Борис Кузнецов - Философия оптимзма

Такова геометрия мира с точки зрения классической физики. Пространство сохраняет движения тел прямолинейными и равномерными, мировые линии не изгибаются без внешних воздействий ни в пространстве (сохраняется прямое направление), н: х по отношению к временной оси (сохраняется абсолютная величина скорости). Искривления мировой линии приписываются взаимодействиям. В общей теории относительности мировые линии теряют свои эвклидовы свойства, пространство-время становится неэвклидовым. Это можно представить как его искривление. Возьмем кривую поверхность. Кратчайшие линии (соответствующие прямым на плоскости) будут подчиняться иной геометрии. Достаточно напомнить, что перпендикулярные к экватору меридианы пересекаются в полюсе и что в треугольнике, образованном отрезками двух меридианов и экватора, сумма углов больше двух прямых углов. Переход от эвклидовых свойств двумерного пространства, т. е. плоскости, к неэвклидовым свойствам можно рассматривать как искривление этого двумерного пространства. Искривление трехмерного пространства и тем более четырехмерного нельзя представить себе с такой легкостью. Тем не менее Эйнштейн сделал именно это. Он отошел от ньютоновского разграничения «плоского», т. е. эвклидова, пространства и взаимодействия тел, искривляющего их пути. Поскольку тяготение искривляет мировые линии всех физических объектов, его можно рассматривать как искривление всей совокупности мировых линий, всего четырехмерного пространства-времени. Закон тяготения Эйнштейна имеет вид уравнения, в котором, с одной стороны, стоят величины, измеряющие искривление пространства-времени, а с другой — величины, показывающие распределение масс, распределение всех средоточий энергии и импульса, всего того, что искривляет пространство-время, делает его неэвклидовым, иначе говоря, служит источником полей тяготения.

На нескольких предыдущих страницах специальная и общая теория относительности изложена крайне бегло. Она изложена лишь в той степени, которая необходима, чтобы иллюстрировать главную особенность стиля физического мышления XX в. — синтез «углубления разума самого в себя» и его «движения вперед». Этот синтез и является основой гигантского интеллектуального потенциала современной науки. Современная наука после Эйнштейна и Бора не останавливается ни перед одной трансформацией самых общих и фундаментальных представлений. То, что в начале века показалось бы выходящим за любые рамки по своей парадоксальности, сейчас встречает скептическое замечание: «Эта концепция недостаточно безумна, чтобы быть справедливой». Но этого мало. Самые смелые и парадоксальные предложения о смене фундаментальных принципов комментируются со стороны возможной экспериментальной проверки, возможного «внешнего оправдания», возможного накопления однозначных экспериментально проверенных констатаций, т. е. «продвижения разума вперед».

В этом — потенциал современной науки. Но для прогноза наряду с потенциалом нужно знать наиболее вероятные направления дальнейшего движения. Чтобы определить, куда направится течение воды, нужно знать не только уровень водохранилища, но и тальвег, по которому ринется поток. Такими тальвегами для науки служат ее нерешенные проблемы. С одной из них мы познакомились. Это выведение релятивистских законов поведения масштабов и часов из их корпускулярной структуры. Подобную задачу Эйнштейн сформулировал в итоговой характеристике специальной теории относительности. Подводя итоги общей теории относительности, он поставил другую задачу. Общая теория относительности — это теория тяготения. А другие поля? Когда создавалась общая теория относительности, кроме гравитационного поля было известно электромагнитное. Эйнштейн потратил тридцать лет на поиски единой теории, из которой вытекали бы не только законы тяготения, но и законы электромагнетизма. Эти поиски не привели к решению задачи. Единая теория поля не была построена. Было ли бесплодным величайшее напряжение самого гениального мозга, какой знает история физики? Были ли поиски единой теории поля бесперспективной тратой интеллектуальных сил? В 30—50-е годы многие думали, что эти поиски безрезультатны. Сейчас на поставленный вопрос уже нельзя ответить без некоторого уточнения понятия «результат», когда речь идет об усилиях физической мысли. Поиски единой теории остались безрезультатными в том смысле, что не были найдены уравнения, которые описывали бы не только гравитационное, но и электромагнитное поле. Более того, наука нашла множество иных полей помимо гравитационного и электромагнитного. Этим полям соответствуют различные виды элементарных частиц. Значит, задача теперь состоит не только в объединении теории тяготения и теории электромагнетизма, но в создании теории, выводящей значения массы, заряда и других свойств каждого типа частиц из единых уравнений.

Иногда поиски какого-то нового решения оканчиваются выяснением его невозможности. Таковы были поиски вечного двигателя. Таковы были впоследствии поиски явлений, демонстрирующих движение относительно эфира. В первом случае они окончились открытием сохранения энергии, во втором — теории относительности. Бывает и иначе. В истории науки безрезультатные поиски иногда были вопросом, на который наука еще не могла ответить, вопросом, объективно адресованным будущему. Эти вопросы, в отличие от ранее упомянутых, не умирают, они ставятся вновь и вновь и входят в наследство, которое каждая эпоха передает следующей. Это очень важный результат научной мысли каждой эпохи. Если иметь в виду не уровень знаний, а динамику, переход к новому уровню, то, что особенно важно для прогнозов, эта «вопрошающая» компонента науки оказывается не менее важной, чем положительные знания, чем «отвечающая» компонента.

Мы увидим позже, что основной прогноз на конец века — это получение ответа на поставленный Эйнштейном вопрос о единой теории поля, вернее, на вопрос о единой теории элементарных частиц, который приобретает в наше время все более настоятельный характер.

Конечно, нужно напомнить, что здесь «прогноз» — это только псевдоним констатации наметившейся тенденции.

Чтобы придать слову «прогноз» несколько более прямой смысл, нам недостаточно характеристики интеллектуального потенциала науки (констатации общности и широты ее исходных допущений и синтеза «углубления в себя» и «продвижения вперед») и характеристики тальвегов — назревших и нерешенных проблем. Нам нужно еще обратиться к тем силам развития науки, которые связаны с ее эффектом и с тем объемом интеллектуальных и материальных усилий, которые общество выделяет для решения научных проблем.