Естественная механика природы

ФИЛОСОФИЯ (от греч. Phileo – люблю и sophia – мудрость), рефлексия о последних (предельно общих) принципах (основаниях) бытия и познания, о смысле человеческого существования».

Если вдуматься в эти определения, то получается, что физика накапливает знания о природе, тогда как философия, опираясь на них, формирует наше сознание, рефлексию, то есть понимание природы, в том числе и своего места в ней, а именно это и определяет наше мировоззрение.

Так уж сложилось, что в естественной философии, как и принято в философии, доказательством являются логика и смысл наблюдаемых нами явлений природы, тогда как в теоретической физике, которая, лишь в конце девятнадцатого века сформировалась, как отдельная научная дисциплина – формулы, выражающие количественные результаты наших наблюдений математически. Образно говоря, в естественной философии применяется аналоговая система, а в теоретической физике – цифровая. Но цифровая система не может полностью заменить аналоговую. В фундаменте технического устройства любой цифровой системы лежит аналоговый принцип, пусть самый простейший. Без этого цифровая система теряет связь с материальным миром, и реализовать её невозможно. Можно также сказать, что физика – это наука, изучающая количественную взаимосвязь реально существующих природных явлений, а естественная философия – саму их качественную природную сущность. То есть, термины физика и естественная философия сегодня, строго говоря, уже не синонимы.

В основе накопления знаний о природе, безусловно, лежат наблюдения и эксперименты. Затем следует этап обработки экспериментальных данных, в том числе и математической. А можно ли провести лишь математическую обработку результатов наблюдений и считать, что процесс познания завершён, что мы, сделав это, получаем не только знания о природе, но и понимание её? Математика – это ведь просто особый язык человеческого общения, а также наука, изучающая и формирующая этот язык. В основе здесь лежит количественный принцип, тогда как все другие языки основаны в целом на качественных понятиях. Но ведь согласно известному закону диалектики количество всегда переходит в качество. Без этого количество теряет для нас смысл. Математически, конечно, можно ответить на вопрос, какие функциональные зависимости количественно связывают параметры различных физических явлений, но сказать, почему это так и что объединяет между собой эти явления – невозможно. И вообще, можно ли считать, что язык сам по себе является необходимым и достаточным объяснением чего-либо? Согласитесь, что формировать естествознание, опираясь исключительно лишь на математику – это почти то же самое, что формировать антропологию и социологию с помощью только филологии и лингвистики. Во втором случае абсурдность подхода очевидна. Ну, а в первом?

Итак, несмотря на огромную, можно сказать даже определяющую, роль языков (в том числе языка математики) в появлении и развитии человечества, науки, изучающие языки и формирующие их единые правила, являются, всё же, вспомогательными. Более того, физика, химия, биология, физиология и другие точные естественные науки, для которых математика по логике является союзницей или, вернее даже, служанкой, в свою очередь, являются вспомогательными по отношению к естественной философии, которую, на мой взгляд, следует считать наукой одновременно и гуманитарной, и точной, вершиной естествознания и миропонимания. Таким образом, все основанные на количественных оценках реальности естественные науки (не только физика, которую, как говорилось, полностью отождествлять с естественной философией сегодня уже некорректно) действительно есть «математические начала натуральной философии». Ньютон назвал свою книгу исключительно удачно.

Отсюда следует, что без последнего этапа смысловой (философской) обработки полученных экспериментальных данных о природе, мы способны лишь накапливать знания о количественных закономерностях в ней, а обеспечить понимание природы, лежащее в основе нашего мировоззрения, нет.

Давайте ещё поразмышляем над тем, что определяет наше мировоззрение, и почему. Сознание каждого человека с детства формируется механистическими представлениями об окружающем мире. Большинство людей не может представить мироздание реально существующим и понять его (то есть сформировать материалистическое мировоззрение) без помощи привычных механических аналогов (иначе в сознании материализм уже уступает место идеализму). Даже если находятся люди, которые считают, что понимают материальный мир не механистически, а, например, идеалистически или чисто математически (по сути, тоже идеалистически), то, как показывает наша история, следующие за ними поколения людей либо создают механистическое объяснение таким взглядам, либо их отвергают, либо в обществе вновь начинают преобладать мистические представления о природе, которым естественные науки только мешают. То есть, отсутствие механистического, наглядного объяснения природы, безусловно, приводит к кризису материалистического мировоззрения, без которого естественные науки не могут не только развиваться, но и вообще существовать. Да, сегодняшняя теоретическая физика, согласившись с Эйнштейном [4], пока ещё официально придерживается мнения, что с помощью одной математики можно описать мироздание, а механистические подходы в науке устарели. Но сколько такая точка зрения господствует в науке? Всего-то около ста лет. Поэтому можно считать это лишь экспериментом, который, вполне возможно, действительно стоило провести, чтобы получить подтверждающий вышесказанное окончательный отрицательный результат. С чистым-то идеализмом уже экспериментировали и убедились. И ещё одно. То, что теоретическая физика не может сегодня, опираясь на признанное официально и, в основном, ею же сформированное мировоззрение, механистически объяснить наблюдаемые природные явления, в первую очередь, есть лишь подтверждение несовершенства и кризиса самого этого мировоззрения, а, следовательно, и самой теоретической физики. Абсурдность чисто математического подхода к фундаментальной теоретической физике сегодня широко обсуждается и уже давно признаётся многими. В качестве примера приведу высказывание академика С. П. Новикова (не я первый его цитирую): «Думаю, сейчас определённо можно говорить о кризисе мировой теоретической физики. Дело в том, что очень многие чрезвычайно талантливые и хорошо подготовленные для решения вопросов физики элементарных частиц или квантовой теории поля люди, по существу, стали чистыми математиками. Круг задач, которыми они занимаются уже не мотивируется физическими реальностями… Процесс математизации физиков-теоретиков ничем хорошим для науки не кончится.» [Вестник Российской академии наук, 1995, т.65, №2]. Мнение Сергея Петровича особо ценно ещё и тем, что сам он профессиональный математик.

