Основной симметрией Природы как принципом, регламентирующим сохранение материи и ее движения (в естествознании — это закон сохранения и превращения энергии), выступает математическое понятие зеркальной симметрии. Определение зеркальной симметрии дано ранее: Зеркальная симметрия бытия и небытия
Объективность зеркальной симметрии характеризуется тем, что на ней зиждется основное начало логики — закон тождества, без опоры на который невозможно никакое теоретическое построение. Объективность теории выступает, поэтому, отражением того, что существует независимо от субъекта, или, с позиции физики, инвариантно относительно систем отсчета. Другими словами, объективность теоретического знания гарантирует независимость исследователя от его эмпирического знания, которое создается с помощью чувств или показаний приборов с непременной опорой на физическую реальность, а в теориях эмпирическое знание облекается в математические структуры, которые выступают в качестве моделей закона тождества.
В традиционной логике закон тождества является основным законом мышления, согласно которому каждая мысль, отражающая действительность и приводимая в рассуждении, должна иметь определенное и устойчивое значение. Записывается это положение как А есть А. В классической формальной логике закон тождества моделируется алгебраической формулой: А = А, которая есть не что иное, как запись зеркальной симметрии, и на ее основе в математике проводятся различные алгоритмические операции и преобразования. Однако во многих преобразованиях используются относительные симметрии, основанные на теории равенства — части математической логики, в которой моделируются различные виды отношения сходства между двумя объектами. Записывается отношение сходства как А = В, и читается как «А равно В» или «А есть то же, что и В», но при непременном сохранении рефлексивности — основного свойства отношения эквивалентности.
В современной классической математике учение о симметрии сводится к теории преобразований пространственных и пространственно-представимых объектов, которые позволяют в виде тех или иных частных симметрий выразить различные гипотезы о структуре реального пространства. Частные симметрии используются и в теоретической физике как формальный язык для описания пространственного или пространственно-временного существования материальных структур, рассматриваемых в различных системах отсчета. Тем самым это учение — среди многих конкурирующих — оказалось наиболее востребованным в теориях о пространстве и времени, в котором, по представлению их создателей, происходят физические явления по заданным схемам, но нигде в этих схемах не указывается на фактор зеркальной симметрии, без которого не легитимируется ни один частный закона сохранения. Наконец, получило развитие и учение о динамической симметрии, давая теоретической науке общий прием для описания процессов с бесконечным числом степеней свободы, в которых становится возможным представить в виде уравнений изменяющиеся величины, выделив в них определенные структурные инварианты, называемые в теоретической физике мировыми константами. Таковыми, например, выступает скорость света, заряд электрона и др.
ПРОСТРАНСТВО И ЭФИР НЬЮТОНА
Онтологические идеи, лежащие в основаниях физики Ньютона, высказаны им по преимуществу в его нескольких изданиях «Оптики»». Изобретатели первых крупных телескопов столкнулись с явлением сферической аберрации, суть которого состояла в том, что лучи света, прошедшие возле края линзы, пересекаются ближе к объективу, чем лучи, проходящие через центральную часть линзы. Изучая преломление лучей в рефракторах, Ньютон обнаружил еще одно оптическое явление — хроматическую аберрацию, состоящую в том, что лучи разных цветов собираются в разных фокусах сзади объектива рефрактора. Для того чтобы исключить этот вид оптической погрешности, Ньютон предложил заменить рефракторы отражательными телескопами — рефлекторами.
Сразу же после сооружения отражательного телескопа Ньютон изложил одно из самых своих значительных открытий, представив Королевскому научному обществу, куда он был принят сразу же после создания рефлектора, доклад «Новая теория света и цветов». В руках Ньютона эксперимент стал настолько точным орудием познания, что всю предшествующую экспериментальную оптику можно было бы считать лишь философией оптики, т. е. набором самых общих рассуждений о природе света. Исследуя разложение солнечного луча стеклянной призмой, Ньютон впервые совершенно точно устанавливает, что солнечный свет состоит из смеси цветных лучей, которые, преломляясь в призме, отклоняются в различной степени. Наименьшим показателем преломления отличается красный цвет, а по направлению к фиолетовому краю спектра этот показатель возрастает.
