Мир, в котором мы живем

МИР, В КОТОРОМ МЫ ЖИВЁМ


Возможно, читатель уже устал от того, что для подтверждения своей приверженности методу познания Ньютона, автор постоянно приводит его «золотое правило науки», длинное и поучительное высказывание о способе получения истинного знания. Существует кратчайший вариант этого правила: «Гипотез не измышляю». Но неосведомленный читатель, понимая этот девиз буквально, не видит самой сути метода. Сегодня ночью автора посетила эврика, а может быть даже сам Ньютон, благодаря чему ему стало доступно концентрированное выражение золотого правила науки в форме критерия:

ИСТИННАЯ ТЕОРИЯ ВЫВОДИТСЯ ИЗ ФАКТОВ, А НЕ ИЗ ИХ ИНТЕРПРЕТАЦИИ.

Этот критерий Ньютона настолько мощен, что, будучи примененным, позволяет увидеть и понять проблемы современной физики. Не отдельные неточности и шероховатости, а принципиальные ошибки построения теории.

Под истинностью теории понимается не её способность предсказывать результат физического эксперимента, что само собой разумеется в отношении любой аксиоматики, претендующей на статус «теории».  Под истинностью понимается соответствие теории реальному мироустройству, где её аксиомами становятся законы природы. Поясним это на примере.

Древние греки, наблюдая звёздное небо, считали, что все светила и звездная сфера вращаются вокруг Земли. Причём вращаются по окружностям, как по наиболее совершенным кривым линиям, альтернативы которым в надлунном мире, в царстве Богов быть не может. Именно исходя из этих интерпретаций реального мира Птолемей создал свою теорию движения светил. Поскольку реальные движения светил подчиняются другим законам, то в рамках принятых интерпретаций ему пришлось описать сложнейшие, так называемые, попятные движения планет. И он смог решить эту задачу. Правда, для этого ему пришлось изобрести и ввести прежде не существовавшие в геометрии понятия: эпициклы, эксцентрики, экванты. Эта теория применялась на практике в течение почти полутора тысяч лет, и она всё прекрасно предсказывала, при этом оставаясь неистинной.
 
А вот законы классической механики выводились из результатов опытов, из фактов, а не из попытки их интерпретации. Из факта был выведен закон всемирного тяготения: центробежная сила, возникающая при движении планет по эллиптическим орбитам, должна быть уравновешена центростремительной силой. И эту силу он назвал силой тяготения. Всё! Ньютон не вводил для объяснений этого явления вихри эфира, как до него это делал Декарт, а констатировал только факт. Всё остальное: ненаблюдаемые эфир и вихри — это интерпретации. И где сейчас вихри Декарта, и где закон всемирного тяготения!

Ну а теперь перейдём к проблемам современной физики, которая берет своё начало в сравнительно недавнем прошлом


 XIX век привнёс в физическую теорию, наряду с привычными материальными телами, которые можно пощупать, новые сущности в виде полей и волн. Уравнения Максвелла показали, что свет – это электромагнитная волна. И как всякая волна она должна распространяться в среде, подобно воздуху, в котором распространяются звуковые волны. Поэтому эфир, как материальная среда, в котором распространяются электромагнитные волны, был не гипотезой, а аксиомой, не подлежащей обсуждению.

Поэтому отрицательные результаты опытов Майкельсона-Морли и более поздних опытов по определению скорости движения Земли относительно эфира, оказали шоковое воздействие на научную мысль того времени. И если большие погрешности измерений в XIX веке ещё оставляли почву для возможных спекуляций, то сегодня ошибка измерений составляет 18 знаков после запятой от скорости света. То есть с точностью до нанометра в секунду анизотропии скорости света не найдено: свет распространяется во всех направлениях с одинаковой скоростью и частотой!
 
Смещение фактических результатов экспериментов в область дилеммы о существовании гипотетического эфира сослужило плохую службу для последующего развития физики. Лучшие умы того времени, такие, как лауреат Нобелевской премии, нидерландский физик-теоретик Лоренц, великий французский математик Пуанкаре и многие другие учёные вместо того, чтобы анализировать наблюдённый факт: невозможность определения абсолютной скорости Земли, по-своему интерпретировали результат. Они принялись объяснять причину невозможности обнаружения безусловно существующего, по их мнению, эфира. Предложенные ими преобразования координат, получившие название «преобразований Лоренца», и сегодня остаются «золотым наследием» той эпохи. Правда, вторую жизнь в них вдохнул Эйнштейн, отказавшийся от эфира. Но он сделал это не для того, чтобы вернуться к анализу результатов опыта, а только лишь для того, чтобы провозгласить, что в Природе нет не только эфира, но и понятия абсолютного покоя! Странный вывод. Не в смысле сути высказанного, а в смысле его отношения к результату опыта. По сути это точно такой же, но противоположный и усиленный ответ на дилемму о существовании эфира: нет не только эфира, но и абсолютного покоя.