Так что давайте договоримся считать, что мы можем понять любое природное явление, только объяснив его с помощью механических аналогов. Но это не значит, что первая же попавшаяся механистическая модель, объясняющая полученные экспериментальные данные о каком-либо физическом процессе, обязательно соответствует его природной сущности. Чем меньше экспериментальных данных, тем большим количеством разных механистических моделей может быть объяснен один и тот же физический процесс. При этом механистические воззрения ничуть не противоречат и математическому подходу к естествознанию, так как любую механистическую модель можно описать математически, причём тоже несколькими способами. Поэтому считать, что математика способна автоматически объяснить сущность природного явления абсурдно, даже если это математическое описание его механистической модели. Лишь накопление дополнительных экспериментальных данных позволяет постепенно уменьшать количество возможных вариантов механистических моделей, пока не остается практически один единственный.

Примечание. Уже в школе мы убеждаемся, что многие задачи количественного анализа можно решить различными математическими способами. Причём, все эти альтернативные способы являются верными. А вот среди механистических смысловых моделей физических явлений верным может быть только один вариант. Возможность альтернативных вариантов означает здесь лишь недостаточность экспериментальных данных и незавершённость теории.

Но в истории науки, если не рассматривать последние сто, сто пятьдесят лет, прослеживается одна очень чёткая закономерность. В подавляющем большинстве случаев, единственным вариантом остаётся самый простой и рациональный из всех ранее рассматривавшихся. Этот факт, безусловно, может, и даже должен быть использован в естественной философии. А ведь он уже использовался, и не раз, только, к сожалению, не всеми и не всегда. Вот как, например, сформулировал указанную закономерность Аристотель [17]: «…если результат получается один и тот же, всегда следует предпочитать ограниченное количество, так как природным [вещам] должно быть присуще ограниченное и лучшее, если это возможно». Браво, философ Аристотель! Полностью согласен здесь с Аристотелем и Галилей: «Природа не употребляет многих средств там, где она может обойтись немногими» [20]. Идём дальше. Формулируя в своих «Началах» [18] «правила умозаключений в физике», Ньютон пишет: «Правило I. Не должно принимать в природе иных причин сверх тех, которые истинны и достаточны для объяснения явлений (курсив издания, – С.С.) … природа ничего не делает напрасно, а было бы напрасным совершать многим то, что может быть сделано меньшим. Природа проста и не роскошествует излишними причинами вещей».

Если бы мы всегда последовательно придерживались таких взглядов, то гелиоцентрическая теория Аристарха Самосского (ок. 310 – 230 до н.э.), простотой и рациональностью превосходившая все альтернативные ей варианты объяснения причин наблюдаемого движения небесных тел, вряд ли ждала бы своего признания почти две тысячи лет. Ведь тогда большинство людей, понимая это её превосходство, старались бы собрать факты в подтверждение именно такой оптимальной гипотезы, а не обвинять её сторонников в ереси. Но разве можно упрекать Аристотеля, умершего незадолго до рождения Аристарха, за то, что именно его мнение о геоцентрическом строении Вселенной противники теории Аристарха так долго и успешно использовали? Ведь, наверняка, обширное научное наследие и блестящие законы логики Аристотеля применял в своих рассуждениях и Аристарх. Учитывая ещё прижизненную славу Аристотеля и то, что они с Аристархом были соотечественники, по-другому просто быть не могло. С другой стороны, то, что Аристотель не рассмотрел гелиоцентрический вариант строения Вселенной и даже не упомянул о нём (насколько это известно), есть лишь надёжное свидетельство, что Аристарх Самосский действительно был автором идеи гелиоцентризма или, по крайней мере, одним из самых первых её сторонников. Браво, философ Аристарх!

Примечание. Я полностью отдаю себе отчёт в том, что отказ от механистических воззрений многими физиками воспринимается сегодня, как выдающееся достижение научной мысли начала двадцатого века. Но сравним это с судьбой гипотезы Аристарха. Во времена античности для доказательства этой гипотезы не хватало объёма и технического обеспечения наблюдений, а также математического аппарата для обработки их результатов. Кроме того, такая гипотеза в момент её появления противоречила стереотипам мышления большинства современников. От неё отказались в пользу более традиционных и доступных для практического применения, хотя и более сложных, теоретических взглядов. Однако, в конце концов, науке пришлось вернуться именно к этой гипотезе, вернее даже, выдвинуть её заново. Аналогия с отказом от механистических воззрений здесь вполне очевидна и достаточна, чтобы не считать этот отказ абсолютно правильным, то есть вечным и не допускающим альтернатив решением.

