Валентин Иванов - Три чудодея

После очередного заседания литературного клуба, где Веня представил свою автобиографическую книгу, Гриша подошёл к нему и начал рассказывать о том, какой замечательный учёный-физик живёт в Академгородке. Звать его Светлаков Гурий Иванович. Фамилия эта была хорошо знакома Вене. Студентом-первокурсником он слушал вдохновенные лекции Светлакова о Теории Всего. Гриша показал эту книгу Светлакову, и тот выразил желание познакомиться с автором.

Гурий Иванович выглядел крепким стариком, добрым и мудрым. Крупная фигура, остатки седых волос, живые глаза и взгляд, устремлённый куда-то за горизонт. Слух его с годами стал падать, и в разговоре он пользовался слуховым аппаратом, чем напомнил Вене отчасти Циолковского, хотя аппарат был вполне современным, и небольших размеров микрофон старик держал в руке.

– Я прочитал Вашу книгу, мне понравилась живость языка, а главное – описание Вашей работы за границей в ведущих лабораториях мира.

– Спасибо! – Веня скромно потупил глаза, – я хорошо помню Ваши лекции, хотя прошло уже сорок лет.

– Вы правы, я человек одной идеи, которая ведёт меня почти всю жизнь. Но это только начало. За эти годы сделано много, но предстоит сделать ещё больше. Я подарю Вам свою книгу, Вениамин.

Он встал с кресла, с трудом поднимая массивное тело, и заковылял по комнане, опираясь на палку. В детстве он перенёс полиомиелит и ходил, слегка припадая на правую ногу.

– Зовите меня просто Гуриванычем, – сказал он, подавая Вене толстую книгу, объёмом более восьмисот страниц, на суперобложке которой располагалось название «Теория всего».

Книга была издана просто великолепно: плотная бумага высшего качества, цветные иллюстрации и компакт диск впридачу с материалами, которые не вошли в книгу. Пока Веня листал страницы, чтобы лишь оценить значимость столь фундаментального труда, старик приступил к объяснению своих дальнейших целей.

– Пять лет тому назад я пережил инсульт. К счастью, меры были приняты вовремя, и постепенно я восстановился, хотя, конечно, полного восстановления после инфарктов и инсультов быть не может. Замыслов по поводу дальнейшего развития теории много, а сил уже не хватает. Ныне я задумал написать вторую часть монографии под предварительным названием «Математические начала естествознания». Для этого мне нужен помощник, который обладал бы двумя непреложными способностями: знал бы теоретическую физику и умел бы ясно и доходчиво излагать новые физические идеи. Я прочитал Вашу книгу и понял – Вы и есть такой человек.

Веня задумался ненадолго. Он понимал, что предлагаемая ему роль будет означать долгую и кропотливую работу, результат которой трудно предугадать в настоящее время. С другой стороны, он сейчас ничем не занят, а работа с этим стариком позволит ему не только понять суть и перспективы развиваемой им теории, но и пополнит копилку его писательского опыта знакомством с необычными людьми, способными генерировать новые идеи.

– Хорошо, Гуриваныч, я помогу Вам, насколько это позволят мои способности. Давайте договоримся так. Я буду приходить к Вам по четвергам в первой половине дня.

Вернувшись домой, Веня погрузился в подаренную ему книгу. Даже наскоро перелистав её, он понял, что ни о какой Теории Всего здесь нет и речи, хотя открытие есть, и оно достаточно интересное. Сводится это открытие к следующему.

Физика – наука экспериментальная, и первым систематическим экспериментатором был Галилео Галилей, который сформулировал принцип относительности движения. На основе этого принципа он построил кинематику механического движения, но изобретать способ описание этого движения ему не было надобности. Для этого хватало уже существующей алгебры. Кинематическое описание не отвечает на вопрос о причинах движения. Принцип Галилея описывал только равномерное и прямолинейное движение, которое позже назвали инерциальным, чтобы отделить его от других, неинерциальных движений. Инерциальное движение не нуждается в причинах, оно являетсяимманентным, то есть присущим всем материальным телам, и, начавшись когда-либо, способно продолжаться сколько угодно, пока не появится причина, которая изменит его на неинерциальное.

Следующий шаг был сделан Исааком Ньютоном, который сформулировал три закона динамики механического движения, позволявшим описывать произвольные механические движения, источником которых служит сила. Здесь важны два момента. Позже выяснилось, что уравнение динамики, которое гласит, что ускорение, приобретаемое телом пропорционально приложенной к телу силе и обратно пропорционально массе этого тела, допускает обобщения на случаи сил не механического происхождения, которые во времена Ньютона были неизвестны. Второй момент состоял в том, что решения этого уравнения на момент открытия законов динамиеи были возможны только в том случае, если сила постоянна, то есть не меняется во времени. Такой силой, с некоторыми оговорками, была лишь сила гравитации, которая была также введена в физику Ньютоном в открытом им законе всемирного тяготения. Закон этот утверждал, что все тела притягиваются друг к другу с силой, пропорциональной массе этих тел и обратно пропорциональной квадрату расстояние между ними. Додуматься до открытия такого закона было совсем не просто, потому что коэффициент пропорциональности между силой гравитации и остальными параметрами любых тел на Земле был столь мал, что измерить эту силу было невозможно никакими приборами не только тогда, но и столетием позже. Единственным телом, гравитационное влияние которого не мало, была сама планета Земля. Её масса была настолько несоизмеримо велика по сравнению с массами других, доступных измерению, тел, что гравитационные эффекты для всех остальных тел заметны лишь между конкретным телом и планетой Земля. Влияние же закона всемирного тяготения на умы просвещённой Европы было огромным, потому что этот закон в сумме с уравнениями динамики позволял объяснить причины и траектории движения всех планет Солнечной системы, то есть сделать небесную механику подлинной наукой.

Решения уравнения падения тел на Земле были тривиальны, потому что расстояния от центра массы любого тела до центра Земли при падении меняется настолько мало, что силу притяжения можно с огромной точностью считать постоянной. По этой причине и приобретаемое телом ускорение свободного падения тел будет постоянным, равным примерно 9,81 метра в секунду за секунду. Скорость же в течение процесса падения будет линейно возрастать со временем, а пройденное расстояние будет возрастать квадратично от времени. Для написания уравнений такого движения достаточно элементарного курса алгебры.