Заканчивает Ньютон изложение своей теории указанием на корпускулярную природу света. Однако Ньютон и в данной теории отказывается строить гипотезы: «Не так легко… определить, что такое свет, почему он преломляется и каким способом или действием он вызывает в нашей душе представление цветов: я не хочу здесь смешивать домыслов с достоверностью». Заключительная фраза представляет вариант его научного кредо: «Hypotheses non fingo». Тем не менее, гипотезу Ньютон все же вводит: он исходит из существования мельчайших корпускул, которые дают на сетчатке глаза ощущение света и цвета. Нужно заметить, что Ньютон высказывал и другие гипотезы о свете, среди которых были представления о свете, как о колебаниях эфира. Эволюция взглядов Ньютона на теорию света и эфир прослежена в работе С. И. Вавилова «Эфир, свет и вещество в физике Ньютона» [Исаак Ньютон. Сб. статей к 300-летию со дня рождения» М.–Л., 1943. С. 33–52], и на эту работу автор здесь опирается.
В разное время Ньютон выдвигал следующие гипотезы относительно пространства и эфира. Первая: все небесные тела, которые можно отождествить с вещественным бытием, погружены в абсолютное пространство, которое является мировым пространством отсчета и выступает своего рода антитезой физическому бытию — физическим небытием. Вторая: абсолютное пространство как трехмерная емкость заполнено особой материальной средой, о сущности которой лучше не гадать из-за невозможности ее наблюдения ни посредством органов чувств, ни посредством химических опытов. Третья: мировое пространство — это абсолютная пустота, пронизанная мельчайшими частицами вещества и частицами эфира. Внутри третьей гипотезы можно выделить две альтернативные концепции: согласно одной из них с эфиром связаны тяготение и свет; согласно второй — эфир к тяготению и свету отношения не имеет, но движению световых корпускул и тел он не препятствует.
Трудно найти какой-то порядок или хотя бы хронологическую последовательность в том, как Ньютон занимал и менял указанные позиции в течение своей научной деятельности. Чаще всего он принимал ту или иную идею, затем отбрасывал ее, потом возвращался к ней и опять сам же находил для нее новые возражения. Как только Ньютон представил Королевскому обществу «Новую теорию света и цветов», на нее с критикой обрушился Гук и со свойственной ему запальчивостью противопоставил корпускулярной гипотезе волновую. С конца 70-х годов XVII в. разработкой волновой теории света, тоже споря с Ньютоном, занимался Гюйгенс (главный его труд по этой проблеме вышел в 1690 г.). И Гук, и Гюйгенс утверждали: свет — это волны, распространяющиеся в эфире — среде, непрерывно заполняющей мировое пространство. Проходит некоторое время, и Ньютон, оставаясь во мнении о «телесности» света частично соглашается и со своими оппонентами в том, что «колебания эфира одинаково полезны и нужны» как волновой, так и корпускулярной гипотезе. Для Ньютона гипотезы — это все то, что не выводится из эксперимента. Если же кто-то создает гипотезу только потому, что она правдоподобна (как-то объясняет с более общих позиций данное явление), то как тогда можно в науке установить что-либо с точностью?
Завершим взгляды Ньютона на эфир концовкой второго издания «Начал» (1713). «Теперь следовало бы кое-что добавить о некотором тончайшем эфире, проникающем во все сплошные тела и в них содержащемся, коего силою и действиями частицы тел при весьма малых расстояниях взаимно притягиваются, а при соприкосновении сцепляются, наэлектризованные тела действуют на большие расстояния, как отталкивая, так и притягивая близкие малые тела, свет испускается, отражается, преломляется, уклоняется и нагревает тела, возбуждается всякое чувствование, заставляющее члены животных двигаться по желанию, передаваясь именно колебаниями этого эфира от внешних органов чувств мозгу и от мозга мускулам. Но это не может быть изложено вкратце, к тому же нет и достаточного запаса опытов, коими действия этого эфира были бы точно определены и показаны» [Цит. по переводу «Начал» А. Н. Крылова].
Здесь Ньютон излагает всеобъемлющую гипотезу и даже не оговаривается, что это всего лишь правдоподобное предположение. Легко, однако, увидеть: все явления, для объяснения которых Ньютон привлекает эфир, в наше время теоретики объясняют электромагнитным взаимодействием, которое является возбужденным состоянием физического вакуума, как принято именовать эту небытийную сущность материи в наши дни. Оно соединяет между собою атомы и молекулы, переносит свет, передает сигналы от рецепторов органов чувств к мозгу и от него к мускулам исполняющих органов. Единая основа природного мира у Ньютона в итоговом умозаключении названа эфиром. Но ведь не в имени же дело!