Как это не грустно, но и Лоренц с Пуанкаре, и Эйнштейн, выстраивали теории не из непосредственного результата опытов Майкельсона-Морли, а из собственной интерпретации этих результатов. А чистый результат опытов Майкельсона-Морли без интерпретаций однозначно показал, что определить абсолютную скорость Земли, как, впрочем, и любого другого тела, невозможно!

А в отношении эфира эти опыты ни подтвердили, ни опровергли его существование. Потому что эфир был средством проверки абсолютного движения Земли, а не целью поиска. Поэтому продолжающиеся до сих пор споры об эфире — это канализация интеллектуальной энергии спорящих в бесконечные споры ни о чём. Как сказал по аналогичному поводу один из героев фильма «Карнавальная ночь»: «Есть ли жизнь на Марсе? Нет ли жизни на Марсе? Науке это неизвестно! Наука ещё не в курсе дела.». Вот и сегодня наука не в курсе дела есть ли эфир, или его нет. И похоже, что это её абсолютно не волнует.

А результаты экспериментов Майкельсона-Морли и их последователей были предсказаны Галилеем ещё в 1632 году в книге «Диалог о двух главнейших системах мира — птолемеевой и коперниковой». В мысленном эксперименте в подпалубном пространстве большого корабля он показал, что никакими механическими опытами невозможно определить равномерное и прямолинейное движение корабля. Поведение всех механических объектов совершенно неотличимо от состояния покоя. Именно этот результат и был предвестником результатов более поздних опытов со светом по определению абсолютной скорости Земли. Эта скорость не обнаружена. И этот результат намного важнее всех интерпретаций.

  Из результатов экспериментов Галилея и Майкельсона-Морли однозначно вытекало, что абсолютного движения не существует. А из этого, в свою очередь, последовательно один за другим следуют выводы о том, не существует абсолютных мест, смена которых является маркером движения, а без них нет абсолютного пространства, а без него не существует собственной метрики пространства. То есть индуктивно из невозможности определения абсолютной скорости Земли выводится утверждение о том, что ФИЗИЧЕСКОЕ ПРОСТРАНСТВО НЕ ОБЛАДАЕТ МЕТРИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ!

Таким образом, представление в рамках классической механики физического пространства в виде абсолютного пространства, оказалось удачной аппроксимацией. Твердые, непосредственно взаимодействующие друг с другом, тела хорошо вписываются в эту парадигму. Но вот с появлением новых сущностей в виде полей и электромагнитных волн, логика абсолютного пространства, как сцены, на которой происходит физическое действо, перестаёт работать и становится анахронизмом. Это наводит на мысль, что в этом виноваты новые способы взаимодействия тел, отличные от непосредственных контактов тела с телом, и тела со средой. Новые носители взаимодействий разрушают классическую логику, и в первую очередь, правила сложения скоростей, вынуждая тем самым вернуться к проблеме определения, что такое пространство.

Перевод истинной проблемы физического пространства в плоскость дилеммы о существовании эфира, сделало недоступным для понимания великими учёными необходимости полного отказа от рудиментов абсолютного пространства: физическое пространство не обладает метрическими свойствами. Оно не может сокращаться, расширяться, изгибаться. Это не является его прерогативой.


Но, с другой стороны, существуют измерительные приборы, с помощью которых определяются расстояние и время. Что же тогда они измеряют, и что является носителем этой метрики?

Ситуация становится ясной, как только появляется второе тело, вступающее в фундаментальные взаимодействия с первым телом. Проблема метрики исчезает. По спектральному смещению на радаре полицейский определяется скорость нарушителя дорожного движения относительно радара. Он определяет относительную скорость.

