого мировоззрения, а, следовательно, и самой теоретической физики. Абсурдность чисто математического подхода к фундаментальной теоретической физике сегодня широко обсуждается и уже давно признаётся многими. В качестве примера приведу высказывание академика С. П. Новикова (не я первый его цитирую): «Думаю, сейчас определённо можно говорить о кризисе мировой теоретической физики. Дело в том, что очень многие чрезвычайно талантливые и хорошо подготовленные для решения вопросов физики элементарных частиц или квантовой теории поля люди, по существу, стали чистыми математиками. Круг задач, которыми они занимаются уже не мотивируется физическими реальностями… Процесс математизации физиков-теоретиков ничем хорошим для науки не кончится.» [Вестник Российской академии наук, 1995, т.65, №2]. Мнение Сергея Петровича особо ценно ещё и тем, что сам он профессиональный математик.
Так что давайте договоримся считать, что мы можем понять любое природное явление, только объяснив его с помощью механических аналогов. Но это не значит, что первая же попавшаяся механистическая модель, объясняющая полученные экспериментальные данные о каком-либо физическом процессе, обязательно соответствует его природной сущности. Чем меньше экспериментальных данных, тем большим количеством разных механистических моделей может быть объяснен один и тот же физический процесс. При этом механистические воззрения ничуть не противоречат и математическому подходу к естествознанию, так как любую механистическую модель можно описать математически, причём тоже несколькими способами. Поэтому считать, что математика способна автоматически объяснить сущность природного явления абсурдно, даже если это математическое описание его механистической модели. Лишь накопление дополнительных экспериментальных данных позволяет постепенно уменьшать количество возможных вариантов механистических моделей, пока не остается практически один единственный.
Примечание. Уже в школе мы убеждаемся, что многие задачи количественного анализа можно решить различными математическими способами. Причём, все эти альтернативные способы являются верными. А вот среди механистических смысловых моделей физических явлений верным может быть только один вариант. Возможность альтернативных вариантов означает здесь лишь недостаточность экспериментальных данных и незавершённость теории.
Но в истории науки, если не рассматривать последние сто, сто пятьдесят лет, прослеживается одна очень чёткая закономерность. В подавляющем большинстве случаев, единственным вариантом остаётся самый простой и рациональный из всех ранее рассматривавшихся. Этот факт, безусловно, может, и даже должен быть использован в естественной философии. А ведь он уже использовался, и не раз, только, к сожалению, не всеми и не всегда. Вот как, например, сформулировал указанную закономерность Аристотель [17]: «…если результат получается один и тот же, всегда следует предпочитать ограниченное количество, так как природным [вещам] должно быть присуще ограниченное и лучшее, если это возможно». Браво, философ Аристотель! Полностью согласен здесь с Аристотелем и Галилей: «Природа не употребляет многих средств там, где она может обойтись немногими» [20]. Идём дальше. Формулируя в своих «Началах» [18] «правила умозаключений в физике», Ньютон пишет: «Правило I. Не должно принимать в природе иных причин сверх тех, которые истинны и достаточны для объяснения явлений (курсив издания, – С.С.) … природа ничего не делает напрасно, а было бы напрасным совершать многим то, что может быть сделано меньшим. Природа проста и не роскошествует излишними причинами вещей».
Если бы мы всегда последовательно придерживались таких взглядов, то гелиоцентрическая теория Аристарха Самосского (ок. 310 – 230 до н.э.), простотой и рациональностью превосходившая все альтернативные ей варианты объяснения причин наблюдаемого движения небесных тел, вряд ли ждала бы своего признания почти две тысячи лет. Ведь тогда большинство людей, понимая это её превосходство, старались бы собрать факты в подтверждение именно такой оптимальной гипотезы, а не обвинять её сторонников в ереси. Но разве можно упрекать Аристотеля, умершего незадолго до рождения Аристарха, за то, что именно его мнение о геоцентрическом строении Вселенной противники теории Аристарха так долго и успешно использовали? Ведь, наверняка, обширное научное наследие и блестящие законы логики Аристотеля применял в своих рассуждениях и Аристарх. Учитывая ещё прижизненную славу Аристотеля и то, что они с Аристархом были соотечественники, по-другому просто быть не могло. С другой стороны, то, что Аристотель не рассмотрел гелиоцентрический вариант строения Вселенной и даже не упомянул о нём (насколько это известно), есть лишь надёжное свидетельство, что Аристарх Самосский действительно был автором идеи гелиоцентризма или, по крайней мере, одним из самых первых её сторонников. Браво, философ Аристарх!
Примечание. Я полностью отдаю себе отчёт в том, что отказ от механистических воззрений многими физиками воспринимается сегодня, как выдающееся достижение научной мысли начала двадцатого века. Но сравним это с судьбой гипотезы Аристарха. Во времена античности для доказательства этой гипотезы не хватало объёма и технического обеспечения наблюдений, а также математического аппарата для обработки их результатов. Кроме того, такая гипотеза в момент её появления противоречила стереотипам мышления большинства современников. От неё отказались в пользу более традиционных и доступных для практического применения, хотя и более сложных, теоретических взглядов. Однако, в конце концов, науке пришлось вернуться именно к этой гипотезе, вернее даже, выдвинуть её заново. Аналогия с отказом от механистических воззрений здесь вполне очевидна и достаточна, чтобы не считать этот отказ абсолютно правильным, то есть вечным и не допускающим альтернатив решением.
Философский подход к познанию, всё же, отличен от физического. В физике основой являются наблюдения и эксперименты, всё начинается именно с них, они же, в конечном счёте, всё и доказывают на этапах проверки теорий. Поэтому обобщения физике, за исключением математических, вообще говоря, несвойственны (они желательны, но не обязательны). Философия же чаше решает обратную задачу, где обобщение является главной целью. Всё начинается с разума, который формирует мысленную модель предмета философских исследований. Затем эта модель с помощью логики и здравого смысла идентифицируется со знаниями, накопленными по данному предмету. Здесь натуральная философия опирается на физику – источник знаний, выраженных, в первую очередь, математически. Таким образом, для философии постоянная связь с физикой неизбежна, поэтому и обратная связь физики с философией представляется логичным и необходимым способом познания природы. Там, где содружество этих двух наук распадается, вероятность ошибок и заблуждений резко возрастает. Это полностью соответствует законам единства и борьбы противоположностей и перехода количества (эксперимент, знание) в качество (теория, понимание), двум из трёх основных законов диалектики материализма, в правильности которых мы не раз убеждались. Ведь, по иронии судьбы, даже то, что случилось с построенной на них и популяризировавшей их марксисткой идеологией, с неизбежностью вытекает из этих законов.
Можно также сказать, что современная натуральная философия – это коллективная мозговая атака всего человечества на тайны природы. Как и принято при мозговой атаке, здесь в расчёт берутся любые мнения без каких-либо ограничений, а догматизма не может быть по определению. В этом и сила философии, как средства постижения нового, неведомого. Сформировать принципиально новую, более точно отражающую достигнутый уровень знания и понимания природы модель мироздания способна именно философия, а теоретическая физика должна обеспечить проверку этой модели на соответствие материалистической (наблюдаемой) реальности и подтвердить либо опровергнуть её, в первую очередь экспериментально и математически, то есть количественно.
При такой мозговой атаке следует, на мой взгляд, придерживаться следующего правила. В естественных науках нельзя ничего утверждать с абсолютной уверенностью (считать единственно и вечно правильным объяснением), а вот отрицать на базе экспериментальных данных и наблюдений субъективные суждения вполне допустимо, например, вечный двигатель. Действительно, любое утверждение, по мере накопления эмпирических знаний, может быть скорректировано либо опровергнуто, если оно касается объективно (независимо от нас) существующих законов природы, в то время как, отрицая субъективные взгляды, мы отрицаем лишь представления людей об этих законах, если они не подтверждаются или опровергаются новыми знаниями и уже противоречат любой логике. Используя это правило в физике и естественной философии, можно постепенно исключать неверные варианты из того количества вариантов объяснения любого природного явления, которое изначально может быть достаточно большим, так как все возможные варианты, до убедительного, в первую очередь, экспериментального доказательства их невозможности, по существу, должны считаться равноправными. Аристотель, например, писал [17]: «поскольку нечто может существовать в возможности, постольку оно допустимо и в действительности». Так мы можем асимптотически (бесконечно близко) приближаться к истине, понимая, конечно, что абсолютная истина недостижима. Такую методологию можно назвать методом отрицания невозможного, который дополняет и единая с ним противоположность – метод признания равноправности возможного.
Обозначив, надеюсь достаточно конкретно, свою позицию относительно физики и философии, возвращусь к основной теме. Начну с того методологического подхода, с помощью которого было сформировано новое мировоззрение, и в который вышеуказанные методы отрицания невозможного и признания равноправности возможного входят, как одна из основ. Он отличается от господствующей сейчас в физике методологической аксиоматики, а, по существу, даже противоположен ей.
Примечание. Из того, что написано ниже, у Вас, читатель, может сложиться впечатление, что я не знаю сформулированное Ньютоном «золотое правило науки». Знаю. Я его процитирую [5] (Статья «Ньютон», ссылка на: Карцев В. П. Ньютон – М. Молодая гвардия, 1987 – с. 160, выдержка из письма Ньютона Парадизу): «Лучшим и наиболее безопасным методом философствования… должно быть сначала прилежное исследование свойств вещей и установление этих свойств с помощью экспериментов, а затем постепенное продвижение к гипотезам, объясняющим эти свойства». А теперь я процитирую известное высказывание Планка [7]: «Прежде чем поставить опыт, его нужно продумать, это значит, надо сформулировать вопрос, обращенный к природе». Какое из этих двух, в общем-то, противоречащих друг другу правил является для науки «золотым»? Для ответа зададим себе ещё один вопрос: Каким методом последовательных приближений легче решить систему математических уравнений:
– методом пошагового изменения аргумента с заданной точностью;
– методом половинного деления;
– методом Ньютона с использованием линейной интерполяции?
