Информация или интуиция? - [8]

О ВНУТРЕННЕМ СОВЕРШЕНСТВЕ

Чтобы некоторую физическую теорию можно было признать верной, она должна обладать внутренним совершенством и внешним оправданием, писал Эйнштейн. Что же такое внутреннее совершенство? Конечно, под этим нельзя понимать всего лишь простоту — физика выглядела бы тогда уж слишком примитивной. В связи с затронутым нами вопросом представляет интерес высказывание Ричарда Фейнмана. Наука начинается со сбора фактов, считает Р. Фейнман. Затем эти факты обобщаются и устанавливаются математические закономерности. Однако истинного величия наука достигает тогда, когда предлагается способ рассуждений, из которого все известные факты следуют естественным образом.Способ рассуждений… Но ведь способ рассуждений не может быть абстрактным, во всяком случае применительно к точным наукам. Если наука описывает природу, то предложить способ рассуждений — это то же самое, что и предложить описание некоторого механизма, вызывающего к действию те или иные явления природы. Значит, перефразируя Р. Фейнмана, можно сказать: истинного величия наука достигает тогда, когда ей удается вскрыть наиболее общие механизмы природы.Имея в виду только что сделанное утверждение, обратимся к физике. Всем известно, что современная релятивистская квантовая физика достигла величайших за всю историю науки успехов, дала человечеству совершенно новое понимание мира. Эти дифирамбы можно продолжать сколь угодно долго. Кроме понимания мира, современная физика подарила человечеству множество практически полезных вещей, таких, как атомная энергия, электроника, наконец, кибернетика, замахивающаяся на создание искусственного интеллекта.Но при всем при том нельзя не заметить, что как раз для современной физики характерно наличие очень большого количества утверждений, которые ни из чего не вытекают и никак не доказываются. Скорость распространения взаимодействий в природе ограничена и ни при каких условиях не может превышать величины скорости распространения света в вакууме, то есть примерно 300 000 километров в секунду. Это одно из наиболее фундаментальных утверждений, на котором базируется вся современная релятивистская физика. Но возникает вопрос: почему? Почему именно 300 000? Не станем же мы утверждать, что существуют магические числа, числа-божества, управляющие миром, и 300 000 — одно из таких чисел. Заметим к тому же, что ведь 300 000 получилось совершенно произвольно, только потому, что за единицу длины мы приняли километр. Выбери мы в качестве единицы длины милю или, скажем, фут, получилось бы совсем другое число. Почему же какое-то число, которое к тому же не имеет определенного значения, играет роль фундаментальной мировой константы?Дело даже не в самом числе. Почему именно такая физическая величина, как скорость, приобретает столь исключительное значение? Ведь согласно тому же принципу относительности равномерное прямолинейное движение неотличимо от состояния покоя. А это значит, что далеко не всегда вообще можно судить, движется тело или не движется. Возьмем знаменитый парадокс близнецов. Были два брата-близнеца. Один из них отправился в далекий космический полет, другой остался на Земле. Вернувшись из путешествия молодым человеком, космонавт застал своего брата глубоким стариком. Сейчас это знает каждый школьник, и подобные факты никого не удивляют. Более того, неодинаковое течение времени в различных инерциальных системах отсчета давно доказано многими экспериментами.Порассуждаем, однако, еще немного. Вот Земля, а вот космический корабль. Если корабль летит прямолинейно и равномерно (он уже успел разогнаться до скорости, близкой к скорости света), то у космонавтов есть все основания утверждать, что они вместе с кораблем неподвижны, а Земля со всем ее населением отдаляется от них (приближается, если речь идет об обратном пути) со скоростью, близкой к скорости света. Но если так, то течение времени должно замедлиться именно на Земле и космонавты, вернувшись из путешествия, длившегося по корабельным бортовым часам, скажем, двадцать лет, застанут своих родственников и знакомых постаревшими всего на каких-нибудь несколько секунд. Так где же должно происходить замедление времени? На корабле или на Земле?Конечно, на корабле, потому что, разгоняясь или тормозя, космический корабль испытывает ускорение. В отличие от скорости ускорение — величина абсолютная. Она может быть измерена прибором, расположенным внутри корабля и никак не связанным с какими-либо внешними объектами. Именно ускорение воздействует на часы, замедляя или ускоряя их ход. Но роль физической константы играет почему-то не ускорение, а скорость.Все те же соображения можно высказать применительно к какой-нибудь другой физической константе, например постоянной Планка. И опять-таки сильнее всего раздражает не то, что имеется какое-то число, которое в отличие от многих других чисел определяет протекание весьма большого количества процессов в окружающей нас природе. Непонятно другое. Почему это число (постоянная Планка) имеет физическую размерность момента количества движения? В чем исключительность именно такой физической величины? Современная физика не только не может ответить на эти вопросы, она не подготовлена даже к тому, чтобы корректно их поставить.Вот и приходится школьникам, а затем студентам зазубривать утверждения вроде следующего: мир устроен так, что любая физическая система может излучать или поглощать энергию лишь целыми порциями — квантами, причем для каждого такого кванта величина энергии не может быть меньше произведения их частоты на постоянную Планка.— Но почему? — вопит обиженный ученик.— Так уж устроен мир! — Это единственный ответ, который может дать современный физик, будь он хоть трижды академик. Надеемся, читатель согласится с нами, что вряд ли утверждение, основанное на «так уж устроен мир», можно считать обладающим внутренним совершенством.