Философский подход к познанию, всё же, отличен от физического. В физике основой являются наблюдения и эксперименты, всё начинается именно с них, они же, в конечном счёте, всё и доказывают на этапах проверки теорий. Поэтому обобщения физике, за исключением математических, вообще говоря, несвойственны (они желательны, но не обязательны). Философия же чаше решает обратную задачу, где обобщение является главной целью. Всё начинается с разума, который формирует мысленную модель предмета философских исследований. Затем эта модель с помощью логики и здравого смысла идентифицируется со знаниями, накопленными по данному предмету. Здесь натуральная философия опирается на физику – источник знаний, выраженных, в первую очередь, математически. Таким образом, для философии постоянная связь с физикой неизбежна, поэтому и обратная связь физики с философией представляется логичным и необходимым способом познания природы. Там, где содружество этих двух наук распадается, вероятность ошибок и заблуждений резко возрастает. Это полностью соответствует законам единства и борьбы противоположностей и перехода количества (эксперимент, знание) в качество (теория, понимание), двум из трёх основных законов диалектики материализма, в правильности которых мы не раз убеждались. Ведь, по иронии судьбы, даже то, что случилось с построенной на них и популяризировавшей их марксисткой идеологией, с неизбежностью вытекает из этих законов.

Можно также сказать, что современная натуральная философия – это коллективная мозговая атака всего человечества на тайны природы. Как и принято при мозговой атаке, здесь в расчёт берутся любые мнения без каких-либо ограничений, а догматизма не может быть по определению. В этом и сила философии, как средства постижения нового, неведомого. Сформировать принципиально новую, более точно отражающую достигнутый уровень знания и понимания природы модель мироздания способна именно философия, а теоретическая физика должна обеспечить проверку этой модели на соответствие материалистической (наблюдаемой) реальности и подтвердить либо опровергнуть её, в первую очередь экспериментально и математически, то есть количественно.

При такой мозговой атаке следует, на мой взгляд, придерживаться следующего правила. В естественных науках нельзя ничего утверждать с абсолютной уверенностью (считать единственно и вечно правильным объяснением), а вот отрицать на базе экспериментальных данных и наблюдений субъективные суждения вполне допустимо, например, вечный двигатель. Действительно, любое утверждение, по мере накопления эмпирических знаний, может быть скорректировано либо опровергнуто, если оно касается объективно (независимо от нас) существующих законов природы, в то время как, отрицая субъективные взгляды, мы отрицаем лишь представления людей об этих законах, если они не подтверждаются или опровергаются новыми знаниями и уже противоречат любой логике. Используя это правило в физике и естественной философии, можно постепенно исключать неверные варианты из того количества вариантов объяснения любого природного явления, которое изначально может быть достаточно большим, так как все возможные варианты, до убедительного, в первую очередь, экспериментального доказательства их невозможности, по существу, должны считаться равноправными. Аристотель, например, писал [17]: «поскольку нечто может существовать в возможности, постольку оно допустимо и в действительности». Так мы можем асимптотически (бесконечно близко) приближаться к истине, понимая, конечно, что абсолютная истина недостижима. Такую методологию можно назвать методом отрицания невозможного, который дополняет и единая с ним противоположность – метод признания равноправности возможного.

Обозначив, надеюсь достаточно конкретно, свою позицию относительно физики и философии, возвращусь к основной теме. Начну с того методологического подхода, с помощью которого было сформировано новое мировоззрение, и в который вышеуказанные методы отрицания невозможного и признания равноправности возможного входят, как одна из основ. Он отличается от господствующей сейчас в физике методологической аксиоматики, а, по существу, даже противоположен ей.

Примечание. Из того, что написано ниже, у Вас, читатель, может сложиться впечатление, что я не знаю сформулированное Ньютоном «золотое правило науки». Знаю. Я его процитирую [5] (Статья «Ньютон», ссылка на: Карцев В. П. Ньютон – М. Молодая гвардия, 1987 – с. 160, выдержка из письма Ньютона Парадизу): «Лучшим и наиболее безопасным методом философствования… должно быть сначала прилежное исследование свойств вещей и установление этих свойств с помощью экспериментов, а затем постепенное продвижение к гипотезам, объясняющим эти свойства». А теперь я процитирую известное высказывание Планка [7]: «Прежде чем поставить опыт, его нужно продумать, это значит, надо сформулировать вопрос, обращенный к природе». Какое из этих двух, в общем-то, противоречащих друг другу правил является для науки «золотым»? Для ответа зададим себе ещё один вопрос: Каким методом последовательных приближений легче решить систему математических уравнений:

– методом пошагового изменения аргумента с заданной точностью;

– методом половинного деления;

– методом Ньютона с использованием линейной интерполяции?

