Йохан Керн / Johann Kern, Stuttgart, jo_k@gmx.net
Кажущихся явлений очень много. Пожалуй, самые известные и уже нашедшие правильное объяснение — радуга и «движение» Солнца по небу. Радугу на основе эксперимента с наполненным водой сферическим сосудом, моделью капли дождя, объяснил Декарт (позже объяснение радуги стали приписывать Ньютону). Движение Солнца по небу объяснил Коперник. Большую Луну и Солнце на восходе и закате тоже пытались объяснить с помощью физики, однако правильное объяснение хотя и дано было экспериментально, с помощью затемнённого стекла, но оно относится скорее к области психологии.
То, что с радугой «что-то не в порядке» интуитивно понимали все, так как её никогда не удавалось увидеть вблизи. В истории с Солнцем всё было гораздо сложнее. Обращению Солнца вокруг Земли верили практически все и не подвергали это никакому сомнению. Коперник, написав 6-томную книгу, сумел объяснить противоположное, но, естественно, далеко не всем и не сразу. За то, что через 100 лет вслед за Коперником его теории поверил Галилей, он едва не поплатился головой и был вынужден публично отречься от своих убеждений и «признать» веру в неподвижность нашей Земли. Через 300 лет после Коперника Фуко с помощью маятника, менявшего плоскость своих колебаний в течение суток, всё ещё доказывал вращение Земли, так как и тогда ещё многие не хотели этому верить. В этом нет ничего удивительного, ведь своим глазам почти все мы верим больше, чем чьим-то доказательствам. Логика сильнее зрения, но своему зрению легче поверить.
Почти все кажущиеся явления основаны на «очевидности» и на кажущейся нам экспериментальной проверке, на экспериментах, которые и толковать то не надо, так как и так «всё ясно». Кажущиеся объяснения нередко дают экспериментаторы, не удосуживающиеся подумать о том, что их результаты противоречат логике известных фактов. А так как результаты эксперимента оспаривать неприлично, то вера в непорочность «очевидного» объяснения эксперимента может очень долго не только мешать правильному пониманию самого явления, но и дальнейшему продвижению в области познания.
На заре развития теории электростатики его исследователи пришли к выводу, что существует некоторый электрический поток между разноимёнными зарядами, которые условно назывались положительными и отрицательными. Как направлен этот поток? Установить это было невозможно, и потому опять-таки чисто условно решили, что он от «положительного» заряда направлен к «отрицательному» (Рис. 1 в). Это решение было чисто волевым, т. е., ничем не обоснованным. Соответственно, положительный заряд назвали источником, а отрицательный — стоком электрического потока. Это было ещё одно волевое решение, но уже вынужденное, вытекающее из первого. О том, что эти решения волевые, знали почти все, но никто на это не обращал внимания. Казалось бы, ничего страшного и всё вполне допустимо.
Но как раз тут-то всё и началось. Пошли никем не замечаемые ошибки.
Что же мы при этом потеряли или поняли неправильно?
Обратим внимание на слово «поток». Поток чем-то сродни ветру. Поток на рис. 1 направлен в сторону отрицательного заряда. Вполне можно понять, что положительно заряженные «пробные тела», т. е. очень маленькие положительные заряды, в этом потоке или ветре сносятся в сторону отрицательного заряда. А как быть с отрицательными «пробными телами»? Ведь они должны «сноситься» в сторону положительного заряда? В сторону, противоположную направлению потока, двигаться «против ветра»? Этому уже трудно поверить. Но похоже, что мысль эта ни у кого не возникла.
Чтобы с одинаковой правдоподобностью верить обоим событиям, надо, очевидно, «для симметрии» ввести «положительный поток» и «отрицательный поток»? А что же тогда получится? Не окажется ли тогда, что мы этим ввели потоки двух различного рода частиц? Иначе говоря, нам надо будет сказать, что электрический поток состоит из двух различного рода частиц. Причём мы одновременно должны будем признать, что частицы одного рода движутся из положительного заряда в сторону отрицательного, а частицы другого рода — из отрицательного заряда в сторону положительного. А это в корне меняет картину, показанную на рис. 1.
Но на этом необходимые уступки логике не закончились.
Мы получили поток частиц одного рода, входящие в отрицательный заряд, и поток частиц другого рода, выходящие из отрицательного заряда. Так как частицы одного рода не могут бесконечно накапливаться в теле заряда, и в нём не может храниться бесконечный запас частиц другого рода, то отрицательный заряд надо признать «преобразователем частиц одного рода в частицы другого рода». То же самое надо сказать и о положительном заряде, но там частицы разного рода меняются ролями.
