Выдвинутый на соискание премии ОИЯИ цикл работ Н.А.Черникова
включает глубокие теоретические исследования, в которых автору на основе применения геометрии Лобачевского удалось успешно решить фундаментальную задачу формального обобщения традиционной теории гравитации Эйнштейна. В новой теории тяготения важная роль отведена понятию фоновой связности, с помощью которой удалось согласовать с тензорным анализом псевдотензор энергии гравитационного поля. Недопонимание значения фоновой связности прежде порождало претензии к введенному Эйнштейном псевдотензору. И вообще, как мне представляется, основная преследуемая автором цель создания более общего математического формализма гравитационной теории в том и состояла, чтобы получить дополнительное обоснование некоторых спорных положений традиционной теории тяготения.
Действительно, рассматривая предельный переход к обычной
релятивистской теории гравитации, Н. А. Черников получает метрику этой теории в гармонических координатах, для преимущественного выбора которых, согласно критическому замечанию А. А. Логунова, в ОТО невозможно найти убедительные доводы.
Конечно, полученные Н. А. Черниковым результаты, как следствие более общей теории имеет лишь видимость обоснования, поскольку самому исходному обобщению теории автор не дал физическое (теоретическое или экспериментальное) обоснование.
Действительно, в работах данного цикла читатель не найдет какого-либо физического обоснования проведенного обобщения теории, кроме исторической ссылки на надежды самого Лобачевского найти в астрономических наблюдениях экспериментальные подтверждения новой геометрии. В то же время в первой работе цикла ( "Трудные вопросы теории относительности", ЭЧАЯ, т.18, в.5, 1987 ) явно проступает желание автора найти ответы на серьезные критические замечания к ОТО, поднятые в работах А. А. Логунова. Да и сама смелость выдвижения Логуновым новой
релятивистской теории гравитации, надо полагать, заразительно подействовала на автора рецензируемых работ, видимо, помогла ему также решиться на отважный ответный поступок - создания более общей теории, чтобы с новых позиций вести защиту положений общепринятой, но далеко еще до конца не осознанной ОТО.
И не так важно, в какой степени справедливы высказанные выше предположительные суждения о стимулирующем влиянии на автора критических замечаний о незавершенности решения задачи релятивистской теории гравитации в ОТО. Этот аспект обсуждаемой проблемы будет бесспорно интересен лишь для истории развития теоретической мысли, для которой решающее значение имеет выяснение позитивных последствий критической оценки утвердившихся ранее научных знаний.
Для стоящей перед рецензентом задачи важно, что в данном цикле работ Н. А. Черникова была решена важная научная проблема обобщения традиционной релятивистской теории гравитации на основе использования геометрии Лобачевского.
Решение такой теоретической проблемы представляет собой крупное научное достижение, имеющее большое самостоятельное значение даже при отсутствии экспериментальных оснований или особых теоретических посылок для постановки данной проблемы.
Поэтому работы Н. А. Черникова, посвященные успешному применению геометрии Лобачевского, безусловно заслуживают присуждения первой премии ОИЯИ в год, когда научный мир отмечает 200-летие со дня рождения великого русского математика Н. И. Лобачевского.
Этот основной вывод остается в силе несмотря на несколько замечаний к первой работе рецензируемого цикла, которые приводятся в отдельном приложении*) к данной рецензии с целью, показать, что положительная оценка всего цикла рецензируемых работ вовсе не означает согласия со всеми высказываниями и установками автора по поводу существующего ныне недопонимания "трудных вопросов теории относительности", а также с целью высказать свои соображения по затронутым спорным вопросам этой фундаментальной теории.
А. А. Тяпкин
*) Приложение будет передано уч. секретарю ОИЯИ после заседания жюри по премиям ОИЯИ.
П Р И Л О Ж Е Н И Е
к рецензии на цикл работ Н.А.Черникова
З А М Е Ч А Н И Я
к работе "Трудные вопросы теории относительности"
[ Н. А. Черников, ЭЧАЯ, т.18, в.5, c.1000, (1987) ]
В этой работе Н. А. Черников формулирует ряд ключевых вопросов понимания теории относительности, на которые даже профессионально занимающиеся этой теорией ученные, по ему мнению, не имеют пока ясных ответов. Свой обзор автор заканчивает следующим откровенным признанием:
"Заканчивая обзор, не можем не согласиться с бытующим мнением, что теория относительности запутанна:
"...как теософия, ... или фокусы индусских факиров.