Ответ на последний вопрос очевиден, и он является сильным аргументом в пользу «правила Планка». Правда, следует внести уточнение, что в наше время гипотеза – это, прежде всего, основа планирования комплексных научных экспериментов и комплексного анализа уже известных экспериментальных данных, тогда, как во времена Галилея и Ньютона, в это слово вкладывался несколько иной смысл, что и определило, вероятно, отношение Ньютона к гипотезам. Так что, то, что было «золотым» в период борьбы науки со средневековым религиозным догматизмом, уже не может соответствовать реалиям сегодняшнего дня. Сегодня ограничения в выдвижении обобщающих гипотез являются, по сути, тем же самым, чем прежде была монополия на истину опирающейся на авторитет Церкви научной схоластики. Всё в нашем мире изменяется. Изменяется даже природа. Более или менее постоянными можно считать лишь её самые фундаментальные законы. Значит и наши научные правила и методы должны изменяться. Обязательно должны. И, наконец, можно сказать, что все математически сформулированные объяснения результатов наших экспериментов и наблюдений являются всего лишь гипотезами (в данном случае математическими) до тех пор, пока они не получают необходимых для придания им статуса законов природы смысловых, физико-философских подтверждений. Как уже не раз здесь говорилось, анализировать и объяснять экспериментальные данные, опираясь на математику без философии, столь же невозможно, как и опираясь на философию без математики.

Итак, в основе методологии формирования нового мировоззрения лежит базирующийся на отмеченной выше закономерности проявления простоты и совершенства в природе философский постулат, что мироздание в своей фундаментальной основе предельно просто, полностью рациональнои является объективной реальностью, независимой от каких-либо наблюдений. В соответствии с этим постулатом мысленно (путем формирования, как философских, так и математических гипотез) создавались самые разнообразные модели мироздания, которые идентифицировались с известными знаниями о природе, накопленными человечеством в результате наблюдений и экспериментов. Критерий выбора модели при таком способе анализа – это оптимальное сочетание наименьшей противоречивости модели экспериментально достигнутым знаниям о природе и наибольшего соответствия той же модели указанному постулату. Сначала был выбран основной «скелет» модели, который затем, тем же способом, уточнялся и постепенно «обрастал» деталями. В целом – это метод последовательных приближений, но не только (и не столько) количественный (физико-математический), а ещё и качественный (физико-философский). Вашему вниманию будет представлен только итоговый вариант, полученный в результате таких циклов приближений. Разумеется – это не окончательный вариант, так как окончательных вариантов в естествознании не может, на мой взгляд, существовать по определению. В настоящей главе даны философские начала указанного варианта. Они сведены к ряду выводов, обобщающих представления о природе и служащих основой для проведения проверки этих представлений на соответствие накопленным нами конкретным знаниям о количественных закономерностях в ней. В силу того, что в основе формирования этих выводов, прежде всего, лежит философская логика, будем называть их просто – философские выводы.

Выбрав указанный метод познания, необходимо быть твердо уверенными, что осознание наблюдений и экспериментов, с помощью которых были получены знания, использующиеся для идентификации теоретической модели мироздания с реальностью, действительно отражает объективную реальность, а не является восприятием иллюзий.

Философия определяет самого человека, его органы чувств и разум, как единственно реально существующие средства познания природы. Наличие объективно (то есть для всех людей одинаково) существующих иллюзий и миражей, связанных с особенностями наших органов чувств и нашего сознания, признается и философией, и физикой [1] (статья «Иллюзии оптические»). Мы не можем считать, что всегда видим, слышим, чувствуем и воспринимаем разумом то, что есть на самом деле, и не учитывать погрешности и иллюзии, возникающие в результате применения созданных нами технических средств наблюдения. Таким образом, без тщательно продуманного учёта иллюзий и создания математического аппарата, способного обеспечить приведение наблюдаемых эффектов к объективной сущности бытия, экспериментальная физика существовать просто не может. В данной книге я постарался сделать некоторые шаги и в этом направлении.

Ниже будет показано, как миражи, созданные нашим слухом, искажают наши представления о пространстве, времени и материи, но легко исчезают, стоит лишь нам открыть глаза. Приоритет зрения над слухом в нашем мироощущении в значительной степени определяется огромной разницей между скоростями звука и света. Но скорость света, всё же, конечна, поэтому иллюзорность оптических наблюдений очевидна из прямой аналогии со звуком. Так почемуже акустические наблюдения, искажающие ощущение пространства и времени, воспринимаются нами как иллюзии, а таким же оптическим наблюдениям в теории относительности дан ранг объективных законов природы? Очевидно же, что это не так.

Ещё одной причиной возникновения иллюзий может являться изменение размеров нашей Вселенной в процессе её эволюции. Логично предположить, что и собственные размеры Земли, и нас, людей, непрерывно изменяются вместе с размерами всей Вселенной. Это, безусловно, означает глобальную иллюзорность восприятия нами окружающего Мира.