Ответ на последний вопрос очевиден, и он является сильным аргументом в пользу «правила Планка». Правда, следует внести уточнение, что в наше время гипотеза – это, прежде всего, основа планирования комплексных научных экспериментов и комплексного анализа уже известных экспериментальных данных, тогда, как во времена Галилея и Ньютона, в это слово вкладывался несколько иной смысл, что и определило, вероятно, отношение Ньютона к гипотезам. Так что, то, что было «золотым» в период борьбы науки со средневековым религиозным догматизмом, уже не может соответствовать реалиям сегодняшнего дня. Сегодня ограничения в выдвижении обобщающих гипотез являются, по сути, тем же самым, чем прежде была монополия на истину опирающейся на авторитет Церкви научной схоластики. Всё в нашем мире изменяется. Изменяется даже природа. Более или менее постоянными можно считать лишь её самые фундаментальные законы. Значит и наши научные правила и методы должны изменяться. Обязательно должны. И, наконец, можно сказать, что все математически сформулированные объяснения результатов наших экспериментов и наблюдений являются всего лишь гипотезами (в данном случае математическими) до тех пор, пока они не получают необходимых для придания им статуса законов природы смысловых, физико-философских подтверждений. Как уже не раз здесь говорилось, анализировать и объяснять экспериментальные данные, опираясь на математику без философии, столь же невозможно, как и опираясь на философию без математики.
Итак, в основе методологии формирования нового мировоззрения лежит базирующийся на отмеченной выше закономерности проявления простоты и совершенства в природе философский постулат, что мироздание в своей фундаментальной основе предельно просто, полностью рационально и является объективной реальностью, независимой от каких-либо наблюдений. В соответствии с этим постулатом мысленно (путем формирования, как философских, так и математических гипотез) создавались самые разнообразные модели мироздания, которые идентифицировались с известными знаниями о природе, накопленными человечеством в результате наблюдений и экспериментов. Критерий выбора модели при таком способе анализа – это оптимальное сочетание наименьшей противоречивости модели экспериментально достигнутым знаниям о природе и наибольшего соответствия той же модели указанному постулату. Сначала был выбран основной «скелет» модели, который затем, тем же способом, уточнялся и постепенно «обрастал» деталями. В целом – это метод последовательных приближений, но не только (и не столько) количественный (физико-математический), а ещё и качественный (физико-философский). Вашему вниманию будет представлен только итоговый вариант, полученный в результате таких циклов приближений. Разумеется – это не окончательный вариант, так как окончательных вариантов в естествознании не может, на мой взгляд, существовать по определению. В настоящей главе даны философские начала указанного варианта. Они сведены к ряду выводов, обобщающих представления о природе и служащих основой для проведения проверки этих представлений на соответствие накопленным нами конкретным знаниям о количественных закономерностях в ней. В силу того, что в основе формирования этих выводов, прежде всего, лежит философская логика, будем называть их просто – философские выводы.
Выбрав указанный метод познания, необходимо быть твердо уверенными, что осознание наблюдений и экспериментов, с помощью которых были получены знания, использующиеся для идентификации теоретической модели мироздания с реальностью, действительно отражает объективную реальность, а не является восприятием иллюзий.
Философия определяет самого человека, его органы чувств и разум, как единственно реально существующие средства познания природы. Наличие объективно (то есть для всех людей одинаково) существующих иллюзий и миражей, связанных с особенностями наших органов чувств и нашего сознания, признается и философией, и физикой [1] (статья «Иллюзии оптические»). Мы не можем считать, что всегда видим, слышим, чувствуем и воспринимаем разумом то, что есть на самом деле, и не учитывать погрешности и иллюзии, возникающие в результате применения созданных нами технических средств наблюдения. Таким образом, без тщательно продуманного учёта иллюзий и создания математического аппарата, способного обеспечить приведение наблюдаемых эффектов к объективной сущности бытия, экспериментальная физика существовать просто не может. В данной книге я постарался сделать некоторые шаги и в этом направлении.
Ниже будет показано, как миражи, созданные нашим слухом, искажают наши представления о пространстве, времени и материи, но легко исчезают, стоит лишь нам открыть глаза. Приоритет зрения над слухом в нашем мироощущении в значительной степени определяется огромной разницей между скоростями звука и света. Но скорость света, всё же, конечна, поэтому иллюзорность оптических наблюдений очевидна из прямой аналогии со звуком. Так почемуже акустические наблюдения, искажающие ощущение пространства и времени, воспринимаются нами как иллюзии, а таким же оптическим наблюдениям в теории относительности дан ранг объективных законов природы? Очевидно же, что это не так.
Ещё одной причиной возникновения иллюзий может являться изменение размеров нашей Вселенной в процессе её эволюции. Логично предположить, что и собственные размеры Земли, и нас, людей, непрерывно изменяются вместе с размерами всей Вселенной. Это, безусловно, означает глобальную иллюзорность восприятия нами окружающего Мира.
Отсюда следует первый философский вывод. Полностью объективно наш Мир может предстать только перед абсолютно не изменяющимся в своих размерах и наделённым собственным абсолютным хронометром наблюдателем, информация к которому приходит со скоростью равной бесконечности. Я считаю, что если не следовать этому правилу, то естественные науки, которые основываются и, по определению, должны основываться на наблюдениях и экспериментах, будут бесконечно блуждать в лабиринтах иллюзий, постоянно попадая в расставленные здесь природой логические ловушки. Не надо принижать возможности разума – он позволяет нам мысленно создать такую совершенно необходимую для ясного понимания объективных законов природы абстракцию – наблюдателя, способного находиться в любой материальной точке нашей Вселенной и одновременно наблюдать всё, что в ней происходит. Назовём его абсолютным наблюдателем (АН), а связанную с ним систему наблюдений абсолютной системой наблюдений (АСН). Человека же с его органами чувств и со всеми изобретенными им приборами и техникой, являющегося частью Вселенной, назовём естественным наблюдателем (ЕН), а его систему наблюдений (которые всегда являются относительными), соответственно, естественной системой наблюдений (ЕСН).
Примечание. Я сознательно вообще не использовал здесь узко-математический термин «система отсчёта», так как это противоречило бы заложенному в термин «система наблюдений» не только математическому, а ещё и философскому смыслу. Речь идёт именно о глобальных системах наблюдений.
Для абсолютного наблюдателя, иллюзий, искажающих представления о пространстве, времени и материи нет, и быть не может. Это очевидно. Но остаётся один вопрос. Теория относительности, построенная на принципе относительности одновременности, запрещает нам указанную абстракцию, представить которую философски не составляет труда. Почему?
Ответ может быть дан, причём точный, если учесть один очень показательный пример в истории науки. Девятнадцать столетий тому назад Клавдий Птолемей создал теорию и соответствующую ей механистическую модель, позволявшую объяснить результаты современных ему астрономических наблюдений, в первую очередь, математически. Теория Птолемея основывалась на придании Земле свойств абсолютного центра, относительно которого движется всё, что составляет материальную сущность мироздания. Относительность в системе Птолемея, таким образом, была связана с реально существующим природным объектом (Землёй) в качестве абсолютного центра мироздания. Это наложило отпечаток и на смысловую сущность теории Птолемея, и на её математический аппарат. Птолемей с помощью математики (в частности геометрических построений) постарался описать закономерности движения небесных тел с точки зрения наблюдателя, находящегося в одной из точек на поверхности Земли, имеющего абсолютно постоянные размеры и существующего в некоем абсолютном времени. Причём в отличие от Аристарха Самосского, Клавдий Птолемей, похоже, искал не естественные причины астрономических наблюдений, а только способы их непосредственного математического описания. Получилось это у него довольно-таки удачно.
Модель Птолемея полторы тысячи лет использовалась в астрономии и астрологии. За это время она была не просто проверена экспериментально, а подтверждена неисчислимым количеством наблюдений. Возможность с её помощью заранее, с высокой точностью предсказывать положение небесных тел и такие природные явления, как солнечные и лунные затмения, безусловно, свидетельствовала в пользу соответствия этой модели реалиям мироздания. Модель Птолемея стала восприниматься, как не только количественное (наблюдаемое), но и качественное (смысловое) описание закономерностей движения небесных тел.
Что же послужило причиной тому, что Коперник, Бруно, Галилей и другие, рискуя попасть на костёр, снова (вслед за Аристархом Самосским и его сторонниками в античности) начали утверждать, что система Мира гелиоцентрическая, а не геоцентрическая? Сейчас принято считать, что система Птолемея уже не могла помочь учёным объяснить результаты их новых астрономических наблюдений. Это не совсем так. Эпициклы, деференты и экванты системы Птолемея, дополненные в средние века арабскими астрономами моделью вторичного эпицикла, позволяли объяснять наблюдаемое с Земли движение небесных тел достаточно точно. Продолжая усложнять математический аппарат модели Птолемея, вполне можно было добиться любой точности (разумеется, при объяснении астрономических наблюдений с поверхности Земли), так как данная модель в этом направлении обладала огромным потенциалом для развития (её математическую сложность можно было наращивать практически безгранично).
Примечание. Астрологи, например, могут применять модель Птолемея и сегодня. Для них она, по-прежнему, самая удобная. Насколько астрология является наукой, здесь, разумеется, не рассматривается. Дело в принципе.