.."
Кому-то посчастливится ее распутать?"
Отметим, что эти заключительные слова автора делают ему честь как ученому, несколько десятилетий занимавшемуся проблемами теории относительности и теперь искренне признавшему и собственное непонимание перечисленных в статье важнейших вопросов этой теории. Не могу не высказать здесь предположения о том, что и появлению этого публичного признания способствовали размышления над критическими замечаниями А. А. Логунова, а также ставшая тогда очевидной беспомощность
таких крупных специалистов по ОТО, как Я. Б. Зельдович и В. Л. Гинзбург, которые в ходе дискуссии с А. А. Логуновым смогли продемонстрировать только свою безграничную веру в данную теорию, но не глубину ответов, основанную на ясном понимании защищаемой теории.
В своей обзорной статье Н. А. Черников при обсуждении проблемных вопросов теории относительности допускает несколько неточностей, появление которых никак нельзя объяснить неведением и поэтому нам приходится обсуждать преднамеренность допущенных автором искажений.
Приведу два примера тенденциозного изложения Н. А. Черниковым общеизвестного материала.
1) В вводной части своей статьи автор из слов Эйнштейна о том, что "теория относительности подобна дому с двумя этажами" делает следующий неожиданный вывод:"...СТО не является ни частью, ни частным случаем ОТО."
Такая исходная установка не позволяет автору даже приблизиться к правильному ответу на поставленный далее "проблемный" вопрос: "в каком отношении друг к другу находятся СТО и ОТО." С целью осложнить поставленный вопрос автор игнорировал общеизвестный факт предельного перехода ОТО в СТО при неограниченном уменьшении гравитационного поля, из которого непосредственно следует, что СТО является предельным случаем ОТО. А это означает, что ОТО целиком включает физическое содержание СТО, дополняя его новым содержанием, непосредственно связанным с особенностями гравитационного взаимодействия.
Даже в образном выражении Эйнштейна эти теории помещены в одно здание с общим несущим каркасом. Их общность далеко не исчерпывается объединяющим названием - теория относительности.
Необходимо уяснить, что лежащие в основе СТО такие общие свойства движения физических объектов, как предельная скорость передачи взаимодействия остаются в силе и в ОТО, распространяются и на гравитационное взаимодействие. Здесь было бы уместным обратить внимание, что отмеченная выше общность СТО и ОТО маскируется в традиционном изложении ОТО упрощенной нерелятивистской формулировкой основополагающего в ОТО принципа эквивалентности: говорится об одинаковом ускорении всех тел в однородном гравитационном поле и умалчивается о том, что в действительности подразумевается получение одинаковой величины ускорения в различных собственных инерциальных системах, сопровождающих в данный момент ускоряемые в поле тела. (То есть речь идет о так называемом гиперболическом движении)
Умолчал автор обсуждаемой статьи и о том, что созданию ОТО предшествовал важный этап включения в СТО описания движения пробного тела в гравитационном поле. Первый вариант скалярной релятивисткой гравитационной теории был создан А. Пуанкаре в 1905 году.
Оставив без внимания этот вариант релятивисткой теории тяготения, автор легко уходит от признания важнейшего факта, что созданная затем ОТО целиком включила в себя содержание СТО, дополнив его учетом новых общих свойств движения, связанных с универсальным свойством гравитационного воздействия на все без исключения материальные объекты
Эти умолчания облегчили автору попытку представить "проблемным" вопрос о соотношении двух физических теорий СТО и ОТО.
2) На стр.1002, ссылаясь на работу профессора А. П. Котельникова автор пишет, "что в новой теории относительности в пространстве инерциальных систем вместо геометрии Евклида вводится геометрия Лобачевского". Несколько ниже повторяется это неточное утверждение, в котором под словами "пространство инерциальных систем" на самом деле подразумевается пространство скоростей движения относительно различных инерциальных систем. Автору хорошо известно
принципиальное отличие пространства скоростей от пространства координат и времени, в геометрии которого первоначально ожидали найти экспериментальные подтверждения геометрии Лобачевского с отрицательной кривизной. Полагаю, что своей неточной формулировкой автор преднамеренно подготавливает читателя к тому, чтобы он воспринял вполне естественной мысль об использовании геометрии с отрицательной кривизной в обычном пространстве 4 -мерных координат для описания гравитационных явлений. А такое использование геометрии Лобачевского требует серьезного физического обоснования, которого нет в работах Черникова.