Отсюда следует первый философский вывод. Полностью объективно наш Мир может предстать только перед абсолютно не изменяющимся в своих размерах и наделённым собственным абсолютным хронометром наблюдателем, информация к которому приходит со скоростью равной бесконечности. Я считаю, что если не следовать этому правилу, то естественные науки, которые основываются и, по определению, должны основываться на наблюдениях и экспериментах, будут бесконечно блуждать в лабиринтах иллюзий, постоянно попадая в расставленные здесь природой логические ловушки. Не надо принижать возможности разума – он позволяет нам мысленно создать такую совершенно необходимую для ясного понимания объективных законов природы абстракцию – наблюдателя, способного находиться в любой материальной точке нашей Вселенной и одновременно наблюдать всё, что в ней происходит. Назовём его абсолютным наблюдателем (АН), а связанную с ним систему наблюдений абсолютной системой наблюдений (АСН). Человека же с его органами чувств и со всеми изобретенными им приборами и техникой, являющегося частью Вселенной, назовём естественным наблюдателем (ЕН), а его систему наблюдений (которые всегда являются относительными), соответственно, естественной системой наблюдений (ЕСН).

Примечание. Я сознательно вообще не использовал здесь узко-математический термин «система отсчёта», так как это противоречило бы заложенному в термин «система наблюдений» не только математическому, а ещё и философскому смыслу. Речь идёт именно о глобальных системах наблюдений.

Для абсолютного наблюдателя, иллюзий, искажающих представления о пространстве, времени и материи нет, и быть не может. Это очевидно. Но остаётся один вопрос. Теория относительности, построенная на принципе относительности одновременности, запрещает нам указанную абстракцию, представить которую философски не составляет труда. Почему?

Ответ может быть дан, причём точный, если учесть один очень показательный пример в истории науки. Девятнадцать столетий тому назад Клавдий Птолемей создал теорию и соответствующую ей механистическую модель, позволявшую объяснить результаты современных ему астрономических наблюдений, в первую очередь, математически. Теория Птолемея основывалась на придании Земле свойств абсолютного центра, относительно которого движется всё, что составляет материальную сущность мироздания. Относительность в системе Птолемея, таким образом, была связана с реально существующим природным объектом (Землёй) в качестве абсолютного центра мироздания. Это наложило отпечаток и на смысловую сущность теории Птолемея, и на её математический аппарат. Птолемей с помощью математики (в частности геометрических построений) постарался описать закономерности движения небесных тел с точки зрения наблюдателя, находящегося в одной из точек на поверхности Земли, имеющего абсолютно постоянные размеры и существующего в некоем абсолютном времени. Причём в отличие от Аристарха Самосского, Клавдий Птолемей, похоже, искал не естественные причины астрономических наблюдений, а только способы их непосредственного математического описания. Получилось это у него довольно-таки удачно.

Модель Птолемея полторы тысячи лет использовалась в астрономии и астрологии. За это время она была не просто проверена экспериментально, а подтверждена неисчислимым количеством наблюдений. Возможность с её помощью заранее, с высокой точностью предсказывать положение небесных тел и такие природные явления, как солнечные и лунные затмения, безусловно, свидетельствовала в пользу соответствия этой модели реалиям мироздания. Модель Птолемея стала восприниматься, как не только количественное (наблюдаемое), но и качественное (смысловое) описание закономерностей движения небесных тел.

Что же послужило причиной тому, что Коперник, Бруно, Галилей и другие, рискуя попасть на костёр, снова (вслед за Аристархом Самосским и его сторонниками в античности) начали утверждать, что система Мира гелиоцентрическая, а не геоцентрическая? Сейчас принято считать, что система Птолемея уже не могла помочь учёным объяснить результаты их новых астрономических наблюдений. Это не совсем так. Эпициклы, деференты и экванты системы Птолемея, дополненные в средние века арабскими астрономами моделью вторичного эпицикла, позволяли объяснять наблюдаемое с Земли движение небесных тел достаточно точно. Продолжая усложнять математический аппарат модели Птолемея, вполне можно было добиться любой точности (разумеется, при объяснении астрономических наблюдений с поверхности Земли), так как данная модель в этом направлении обладала огромным потенциалом для развития (её математическую сложность можно было наращивать практически безгранично).

Примечание. Астрологи, например, могут применять модель Птолемея и сегодня. Для них она, по-прежнему, самая удобная. Насколько астрология является наукой, здесь, разумеется, не рассматривается. Дело в принципе.

Так что основная причина отказа учёных шестнадцатого-семнадцатого веков от системы Птолемея, думаю, была другой. Коперник и его последователи на основании анализа накопленных астрономией знаний и своих собственных наблюдений пришли к выводу, что объяснить движение планет можно не только с помощью системы Птолемея, но, в точности так же, и с помощью другой, гелиоцентрической, системы, которая представлялась им гораздо логичнее и проще для реализации её природой. Вариант математического описания только результатов наблюдений этих учёных, похоже, уже не устраивал. Их интересовали причины явлений природы, а не только их наблюдаемые следствия. Прийти к мнению о гелиоцентрическом устройстве мироздания позволил также принцип относительности наблюдений, который в теории Коперника, спустя почти две тысячи лет после Аристарха Самосского, вновь был применён, как философский метод познания. Браво, пан Николай!