Так что основная причина отказа учёных шестнадцатого-семнадцатого веков от системы Птолемея, думаю, была другой. Коперник и его последователи на основании анализа накопленных астрономией знаний и своих собственных наблюдений пришли к выводу, что объяснить движение планет можно не только с помощью системы Птолемея, но, в точности так же, и с помощью другой, гелиоцентрической, системы, которая представлялась им гораздо логичнее и проще для реализации её природой. Вариант математического описания только результатов наблюдений этих учёных, похоже, уже не устраивал. Их интересовали причины явлений природы, а не только их наблюдаемые следствия. Прийти к мнению о гелиоцентрическом устройстве мироздания позволил также принцип относительности наблюдений, который в теории Коперника, спустя почти две тысячи лет после Аристарха Самосского, вновь был применён, как философский метод познания. Браво, пан Николай!
Примечание. Найти в себе мужество признать необходимость вернуться к полностью отвергнутой наукой идее, пожалуй, даже труднее и ценнее, чем выдвинуть очень смелую и правильную новую гипотезу. Поэтому то, что Коперник (зная об этом или не зная) был «вторым автором» гелиоцентрической теории ничуть не умаляет его заслуг, скорее даже, наоборот, увеличивает их.
Ну, а затем этот принцип был развит Галилеем до уровня, позволяющего применить его не только в астрономии, но и в физике. Браво, сеньор Галилео! Наблюдения Галилеем в телескоп лунных кратеров, солнечных пятен и спутников Юпитера были тоже, конечно, серьёзным (хотя и косвенным) философским аргументом в пользу гелиоцентрической системы, так как показывали общность природы Земли и небесных тел. Но, в первую очередь, именно уверенность сторонников гелиоцентрической системы в том, что из двух одинаково возможных вариантов объяснения результатов наблюдений, объективной реальности наиболее вероятно соответствует тот, который более прост и рационален не с позиции его количественного описания (по принципу, что вижу, то и описываю), а с позиции реализации его природой (та самая «бритва Оккама»), я считаю, в итоге всё и определила. Лишь потом учёные начали искать подтверждение гелиоцентрической системы не только в астрономии, но и в физике, кульминацией чего и стало открытие Ньютоном закона всемирного тяготения. Следует отметить, что сам переход к гелиоцентрической системе не сразу привёл к полному отказу от устоявшихся в науке представлений Птолемея. Коперник, например, сохранил в своей теории всё тот же эпицикл. Прошло больше ста лет, прежде чем выведенные Кеплером законы движения планет по орбитам, дали возможность Ньютону выразить математически физическую причину этого движения, но загадочность формулы закона тяготения до сих пор сохраняется.
После признания гелиоцентрической системы, наукой было обосновано равноправие всех звёзд во Вселенной, и представления об абсолютном центре мироздания исчезли, по крайней мере, как философская основа миропонимания, но, как мы скоро выясним, только на короткое время.
В начале двадцатого века теория относительности Эйнштейна вновь постулировала реально существующий мировой абсолют, имеющий конкретные постоянные размеры и способный измерять абсолютное время. Им в теории Эйнштейна стал наблюдатель – человек, держащий в руках часы и линейку. Пока наблюдатель держит в руках эти предметы, то есть производит наблюдения и измерения, он представляет собой вполне конкретный и реальный абсолютный центр Мира. Длина линейки, ход часов и определённая с их помощью наблюдателем скорость света реально абсолютны, так как ничто в природе Вселенной не может их изменить. Процитирую самого Эйнштейна: «…неизменность масштаба, жестко связанного с Землей, и хорошие часы – это все, что нам принципиально нужно для опыта» [4]. Ради обеспечения этого абсолюта весь окружающий наблюдателя материальный Мир у Эйнштейна изгибается в своих измерениях вместе с пространством, где эта материя находится, а также и во времени. Причем в ТО, как и в системе Птолемея, это не особенность наблюдений, а объективная реальность. Как только наблюдатель выпускает из рук магические предметы, он теряет статус центра Мира и, в свою очередь, вместе с атрибутами своей магической власти, начинает изгибаться и жить в другом времени, чтобы обеспечить существование такого же центра Мира уже в другом месте пространства. Как видите, несмотря на то, что философская система, основанная на реальном существовании абсолютного центра Мира, у Эйнштейна намного более сложна и не так очевидна, как у Птолемея, по сути, их теории – это одна и та же философская система. Если Птолемей в своей геоцентрической системе опирался на представления о неизменности положения Земли в пространстве, её размеров и возможности измерения абсолютного времени на ней, то Эйнштейн в теории относительности сохранил лишь две последних составляющих представлений Птолемея о Земле, как об абсолютном центре Мира – её размеры и техническую возможность абсолютно точно, неизменно и напрямую измерять ход времени на ней. Ведь именно на Земле, согласно теории относительности, были масштабированы все линейки и синхронизированы все часы, которые затем Эйнштейн, проводя свои мысленные эксперименты, стал располагать вместе с наблюдателями в любых точках пространства. Таким образом, Земля в представлениях Эйнштейна вновь обрела чёткий физико-философский статус реального центра Мира, став единственной базой, с которой уходит в свои перемещения по пространству наблюдатель, и куда он всегда возвращается. Но чтобы аналогичная системе Птолемея философская система приобрела необходимую завершённость, в ней должно быть что-то неподвижное, но, в то же время, реально существующее и наделённое конкретными свойствами, то есть не являющееся пустотой. Соответствие этому условию в теории Эйнштейна обеспечили представления о неподвижном нематериальном континууме пространства-времени, размеры и время в котором изменяются в зависимости от движения и массы присутствующих в нём материальных тел. Но изменяются лишь измерения такого пространства-времени, тогда как в целом оно абсолютно неподвижно и пустотой не является. Математически это выражено в ТО применением криволинейной системы координат Гаусса.
Как и система Птолемея, теория Эйнштейна имеет хороший потенциал для развития. Можно, например, даже учесть изменение размеров самой Земли вместе со всей Вселенной (о логичности такой точки зрения на мироздание уже говорилось выше) и сохранить при этом абсолют скорости света вместе с представлениями о Земле, как о центре Мира. Просто придётся считать, что время на Земле изменяется прямо пропорционально её размерам при любой скорости их изменения, хотя в СТО, размеры и время зависят от скорости обратно пропорционально, что, естественно, создаст математические сложности. Кроме того, сложности возникнут и с постоянством скорости света относительно пространства (вакуума). Следовательно, придётся постулировать, что во всём окружающем Землю Мире время и размеры меняются ещё и так, чтобы это позволяло устранить указанные сложности. То есть, к специальной и общей теориям относительности необходимо будет добавить ещё «космическую», устраняющую все математические противоречия и объясняющую при этом, почему мы всё же наблюдаем открытое Хабблом красное смещение и много ещё чего другого. Но возможности математики, как и любого языка человечества, по сути, безграничны, а жертвовать любыми своими физическими представлениями и здравым смыслом ради сходимости математических формул нам уже не привыкать. В принципе, так можно продолжать сколько угодно, по мере поступления новых экспериментальных данных. Это, согласитесь, то же самое, что и наращивать количество деферентов и эпициклов в системе Птолемея, что именно так мы и ввели в теоретическую физику такое понятие, как тёмная энергия, именно так объясняем введенное теорией относительности триединство и изменение массы, именно так пришли к выводу о существовании в природе дополнительных измерений.
Теперь можно ответить на тот вопрос, ради которого и был проведён этот экскурс в историю науки. Теория Эйнштейна запрещает использование в физико-философских рассуждениях любого абстрактного абсолютного наблюдателя потому, что сама она уже основана на представлении о существовании единственного, причём реального абсолютного наблюдателя, который, являясь центром Мира, способен влиять на все объективно существующие в нём законы природы. Этот наблюдатель – человек, использующий систему измерений, связанную с Землей, размеры которой так же абсолютно неизменны, как и течение времени на ней (точка зрения Эйнштейна), либо время и размеры изменяются абсолютно пропорционально (логическое развитие той же точки зрения). Следует ли, учитывая вышесказанное и то, что в этой книге было сказано о теории относительности ещё раньше, отказываться от запрещённого этой теорией первого философского вывода? Вряд ли. Канонизировав систему Птолемея, мы ведь уже один раз пытались запретить самим себе думать и что-либо изменять в нашем научном мировоззрении. Зная, к чему это привело и чем закончилось, стоит ли это повторять? Ведь, являясь отражением в нашем сознании законов объективно существующей природы, любая теория в области естественных наук, по определению, не может быть истиной в последней инстанции. Всегда существует вероятность найти ещё лучше отражающую объективную реальность теоретическую модель, то есть следующее приближение к истине, к которой можно приближаться асимптотически, но которую абсолютно достичь невозможно. Это напрямую вытекает из философского закона отрицания отрицания. Это уже не раз было доказано.
Однако, вернёмся собственно к физике и философии. В то время как теоретическая физика с начала двадцатого века последовательно усложняла наши представления о Мире, в философии упорно сохранялись классические тенденции к упрощению мировоззрения. Философия на протяжении всего своего развития (особенно после начала господства монотеистических религий) старалась найти единую естественную основу всего сущего, то есть бытия. Философия материализма сначала возвела в ранг основы саму материю (включив в неё понятие поля), затем энергию (связав материю-массу с энергией), потом само пространство-время (объяснив материю и энергию его искривлениями) и, наконец, пока гипотетически, исключительно движение (связав все виды материи, энергии и полей с движением, например, [10]).
Примечание. Попробовать выбрать, в качестве единой основы, движение, современную философию вынудила, по-моему, теория относительности, которая фактически убрала различия между материей и энергией. Попытка выстроить логические (нематематические) цепочки на единстве материи и энергии и основополагающей роли континуума пространства-времени, по-видимому, не удалась, и остался единственный, по сути, вариант – выбрать в качестве основы бытия движение, рассматривая его, как «изменение вообще».
