Э. Серга - Физика без камней в голове

Россия все более теряет свои позиции в мировой науке. Этот процесс начался ещё в бывшем СССР и проходил с нарастающим темпом после его распада. Поэтому нередко авторы новых идей и результатов стараются опубликовать свои материалы за рубежом. А публикации в наших журналах используют в основном соискатели учёных степеней и званий для пополнения списка научных трудов. Это личная точка зрения автора, сформировавшаяся на основе собственного опыта. Исключением является оборонно-промышленный комплекс, где сосредоточены специалисты высокой квалификации, способные решать сложные научно-технические проблемы и создавать образцы вооружений и техники на уровне мировых стандартов. Но область их деятельности ограничена в основном прикладными исследованиями.

Книга ориентирована на независимых исследователей, способных самостоятельно решать научные проблемы. В данной работе излагаются соображения автора по вопросам методологии, включая постановку вопроса, логику умозаключений, зарождение идеи, теоретическое обоснование и проверку на соответствие опытным данным, в том числе обоснование, при необходимости, способа постановки эксперимента. Возможности предлагаемой методологии показаны на примере решения некоторых проблем, включая теорию гравитации, теорию вакуума физического, теорию атомного ядра, специальную и общую теорий относительности. В этих областях науки есть устаревшие и во многом ошибочные представления, т.е. камни в голове.

По убеждению автора, в части гравитации такими камнями в голове являются: представление о силах гравитации только как о силах тяготения; утверждение о том, что в масштабах микромира силы гравитации малы и их не следует учитывать; эквивалентность инертной и гравитационной масс. В части вакуума физического – это положение о том, что в вакууме нет реальных частиц. В части теории атомного ядра – это представление о гипотетических ядерных силах, а также о составе ядра. В части специальной теории относительности – это принцип эквивалентности массы и энергии, который означает нарушение законов сохранения материи и энергии; в части общей теории относительности – недостаточное экспериментальное подтверждение.

Решение проблемы во многом зависит от правильности её формулировки. Рассмотрим в качестве примера идею получения энергии путём управляемого термоядерного синтеза лёгких ядер. Полагают, что в результате реакции слияния ядер дейтерия и трития должна выделяться энергия, эквивалентная разнице энергий связи продуктов реакции или, что то же самое, энергия, эквивалентная разнице их масс. Однако энергию, получаемую согласно сформулированному Эйнштейном принципу эквивалентности массы и энергии, уже более 6 десятилетий не удаётся получить в действующем устройстве. Как показано автором, причина в ошибочности самой идеи получения энергии таким способом. Этот вопрос подробно рассмотрен в дальнейшем

Учёные могут ошибаться и тем самым обманывать самих себя и тех, кто им доверяет. Но законы природы не обманешь. Принцип взаимопревращения массы и энергии высмеивал Тесла ещё в 30-е годы ХХ века, когда не было необходимых экспериментальных данных для проверки правильности этого принципа [3]. Такие данные появились ещё в середине ХХ века, но учёные ими не воспользовались. Слепая вера в теорию Эйнштейна, убеждённость в том, что он прав всегда и во всём, – расплата за потерянное время и затраченные средства на создание устройства, которое в понятиях термодинамики представляет собой вечный двигатель [4].

Гаррингтон Эмерсон

«Правильные принципы в руках посредственных людей

оказываются сильнее случайных и бессистемных попыток гения»

Двенадцать принципов производительности [5].

Решение физической проблемы во многом зависит от правильности её формулировки и применяемой методологии. Исторический опыт показывает, что часто решение проблемы ищут там, где его не может быть. Один из ошибочных подходов заключается в том, что физическую проблему формально сводят к математической проблеме, в то время как некоторые факторы, влияющие на конечный результат, не учитываются. В качестве примера приведём проблему аномальных смещений перигелиев планет. Ошибка Эйнштейна и многих других исследователей, занимавшихся этой проблемой до и после него, состояла в том, что причиной эффекта считали недостаточную точность теории Ньютона и не учитывали факторы, не связанные с гравитацией.

Другим источником ошибочного подхода к решаемой проблеме являются гипотезы, которые не имеют достаточно надёжного подтверждения опытом. Получившая признание специалистов ошибочная гипотеза приобретает силу аксиомы и в последующем при появлении трудностей приводит к выдвижению новой гипотезы, её дополняющей. В результате теоретические представления об изучаемом объекте или явлении всё более удаляется от реальности.

В качестве примера можно привести современную космологию. Её исходным положением является утверждение о расширении Вселенной. Оно основано на доплеровской интерпретации красных смещений в спектрах галактик и представлении космического пространства как пустоты. В свете современных знаний о физическом (космическом) вакууме в квантовой теории поля и физике конденсированных сред это положение является устаревшим. По мнению Бриллюэна, современная космология представляет собой странную смесь наблюдений и их интерпретации, когда желаемое выдаётся за действительное и тщательный анализ подменяется фантазированием [6, с. 17]. Тем не менее, теория расширяющейся Вселенной продолжает жить и развиваться.

Ещё одним источником ошибочного подхода являются произвольные определения некоторых ненаблюдаемых величин, которые не соответствуют никаким физическим экспериментам. К ненаблюдаемым величинам относятся: кривизна пространства-времени в ОТО, скорости удаления галактик и расстояния до них в космологии, ядерные силы в теории атомного ядра, виртуальные частицы в квантовой теории поля. Между наблюдаемыми и ненаблюдаемыми величинами часто не делается различия, что приводит к парадоксам и ошибочным представлениям.

В физике для получения новых знаний широко применяется аксиоматический метод. Суть его заключается в том, что в основу теории берутся некоторые исходные положения, из которых впоследствии путём логических построений выводятся новые положения, которые рассматриваются как следствия. Эти исходные положения считаются истинными, если так считает большинство специалистов. Аксиоматические теории иногда представляют собой конгломерат достоверных знаний, проверенных опытом, и дополняющих их гипотез, недостаточно проверенных, но устраняющих трудности и образующих вместе с достоверными знаниями целостную и непротиворечивую картину описания физических процессов. При этом интерпретация наблюдательных данных и результатов экспериментов может зависеть от господствующих представлений. Таким образом, физическая теория нередко представляет собой своего рода соглашение, которого придерживается большинство специалистов.