 Но в отличие от абсолютного движения, относительное движение не может принадлежать одному телу. Это также верно, как верно и то, что угол, как результат пересечения двух прямых, не может принадлежать ни одной из линий. Поэтому одиночное тело не обладает свойством движения: ни абсолютного, ни относительного. В связи с этим проблема неинвариантности уравнений Максвелла при переходе из неподвижной в подвижную систему отсчета, это не проблема уравнений, а проблема отжившего мировоззрения, доставшаяся в наследство новой теории от классической механики.

Но, может быть, электромагнитная волна, как носитель одного из фундаментальных взаимодействий, является просто измерителем длины и времени, а не творцом метрики? Очевидный ответ – нет! В опыте Майкельсона-Морли использовались возможности электромагнитной волны, но она не помогла ровным счётом никак. Метрику пространства порождают не просто поля и волны, их было достаточно в опыте, а парные отношения тел посредством фундаментальных взаимодействий. Самовзаимодействие, которое имело место в эксперименте, было равноценно попыткам барона Мюнхгаузена вытащить себя за косичку из болота.

Но где гарантия, что приведенные рассуждения не являются очередной вольной интерпретацией результатов опыта? И хотя всё, что здесь представлено, является результатом последовательного индуктивного вывода, при желании автора всегда можно обвинить в вольной интерпретации.  Но сегодня автор так смело, с открытым забралом, пошёл на противостояние с сильными мира науки лишь потому, что у него в запасе есть не только результаты индуктивного вывода, но и прямые результаты опытов, факты, подтверждающие его правоту: метрика рождается в момент парных фундаментальных взаимодействий. В макромире, где все излучают, и все поглощают, найти невзаимодействующие объекты, между которыми не существует метрики очень трудно.

 А вот в микромире, где взаимодействия в виде излучения и поглощения фотонов являются дискретными событиями, примеров, хоть отбавляй. И эти явления являются предметом исследований квантовой механики. В отношении её можно смело утверждать, что это истинная наука, поскольку у нее нет собственной интерпретации результатов того, чем она занимается. Поэтому её теория - это не наука в современном понимании. Её теория – это формулы, представляющие собой обработку результатов экспериментов. Они также верны, как дважды два.
По мнению физиков теоретиков, специалистов по квантовой механике, в их мире бал правит то, что они называют НЕЛОКАЛЬНОСТЬЮ. А в нашем с вами теперь понимании это должно называться неметрическими отношениями. То есть такие отношения, где априори не существуют такие понятия как скорость, место, траектория. Причём, когда появляется наблюдатель, а по нашему, источник и приёмник излучения, то в этом мире на мгновение рождается метрика. Именно поэтому в квантовом мире нельзя одновременно определить положение частицы и ее скорость. Их до измерения (до взаимодействия) просто не существовало. А одним измерением невозможно измерить обе величины.

В неметрическом пространстве перед электроном не стоит проблема выбора: через какую одну из двух щелей надо лететь. В этом пространстве нет понятия места, траектории. Электрон находится везде и нигде. Поэтому, когда происходит акт взаимодействия, мы обнаруживаем, что он пролетел через две щели одновременно, и создал интерференционную картину на экране. Просто в отличие от электрона, нам очень трудно понять, что такое неметрическое пространство, и как осуществляется переход в метрическое пространство. Но как только электрон подсветили датчиком, он оказался в метрическом пространстве и может пройти только через одну щель.

В неметрическом пространстве не существует понятие скорости света. Именно поэтому два запутанных электрона, разлетевшиеся в разные концы галактики, не чувствуют расстояния между собой. Они везде, и они нигде. И мгновенный обмен информацией между ними не нарушает запрета на передачу информации быстрее скорости света. Поэтому скорость света – это не про «быстро», а это про «медленно».

Мир, в котором мы живём, это Двуликий Янус. В макромире преимущественно работает метрика, создаваемая электромагнитными излучениями. Но и в нём случаются не метрические отношения. А вот в микромире Фора у не метрических отношений, поскольку взаимодействия там дискретные, а не непрерывные. Но и там проявляются фундаментальные взаимодействия, которые как вспышка подсвечивает неведомый для нас мир. А те ужастики про квантовый мир, которые пишут в учебниках родились от непонимания, что в действительности происходит. И если бы Великие ученые руководствовались золотым правилом науки Ньютона, то сегодня нам бы не пришлось делать это невероятное открытие.

Позже, мы рассмотрим эти вещи более подробно, ну а пока

Продолжение следует!