Примечание. Найти в себе мужество признать необходимость вернуться к полностью отвергнутой наукой идее, пожалуй, даже труднее и ценнее, чем выдвинуть очень смелую и правильную новую гипотезу. Поэтому то, что Коперник (зная об этом или не зная) был «вторым автором» гелиоцентрической теории ничуть не умаляет его заслуг, скорее даже, наоборот, увеличивает их.

Ну, а затем этот принцип был развит Галилеем до уровня, позволяющего применить его не только в астрономии, но и в физике. Браво, сеньор Галилео! Наблюдения Галилеем в телескоп лунных кратеров, солнечных пятен и спутников Юпитера были тоже, конечно, серьёзным (хотя и косвенным) философским аргументом в пользу гелиоцентрической системы, так как показывали общность природы Земли и небесных тел. Но, в первую очередь, именно уверенность сторонников гелиоцентрической системы в том, что из двух одинаково возможных вариантов объяснения результатов наблюдений, объективной реальности наиболее вероятно соответствует тот, который более прост и рационален не с позиции его количественного описания (по принципу, что вижу, то и описываю), а с позиции реализации его природой (та самая «бритва Оккама»), я считаю, в итоге всё и определила. Лишь потом учёные начали искать подтверждение гелиоцентрической системы не только в астрономии, но и в физике, кульминацией чего и стало открытие Ньютоном закона всемирного тяготения. Следует отметить, что сам переход к гелиоцентрической системе не сразу привёл к полному отказу от устоявшихся в науке представлений Птолемея. Коперник, например, сохранил в своей теории всё тот же эпицикл. Прошло больше ста лет, прежде чем выведенные Кеплером законы движения планет по орбитам, дали возможность Ньютону выразить математически физическую причину этого движения, но загадочность формулы закона тяготения до сих пор сохраняется.

После признания гелиоцентрической системы, наукой было обосновано равноправие всех звёзд во Вселенной, и представления об абсолютном центре мироздания исчезли, по крайней мере, как философская основа миропонимания, но, как мы скоро выясним, только на короткое время.

В начале двадцатого века теория относительности Эйнштейна вновь постулировала реально существующий мировой абсолют, имеющий конкретные постоянные размеры и способный измерять абсолютное время. Им в теории Эйнштейна стал наблюдатель – человек, держащий в руках часы и линейку. Пока наблюдатель держит в руках эти предметы, то есть производит наблюдения и измерения, он представляет собой вполне конкретный и реальный абсолютный центр Мира. Длина линейки, ход часов и определённая с их помощью наблюдателем скорость света реально абсолютны, так как ничто в природе Вселенной не может их изменить. Процитирую самого Эйнштейна: «…неизменность масштаба, жестко связанного с Землей, и хорошие часы – это все, что нам принципиально нужно для опыта» [4]. Ради обеспечения этого абсолюта весь окружающий наблюдателя материальный Мир у Эйнштейна изгибается в своих измерениях вместе с пространством, где эта материя находится, а также и во времени. Причем в ТО, как и в системе Птолемея, это не особенность наблюдений, а объективная реальность. Как только наблюдатель выпускает из рук магические предметы, он теряет статус центра Мира и, в свою очередь, вместе с атрибутами своей магической власти, начинает изгибаться и жить в другом времени, чтобы обеспечить существование такого же центра Мира уже в другом месте пространства. Как видите, несмотря на то, что философская система, основанная на реальном существовании абсолютного центра Мира, у Эйнштейна намного более сложна и не так очевидна, как у Птолемея, по сути, их теории – это одна и та же философская система. Если Птолемей в своей геоцентрической системе опирался на представления о неизменности положения Земли в пространстве, её размеров и возможности измерения абсолютного времени на ней, то Эйнштейн в теории относительности сохранил лишь две последних составляющих представлений Птолемея о Земле, как об абсолютном центре Мира – её размеры и техническую возможность абсолютно точно, неизменно и напрямую измерять ход времени на ней. Ведь именно на Земле, согласно теории относительности, были масштабированы все линейки и синхронизированы все часы, которые затем Эйнштейн, проводя свои мысленные эксперименты, стал располагать вместе с наблюдателями в любых точках пространства. Таким образом, Земля в представлениях Эйнштейна вновь обрела чёткий физико-философский статус реального центра Мира, став единственной базой, с которой уходит в свои перемещения по пространству наблюдатель, и куда он всегда возвращается. Но чтобы аналогичная системе Птолемея философская система приобрела необходимую завершённость, в ней должно быть что-то неподвижное, но, в то же время, реально существующее и наделённое конкретными свойствами, то есть не являющееся пустотой. Соответствие этому условию в теории Эйнштейна обеспечили представления о неподвижном нематериальном континууме пространства-времени, размеры и время в котором изменяются в зависимости от движения и массы присутствующих в нём материальных тел. Но изменяются лишь измерения такого пространства-времени, тогда как в целом оно абсолютно неподвижно и пустотой не является. Математически это выражено в ТО применением криволинейной системы координат Гаусса.