Но разрешите не согласиться с тем, что в основе бытия (религия здесь не рассматривается) должно лежать что-то одно, опираясь в этом именно на классические основы философии. Аристотель писал [17]: «… существуют ли два, три или большее число [начал]? Одного быть не может, так как противоположное не одно. С другой стороны, и бесконечного множества [начал] быть не может, так как [в этом случае] сущее будет непознаваемо». Проанализировав далее этот вопрос, Аристотель пришёл к выводу, «что не может существовать ни один единственный элемент, ни больше двух или трёх; решить же, два или три… очень трудно». Теперь вспомним ещё раз о законах диалектики материализма. Два из них, напрямую касающиеся природы (единства и борьбы противоположностей и перехода количества в качество), построены на двоичности. Эти два закона, принятый выше постулат о простоте и рациональности природы и широкое проявление в ней двоичности (в частности симметрии) приводят к мысли о принципе необходимости и достаточности двоичности в большинстве фундаментальных основ мироздания. Простыми словами этот принцип формулируется так – меньше двух, уже невозможно, а больше двух, уже сложно. Это, конечно, не следует делать абсолютом (потом мы выясним, что отмеченная Аристотелем троичность фундаментальных основ природы в ряде случаев логично дополняет их двоичность, да и в самом выделении основ много субъективизма), но не обратить на это внимание невозможно. То есть воспринимать принцип двоичности, как закон природы, разумеется, нельзя, а вот использовать его как хорошо проверенную закономерность при формулировании первоначальных гипотез можно вполне уверенно. Таким образом, логично считать, что, без веских доказательств достаточности одной основы или необходимости трёх, природные явления необходимо начинать анализировать, исходя из предположения о двоичности их основ.
Примечание. Применение принципа двоичности в философии – далеко не новый метод. Сформулированный Аристотелем логический закон исключения третьего – это тоже, по сути, принцип двоичности, хотя в ранг философской основы естествознания и физики Аристотель этот принцип и не возвёл. Но я считаю, что сегодня мы уже накопили достаточно знаний о природе, чтобы придать принципу двоичности статус экспериментально доказанного фундаментального качественного свойства большинства проявлений окружающего нас материального Мира, то есть применить этот принцип в естественной философии, а через неё и в физике.
Итак, широкое распространение проявлений принципа двоичности в природе является вторым философским выводом. Этот принцип, по-моему, не может не касаться и единой физической основы бытия. Она, по всей видимости, может наиболее точно восприниматься разумом, как двоичная. Из трех перечисленных выше «кандидатов в основы бытия» на основании принципа двоичности логично выбрать самую традиционную и известную в истории философии пару, состоящую из материи и движения. Движение не может существовать без того, что движется, то есть без материи. «Необходимо, следовательно, чтобы существовали предметы, способные двигаться каждым движением» [17]. В свою очередь, материя без движения теряет одно из основных своих свойств – наблюдаемое существование во времени, Время не может проявляться там, где ничего не меняется. «Время есть число перемещения» [17]. Что касается энергии, то она явно является производной от этих двух взаимосвязанных понятий. Развивая тему принципа двоичности, мы можем выделить две основы материи – то, что определяет её количественно (в классической физике это связано с мерой количества и инертных свойств вещества, то есть с массой) и то, что её связывает воедино (силы взаимодействия).
Примечание. В современной физике вместо массы в качестве меры количества вещества принято использовать моль. Но, давайте, сохраним здесь подход девятнадцатого века. Почему? Это будет ясно из дальнейшего.
В движении можно выделить также только две количественные основы – это скорость и ускорение. Качественно движение также делится на два вида – поступательное движение и вращение. Первая основа материи, масса, стремится сохранить скорость, а вторая, силы взаимодействия, стремится её изменить. Всё это проявляется в ускорении, которое, согласно второму закону Ньютона, тоже зависит от массы и силы, которые действуют на него противоположно. Закон единства и борьбы противоположностей и принцип двоичности прослеживаются здесь в чистом виде.
Раз материя и движение реально существуют и наблюдаются нами, то должна быть система измерений (будем рассматривать только зрительные измерения, хотя у нас от природы есть и иные органы чувств), позволяющая количественно описать это существование. Сколько должно быть таких измерений? Если применить здесь принцип двоичности, то следует парадоксальный, на первый взгляд, вывод – необходимы и достаточны только два. Об одном измерении уже говорилось – это время («находиться во времени – значит измеряться временем» [17]). Отсюда следует, что материя должна быть пространственно всего лишь одномерна. Это третий философский вывод. Но как же тогда понять существование наблюдаемой нами трёхмерной материи в трёхмерном же пространстве? Возьмём шесть спичек (их можно считать одномерными) и, соединив их концами, мы можем построить объёмную фигуру – тетраэдр. Следовательно, одномерная материя, объединённая в структуру, вполне способна сформировать представление о трёхмерном пространстве. Кстати, у построенного из шести спичек тетраэдра есть очень интересное качество – все его четыре вершины (которые можно считать не имеющими пространственной размерности точками), каждая с каждой, связаны одной (одномерной) спичкой. К роли подобных связей в мироздании мы вскоре вернёмся.
Соответствуют принципу двоичности и существующие сегодня представления об энергии. Она так же делиться на два вида: кинетическая энергия и упругая энергия взаимодействия материи (её мы чаще называем потенциальная), которая неразрывно связана с работой, совершаемой силами упругости. Кстати сказать, мы можем называть потенциальной оба указанных вида энергии. Всё зависит от того, какой вид энергии мы рассматриваем, как конечный в каждой конкретной задаче. Например, в механическом аккумуляторе (маховике) потенциальной энергией правильнее назвать механическую энергию вращения, то есть кинетическую энергию.
А сейчас рассмотрим взаимодействие материи и его типы. Давайте попробуем, опираясь на механические аналоги, представить себе способы взаимодействия материальных тел между собой, все без исключения, какие только возможны. При этом оценим логичность соответствующих этим способам физических моделей, в том числе и с позиции постулата о простоте и рациональности мироздания, а также возможности механистического объяснения с помощью таких моделей волновых процессов, являющихся одной из очевидных сущностей природы.
Начнём с эфира физики семнадцатого-девятнадцатого веков. Материальные тела должны двигаться в нём примерно так, как в газе. Первое, что обращает здесь на себя внимание, это то, что эфир должен быть полностью однородным (континуумом), а не состоять из частиц. Иначе придется объяснять ещё и взаимодействие этих частиц между собой. Логика при этом замкнётся в круг, из которого не будет выхода. Именно объёмная однородность эфира и создаёт трудности с механистическими представлениями о существовании в нём упругих продольных, а тем более поперечных волн. Притяжение и отталкивание материальных тел в эфире можно обосновать лишь возможностью существования в нём недоступных нам дополнительных измерений, которые искривляют эфир подобно тому, как это объясняет применительно к гравитации общая теория относительности. Причём эти искривления должны одновременно обеспечивать все типы фундаментального взаимодействия.
Вторым способом является официально признанное сегодня наукой взаимодействие на расстоянии с помощью специальных, обладающих свойством корпускулярно-волнового дуализма элементарных частиц материи, излучаемых веществом. О противоречивости, нелогичности и недостатках этого способа сказано выше. Здесь же следует отметить, что механистически волновые явления и притяжение материальных тел вообще невозможно себе представить, если не объединить идею корпускулярно-волнового взаимодействия с той же идеей субматериального эфира. По существу, прежняя теория эфира и современные представления о континууме пространства-времени – это ведь практически одно и то же. Разница лишь в том, что при объяснении свойств пространства-времени механистическая смысловая интерпретация сегодня считается невозможной – необходимо и достаточно лишь математическое описание этих свойств. Так что все недостатки теории эфира, в части возможностей механистической интерпретации законов природы, полностью сохраняются и при этом способе, который, к тому же, ещё и намного сложнее первого, в том числе в плане математики.
Третий способ – это прямое (непосредственное) взаимодействие частиц вещества с помощью соединяющих их линий (также материальных), способных упруго растягиваться и сжиматься. С интерпретацией механистических причин центрального взаимодействия никаких вопросов здесь не возникает.
Примечание. При этом способе подразумевается, что связанная центральными силами взаимодействия материя нашей Вселенной конечна. Ниже будет обосновано, что это (практически без сомнений) так и есть.
Для того, чтобы такая система взаимодействия обеспечивала способность большого количества взаимосвязанных материальных тел двигаться относительно друг друга (включая вращение), остается лишь наделить указанные упругие отрезки линий возможностью пересекаться между собой без разрушения. Казалось бы, механически это невозможно, так как такие линии без разрушения могут лишь касаться между собой (взаимодействуя при этом, уже друг с другом). Да – это так, если считать, что линии имеют толщину, то есть трёхмерны, или, хотя бы ширину, то есть двухмерны. Если же допустить, что данные линии материи одномерны (такой вывод, вытекающий из принципа двоичности, выше уже был сделан), то касание и пересечение становится для них одним и тем же событием. В какую сторону разойдутся после касания одномерные линии – разницы нет. Следовательно, можно предположить, что они не только касаются, но и пересекаются между собой мгновенно и без разрушения. Возникновение в таких линиях при их касании-пересечении поперечных волн вполне представимо, если допустить, что оно тоже будет мгновенным. Отсутствие массы (как и в классическом эфире) означает здесь лишь то, что волны эти, скорее всего, будут не плавными, а ломаными, что хорошо согласуется с квантовыми представлениями.