ЭФИР ГЮЙГЕНСА, ФАРАДЕЯ, МАКСВЕЛЛА И МЕНДЕЛЕЕВА
Ньютонова глава в книге истории эфира интересна и поучительна тем, что авторитет Ньютона прибавил авторитета и эфиру как небытийной, но, тем не менее, неотъемлемой составляющей материи. На авансцену теоретического знания, как в свое время атомы и пустота, выступали частицы и эфир. Важно также отметить, что и современники Ньютона, и последующие поколения нововременных ученых больше обращали внимание на высказывания признанного физика, утверждавших о существовании эфира, и старались игнорировать его высказывания, отрицавших эфир. Собственно говоря, Ньютон никогда прямо не отрицал эфир; он лишь говорил об эмпирических трудностях, связанных с его обнаружением.
Гюйгенсу эфир был необходим как среда, в которой распространяются световые волны. Если у Ньютона корпускулы света могли «лететь» по инерции сквозь пустоту (хотя еще Аристотель был убежден, что пустота не может служить агентом для движения чего бы то ни было), то, по Гюйгенсу, если свет — волны, значит, что-то должно волноваться при их передаче. Достаточно полно разработанная теория света Гюйгенса вдохнула в эфир новую жизнь: во множестве позднейших научных трудов эфир становится физическим термином и применяется с непременным эпитетом «светоносный», и каждое новое достижение в волновой теории света заставляло наделять эфир все новыми свойствами. Несомненно, на универсальную гипотезу о светоносной материальной среде, заполняющей пустоту, ученые XVII–XIX вв. имели полное право. Однако у них не было достаточных оснований наделять эту среду свойствами, которые бы объясняли все, что требовалось объяснить ad hoc в каждом конкретном случае.
В первую очередь эфир служил для многих физиков-механиков средством против гипотезы мгновенного дальнодействия, на которой строилось все здание всемирного тяготения. Еще Галилей был убежден, что механическое действие передается от одного тела к другому при непосредственном контакте или через какого-то агента, но в любом случае в течение времени, но не мгновенно. На этом же принципе «работают» 2-й закон и 3-й законы Ньютона, так как сила — это скорость изменения импульса, а между тем сила тяготения, возникающая вроде бы в соответствии с этими законами, действует через безграничное пустое космическое пространство мгновенно. Значит, оно не пусто, его сплошь заполняют некие частицы, передающие, точно по эстафете, действие от одного небесного тела к другому. Однако слабость этой гипотезы, как полагали многие, состояла в том, что сами тела должны тормозиться при движении через эту среду, и, например, наша планета давно должна была, прекратив свое движение, уже давно рухнуть на Солнце. В подтверждение этой модели приводились и соответствующие расчеты.
В XIX в. идея эфира стала прочной теоретической основой для теорий электромагнетизма и электродинамики. У Фарадея силовые линии возникают в некоей материальной субстанции, но которую невозможно ни измерить, ни взвесить. Само электричество в это время многие также рассматривали как особую жидкость, часто отождествляемую с эфиром. И хотя крупнейшие физики уже не мирились со множеством других невесомых жидкостей — теплородом, флогистоном и др.— вопрос о том, что эфиров существует несколько видов, поднимался ими не раз. К последним десятилетиям XIX в. эфир был, можно сказать, общепризнан. О том, есть ли он, уже почти не спорили. Возникали лишь вопросы: что он собою представляет и как его обнаружить с помощью физических приборов?