Как и система Птолемея, теория Эйнштейна имеет хороший потенциал для развития. Можно, например, даже учесть изменение размеров самой Земли вместе со всей Вселенной (о логичности такой точки зрения на мироздание уже говорилось выше) и сохранить при этом абсолют скорости света вместе с представлениями о Земле, как о центре Мира. Просто придётся считать, что время на Земле изменяется прямо пропорционально её размерам при любой скорости их изменения, хотя в СТО, размеры и время зависят от скорости обратно пропорционально, что, естественно, создаст математические сложности. Кроме того, сложности возникнут и с постоянством скорости света относительно пространства (вакуума). Следовательно, придётся постулировать, что во всём окружающем Землю Мире время и размеры меняются ещё и так, чтобы это позволяло устранить указанные сложности. То есть, к специальной и общей теориям относительности необходимо будет добавить ещё «космическую», устраняющую все математические противоречия и объясняющую при этом, почему мы всё же наблюдаем открытое Хабблом красное смещение и много ещё чего другого. Но возможности математики, как и любого языка человечества, по сути, безграничны, а жертвовать любыми своими физическими представлениями и здравым смыслом ради сходимости математических формул нам уже не привыкать. В принципе, так можно продолжать сколько угодно, по мере поступления новых экспериментальных данных. Это, согласитесь, то же самое, что и наращивать количество деферентов и эпициклов в системе Птолемея, что именно так мы и ввели в теоретическую физику такое понятие, как тёмная энергия, именно так объясняем введенное теорией относительности триединство и изменение массы, именно так пришли к выводу о существовании в природе дополнительных измерений.

Теперь можно ответить на тот вопрос, ради которого и был проведён этот экскурс в историю науки. Теория Эйнштейна запрещает использование в физико-философских рассуждениях любого абстрактного абсолютного наблюдателя потому, что сама она уже основана на представлении о существовании единственного, причём реального абсолютного наблюдателя, который, являясь центром Мира, способен влиять на все объективно существующие в нём законы природы. Этот наблюдатель – человек, использующий систему измерений, связанную с Землей, размеры которой так же абсолютно неизменны, как и течение времени на ней (точка зрения Эйнштейна), либо время и размеры изменяются абсолютно пропорционально (логическое развитие той же точки зрения). Следует ли, учитывая вышесказанное и то, что в этой книге было сказано о теории относительности ещё раньше, отказываться от запрещённого этой теорией первого философского вывода? Вряд ли. Канонизировав систему Птолемея, мы ведь уже один раз пытались запретить самим себе думать и что-либо изменять в нашем научном мировоззрении. Зная, к чему это привело и чем закончилось, стоит ли это повторять? Ведь, являясь отражением в нашем сознании законов объективно существующей природы, любая теория в области естественных наук, по определению, не может быть истиной в последней инстанции. Всегда существует вероятность найти ещё лучше отражающую объективную реальность теоретическую модель, то есть следующее приближение к истине, к которой можно приближаться асимптотически, но которую абсолютно достичь невозможно. Это напрямую вытекает из философского закона отрицания отрицания. Это уже не раз было доказано.

Однако, вернёмся собственно к физике и философии. В то время как теоретическая физика с начала двадцатого века последовательно усложняла наши представления о Мире, в философии упорно сохранялись классические тенденции к упрощению мировоззрения. Философия на протяжении всего своего развития (особенно после начала господства монотеистических религий) старалась найти единую естественную основу всего сущего, то есть бытия. Философия материализма сначала возвела в ранг основы саму материю (включив в неё понятие поля), затем энергию (связав материю-массу с энергией), потом само пространство-время (объяснив материю и энергию его искривлениями) и, наконец, пока гипотетически, исключительно движение (связав все виды материи, энергии и полей с движением, например, [10]).

Примечание. Попробовать выбрать, в качестве единой основы, движение, современную философию вынудила, по-моему, теория относительности, которая фактически убрала различия между материей и энергией. Попытка выстроить логические (нематематические) цепочки на единстве материи и энергии и основополагающей роли континуума пространства-времени, по-видимому, не удалась, и остался единственный, по сути, вариант – выбрать в качестве основы бытия движение, рассматривая его, как «изменение вообще».

Но разрешите не согласиться с тем, что в основе бытия (религия здесь не рассматривается) должно лежать что-то одно, опираясь в этом именно на классические основы философии. Аристотель писал [17]: «… существуют ли два, три или большее число [начал]? Одного быть не может, так как противоположное не одно. С другой стороны, и бесконечного множества [начал] быть не может, так как [в этом случае] сущее будет непознаваемо». Проанализировав далее этот вопрос, Аристотель пришёл к выводу, «что не может существовать ни один единственный элемент, ни больше двух или трёх; решить же, два или три… очень трудно». Теперь вспомним ещё раз о законах диалектики материализма. Два из них, напрямую касающиеся природы (единства и борьбы противоположностей и перехода количества в качество), построены на двоичности. Эти два закона, принятый выше постулат о простоте и рациональности природы и широкое проявление в ней двоичности (в частности симметрии) приводят к мысли о принципе необходимости и достаточности двоичности в большинстве фундаментальных основ мироздания. Простыми словами этот принцип формулируется так – меньше двух, уже невозможно, а больше двух, уже сложно. Это, конечно, не следует делать абсолютом (потом мы выясним, что отмеченная Аристотелем троичность фундаментальных основ природы в ряде случаев логично дополняет их двоичность, да и в самом выделении основ много субъективизма), но не обратить на это внимание невозможно. То есть воспринимать принцип двоичности, как закон природы, разумеется, нельзя, а вот использовать его как хорошо проверенную закономерность при формулировании первоначальных гипотез можно вполне уверенно. Таким образом, логично считать, что, без веских доказательств достаточности одной основы или необходимости трёх, природные явления необходимо начинать анализировать, исходя из предположения о двоичности их основ.