В чём заключается это преобразование, мы не знаем, но подобный вывод нельзя считать принципиально невозможным. Например, свет, проходя через некоторые жидкости, меняет плоскость поляризации.
Рассматривая одиночные заряды, т. е. заряды, находящиеся далеко друг от друга, (Рис. 1а и 1б), мы должны признать, что электрические потоки частиц обоих родов приходят из бесконечности и уходят в бесконечность. Мы знаем, что это имеет место в любое время в любой точке, где мы поместим электрический заряд, причём без какой-либо временной задержки. Так как такой поток из бесконечности не мог бы возникнуть немедленно, то надо исходить из того, что эти потоки, направленные в каждой точке пространства со всех сторон навстречу друг к другу, существуют в каждой точке всегда, независимо от наличия в них зарядов. А это уже совсем другое, чем поток, направленный просто к электрическому заряду. Это уже нечто гораздо более всеобъемлющее. Этот поток, по-видимому, ничто иное, как проявление эфира или же составляющая часть эфира, который многие исследователи ищут, не зная, что он из себя представляет. Никому, естественно, не приходило в голову, что мы уже пару сотен лет экспериментируем с его частичками [1], [2].
Мы рассмотрели здесь не кажущуюся картину, а картину, к которой мы пришли из-за того, что отнеслись равноправно, или, другими словами, менее односторонне, к «пробным телам», применяющимся при исследовании электростатического поля. По-видимому, мы имеем некоторые основания считать эту картину более приближённой к действительности, а не просто кажущейся. Мы видим, что эта новая картина, если она соответствует истине, должна во многом поменять наше понимание электростатики, а вследствие этого и электродинамики.
Более подробное рассмотрение с несколько иной точки зрения было приведено в книге «Разгадка вечных тайн природы» [3]. И это позволило с единой точки зрения объяснить как возникновение сил Кулона, так и ядерных сил и силы гравитации.
Таким образом, одностороннее рассмотрение какого-либо процесса в физике может привести к тому, что мы кажущуюся картину принимаем за действительную. Это происходит тогда, когда мы рассматриваем один вариант, и считаем, что всё остальное следует из него. Односторонность была, в частности, и в том, что при описании экспериментов не обратили внимания на то, что в ограниченный объём ничто не может втекать вечно, или, наоборот, вечно вытекать из него. Ни один человек не способен всеобъемлюще и всесторонне рассматривать все явления. Что-нибудь да упустит. Особенно тогда, когда всё «очевидно».
В истории с разложением света в стеклянной призме, изложенном Ньютоном, мы также имеем дело ни с чем иным, как с кажущимся явлением. Свет до входа в призму является белым, а после выхода из неё — имеющим все цвета радуги. Всё ясно, призма разлагает свет на его цветовые составляющие. С этим невозможно спорить. Но беда в том, что все решили (или поверили Ньютону?), что разложение света начинается уже при входе в призму. И это очень красиво «объяснил» Гюйгенс в своей волновой теории света. Этому пониманию «потворствовали» известные ещё до Гюйгенса «коэффициенты преломления света», введённые в науку Снеллиусом или Снеллем [Снелль (Snellius. Snell van Royen) Виллеброрд (1580 — 1626). Эти коэффициенты после создания волновой теории света стали понимать, как зависящие от частоты света. Если верить этим коэффициентам, то разложение света должно было начинаться именно при входе света в призму. И если верить этим коэффициентам, то разложение света должно было бы иметь место и после прохождения света плоско-параллельного слоя. Но увы, и то и другое не соответствует истине.
То, что свет не разлагается прозрачным плоско-параллельным слоем, знали ешё во времена Гюйгенса. Это противоречит как применимости коэффициентов преломления, как волновой теории, так и корпускулярной теории света. На эту «мелочь» должны были бы обратить внимание ещё в первые годы существования волновой теории. Но не обратили.
Только в начале 21-го века было установлено, что свет разлагается не при входе, а при выходе из призмы [4], [5]. Об этом, по-видимому, знал Декарт, но он сказал об этом в одном единственном предложении, которое не заметили ни Ньютон, ни Гюйгенс, ни поколения учёных трёх последовавших столетий.