Создателю электродинамики — величайшей физической теории всех времен — Дж. Кл. Максвеллу тоже понадобилась механическая модель для последующего математического описания электромагнитных взаимодействий. Согласно представлениям Максвелла, магнитное поле возникает потому, что его создают крошечные эфирные вихри, нечто вроде вращающихся цилиндрических шестеренок. Чтобы шестеренки не соприкасались между собой и не создавали трения, которое неизбежно должно было бы затормозить их вращение, между ними размещаются — в качестве смазки — мельчайшие шарики, тоже вращающиеся. И вихри-шестеренки, и вихри-шарики были эфирными, но последние были также и частичками электричества. «Можно было подумать, что читаешь описание завода с целой системой зубчатых колес, рычагами, передающими движение и сгибающимися от усилия центробежными регуляторами и передаточными ремнями», — писал о своем впечатлении от работы Максвелла математик Пуанкаре. Максвелл же о своей модели имел более здравое представление: «Модель явления так относится к истинному явлению, как относится модель солнечной системы, работающая по принципу часового механизма, к самой солнечной системе». Именно описанная выше математическим языком модель позволила Максвеллу обнаружить, что свет — разновидность электромагнитных волн и что любые электромагнитные колебания поперечны относительно направления своего распространения. Измерения скорости распространения света в согласии с «механической» теорией Максвелла показали и чрезвычайно точное совпадение ее с электродинамической постоянной — отношением CGSM и CGSE единиц электрического заряда. Таким образом, электрический заряд — также отношение двух зеркально симметричных величин, и Максвелл был первым, кто соединил в одно понятие «электромагнитный» и «светоносный» эфиры, которые до этого существовали независимо. Вывод Максвелла был таков: « Свет состоит из тех же поперечных колебаний той же самой среды, которая является причиной электрических и магнитных явлений».
Создатель периодической системы элементов Д. И. Менделеев так писал об эфире в энциклопедии Брокгауза и Ефрона в статье «Вещество»: «Необходимо допустить, что известное положение солнечной системы в среде других систем Вселенной, как и положение отдельных планет в солнечной системе, определяется не только инерциею, но и промежуточною средою, проводящею свет и обладающею особым состоянием упругости, напоминающим твердые тела. Точно так же для сложения атомов и образуемых ими частиц в реальное вещество необходимо допустить участие не только инерции, но и той светопроницаемой мировой среды, которая потому только невесома, что все проникает; так воздух невесом в воздухе и оказывается реально весомым только тогда, когда находится возможность его удалить, мировую же среду удалить нельзя, то есть пустоту абсолютную, лишенную мировой среды, получить невозможно». Сказано емко и убедительно.
«…ГИПОТЕЗА НЕПОДВИЖНОГО ЭФИРА НЕВЕРНА…»
Голландский физик Г. А. Лоренц — убежденный последователь гипотезы неподвижного эфира, проанализировав направления связанных с нею теоретических построений, констатировал: «Эти теории имели некоторый успех, но нужно признать, что они не дают особого удовлетворения, так как становятся все более искусственными по мере возрастания количества случаев, требующих детального объяснения».
Замечание справедливое, однако, оно не могло поколебать сложившегося отношения к строению материи на всех ее структурных уровнях, где эфир играл ту или иную роль. Авторитет Аристотеля, Галилея, Декарта и Гюйгенса был подкреплен мнениями не менее авторитетных ученых XIX в. — Фарадея, Максвелла, Герца, Томсона, Менделеева… По словам английского физика Дж. Тиндаля (1820–1893), в существовании эфира большинство физиков к концу XIX в. было уверено столь же твердо, как в существовании Солнца. Однако опыт по определению самого факта существования эфира долго не мог быть разработан и поставлен хотя бы потому, что эфир в разных моделях строения материи играл различную и часто противоречащую одна другой роль.
По мнению одних ученых, эфир оправдывал Аристотелеву идею — «всегда бегущий», по мнению других, — был неподвижен. Герц — первооткрыватель электромагнитных волн, настаивал на том, что тела полностью увлекают эфир. Лоренц, напротив, считал, эфир абсолютно неподвижным и везде одним и тем же. Были и промежуточные версии, согласно которым вещество увлекает эфир лишь частично и, следовательно, частично накладывает на него свои, структурные свойства. И все же вопреки мнению многих ученых, считавших эфир, так или иначе, связанным со структурой вещества, и обладающим, поэтому, различными свойствами, к концу XIX в. господствующей стала гипотеза неподвижного и автономного от вещества эфира. Словом, восторжествовало представление об эфире как об абсолютно неподвижной системе отсчета, относительно которой движутся тела.
Схема эксперимента для обнаружения неподвижного эфира впервые была предложена Максвеллом. «Если бы можно было измерить, — писал Максвелл, — скорость света по времени, которое ему требуется, чтобы пройти расстояние между двумя точками на поверхности Земли, а потом полученные данные сравнить со скоростью света в обратном направлении, то мы смогли бы определить скорость движения эфира относительно этих двух точек». Если лаборатория вместе со всеми заключенными в ней измерительными приборами — линзами, отражателями, хронометрами и пр.— проходит сквозь эфир, нисколько не увлекая его (подобно тому, как ажурная клетка проходит сквозь воздух), то эксперимент по указанной схеме осуществим, если, конечно, наблюдатель будет располагать точными приборами для измерения времени. В таком случае пространство, заключенное внутри лаборатории, обдувается эфирным ветром, подобно тому, как движущаяся открытая платформа обдувается воздушным потоком.
