Сумасшедший мир физики. Астронавт Ульрих Вальтер объясняет почти всё

Вальтер Ульрих

При детальном рассмотрении вчерашние знания оказываются прочным фундаментом, на котором можно строить более продвинутые современные теории. Поэтому для подлинно научных знаний характерен не упадок, а опора на вечные истины, и именно это отличает их от потока антинаучных домыслов. В этом смысле научный прогресс можно считать главным культурным достижением человечества.

Однако понятие об истинности научных знаний представляет собой относительно недавний феномен. Лишь Карл Поппер (1902–1994), работавший в области философии науки, определил, что качественную научную теорию отличает принципиальная опровержимость. Лишь в том случае, если научное знание может быть в принципе эмпирически опровергнуто, но выдерживает такую проверку, оно может считаться истинным.

К сожалению, многие теории не отвечают этому требованию. Хотя все это кажется сейчас само собой разумеющимся, в прошлом в данном вопросе царило недопонимание. Вплоть до недавних времен ученые руководствовались античной доктриной, в соответствии с которой все, что утверждали Платон и Аристотель (384–322 годы до н. э.), являлось истиной, не подлежавшей сомнению. К сожалению, из такого подхода родились горы научного мусора (с нынешних позиций это невозможно трактовать иначе), который определял научную жизнь вплоть до XIX века, а отчасти сохранился и до наших дней. В этом смысле Галилей (1564–1642) был первым настоящим ученым, подвергавшим свои новые идеи экспериментальной проверке.

Но миф о том, что все известное нам ранее уже устарело, оказался живучим. В соответствии с ним наши сегодняшние знания лучше, чем вчерашние. А что будет завтра? Логично предположить, что те, кто придерживается этих взглядов, тоже будут объявлены устаревшими. Вот пример, взятый из журнала Welt der Wunder:

«Альберт Эйнштейн вполне мог бы поиздеваться над командой звездолета “Энтерпрайз”: “Забудьте свои глупости!” Ведь в соответствии с его специальной теорией относительности скорость света невозможно превзойти. Но сегодняшние исследования говорят, что это возможно. Кротовые норы во Вселенной могут позволить преодолеть гигантские расстояния. Надо только найти этот обходной путь».

Если подвергнуть это высказывание логическому анализу, получается следующее: «Современной науке известно о существовании кротовых нор. С их помощью можно преодолеть гигантские расстояния со скоростью, превышающей скорость света. Это противоречит специальной теории относительности Эйнштейна. Значит, прощай, Эйнштейн».

В чем тут ошибка? Существование кротовых нор предусмотрено общей теорией относительности Эйнштейна. Речь идет об областях Вселенной, подвергшихся особенно сильному искривлению. Что же касается запрета на превышение скорости света, то он вытекает из специальной теории относительности Эйнштейна и причинно-следственного закона нашей Вселенной (гипотезы о защищенности хронологии, сформулированной Хокингом): сначала причина, а только потом следствие. Обе теории не противоречат друг другу. Таким образом, проблема не в теориях относительности Эйнштейна, а в их неправильном понимании журналистами. Их ложный посыл звучит так: «Кротовые норы позволяют превысить скорость света».

Вот как раз на это кротовые норы неспособны. Они хоть и кривые, но не слишком быстрые. Кротовые норы (если они вообще существуют, хотя это еще не доказано) – это возможность сократить путь через космические пространственные туннели. (Все самое главное о кротовых норах вы можете почерпнуть из главы «Кротовые норы для начинающих» в моей книге «В черной дыре черт ногу сломит» (Im Schwarzen Loch ist der Teufel los).) Сравните сами: вместо того чтобы ехать в Италию по бесконечному серпантину через перевал Сен-Готард, я лучше поеду через туннель и при одинаковой скорости доберусь до конечного пункта значительно раньше. Почему раньше? Потому что при неизменной скорости я преодолею более короткую дистанцию.