Существует много признаков, которые показывают, что объяснение Ньютона неверно, но на них никто не обращал внимания [4], [5]. И как раз в этом сказалась односторонность изучения разложения света призмой. Не обращали внимания на «мелочи». Если бы на эти «мелочи» обратили внимание, то не появилась бы ни волновая (Гюйгенс), ни корпускулярная (Ньютон) теории света. «Мелочи», это как раз то, что не давало спокойно жить Копернику. Он был очень дотошный, по-видимому, понимая, что какая-нибудь «мелочь» может опрокинуть и его собственную теорию. И так оно и случилось. Исходя из очередной обнаруженной «мелочи», люди поняли, что Солнце само вращается вокруг центра Галактики. Но этим теория Коперника не была опрокинута, а только дополнена. Мы имеем счастье проживать не только на Земле, не только в Солнечной Системе, но и в Нашей Галактике. И ходят слухи, что мы являемся гражданами Вселенной. Но во времена Коперника учесть те «мелочи», которые стали известны после него, мог только всеведущий. Но всеведущие не пишут ни статей, ни книг.
Волновая теория света была настолько популярной (всем казалось «наконец-то мы знаем, что такое свет!»), что под неё, похоже, стали подгонять факты прямо-таки насильственно — сами открыватели новых явлений. Об этом написано в статье [6]. И это явно ложное толкование продержалось три столетия и привнесло свою толику в веру о волновой теории света.
Инструкции по распознаванию кажущихся явлений пока не существует, и, возможно, не будет существовать никогда. Все явления слишком своеобразны. Но одно можно сказать наверняка и можно было сказать уже давно: надо пытаться по возможности более многосторонне рассматривать явления и, конечно, обращать внимание на все мелочи. Но сказать это гораздо легче, чем последовать этому совету.
Рассмотрим ещё кратко подобное одностороннее изучение на основе небольшого примера, в котором автор, не удосужившись рассмотреть вопрос по возможности со всех сторон, по молодости и неопытности пришёл к глобальным выводам, увы, не соответствующим истине.
Речь идёт о «знаменитой» теории относительности. В этой теории её автор рассмотрел тело (систему отсчёта), удаляющееся от нас с определённой (постоянной) скоростью, и пришёл к выводу, что в зависимости от величины скорости этого тела, оно должно сократиться по длине в направлении полёта.
Уже другие авторы, после него, отметили, что в случае тела, движущегося на нас, длина тела должна увеличиваться.
Не вникая в подробности этих рассмотрений, отметим следующее. Исходя из того, что тело движется с постоянной скоростью, имело бы смысл объединить эти два процесса и рассмотреть также и пролетание этого тела мимо нас (мимо неподвижной системы отсчёта). Тогда получилось бы следующее. Пролетая мимо нас, тело мгновенно изменило бы свою длину. Так как подобному мгновенному изменению длины тела нельзя найти объяснения, то становится ясно, что это изменение длины в обоих случаях только кажущееся. Но чтобы в этом убедиться, надо рассмотреть все три процесса одновременно.
Автор «теории относительности», как известно, рассмотрел только случай убегания тела от нас, и принял полученные результаты за действительность, не обсуждая возможности того, что этот процесс может быть кажущимся. Но его очевидный грех состоял не только в этом. Он относился к когорте молодых «учёных», которые, в виду своей «модерности», «бесспорной талантливости» и убеждения в своей непогрешимости позволяли себе не обращать внимания на давно известные истины, а именно на закон сохранения количества движения. Он мешал им обосновать свои «гениальные» идеи. Пренебрежение этим законом «позволило» указанному автору количественно «объяснить» фотоэффект, эффект выбивания светом электронов из металла. Немного позже пренебрежение этим законом даже позволило другому молодому автору «создать» новую науку под названием «квантовая физика». Эта «наука» борется до сих пор с последствиями своей однобокости. А однобокость состоит как раз в том, что при её создании не учли закона сохранения количества движения. Но ситуация была безвыходная. Если бы этот автор учёл закон сохранения импульса (закон сохранения количества движения), то новая наука под названием «квантовая физика» никогда не появилась бы. Разумеется, пришлось отдать предпочтение появлению новой науки.
Тем не менее, обо всех этих теориях, появившихся в начале прошлого века, уже давным-давно забыли бы, но сразу после рождения они попали в «инкубатор», в котором их жизнь поддерживается искусственно до сих пор и будет продолжаться до тех пор, пока сам «инкубатор» будет поддерживаться в рабочем состоянии.
Те, кого интересуют отзывы об «эпохальных» работах начала прошлого столетия, может посмотреть статьи, указанные ниже, начиная с [7].