Александр Унцикер - Особенности американского мышления. Закат физики в западной цивилизации

Я не подхожу для работы в тандеме или команде… Такая изоляция иногда бывает горькой… но я чувствую компенсацию за нее, поскольку она позволяет мне быть независимым от обычаев, мнений и предрассудков других людей и не стремиться ставить мир своей души на такие шаткие основания 79 79 Симоньи (1978), p. 407. .

Важным пионером общей теории относительности был венский физик и философ Эрнст Мах, которого Эйнштейн высоко ценил и который заслуживает особого упоминания здесь. Мах – прототип европейского натурфилософа 80 80 Этому не противоречит тот факт, что Мах, будучи позитивистом, отличал себя от спекулятивной или «мета» -физики. Он даже сомневался в существовании атомов. До открытия волновой природы материи критика наивной картины частиц была вполне обоснованной. , который ищет конечные причины законов с неподкупной логикой, не делая особых расчетов. В своей главной работе « Историческая механика» (Die Mechanik historisch-kritisch dargestellt), вышедшей в 1883 году, Мах указал на слабое место в теории тяготения Ньютона, которое оставалось скрытым от физиков почти двести лет 81 81 За исключением епископа Беркли, который уже обращался к этому вопросу в 1721 году. .

Мыслитель из Вены бросает вызов Ньютону

Мы совершенно не в состоянии измерить изменения в вещах и времени. Время – это скорее абстракция, к которой мы приходим через изменение вещей 82 82 Симоньи (1978), p. 404. .

Мах атаковал концепцию абсолютного пространства и времени, введенную Ньютоном. Ньютон хотел доказать существование абсолютного пространства с помощью мысленного эксперимента. Он представил себе ведро, наполненное водой, в котором поверхность воды естественно гладкая до тех пор, пока ведро находится в состоянии покоя. Но если вращать ведро вокруг вертикальной оси, то вращательное движение ведра медленно передается воде через трение. При вращении вода под действием возникающей центробежной силы поднимается по стенкам ковша, так что образуется изогнутая поверхность. И наоборот, из этой кривизны можно сделать вывод, что ведро вращается, даже если смотреть на него изолированно. Ньютон утверждал, что это доказывает, что не ускоренное, абсолютное пространство не вращается, и естественно предположил, что это верно независимо от распределения масс во Вселенной. Мах глубокомысленно возразил:

Никто не может сказать, как пройдет эксперимент, если стенки сосуда станут толще и массивнее, наконец, толщиной в несколько миль…

Он намекнул, что вода, возможно, больше не будет подниматься по стенам, если вся Вселенная будет вращаться вокруг «ведра». Тогда удаленные массы в космосе будут определять, что считать покоем. Тогда инерция массы, сопротивляющейся ускорению, будет, по его мнению, относиться ко всей Вселенной.

Предположив эквивалентность ускорения и гравитационного эффекта (тем самым предвосхитив принцип эквивалентности Эйнштейна), Мах тем самым развил гениальную идею о том, что сила гравитации зависит от всех других масс во Вселенной, которая стала известна как «принцип Маха». Хотя проблема в основном не решена и сегодня, принцип Маха влачит теневое существование в современной теоретической физике; от большинства «современных» американских теоретиков вы услышите, что это философская чепуха из Старой Европы .

Трагедия незаконченной мысли Маха заключалась в том, что первые космологические наблюдения, которые позволили бы вычислительно проверить его идею, появились только через 15 лет после его смерти, примерно в 1930 году. Они предполагают, что гравитация берет свое начало во всех массах во Вселенной. Ведь гравитационная постоянная G, которая количественно определяет мощь этой силы, необъяснимым образом связана с этими данными 83 83 Приблизительно, c 2 /G=M u /R u , где R u и M u обозначают видимый размер и массу Вселенной. Эрвин Шредингер уже указывал на это в статье 1925 года. Как и многие неанглоязычные издания того времени, сегодня он совершенно неизвестен. . Причина, по которой я подробно излагаю идею Эрнста Маха, заключается в общем натурфилософском значении таких природных констант, как G. Эта гравитационная постоянная или скорость света cявляются загадочными посланиями природы, которые физикам пока не удалось расшифровать.

Чем меньше констант, тем лучше

В тех редких случаях, когда удавалось решить загадку природной константы, это каждый раз было революционным прогрессом. Например, центральная идея электродинамики Максвелла может быть обобщена в формуле ε 0μ 0=1/c 2, которая была подтверждена Герцем. Это раскрывает скорость света cкак скорость электромагнитных волн, которая определяется электрическими и магнитными постоянными ε 0и μ 0. Таким образом, приведенное выше уравнение уменьшает число независимых природных констант на единицу, что является упрощением в методологическом смысле.

Поэтому в европейской традиции изучение естественных констант – это подход к физике, который подчеркивает простоту фундаментальных законо 84 84 См. также A. Унцикер, Physics Essays 34 (2021), 3. . Каждое необъяснимое открытие обычно порождает новую природную константу и тем самым усугубляет проблему. Поэтому очевидно, что каждая естественная константа физики представляет собой проблему, которую еще предстоит решить. Эйнштейн также был убежден в этом и выразил это следующим образом:

Я не могу придумать разумную физическую теорию, использующую произвольное число, которое по воле прихоти Творца могло быть выбрано иначе.

То, что эти и другие замечательные высказывания задокументированы, стало возможным благодаря Илзе Розенталь-Шнайдер, студентке философского факультета, которая познакомилась с Эйнштейном в Берлине примерно в 1920 году. В 1938 году она также была вынуждена эмигрировать и впоследствии преподавала в Австралии, откуда в послевоенный период переписывалась с Эйнштейном.

Как упоминалось выше, космологические наблюдения даже предполагают, что принцип Маха может быть использован для вычисления гравитационной постоянной. Это совпадение было замечено в 1980-х годах в США некоторыми исследователями, которые, как оказалось, ничего не знали ни об Эйнштейне, ни о Махе. Они основали теоретическую моду (так называемую космическую инфляцию), которая производит серию дальнейших произвольных чисел вместо того, чтобы дать основные объяснения. Нетрудно предсказать, что бы подумал об этом Эйнштейн.

Одна из особенностей, отличающая Эйнштейна от современных теоретиков, – его компетентность практически во всех областях теоретической физики. Это позволило ему инициировать вторую научную революцию XX века, квантовую механику, в дополнение к специальной и общей теории относительности, которая считается его главной работой.