Примечание. Применение принципа двоичности в философии – далеко не новый метод. Сформулированный Аристотелем логический закон исключения третьего – это тоже, по сути, принцип двоичности, хотя в ранг философской основы естествознания и физики Аристотель этот принцип и не возвёл. Но я считаю, что сегодня мы уже накопили достаточно знаний о природе, чтобы придать принципу двоичности статус экспериментально доказанного фундаментального качественного свойства большинства проявлений окружающего нас материального Мира, то есть применить этот принцип в естественной философии, а через неё и в физике.

Итак, широкое распространение проявлений принципа двоичности в природе является вторым философским выводом.Этот принцип, по-моему, не может не касаться и единой физической основы бытия. Она, по всей видимости, может наиболее точно восприниматься разумом, как двоичная. Из трех перечисленных выше «кандидатов в основы бытия» на основании принципа двоичности логично выбрать самую традиционную и известную в истории философии пару, состоящую из материи и движения. Движение не может существовать без того, что движется, то есть без материи. «Необходимо, следовательно, чтобы существовали предметы, способные двигаться каждым движением» [17]. В свою очередь, материя без движения теряет одно из основных своих свойств – наблюдаемое существование во времени, Время не может проявляться там, где ничего не меняется. «Время есть число перемещения» [17]. Что касается энергии, то она явно является производной от этих двух взаимосвязанных понятий. Развивая тему принципа двоичности, мы можем выделить две основы материи – то, что определяет её количественно (в классической физике это связано с мерой количества и инертных свойств вещества, то есть с массой) и то, что её связывает воедино (силы взаимодействия).

Примечание. В современной физике вместо массы в качестве меры количества вещества принято использовать моль. Но, давайте, сохраним здесь подход девятнадцатого века. Почему? Это будет ясно из дальнейшего.

В движении можно выделить также только две количественные основы – это скорость и ускорение. Качественно движение также делится на два вида – поступательное движение и вращение. Первая основа материи, масса, стремится сохранить скорость, а вторая, силы взаимодействия, стремится её изменить. Всё это проявляется в ускорении, которое, согласно второму закону Ньютона, тоже зависит от массы и силы, которые действуют на него противоположно. Закон единства и борьбы противоположностей и принцип двоичности прослеживаются здесь в чистом виде.

Раз материя и движение реально существуют и наблюдаются нами, то должна быть система измерений (будем рассматривать только зрительные измерения, хотя у нас от природы есть и иные органы чувств), позволяющая количественно описать это существование. Сколько должно быть таких измерений? Если применить здесь принцип двоичности, то следует парадоксальный, на первый взгляд, вывод – необходимы и достаточны только два. Об одном измерении уже говорилось – это время («находиться во времени – значит измеряться временем» [17]). Отсюда следует, что материя должна быть пространственно всего лишь одномерна. Это третий философский вывод. Но как же тогда понять существование наблюдаемой нами трёхмерной материи в трёхмерном же пространстве? Возьмём шесть спичек (их можно считать одномерными) и, соединив их концами, мы можем построить объёмную фигуру – тетраэдр. Следовательно, одномерная материя, объединённая в структуру, вполне способна сформировать представление о трёхмерном пространстве. Кстати, у построенного из шести спичек тетраэдра есть очень интересное качество – все его четыре вершины (которые можно считать не имеющими пространственной размерности точками), каждая с каждой, связаны одной (одномерной) спичкой. К роли подобных связей в мироздании мы вскоре вернёмся.

Соответствуют принципу двоичности и существующие сегодня представления об энергии. Она так же делиться на два вида: кинетическая энергия и упругая энергия взаимодействия материи (её мы чаще называем потенциальная), которая неразрывно связана с работой, совершаемой силами упругости. Кстати сказать, мы можем называть потенциальной оба указанных вида энергии. Всё зависит от того, какой вид энергии мы рассматриваем, как конечный в каждой конкретной задаче. Например, в механическом аккумуляторе (маховике) потенциальной энергией правильнее назвать механическую энергию вращения, то есть кинетическую энергию.

А сейчас рассмотрим взаимодействие материи и его типы. Давайте попробуем, опираясь на механические аналоги, представить себе способы взаимодействия материальных тел между собой, все без исключения, какие только возможны. При этом оценим логичность соответствующих этим способам физических моделей, в том числе и с позиции постулата о простоте и рациональности мироздания, а также возможности механистического объяснения с помощью таких моделей волновых процессов, являющихся одной из очевидных сущностей природы.