Представим себе лабораторию длиной 2l, движущуюся равномерно и прямолинейно (вдоль траектории светового луча) со скоростью v. В середине лаборатории в определенный момент времени включается источник света, лучи которого освещают противоположные стены лаборатории — переднюю по ходу движения и соответственно заднюю. Свет, поскольку он распространяется в эфире, достигнет передней стенки позже, чем задней, так как передняя стенка убегает от его фронта, а задняя, напротив, набегает на него. Если скорость света в эфире c, то его скорость относительно передней стенки лаборатории будет (c-v), а относительно задней (c+v). Следовательно, сигналы от источника света к стенам лаборатории придут не одновременно, и величина запаздывания одного сигнала по сравнению с другим составит.
Откуда вычисляется скалярное значение скорости v
Итак, зная длину лаборатории, скорость света и разность времени прихода сигналов к приемникам света, размещенным на стенках лаборатории, можно вычислить скорость движения лаборатории относительно эфира. Ясно, что непосредственное осуществление такого опыта весьма проблематично из-за чрезвычайной малости разности времени прихода сигналов в заданные точки. Однако даже такие незначительные разности во времени распространения фронтов световых лучей приводят к изменениям оптической разности хода, что позволяет наблюдать указанный эффект неодновременности с помощью интерференционного прибора, если приход лучей как-то свести в одну точку пространства данной лаборатории.
К концу XIX в. развитие экспериментальной техники достигло такого уровня, что идею Максвелла удалось осуществить. В 1881 г. эксперимент (в слегка измененном виде, чтобы свести приход сигналов в одну точку) по определению скорости эфира был поставлен американским физиком Альбертом Майкельсоном. Вскоре в одном из научных американских журналов появляется доклад Майкельсона с подробным описанием опыта, результат которого содержался в заключении: «Таким образом, доказано, что гипотеза неподвижного эфира неверна». Надо отдать должное научной смелости физика и вере его в свои руки и голову. Ведь заявляя об отсутствии неподвижного эфира, сквозь который движется Земля, он бросал вызов ни больше, ни меньше, как всей мировой теоретической физике. Ведь для объяснения отрицательного результата опыта Майкельсона следовало принять совершенно очевидную гипотезу: эфир, заполняющий пространство между атомами движущихся вместе с лабораторией приборов, увлекается ими, подобно тому, как воздух в закрытом салоне любого транспортного средства увлекается вместе с этим ТС.
Задолго до Майкельсона опыты со светом (в частности, измерение его скорости в воздухе), используя уже для этого и полупрозрачное зеркало, и интерферометр, проводил французский физик Физо. Уже тогда было известно, что в любой плотной среде скорость света меньше, чем в воздухе, и она равна , где n – показатель преломления среды относительно воздуха. Вспомним опыт, проведенный Физо в 1851 г., в котором он установил факт увлечения эфира движущейся водой, и этот результат следует рассматривать, во-первых, как подтверждение выдвинутой Френелем гипотезы увлечения эфира любой средой и, во-вторых, доказательством истинности сделанного Майкельсоном вывода.
Гипотеза Френеля заключается в следующем: движущаяся среда (воздух, вода, стеклянная пластина и пр.) увлекает заключенный в ней эфир не полностью, а частично, так что последний отстает от движения среды, а движение среды рассматривается относительно в целом неподвижного эфира. Соображения приводили Френеля к выводу, что если, например, скорость движущейся воды равна v, то скорость эфира должна быть , причем коэффициент увлечения должен быть равным
Тогда классическая теорема сложения для скорости света по отношению к неподвижной воде должна дать значение
Эксперимент Физо этот результат подтверждает с хорошей точностью, но следует отдать себе отчет в том, что в гипотезе Френеля рассматривается лишь качественная сторона факта увлекаемого веществом эфира, связываемая с коэффициентом преломления данной среды, но при этом остается неизвестной степень этого увлечения. Она может быть как частичной, так и полной. Что касается тонкости эксперимента, то интерференционная картинка у Физо реагирует на разность скоростей движущейся и неподвижной воды в трубах всего в несколько метров в минуту, и именно этот факт следует признать решающим для данного эксперимента. Следовательно, опыт Физо не дает ответа на то, какова степень увлечения эфира движущейся водой, движущимся воздухом или, лучше сказать, гравитационным полем движущейся Земли. Ведь сравнить эффект увлечения не с чем, для этого следовало бы выйти за пределы земной лаборатории. Поэтому разумнее принять гипотезу, основывающуюся на принципе зеркальной симметрии, согласно которой любое вещественное тело как бытийная составляющая материи и связанный с ним эфир как небытийная составляющая данного материального тела составляют единое и неразделимое целое. Другими словами, это единая система отсчета, которую следует рассматривать в точности так же, как корабль Галилея, в трюме которого флорентийский мыслитель провел свои знаменитые мысленные эксперименты, ставшие впоследствии основой для продвижения идей классического принципа относительности.