Вот, пожалуй, и все способы. Их только три, и все они, в плане реализации, не бесспорны. Но взаимодействие материи существует, следовательно, природа смогла использовать какой-то из них, ведь других способов, похоже, нет. То, что природа в своих фундаментальных основах использовала сразу несколько принципиально отличающихся способов взаимодействия, явно противоречит постулату о простоте и рациональности мироздания. Так какой же способ выбрала природа?
Попробуем оценить вышеперечисленные способы на степень их соответствия постулату о простоте и рациональности мироздания. Представьте себе, что вы решили спроектировать «новую Вселенную». Раз проектирование начинается «с чистого листа», то вы можете выбирать любые решения. Какой из перечисленных выше вариантов взаимодействия вы выберете? Для меня, например, выбор третьего варианта будет практически безальтернативен, так как он надежнее, функциональнее и, к тому же, значительно проще, особенно, если указанные линии принять за отрезки прямых (с возможностью поперечных волновых колебаний, конечно). А какой вариант можно посчитать самым нерациональным и сложным? Я считаю, что второй. Так что же заставляет нас отказывать природе в простоте и рационализме и думать, что она выбрала для себя самый неудачный вариант?
Теперь зададим себе вопрос: какой из известных нам видов взаимодействия постоянно связывает все частицы вещества нашей (наблюдаемой нами) Вселенной между собой? Ответ практически безальтернативен – гравитация. Очевидно, что она связывает любую материю, по крайней мере, материю, имеющую массу. А каков порядок этой связи? Каждая частица вещества связана с каждой, где бы они ни находились в пределах наблюдаемой нами Вселенной. Другого варианта ответа здесь тоже нет. Причём, чтобы такая связь была реализуема с точки зрения механики, необходимо, чтобы вещество в пределе делилось на частицы, вообще не имеющие объём. Но если такая система связей существует, то можно ли допустить, что природа не использовала именно её и для обеспечения всех остальных видов взаимодействия материи? Скорее всего, нет. Это бы полностью противоречило постулату о рациональности и простоте мироздания. «Поэтому, поскольку возможно, должно приписывать те же причины того же рода проявлениям природы» – это уже не Аристотель, а Ньютон [18].
Отсюда следует четвертый философский вывод. Соединение точечных частиц вещества, каждой с каждой, отрезками материальных (реально существующих) одномерных линий, наделенных силовыми свойствами и возможностью пересекаться между собой без разрушения, является наиболее простым и рациональным способом обеспечить взаимодействие между ними. Соответственно, наиболее простым и рациональным способом обеспечить существование материи в движении и во времени, можно считать неразрывную структуру, состоящую из дискретных элементов упругой одномерной не имеющей массу материи, связанных между собой в узловых точках, наделённых инертностью (массой) и вообще не имеющих объём (пространственную размерность).
Учитывая этот вывод и перечисленные в первой главе противоречия и загадки, связанные с законом тяготения, мы постепенно приходим к мнению, что гравитация не может быть основана на излучении. Кроме того, исходя из полной идентичности законов тяготения и Кулона, можно предположить, что электромагнетизм и гравитация используют либо одну и ту же, либо спаренную систему материальных силовых линий. Если это так, то, вследствие явной взаимосвязи электромагнетизма с излучением, мы приходим к мысли, что эти же силовые линии являются и основой для передачи излучения в нашей Вселенной. Если не считать излучением движение в пространстве наделённых массой микрочастиц вещества, а это логично, то можно сделать вывод, что излучение связано не с движением каких-либо лишенных массы частиц, а передаётся волнами, распространяющимися по одномерным линиям не обладающей массой материи (которые обеспечивают либо только электромагнитное взаимодействие, либо электромагнитное и гравитационное вместе). Впрочем, с дилеммой, выраженной взятой в скобки в предыдущем предложении фразой, мы способны разобраться прямо сейчас. Мы знаем, что электромагнитное излучение реально существует, а гравитационное мы не можем экспериментально обнаружить, по крайней мере, в тех процессах, где явно возникает электромагнитное. Мы также знаем, что электромагнитное взаимодействие искажается присутствием между взаимодействующими телами вещества, а гравитационное нет. Такое различие в свойствах позволяет предположить, что искажение электромагнитного взаимодействия является следствием изменения длины его силовых линий волнами, возникающими за счёт пересечений этих линий между собой. Пересечения силовых линий неизбежны, вследствие постоянного наличия в любом веществе внутреннего вращательного движения составляющих его частиц, не говоря уже об относительном движении самих материальных тел. В линиях же гравитационного взаимодействия, по всей видимости, волны излучения при пересечениях не возникают, поэтому нет никаких причин для искажения самих сил этого взаимодействия. Отсюда следует, что силовые линии электромагнитного и гравитационного взаимодействия – это система спаренных линий, которые, если в электромагнитных линиях нет волн излучения, в силу одномерности, полностью совпадают, то есть являются единым отрезком прямой линии. И опять явно прослеживается принцип двоичности.
Сегодня мы считаем, что в природе существуют четыре фундаментальных типа взаимодействия: гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое. Два последних действуют лишь на очень небольших расстояниях, поэтому их невозможно философски связать с системой, основанной на взаимодействии каждой частицы вещества с каждой. Значит, существует второй, принципиально иной способ взаимодействия? Это, конечно, полностью согласуется с принципом двоичности (дважды два – четыре), но ведь мы рассмотрели, похоже, все возможные механистические способы взаимодействия и пришли к выводу, что лишь один из них прост, рационален и логичен, а остальные нет.
Примечание. «После экспериментального подтверждения существования бозона Хиггса, поле Хиггса стали называть пятым фундаментальным взаимодействием» [5] (статья «Поле Хигсса»). Но давайте пока оставим это «поле» без внимания.
В чём же дело? Разрешить эту проблему, признаюсь честно, философски я не смог. Но, чтобы не загонять наши с Вами, читатель, рассуждения в тупик ненужных сомнений, забегу немного вперёд. То, с чем не смогла справиться философия, сравнительно легко сделала физика, к которой мы перейдем в следующей главе. Математический аппарат, основанный в первую очередь на комбинаторике, позволил объединить сильное и слабое взаимодействия (по признаку их проявления только на сверхмалых расстояниях) в один тип, названный ядерным взаимодействием (это обобщающее название используется в современной научной терминологии), связав его, в свою очередь, с взаимодействием электромагнитным, а его дуализм с дуализмом электрических и магнитных свойств электромагнитного взаимодействия, вытекающим из сущности и самого названия последнего. Пространственная ограниченность ядерного взаимодействия нашла своё объяснение в том, что, имея дуализм направленности, электромагнитное взаимодействие может либо проявляться сильно (например, в ядрах атомов) либо компенсировать само себя так, что это воспринимается нами за признак его слабости или даже отсутствия. В действительности же (по абсолютной величине) электромагнитное взаимодействие между любыми частицами вещества существует всегда, и оно намного сильнее любых типов взаимодействия, представления о которых сложились в современной физике.
Примечание. Во мнении, что в природе существует только два фундаментальных типа взаимодействия вещества – гравитационное и электромагнитное, нет ничего нового. Это было мнение большинства учёных девятнадцатого века. В настоящей книге лишь приводятся аргументы в пользу необходимости вернуться к этому мнению.
Но если силы взаимодействия, согласно принципу двоичности, делятся на типы, то и такая характеристика вещества, как масса, скорее всего, должна быть чем-то дополнена. Кандидат, из существующих в современной физике понятий, здесь практически один – это электрический заряд. Он единственный логически может быть связан с дополняющим гравитацию электромагнитным взаимодействием, так как магнитный заряд, наиболее вероятно, есть лишь следствие существования заряда электрического. Ведь магнитный монополь (гипотеза Поля Дирака) экспериментально до сих пор не обнаружен. Таким образом, мы вводим дуализм и в характеристики вещества, мерой количества которого в классической физике считалась только масса. Будем считать, что масса и электрический заряд неразделимы и вместе являются характеристиками вещества, а, скорее, материи в целом, так как законы тяготения и Кулона связывают массу и электрический заряд и со второй основой материи – силой, которая, в свою очередь, может быть создана силовыми линиями гравитационного и электромагнитного взаимодействия (четвёртый философский вывод). Независимость произведений масс и электрических зарядов легко может быть объяснена взаимной компенсацией взаимодействия зарядов с противоположными или одинаковыми знаками.
Теперь попробуем разобраться, какую из основ материи, вещество (массу-заряд) или силы взаимодействия (гравитационную и электромагнитную), использует природа для ограничения основ движения – скорости и ускорения? В том, что такие ограничения существуют, мы убедились, наблюдая их у скоростей звука, света, а также у тел и потоков, движущихся со скоростями, близкими к этим критическим величинам. Маловероятно, что природа использует оба способа. Она должна была «выбрать» тот из них, который более прост и рационален, и «применять» его везде.
Используем наглядный пример. Вы не задумывались, почему скорость вылета пули из ствола пневматического оружия существенно ниже, чем из ствола аналогичного огнестрельного? Дело в том, что указанная скорость не может превысить критическую скорость звука для выталкивающего пулю из цилиндрического ствола расширяющегося газа, а эта скорость прямо пропорциональна корню квадратному из абсолютной температуры газа. Поэтому скорость вылета пули из ствола огнестрельного оружия за счёт высокой температуры пороховых газов может в разы превосходить скорость звука в атмосферном воздухе, тогда как для пневматического оружия, где температура выталкивающего пулю рабочего тела (воздуха) при расширении становится ниже атмосферной, такое невозможно ни при каком давлении.
Примечание. Воздух в стволе перед пулей не создаёт в огнестрельном оружии критического барьера, так как пуля (или даже фронт расширяющихся горячих газов при холостом выстреле), выталкивая этот воздух, сжимает и нагревает его, соответственно повышая в нём скорость звука, а, следовательно, и скорость выхода его из ствола.