Специальная теория относительности утверждает, что, в каком бы направлении вы ни двигались, это не может происходить быстрее, чем со скоростью света. В этом-то все дело: кротовые норы позволяют сократить путь, а не превысить скорость света. Кстати, в специальной теории относительности ничего не сказано о том, какова эта скорость света. Лишь квантовая теория подсчитала, что она является производной от свойств виртуальных частиц в квантовом вакууме. (Слишком сложно? Прочтите объяснение в главе «Что такое темная

энергия?» в моей книге «В черной дыре черт ногу сломит».) Вполне можно представить себе, что плотность виртуальных частиц окажется неодинаковой в различных частях нашей Вселенной. А это значит, что и скорость света будет разной: у нас она составляет 300 000 км/с, а в других местах может быть 100 000 км/с или даже 1 000 000 км/с. Если кто-то это докажет, ему светит Нобелевская премия. Эйнштейн говорит всего лишь, что ничто не может двигаться быстрее этой локальной скорости. Если бы у нас уже была квантовая теория гравитации, то мы могли бы, пожалуй, подсчитать локальную скорость света в любом месте. Это тоже потянуло бы на Нобелевскую премию.

Как мы видим, признанные теории вовсе не опровергаются новыми. Новые теории, претендующие на истинность, всего лишь дополняют то, что уже известно. Так было раньше, и так будет всегда. И благодаря этому на науку можно положиться – вчера, сегодня и завтра. За это я и люблю ее.

Зачатие девочек объясняется испорченным семенем или влажной погодой.

Фома Аквинский (1225–1274), один из самых влиятельных схоластов

Тот, кто не знает, должен верить.

Бруно Йонас (1952), немецкий комик и писатель-сатирик

Упадет или не упадет? Карандаш на луне

Как поведет себя карандаш, если вы, находясь на Луне, выпустите его из рук? Упадет, останется висеть в пустоте или улетит в пространство?

Кому-то этот вопрос покажется тривиальным, кому-то сложным. Поразмыслите спокойно. Это не повредит. Вы не одиноки в своих сомнениях. Среднестатистический житель западного мира (американец или европеец) не знает правильного ответа. Впервые прочитав об этом, я глазам своим не поверил. Но теперь мне ясно, что с гравитацией не так-то просто разобраться. Вот вам правдивая история [2] .

2

http://www.phys.ufl.edu/~det/phy2060/heavyboots.html

ПОЧЕМУ АСТРОНАВТЫ КОРАБЛЯ «АПОЛЛОН» БЫЛИ НА ЛУНЕ В ТЯЖЕЛЫХ БОТИНКАХ?

Один ученый посетил семинар по философии в Университете Висконсина в городе Мэдисон. Это хороший американский университет, готовящий ученых и инженеров. Руководитель семинара пытался объяснить студентам, что вещи не всегда бывают такими, какими мы их себе представляем. В качестве примера он привел карандаш. По его словам, если выронить его из рук на Земле, то он упадет, а если на Луне, то улетит в пространство.

У нашего ученого отвисла челюсть. Он переглянулся со своим другом Марком и еще одним студентом. Но все остальные 17 человек в аудитории посмотрели на них с немым вопросом: «А что не так?»

– Карандаш упадет на Луне точно так же, как и на Земле, только медленнее! – возразил ученый.

– Да нет, он не сможет упасть, – спокойно объяснил руководитель семинара, – потому что Луна очень далеко от Земли.

Ученый почесал затылок и поинтересовался:

– Но вы же видели, как астронавты «Аполлона» ходят по Луне? Почему они никуда не улетели?

– Потому что на них были тяжелые ботинки, – ответил руководитель, словно это и дураку понятно.

МИР ТАКОВ, КАКИМ МЫ ЕГО ВИДИМ

Преподаватель философии за время своей учебы посетил немало лекций по логике. Но логика, которую изучают в школе или университете, кажется многим чисто умозрительным предметом. У большинства людей своя картина мира, причем очень часто весьма наивная. Так, большинство жителей нашей планеты считают, что люди видят потому, что испускают из глаз некие лучи, которые, отражаясь от предметов, вновь попадают к нам в глаза.