Универсальность гравитационного взаимодействия дает физическое обоснование непосредственно для введения геометрии Римана, положительная кривизна которой соответствует геодезическим линиям движения материальных объектов в гравитационном поле. Для введения геометрии с отрицательной кривизной пространства-времени не может быть выдвинуто такое непосредственное физическое обоснование. И это обстоятельство не следует замалчивает, поскольку уяснение его
может помочь поиску подлинного смысла проведенного Н. А. Черниковым формального обобщения ОТО.
Не могу пройти также мимо бравого призыва автора делать так называемый гравитационный аналог опыта Герца. Утверждение автора обсуждаемой обзорной статьи, что "давным-давно назрела потребность в постановке экспериментов по обнаружению гравитационных волн в лабораторных условиях",
сопровождаемое ссылкой на работы П. Н. Боголюбова, А. Ф. Писарева и Н. С. Шавохиной, является отголоском его бурной поддержки в предыдущие годы авантюристических попыток этих авторов убедить научную общественность в будто бы найденую ими возможность надежной реализации такого опыта. На самом же деле, как было показано в моем докладе на Всесоюзной гравитационной конференции 1983 года для реализации такого опыта по предложенной схеме нехватало 24-х порядков (Тезисы докладов).
Главным недостатком данной работы, посвященной обсуждению трудных вопросов теории относительности, следует считать отсутствие даже упоминания об основной трудности, связанной с проблемой сохранения энергии вещества и гравитационного поля в ОТО.
Воспользуюсь случаем и выскажу здесь свое мнение о том, что возникшие трудности в связи с утверждениями А. А. Логунова о неполноте решения в ОТО проблемы релятивистской теории гравитации обусловлены все же в основном не присущими данной теории объективными недостатками, а в большей мере ограниченностью понимания самой сущности ОТО, потерей ясного понимания физического содержания теории, последовавшей в связи с совершенно не привычным для физиков геометрическим учетом особого универсального по своей природе гравитационного взаимодействия материальных объектов. Мне уже приходилось высказывать в литературе мнение, что поднятая Логуновым основная проблема несохранения энергии в традиционной теории гравитации может получить совсем неожиданное решение на основе осознания, что гравитационная волна как метрическая волна периодического изменения кривизны пространства-времени вовсе не несет свободной энергии, которой соответствовали бы реальные потери энергии в источнике излучения и
конечная величина энергии, переданная детектору метрической волны. Масса тела в гравитационной теории эквивалентна заряду в электромагнитной теории, и подобно тому, как при электромагнитном излучении не происходит потери заряда в источнике и приобретения его детектором, так при излучении гравитационной волны не должны происходить потери массы и соответствующей энергии. Кстати, для источника гравитационного излучения этот результат подтвержден точным решением уравнений ОТО, полученным как раз самим Логуновым. Чтобы доказать неправомерность трактовки этого результата в качестве доказательства нарушения закона сохранения энергии в ОТО, осталось доказать столь же строгим решением уравнений ОТО, что гравитационная волна не выделяет массу-энергию в материальных системах и поэтому может быть зарегистрирована только как метрическая волна специальным детектором, реагирующим на факт периодического изменения кривизны пространства и времени.
Конечно, такое решение проблемы будет означать, что недопонимание энергетического аспекта теории относительности, связанного с излучением гравитационных волн, привело к ошибочному созданию всех ныне существующих гравитационных антенн, спроектированных на основе регистрации в них выделенной волной энергии. Но такое признание ошибочности проектирования детекторов гравитационных волн оказалось бы все же менее радикальным решением проблемы по сравнению с предлагаемым А. А. Логуновым
Знаете ли Вы, что, как и всякая идолопоклонническая религия, релятивизм представляет собой инструмент идеологического подчинения одних людей другим с помощью абсолютно бессовестной манипуляции их психикой для достижения интересов определенных групп людей, стоящих у руля этой воровской машины? Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