СЖАТИЕ СТЕРЖНЕЙ И ЗАМЕДЛЕНИЕ ХОДА ЧАСОВ
Большинство теоретиков некоторое время не замечали эксперимента Майкельсона. Об этом свидетельствует хотя бы тот факт, что в ученом сообществе не возникало дискуссий по поводу результата его опыта. Лишь спустя три года (в 1884 г.) Лоренц подверг критике некоторые детали эксперимента Майкельсона, из-за чего, мол, эксперимент не смог состояться и потому не показал необходимого результата.
В 1887 г. Майкельсон вместе со своим помощником Э. У. Морли повторяет опыт в более совершенном виде, учтя также и некоторые существенные замечания Лоренца. Интерферометр теперь устанавливается на массивной плите, плававшей в ртутной ванне, чтобы сделать максимально плавным требуемый поворот установки и исключить какие бы то ни было вибрации. И в этом опыте установка на «эфирный ветер» не реагировала, но на этот раз экспериментаторы воздержались от комментариев, предоставив эту роль самим теоретикам, хотя с самого начала у них не было намерений опровергать неподвижный эфир. Напротив, они продолжали ставить опыты за опытом, постоянно усовершенствуя их, чтобы подтвердить общепринятую версию, а не для того, чтобы ее дискредитировать. Однако эксперимент, как известно, мудрее и безжалостнее экспериментатора: состоялось «убийство прекрасной теории безобразным фактом».
По меньшей мере, три известных физика, истинные поборники неподвижного эфира, взяли на контроль результаты новых опытов Майкельсона-Морли. Это были Дж. Ф. Фитцджеральд в Ирландии, Г. Лоренц в Голландии и Дж. Лармор в Англии, и спустя некоторое время выдвинули еще одну гипотезу, направленную на спасение неподвижного эфира. Указанные теоретики предположили, что предметы, перемещающиеся супротив эфирного ветра, сокращают свои размеры в зависимости от их скорости в связке со скоростью света в пустоте. Другими словами, эфир таким способом оказывает сопротивление движущимся относительно него телам и тем большее, чем больше абсолютная скорость последних. Правда, Лоренца очень смущало то обстоятельство, что эта идея была придумана специально для объяснения конкретного эксперимента. Он писал: «Подобному введению особых гипотез для каждого нового опыта присуща… некоторая искусственность». Значит, Лоренц сознавал, что существует логический разрыв между новой гипотезой и построениями всей предшествующей теоретической физики. Этот прием не только безжалостно должен быть отвергнут («бритва Оккама»), но и вступает в противоречие с общепризнанными критериями научного метода. Тем не менее, гипотезу сомнительного свойства Лоренц и его коллеги все же выдвигают, так как спасение неподвижного эфира для них было той преобладающей целью, ради достижения которой, как они, по-видимому, сочли, можно было пойти и на логический подлог. Под именем «сокращения Лоренца- Фитцджеральда» эта гипотеза по сей день входит в учебники физики, хотя используется в теоретических расчетах под флагом другой идейной концепции относительно эфира.
