Биоцентризм. Как жизнь создает Вселенную - Боб Берман

Итак, существует множество иллюзий и процессов, которые постоянно приводят к неверному восприятию пространства. Примеры? (1) Пустое пространство на самом деле не пустое. (2) Расстояния между объектами могут меняться и на самом деле меняются под действием множества факторов. Поэтому действительно не существует никакого «базового расстояния» между точкой A и точкой B. (3) Квантовая теория заставляет всерьез усомниться в том, разделены ли в реальности даже такие объекты, которые кажутся нам очень удаленными. (4) Мы «видим» расстояния между объектами лишь потому, что и язык, и жизненный опыт крепко вдолбили в нас привычку везде рисовать границы.

Даже в глубокой древности философы интересовались вопросами различения объекта и фона. Широко известна оптическая иллюзия: картинка, на которой можно увидеть либо изящный бокал для вина, либо два лица двух людей в профиль, смотрящих друг на друга. Подобная ситуация складывается и с пространством, объектами и наблюдателем.

Конечно, иллюзии, связанные с временем и пространством, совершенно безобидны. Но проблема возникает потому, что наука интерпретирует пространство как физическую сущность, вещь в себе. Это совершенно неверный отправной пункт, не позволяющий заглянуть в основы реальности. Именно из-за тупиковости такого подхода в настоящее время мы наблюдаем такие отчаянные бесплодные попытки сформулировать «всеобщую теорию всего», которая действительно полно объясняла бы космос.

Раннее зондирование космоса: первопроходцы XIX века

Дэвид Юм писал: «Кажется очевидным, что люди склонны в силу естественного инстинкта или предрасположения доверять своим чувствам и что без всякого размышления или даже до размышления мы всегда предполагаем внешний мир, который не зависит от нашего восприятия и который существовал бы даже при отсутствии или уничтожении нас и всех других способных к ощущению созданий».

Физические свойства, которыми ученые наделили пространство, скорее всего, не удастся зафиксировать. Но, несмотря на это, мы по-прежнему пытаемся это сделать. Одной из самых известных подобных попыток был эксперимент Майкельсона – Морли, поставленный в 1887 году. Он был призван развеять все сомнения относительно существования эфира. Когда Эйнштейн был еще очень юн, физики полагали, что все пространство наполнено невидимым эфиром, обусловливающим все свойства пространства. Древние греки решительно отвергали возможность существования абсолютного ничто. Представители этой цивилизации поднаторели в логическом мышлении и все время им пользовались, поэтому отлично понимали, какие противоречия заложены в идею «бытия ничто». Бытие – от слова «быть», а если что-то есть, то это уже нечто, а не ничто. Объединение «нечто» и «ничто» подобно рассуждению о ходьбе без движения. Еще в XIX веке ученые были уверены, что между планетами должно что-то существовать, иначе свету будет просто не в чем лететь. Все более ранние попытки доказать наличие такого гипотетического эфира не увенчались успехом, но Альберт Майкельсон утверждал, что если Земля действительно движется в пространстве, заполненном эфиром, то луч света, идущий в том же направлении, что и Земля, должен отражаться и приходить назад быстрее, чем луч света, направленный под прямым углом к траектории Земли.

Вместе с Эдвардом Морли Майкельсон поставил эксперимент, в котором применил прибор, закрепленный на устойчивой бетонной платформе, плавающей на поверхности большого бассейна с ртутью. Устройство, установленное на этом устройстве, было оснащено множеством зеркал, которые можно было легко вращать без какого-либо нежелательного наклона. Результаты были неоспоримыми: свет, шедший по горизонтали сквозь «поток эфира», проделывал путь ровно за то же время, что и свет, пересекавший «поток эфира» по вертикали. Можно было подумать, что Земля застряла на своей околосолнечной орбите, словно вдруг подтвердилась птолемеевская картина мира, созданная в Древней Греции. Однако отвергнуть теорию Коперника было немыслимо. Предположение о том, что эфир вращается вокруг Земли, также не выдерживало критики, поскольку такой вариант был давно исключен в ходе многих других экспериментов.