Технически обеспечить сверхзвуковую скорость пули в стволе, конечно, можно. Для этого надо сделать конец ствола в форме сопла Лаваля, а пулю (для большей эффективности) сделать саморасширяющейся (упругой). Но мы решаем не техническую проблему, а просто рассматриваем необходимый для обоснования наших рассуждений (даже не физических, а философских) наглядный пример, поэтому оставим ствол цилиндрическим. Когда фронт выталкивающего пулю газа достигает критической скорости звука, он уже не может её превысить ни при каком полном давлении газа. Даже если какой-то внешней силой увеличить скорость пули выше этой величины, то между ней и фронтом газа образуется разряжение, которое, уже наоборот, будет «тормозить» пулю (при выстреле в атмосфере). Итак, существует хорошо известная нам прямая взаимосвязь между скоростью распространения звуковых волн в газе и критической скоростью движения газовых потоков в цилиндрических каналах.
А теперь, рассматривая физику выстрела с позиции второго закона Ньютона, постулируем, что дело здесь не в газе (в данном примере аналоге силы), а в пуле (массе), свойства которой не позволяют ей достичь предельной скорости в канале ствола. Несмотря на очевидность того, что это не так, в рамках философских рассуждений мы имеем на это право. На основании указанного постулата не остаётся ничего иного, как применить к скорости пули тот же принцип ограничения, который в СТО признан причиной невозможности для любого тела, обладающего массой, превысить скорость света. Придётся считать, что масса пули начинает асимптотически стремиться к бесконечности уже при достижении критической скорости звука. А раз это не так, то почему же не предположить, что природа и при ограничении движения тел со скоростью света использует принцип похожий на тот, с помощью которого она ограничивает движение со скоростью звука? Ведь свет, как и звук, явно имеет волновую сущность (пусть даже и дополненную корпускулярными свойствами). Зачем природе, уже имеющей в своем распоряжении одну способную изменяться основу материи – силу, наделять такими же свойствами и вторую – массу, раз она может без этого обойтись? Такая сложность законов природы, безусловно, противоречит постулату о рациональности и простоте мироздания. Можно привести и ещё один логический довод в пользу взаимосвязи относительного движения тел с силой их взаимодействия друг с другом, а не массами этих тел. Согласно третьему закону Ньютона, центральные силы действуют одинаково, в противоположных направлениях и являются векторными величинами. То есть к силе может быть применён тот же принцип симметрии, который мы применяем к скорости или к ускорению (тоже величинам векторным). Сила центрального взаимодействия двух тел принадлежит им, и только им, в точности также как этим телам принадлежат скорость и ускорение их движения относительно друг друга.
Что же может противопоставить этой логике специальная теория относительности? Аналоги в природе? Их нет. Тоже логику? Давайте попробуем. Масса принадлежит лишь одному из двух движущихся относительно друг друга взаимодействующих тел и не является параметром только системы из этих двух тел, а используется в физических задачах с любыми другими телами. Если математическую связь с относительностью здесь, как показал Эйнштейн, установить можно (за счёт придания скалярной в целом массе векторных свойств), то философски эта связь вообще не прослеживается. Более того, чтобы доказать СТО Эйнштейн связал её с инерциальными системами отсчёта, без применения которых чисто математический вывод этой теории уже некорректен. А можно ли вообще считать, что инерциальные системы отсчёта применимы для объяснения фундаментальных основ мироздания, а не являются абстракцией, применять которую можно только для установления приблизительной взаимосвязи наблюдений с теоретически осознанной реальностью и только для практических задач, где точность такого подхода можно признать достаточной? Процитирую самого Эйнштейна. В 1920 году, объясняя положения своей теории, он говорил: «Не может быть пространства, а также части пространства без потенциалов тяготения; последние сообщают ему метрические свойства – без них оно вообще немыслимо. Существование гравитационного поля непосредственно связано с существованием пространства» [3]. Из этих слов следует, что в пространстве не может существовать ничего, на что не действовали бы силы тяготения, а ведь любое поступательное движение изменяет их баланс, что делает немыслимым применение инерциальных систем отсчёта для объяснения фундаментальных основ мироздания. Условий соответствующих поступательному движению с постоянной скоростью в природе просто нет. Если бы у философов древности спросили: «Можно ли с помощью того, чего в Мире нет, объяснить то, что в Мире есть?», как вы думаете, что бы они ответили?
Из приведённого выше высказывания Эйнштейна также следует, что ему оставалось сделать буквально полшага, чтобы связать не только гравитацию и пространство, а всю материю и пространство в единое смысловое целое. Он этого не сделал. Жаль. Из дальнейшего станет ясно, что именно эта мысль и легла в основу нового мировоззрения.
Теперь ещё раз процитирую Эйнштейна: «Если мы пожелаем избежать слишком специальных предположений, мы можем высказать одно соображение: сила, действующая между двумя данными частицами, зависит только от расстояния между ними, подобно силам тяготения. Это предположение кажется довольно простым. Можно было бы представить гораздо более сложные силы, например зависящие не только от расстояния, но и от скоростей обеих частиц (подчёркнуто мной, – С.С.)» [4]. До вывода о логичности введения в физику представлений о влиянии относительного движения тел (пусть не прямого, а опосредованного волновыми явлениями) на величину центральных сил электромагнитного взаимодействия между ними здесь уже даже не полшага. Фактически Эйнштейн сделал этот вывод (или согласился с выводом Леопольда Инфельда, так как они писали это вместе, во второй половине тридцатых годов двадцатого века, хотя, судя по построению фраз, указанное написал сам Эйнштейн). Но, вместо того, чтобы развить эту мысль (которая, судя по всему, появилась уже значительно позже создания СТО и ОТО), Альберт Эйнштейн остался на прежних позициях (что критическая для вещества скорость света объясняется безграничным ростом массы при относительном движении тел).
Примечание. Правда, Эйнштейн ввёл зависимость от движения одновременно массы, длины и времени, что, вследствие установленной вторым законом Ньютона связи силы именно с этими параметрами, позволило в ряде случаев приблизительно скомпенсировать неучтённое влияние движения собственно на силу. Этим, на мой взгляд, и объясняются определённые успехи теории относительности в части теоретического обоснования и предсказания реальных явлений природы. Опять напрашивается сравнение с геоцентрической системой Птолемея, также обеспечивавшей возможность объяснять и предсказывать результаты наблюдений. В последней, вместо одной орбиты планеты использовалось представление о сразу двух круговых, взаимосвязанных орбитах (деференте и эпицикле), скорректированных, к тому же, эквантом или вторичным эпициклом (третьей орбитой). Так что даже соотношение по сложности модели мироздания в сравнении с предполагаемой реальностью у Эйнштейна здесь такое же, как у Птолемея – три к одному. В обоих случаях возникает вопрос: зачем объяснять количественные закономерности наблюдаемых явлений столь сложно и непонятно, если это можно сделать намного проще и логичнее? Конечно же, и масса, и сила – это абстрактные (языковые) понятия. Мы их придумали, и, в принципе, мы же имеем право их изменять. Хотя выходить здесь за границы, где эти абстракции вообще начинают терять своё изначальное смысловое значение, пожалуй, не следует. К тому же, изменять в зависимости от относительного движения вместе с массой ещё и такие величины, как длина и время, когда здесь можно обойтись изменением одной лишь силы (это будет доказано) природа точно не будет. Она экономна.
Возвращаясь к четвертому философскому выводу, а также указанным следствиям из него, можно найти и возможную причину волнового кризиса, обусловливающую предел скорости света в движении заряженных микрочастиц, экспериментируя с которыми мы этот предел не можем преодолеть. Мы ведь используем для ускорения частиц и сохранения ими заданной траектории движения исключительно электромагнитные силы. При этом мы сегодня уверены, что электростатические силы не зависят от скорости движения частиц относительно оборудования, которое эти силы создаёт, поэтому и называем их статическими. Но если эти силы создают линии одномерной материи, в которых при пересечениях возникают поперечные волны, увеличивающие длину таких линий, то скорость движения, увеличивая здесь частоту пересечений, обязательно повлияет на сами силы, причём только в сторону их уменьшения.
Предыдущие размышления привели нас к мнению, пусть пока к гипотетическому (в дальнейшем оно будет обосновано), что кроме гравитационного и электромагнитного взаимодействия никаких других видов силового взаимодействия в нашей Вселенной не существует. Следовательно, закон изменения любых сил взаимодействия при изменении расстояния между взаимодействующими телами без учёта влияния волновых процессов нам хорошо известен, проверен экспериментально и является действительно фундаментальным законом природы:
F r2 = const, (4)
где F и r, соответственно, сила взаимодействия (согласно её определению, введённому вторым законом Ньютона) и расстояние между материальными точками. С учётом четвертого философского вывода, формулу (4) следует считать отражением природных свойств силовых линий, связывающих материю нашей Вселенной воедино. При таком подходе величина r отражает уже не расстояние между материальными точками, как таковое, а длину соединяющих их материальных силовых линий.
Выше уже говорилось, что никаких объективных оснований полагать, что существует эффект экранирования материей гравитации (и, соответственно, гравитационное излучение) мы сегодня не имеем. Поэтому силы гравитационного взаимодействия, скорее всего, изменяются пропорционально только именно расстоянию между материальными точками, то есть так, как мы сегодня себе это и представляем. А вот для электромагнитного взаимодействия длина силовых линий, создающих это взаимодействие, при возникновении волн в них должна становиться больше указанного расстояния, что, соответственно, уменьшает силу взаимодействия материальных точек при одном и том же расстоянии между ними. Это обосновывается и наличием в природе электромагнитного излучения, и экранированием электромагнитного взаимодействия веществом.