Гипотеза эта при всей своей «механической» наглядности выпадает из критерия научности. Ведь вдобавок ко всему разнообразному списку свойств эфира — от «всегда бегущего» до абсолютно неподвижного, а затем от чрезвычайно упругого до необычайно разреженного — эта гипотеза наделяла эфир еще одним свойством. А именно: эфир должен был влиять на приборы — закрепленные в материальных телах единицы пространства и времени — так, чтобы они всегда показывали одно и то же численное значение скорости света вне зависимости от того, как движется прибор относительно самого светоносного эфира. Например, интерферометр Майкельсона. Таким образом, эфир наделяется еще и «умными» свойствами: он теперь берет на себя ответственность по поддержанию ПДД для света во всех возможных лабораториях. Теперь не только не существовало способа, каким можно было бы установить существование эфира, но и не существовало метода, каким можно было бы обнаружить скорость движения «чего угодно» относительно другого «чего угодно». Получалось фактически, что такого способа попросту нельзя найти, что, разумеется, не могло внести успокоения в мир теоретической физики. В этом смысле формулы Лоренца, описывающие сокращение масштабов длин и замедление часов в движущихся относительно неподвижного эфира лабораториях, были своего рода тем паллиативом, который можно было трактовать так: эфир есть, но свою физическую сущность он скрывает тем, что сохраняет неизменной скорость света в движущихся лабораториях. Слишком привычной уже стала теория неподвижного эфира на протяжении последних двух столетий, чтобы вот так сразу дать экспериментальному факту погубить ее. Именно такого рода позитивистскую идею выразил спустя некоторое время Пуанкаре в отношении понятия одновременности, которое играет известную роль и в данной гипотезе: «Одновременность двух событий или порядок их следования, равенство двух длительностей должны определяться так, чтобы формулировка естественных законов была по возможности наиболее простой. Другими словами, все эти правила, все эти определения — только плод неосознанного стремления к удобству» [Пуанкаре А. Измерение времени. // О науке. М., 1983. С. 180].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Зеркальная симметрия в своем самом широком (онтологическом) смысле, которая включает в себя как частные виды зеркальные симметрии конкретных противоположностей — положительного и отрицательного, инерции и гравитации и пр.— фундаментальная организация Природы. Не следует, однако, ожидать, что основная симметрия должна проявляться в идеальной форме в каждой природной системе. Для этого должны быть достаточные основания, которые в нашем, феноменологическом мире отсутствуют из-за взаимодействия, что в логике обобщается как закон противоречия. Для идеального состояния равновесия, или с позиции логики реализации закона тождества, который только и описывается математически как зеркально симметричная структура, должна быть причина, которую можно охарактеризовать как зеркальную симметрию условий, но она-то как раз и отсутствует в нашем бытийном мире.
Земля, например, была бы строго сферической и двигалась бы по идеальной (круговой) траектории, если бы не вращалась, если бы равномерно была покрыта водой, если бы на ней не было гор, если бы на нее не действовали другие планеты и ее спутник Луна, если бы… и т. д. Список причин, нарушающих основную симметрию Земли, велик. В совокупности своей они создают интегральный эффект неинерциальности, который в динамически устойчивых системах проявляется той или иной степенью асимметрии. Вращение вспучивает экваториальную область планеты (или сплющивает ее у полюсов), но зеркальная поворотная симметрия относительно ее оси в дифференциальном смысле сохраняется, и именно поэтому минимальная единица времени (до изобретения атомных часов) определялась через нее.
Итог же следующий. Все встречающиеся в Природе нарушения зеркальной симметрии имеют внешнюю причину, тогда как внутренняя структура любой системы стремится к равновесному (зеркально-симметричному) состоянию, и именно этим объясняется отрицательный эффект эксперимента Майкельсона, так как эфир, объемлющий планету, составляет с нею единое целое. Наиболее убедительное тому интегральное доказательство — гравитационное поле Земли, которое полностью (но отнюдь не частично) «увлекается» абсолютно движущейся Землей, и дифференциальное — постоянное электрическое поле «неподвижных» зарядов, в то время, как мало-мальски движущийся относительно поверхности Земли заряд излучает электромагнитные волны.
Если быть исторически справедливым, то о зеркальной симметрии феноменологического бытия (нашей Земли) и небытия (объемлющего ее эфира) совершенно определенно высказался еще 2, 5 тыс. лет назад первофилософ Парменид в своей поэме «О Природе»:
«Оставаясь тем же самым в том же самом месте
Оно (Бытие) покоится само по себе
И в таком состоянии оно остается постоянно,
Ибо неодолимая Ананкэ
Держит его в оковах предела, который его
Запирая объемлет,
Потому что сущему нельзя быть незаконченным…» (В 8. 29-33)
[Лебедев А. В. Фрагменты ранних греческих философов. М., 1989. Ч. 1. С. 291].
- Код ссылки на тему, для размещения на персональном сайте | Показать