Разумеется, никакого эфира не существует. Пространство не имеет физических свойств. Генри Дэвид Торо[20] однажды сказал: «Знание дается нам не по частям, оно озаряет, как яркие вспышки небесного света». Джорджу Фицджеральду[21] потребовалось несколько лет, чтобы с помощью обычной прикладной логики, а не небесного света продемонстрировать, что существует иное объяснение отрицательного результата, полученного при эксперименте Майкельсона – Морли. Он предположил, что сама материя сжимается по оси своего движения и что степень такого сжатия возрастает прямо пропорционально скорости движения. Например, объект, который движется вперед, должен быть немного короче такого же объекта в состоянии покоя. Исследовательский инструментарий Майкельсона, да и вообще любые измерительные инструменты, а также человеческие органы чувств также немного сжимаются, поскольку все мы и остальные объекты на нашей планете движемся в одном направлении с Землей.

Сначала эта гипотеза не имела никакого правдоподобного объяснения. Наука – не политика, где можно с успехом обойтись без объяснений. Но спустя некоторое время великий голландский физик Хендрик Лоренц попытался решить эту задачу при помощи электромагнетизма. Лоренц был одним из первых ученых, заявивших о существовании электрона. Электрон действительно удалось открыть в 1897 году. Это была первая из известных субатомных частиц, а также одна из тех трех частиц, которые считались фундаментальными, то есть неделимыми. Многие физики-теоретики, в том числе Эйнштейн, считали Лоренца величайшим физиком своего времени. Именно Лоренц считал, что вышеупомянутый феномен сжатия (сокращения) является динамическим эффектом и что молекулярные силы, воздействующие на движущийся объект, отличаются от сил, действию которых подвергается объект в состоянии покоя. Лоренц рассуждал, что если объект, имеющий электрический заряд, движется через космическое пространство, то его частицы будут находиться друг от друга на иных расстояниях, нежели в состоянии покоя. В результате форма объекта изменится, он «сократится» в направлении своего движения.

Лоренц предложил ряд уравнений, которые позже стали известны под названием «преобразование Лоренца» (или «сокращение Лоренца» – см. приложение 1). С помощью этих уравнений описываются события, происходящие в одной системе координат относительно другой системы координат. Уравнение преобразования Лоренца было таким простым и красивым, что Эйнштейн целиком использовал его в 1905 году, когда формулировал свою Специальную теорию относительности. Действительно, вся математическая суть специальной теории относительности воплощена в этом уравнении. Преобразование Лоренца не только помогло количественно обосновать гипотезу о сокращении, но и предвосхитило теорию относительности, так как совершенно правильно иллюстрирует увеличение массы движущейся частицы.

Изменение массы электрона можно определить по тому, как он отклоняется под действием магнитного поля, – в отличие от его длины. В 1900 году Вальтеру Кауфманну удалось доказать, что масса электрона увеличивается в точном соответствии с прогнозом Лоренца. Последующие эксперименты показали, что уравнения Лоренца практически абсолютно точны.

Хотя принцип относительности был открыт Пуанкаре, а Лоренц предложил формулу для расчета происходящих при этом изменений, объединить их открытия предстояло Эйнштейну. Именно он смог четко изложить в своей специальной теории относительности все детали, обусловленные законами изменения времени и пространства. Часы при движении действительно идут медленнее, а при субсветовых скоростях такое замедление становится очень существенным. Например, на скорости 943 миллиона километров в час время будет течь вдвое медленнее, чем в состоянии покоя. На скорости света – 300 000 километров в секунду – время остановится полностью. На «бытовом» уровне такие изменения практически неощутимы, так как никто не обладает настолько тонким чутьем, чтобы заметить изменения хода часов на разных скоростях движения в обычной жизни. Даже на ракете, мчащейся в космосе со скоростью почти 100 миллионов километров в час, ход часов замедлится всего на 0,5 %.

Уравнения эйнштейновской теории относительности, основанные на уравнениях Лоренца, позволили спрогнозировать все поразительные эффекты, проявляющиеся при движении на сверхвысоких скоростях. Они описывают мир, который под силу представить лишь немногим – даже в наш век научной фантастики, одним из первых образцов которой была «Машина времени» Герберта Уэллса.