Примечание. Ниже будет показано, что волновые процессы, наиболее вероятно, являются самой причиной деления электромагнитного взаимодействия на электрическое (так точнее, чем электростатическое) и магнитное, что магнитное взаимодействие есть результат неравномерного искажения волнами электромагнитного излучения силовых линий, по существу, обеспечивающих лишь одно фундаментальное взаимодействие – электрическое.
Отсюда следует гипотеза, что наблюдаемый нами световой барьер в относительном движении частиц вещества обуславливает асимптотическое стремление к нулю электромагнитных сил, обеспечивающих ускорение этих частиц. Более подробный анализ этого вопроса выходит за пределы общих философских рассуждений, поэтому, давайте, проведём его тогда, когда речь пойдёт уже о собственно физике, а пока сформулируем, пятый философский вывод.
С целью более точного теоретического отображения реальности следует считать, что масса любых частиц вещества, количественно отражающая свойства инертности материи всегда постоянна (инвариантна). Любые критические условия, связанные со стремлением скорости движения частиц вещества (частиц материи, обладающих массой) к тому или иному пределу могут быть лишь следствием влияния движения материи на силы, которые это движение изменяют, а не на массу.
Примечание. Мнение, что получение массы из энергии, и наоборот, экспериментально доказано с помощью опытов с элементарными частицами, является следствием применяемого при обработке результатов этих опытов математического аппарата, в частности СТО. Массу ведь невозможно замерить непосредственно. Её можно только рассчитать. Массу тела легко рассчитать, замерив его вес. Но элементарные частицы мы «взвешиваем» не с помощью гравитации, а с помощью электромагнитного взаимодействия при очень высоких скоростях их движения. При этом силы электрического взаимодействия, как сказано выше, сильно искажаются волнами электромагнитного излучения. Не учитывая эти искажения и применяя при расчётной обработке экспериментальных данных математический аппарат специальной теории относительности, мы и создали в своём сознании иллюзию о взаимопревращениях массы и энергии. Ниже это будет рассмотрено более подробно. Здесь я пишу об этом только для того, чтобы у Вас, читатель, не возникло преждевременных вопросов ни к автору этой книги, ни к себе.
А сейчас, пожалуй, следует постараться ответить на ещё один из самых главных и древних философских вопросов: бесконечна Вселенная или, всё же, конечна? Обе эти точки зрения существуют и сегодня. Причём вопрос этот касается не только бесконечности размеров Вселенной (бесконечности «вверх»), но и предела делимости материи (бесконечности «вниз»).
Позицию сторонников мнения о бесконечной делимости материи хорошо сформулировал в своей вышедшей в 1909 году книге «Материализм и эмпириокритицизм» Ленин, который, вне зависимости от оценки результатов его политической деятельности, безусловно, был сильным философом. «Электрон», – писал он: «так же неисчерпаем, как и атом, природа бесконечна…» Это мнение вполне логично. Если считать, что Вселенная бесконечна «вверх», то из этого логично вытекает и бесконечность природы «вниз», то есть предела дискретности микромира существовать не может. Но это полностью противоречит наблюдаемым нами квантовым эффектам. Если бы всё обстояло так, как считал Ленин (справедливо отметить, что в то время, когда он это написал, полноценной квантовой теории ещё не было никакой), то квантовые эффекты практически одинаково проявлялись бы на всех уровнях, от вселенского до бесконечно малого, или бы не проявлялись нигде. Но они наблюдаются лишь в микромире, я бы даже сказал, только в наномире. Не может также быть, чтобы атомарный уровень организации материи, являясь промежуточным, оказался наиболее простым и структурированным (таблица Менделеева) в мироздании. Значит, дискретность материи, упрощение её состава и структуры имеют абсолютный предел «вниз». Но из этого следует вероятность того, что наша Вселенная в смысле того материального мироустройства, продуктом эволюции которого мы являемся, и в котором мы себя ощущаем, имеет предел «вверх», то есть тоже конечна.
Для доказательства конечности нашей Вселенной методом отрицания невозможного можно привести один очень убедительный довод, известный в науке, как гравитационный парадокс или парадокс Неймана-Зееленгера. Если бы бесконечное пространство нашей Вселенной было заполнено бесконечным же количеством вещества, связанного действием гравитации, то на каждую точку вещества со всех сторон действовали бы бесконечно большие силы тяготения, так как «ничто конечное не может обладать бесконечной силой… невозможно бесконечной силе быть в конечной величине, так же как конечной [силе] в бесконечной [величине]» [17]. Не согласиться здесь с Аристотелем, по-моему, просто невозможно. И сама мысль, и её формулировка – безупречны. Ни убавить, ни прибавить.
Примечание. Так что господа Нейман и Зееленгер, сформулировав вышеуказанный «парадокс», ничего принципиально нового, по существу, не сказали. Они просто ещё раз обратили внимание на то, что является прямым следствием логической закономерности, отмеченной ещё во времена глубокой древности, которую, по праву лучшей из известных её формулировок, можно назвать «принципом бесконечности Аристотеля». Разумеется, Нейман и Зееленгер «Физику» Аристотеля могли и не читать, а, следовательно, пришли к той же мысли совершенно самостоятельно. Я, например, сначала сам пришёл к такому же выводу, потом нашёл блестящее подтверждение своим мыслям в научном наследии Аристотеля и лишь затем узнал, что оказывается в современной науке это носит название «парадокс Неймана-Зееленгера».
И здесь возникает неопределённость, очень часто сопутствующая нашим представлениям о бесконечности. С одной стороны, можно считать, что равнодействующая бесконечных сил тяготения на каждую материальную точку всегда будет равна нулю, как при покое, так и при относительном движении материи. Но тогда не только гравитация, но и любые иные виды силового взаимодействия материи в природе вообще бы не наблюдались, так как невозможно прибавить конечную силу к бесконечной. Всё опять бы свелось к нулевой равнодействующей всех сил. С другой стороны (в силу неопределённости понятия бесконечность), можно представить себе, что равнодействующая бесконечных сил тяготения на каждую материальную точку будет равна нулю только при состоянии покоя этих точек друг относительно друга, и любому отклонению любой материальной точки из положения равновесия будет препятствовать бесконечная сила. В этом случае наша Вселенная представляла бы собой бесконечное, абсолютно твёрдое тело, полностью лишённое движения (вне зависимости от каких-либо других видов взаимодействия, тёмной материи или энергии, и прочего). Для бесконечной Вселенной, заполненной бесконечным же количеством связанной гравитационным взаимодействием материи, возможен только один из этих двух вариантов. Третьего не дано. А ведь мы наблюдаем именно третий вариант – относительное движение элементов материи, связанных между собой конечными силами взаимодействия. И этот третий вариант может быть объяснён только конечностью нашей Вселенной, тем, что силы гравитации связывают между собой только конечное количество вещества нашей Вселенной и не действуют на материю (которая может быть и существует), не входящую в её состав. Он может быть объяснён логично, просто и точно, без всякой математической формалистики. Той же самой причиной, столь же логично, просто и точно объясняется и то, что окружающее нас пространство не светится бесконечно ярко, а представляет собой тёмный фон, с дискретными светящимися объектами на нём.
Примечание. Разумеется, нетрудно найти информацию, что в рамках общей теории относительности «гравитационный парадокс не возникает, поскольку сила тяготения в ОТО есть локальное следствие неевклидовой метрики пространства-времени, и поэтому сила всегда однозначно определена и конечна» [5] (статья «Гравитационный парадокс»). Но если в бесконечной, но связанной целиком гравитацией Вселенной «гравитационный парадокс не возникает», то возникает вопрос: как совместить это с сильным принципом эквивалентности инертной и тяжёлой массы, лежащим в основе вывода той же ОТО, если для определения тяжёлой массы в нём используется классический закон тяготения Ньютона? Для ответа и на этот вопрос тоже существует практически недоступный для смысловой интерпретации набор сложнейших математических формул и мистических понятий. Но тогда появляется ещё один вопрос: зачем создавать столь неимоверно сложные объяснения, когда существует альтернативный вариант объяснения того же самого, доступный для понимания практически любым человеком на Земле? Можно было бы привести здесь в качестве аргумента против этого альтернативного объяснения и современные представления о горизонте событий, но это очень слабый контраргумент. Горизонт событий может быть использован для объяснения в рамках ТО того, почему в случае бесконечной Вселенной всё наше небо не светится бесконечно ярко, так как в таком объяснении ещё есть хоть какая-то логика, но говорить о «гравитационном горизонте событий», не имея экспериментального подтверждения существования гравитона, по-моему, бездоказательно. Кроме того, считается, что события за таким горизонтом никак не влияют на события в наблюдаемой нами Вселенной. То есть фактически наша Вселенная конечна, даже исходя из таких представлений о ней.
Есть и ещё одно доказательство, что наша Вселенная состоит из конечного количества материи. На основании открытия Эдвина Хаббла мы уверенно пришли к выводу о том, что размеры нашей Вселенной изменяются. Никаких оснований отказываться от таких представлений сегодня, на мой взгляд, нет. Но бесконечность не может сжиматься или расширяться – это очевидный абсурд.
Наконец, только представления о конечности нашей Вселенной могут быть согласованы со сделанным выше четвёртым философским выводом, несовместимым с ОТО.
Поэтому, почти без всяких сомнений, Вселенная, данная нам в ощущениях и связанная воедино гравитацией (наша Вселенная), может состоять только из конечного количества частиц материи (скорее всего однотипных), взаимодействующих между собой с помощью также конечного количества непрерывных материальных силовых связей (соответственно, имеющих конечное количество видов или, вернее, свойств, наиболее вероятно два). Но, если наша Вселенная конечна, то в ней не могут действовать никакие физические законы, основанные на количественной бесконечности. Это шестой философский вывод.
Раз наша Вселенная конечна и, скорее всего, представляет собой единую структуру точечных элементов материи, неразрывно связанных между собой одномерными материальными же линиями, то может ли быть пространство, в котором расположена эта материя, чем-либо иным, кроме бескрайней абсолютной пустоты, не имеющей ни измерений, ни других физических свойств? А ведь получается, что нет, не может. Любое влияние пространства-пустоты на материю представляется здесь совершенно излишним и, в силу этого, крайне маловероятным, так как элементы материи вполне могут, как взаимодействовать, так и двигаться каждый относительно каждого, за счёт собственных физических свойств самой структуры материи. Кроме того, абсолютная пустота, по определению не имеющая метрических свойств, не может быть ни причиной взаимодействия или движения материи, ни ориентиром для их описания. Следовательно, все физические законы движения и взаимодействия материи могут быть определены экспериментально и, соответственно, сформулированы математически только с помощью систем отсчёта жёстко связанных с конкретными (реально существующими) элементами материи. Соответственно, учитывая шестой философский вывод, для математического описания физических законов, действующих в конечной по размерам и количеству элементов, на которые можно разделить составляющую её материю, Вселенной, невозможно применять бесконечное количество систем отсчёта.
Например, движение по инерции может быть только движением наделённых массой частиц вещества друг относительно друга, но никак не пространства (подробные физико-математические доказательства этому будут даны ниже).
Более того, основываясь на представлениях об объективной реальности Мира, на мой взгляд, вообще невозможно представить себе расположение его в чём-либо ином, кроме бесконечной и вечной абсолютной пустоты. Абсолютная пустота в сочетании с абсолютным ходом времени являются обязательным условием существования любого материального Мира и даже Мира «нематериального». В конце концов, даже такие уже не имеющие к естествознанию никакого отношения понятия, как «дух», как бы их не интерпретировать, не могут исключить существование этих двух основ любого существования.
Примечание. «Природа не терпит пустоты», – решил когда-то Аристотель, создав тем самым для себя самого и всей мировой науки самую коварную, на мой взгляд, в истории человечества физико-философскую ловушку, из которой мы не можем выбраться уже более двух тысяч лет. Впрочем, природе (материи) и не нужно «терпеть пустоту». Ведь материя всегда существовала, существует и будет существовать в абсолютной пустоте, которая никогда не мешала, не мешает и не будет мешать этому существованию. То же самое можно сказать и о времени.
Итак, седьмой философский вывод. Только материя имеет метрические и другие физические свойства. Пространство, как таковое, является бесконечной абсолютной пустотой, где материя располагается, но никакого влияния на физические законы, присущие этой материи, пространство-пустота не оказывает. Так же, как абсолютное пространство-пустота, на физические законы не оказывает влияние и единое абсолютное время, без которого представить себе движение элементов материи друг относительно друга принципиально невозможно.
Здесь следует уточнить, что, речь выше идёт об объективной сущности пространства-пустоты и абсолютного времени. Субъективно же мы наблюдаем пространство, оценивая расстояния между заполняющими его материальными телами. Представления о течении времени мы тоже получаем за счёт материи. В основе этих представлений лежит относительное движение её элементов. Поэтому для нас, естественных наблюдателей, являющихся частью нашей Вселенной, пространство-время и материя – это, можно сказать, одно и то же. То есть за счёт того, что материя реально существует в пустом пространстве, а её элементы движутся друг относительно друга, она сама, своим существованием, структурой и движением, формирует представления о пространстве и времени, данные нам в наблюдениях. Аристотель указывал, что «… Платон говорит в „Тимее“, что материя и пространство – одно и то же…» [17]. Созвучно этому и мнение самого Аристотеля, что «что отдельной [от вещей] пустоты не существует» [17]. Остаётся только уточнить, что речь в данном случае идёт не об объективной невозможности существования пустоты вообще (как считал Аристотель), а о том, что без материи она нами, людьми (и вообще любыми наблюдателями), просто никак не воспринимается, а, следовательно, для нас (наблюдателей), условно, и не существует. Так что ничего принципиально нового в этом нет. Следует также ещё раз отметить, что, безусловно, Мир в целом не может иметь абсолютных границ в пространстве и во времени, так как вмещающая материю абсолютная пустота не может не быть бесконечной и вечной.
Представления о нашей Вселенной, как о реально существующем, конечном и изолированном (пусть, возможно, не полностью) от внешнего Мира едином элементе материи позволяют сформулировать и свойственные этому элементу качественные (философские) законы сохранения. Не вызывает сомнений, что эти законы являются исключительно законами механики и касаться они могут только той материи, из которой наша Вселенная и состоит. Философское определение причинной основы бытия, как совокупности существования материи и её движения, позволяет свести все законы сохранения всего лишь к двум фундаментальным механическим законам – закону сохранения материи и закону сохранения её движения, которые также можно считать и единым (интегральным) законом сохранения материи и движения. Закон сохранения движения, а, следовательно, и материи (иначе нечему двигаться) вполне точно был, как выше уже говорилось и частично цитировалось, сформулирован ещё Аристотелем [17]:
– «Если же время есть число движения или какое-то движение, то, раз всегда существует время, и движение должно быть вечным».
– «Необходимо, следовательно, чтобы существовали предметы, способные двигаться каждым движением» («Нет движения без движущегося предмета» – то же самое в интерпретации Галилея [20]).
На основании пятого философского вывода, закон сохранения материи, в первую очередь, проявляется, как закон сохранения такой физической величины, как масса, то есть может быть сформулирован, как отдельный закон сохранения массы (в полном соответствии с классической механикой и уже достигнутыми человечеством в прошлом представлениями о природе материи). Из закона же сохранения движения следует, что покой в нашей Вселенной существует лишь в бесконечно малый промежуток времени при смене направления движения на противоположное, что в природе нашей Вселенной не может существовать условий, при которых возможно удаление взаимодействующих тел на бесконечное расстояние друг от друга, так как это фактически означает прекращение их относительного движения. Этому явно должны препятствовать некие природные законы. Также невозможно, чтобы элементы материи прекратили двигаться относительно друг друга, сжавшись в не имеющую пространственной размерности точку. То есть, по-видимому, должны существовать некие критические условия, при которых силы сжатия скачком изменяли бы своё направление на противоположное, то есть переходили бы в силы отталкивания. Об этом думал ещё философ Демокрит [5] (статья «Демокрит»). То есть сохранение движения в едином (взаимосвязанном) материальном объекте с постоянной массой входящих в его состав элементов означает, что движение этих элементов друг относительно друга не может не сопровождаться переходом этого движения в форму напряжения материи, способную обеспечить восстановление движения в любых случаях его уменьшения (уменьшения скорости). Это, по большому счёту, и есть применяющийся в физике больше столетия закон сохранения энергии, которая, в соответствии со всем изложенным в этой главе книги, имеет лишь одну фундаментальную сущность – механическую.
Теперь можно сформулировать восьмой философский вывод. В основе природы нашей Вселенной лежат исключительно законы механики, среди которых можно выделить два фундаментальных закона сохранения – самой материи, и её движения. Эти законы принципиально могут быть объединены в интегральный закон сохранения материи и движения. Законы сохранения массы и энергии, будучи раздельными, но взаимосвязанными, отражают данный качественный закон через количественные закономерности.
Естественная философия при формировании мировоззрения не может обойти вниманием и такой феномен, как жизнь. Очевидно, что жизнь способна изменять окружающий её мир, причем целенаправленно, принимая и воплощая решения (реагируя на внешнюю информацию) таким образом, что их результаты невозможно точно предсказать, так как из наших наблюдений следует, что каждый живой организм, в определённой степени (пусть в очень небольшой), индивидуален, неповторим и обладает непредсказуемой реакцией на влияние окружающей среды. Но тема жизни настолько специфична, что я посчитал целесообразным проанализировать её отдельно, в пятой главе этой части книги.
Вышеуказанные восемь философских выводов вместе с постулатом о том, что в фундаменте нашего мироздания лежит предельно рациональный, простой и логичный общий механистический принцип, в итоге и легли в основу мировоззрения, которое назовём структурно-квантовым мировоззрением, а соответствующую ему механистическую модель нашей Вселенной – структурно-квантовой моделью. Сокращенно оба термина – СКМ. Структурно-квантовое мировоззрение дало возможность методом последовательных логических приближений сформулировать основы структурно-квантовой теории Вселенной (СКТВ). Я подчеркиваю – только основы, так как ясно понимаю, что полноценную теорию Вселенной, учитывая как саму специфику задачи, так и огромный объем накопленных человечеством знаний, в одиночку создать уже невозможно. Кроме того, формулируя основы принципиально новой теории, практически невозможно избежать тех или иных заблуждений, неточностей и ошибок, которые могут быть выявлены и исправлены только в ходе всесторонней коллективной проверки и доработки основ теории, в первую очередь на базе экспериментов. Эти основы СКТВ представлены вашему вниманию в следующей главе, где на помощь естественной философии придёт уже непосредственно физика.
Примечание. Итак, завершена глава, где самые фундаментальные для формирования нашего мировоззрения представления о природе вполне объясняются и доказываются практически без какого-либо применения математических формул. Единственная простейшая формула (4) дана лишь для того, чтобы сделать текст более понятным и кратким. То есть без неё можно было бы и обойтись. Но зачем? Теперь, после того, как Вы прочли эту главу, разрешите мне задать Вам, читатель, один вопрос: Правы ли мы были, когда превратили старушку философию в жалкую нищенку, просящую милостыню на празднике современных естественных наук, где сегодня правит бал их бывшая служанка математика?