Геннадий Горелик - Кто изобрел современную физику? От маятника Галилея до квантовой гравитации

• Название: Кто изобрел современную физику? От маятника Галилея до квантовой гравитации
• Автор: Геннадий Горелик
• Жанр: История
• Год: 2013
• ISBN: 978-5-17-080251-7

Современная наука родилась сравнительно недавно — всего четыре века назад, в эпоху Великой научной революции. Причины этой революции и отсутствие ее неевропейских аналогов до сих пор не имели признанного объяснения. А радикальность происшедшего ясна уже из того, что расширение и углубление научных знаний ускорились раз в сто.

Эта книга рассказывает о возникновении новых понятий науки, начиная с изобретения современной физики в XVII веке и до нынешних стараний понять квантовую гравитацию и рождение Вселенной. Речь идет о поворотных моментах в жизни науки и о драматических судьбах ее героев, среди которых — Г. Галилей, И. Ньютон, Дж. Максвелл, М. Планк, А. Эйнштейн, Н. Бор, А. Фридман, Ж. Леметр, М. Бронштейн, Л. Ландау, Г. Гамов, А. Сахаров и др.

По словам академика РАН, лауреата Нобелевской премии В.Л. Гинзбурга, Геннадий Горелик «является выдающимся историком физики. Он доказал это своими статьями и книгами, последняя из которых посвящена биографии А.Д. Сахарова в контексте советско-американской истории водородной бомбы».

---

Неожиданную подсказку обнаружил историк-марксист (и, разумеется, атеист) Э. Цильзель, исследуя происхождение выражения «закон природы». Оказалось, что выражение это возникло лишь в семнадцатом веке и притом благодаря библейскому мировосприятию. Слово «закон» до того имело лишь юридический смысл.

В своих книгах Галилей вместо этого слова писал «ragione» (соотношение) или «principio» (принцип). В его теологических письмах, однако, началось превращение:[2]

И Библия и Природа исходят от Бога. Библия продиктована Им, а Природа лишь исполняет Его веления.

Библия, убеждая в истинах, необходимых для спасения, нередко использует иносказания, понятные даже людям необразованным. А прямое значение слов было бы богохульством, когда, например, говорится о руках и глазах Бога, о Его гневе и сожалении, о Его забывчивости и незнании будущего. Природа же, никогда не нарушая законов, установленных для нее Богом, вовсе не заботится о том, доступны ли человеческому восприятию ее скрытые причины и способы действия. Бог наделил нас органами чувств, языком и разумом, чтобы мы сами могли познавать устройство Природы. Поэтому, когда мы узнаем нечто о природных явлениях, опираясь на опыт и надежные доказательства, это знание не следует подвергать сомнению на основе фраз из Библии, которые кажутся имеющими иной смысл. Особенно это относится к явлениям, о которых там лишь несколько слов. Ведь в Библии не упомянуты даже все планеты.

Галилей тут фактически изложил постулат фундаментальной науки: нерушимые законы управляют скрытыми причинами в Природе, а человек способен их понять.

К концу семнадцатого века Галилеевы «законы, установленные Богом для природы», превратились просто в «законы природы» — благодаря Декарту и Ньютону, глубоко религиозным и очень авторитетным людям науки. Для атеиста Цильзеля выражение «закон природы» — это лишь «метафора библейского происхождения», но для религиозных основателей новой науки это было метафорой не более, чем другие описания Бога. Выражение «закон природы» вошло в общий язык верующих и неверующих, а к двадцатому веку забылось и то, что оно существовало не всегда, и его библейское происхождение.

Не так важна история словосочетания «закон природы», как роль библейского мировосприятия в мышлении основателей новой науки. Связь двух видов веры в их сознании помогает увидеть зависимость постулата фундаментальный науки от постулатов Библии о Творце-Законодателе и о человеке, созданном как Его подобие.

Вернемся к вопросу Нидэма. Что общего у стран, где новая наука приживалась легко? Сравнивать, впрочем, следует не страны в целом — разные по истории и уровню развития, — а людей, идущих в науку, то есть, очевидно, людей читающих. К семнадцатому веку наиболее читаемой книгой христианской Европы была Библия, доступность которой резко выросла благодаря изобретению книгопечати в пятнадцатом веке, и Реформации в шестнадцатом.

Буквально все основатели новой науки были верующими. Коперник имел духовное звание, Галилей и Кеплер в юности хотели стать священниками, а Ньютон о Библии написал больше, чем о физике. В своих научных исследованиях они, по выражению Кеплера, видели служение Богу. А в религии мыслили так же свободно, как и в науке. Причем в науке истину они искали, опираясь на книгу Природы, а в религии опирались на Библию, полагая, что у обеих книг один Автор.

Конечно, и в семнадцатом веке, когда возникала современная физика, были атеисты. Атеизм «жил и работал» еще во времена Архимеда — у Эпикура и его последователей. Открытым атеистом был коллега и друг Ньютона — астроном Э. Хэли (Галлей). Однако среди основателей новой физики атеистов не было. Чтобы это объяснить, выделим на схеме Эйнштейна три рода задач: изобретение новых понятий и аксиом Э=>A, вывод из аксиом проверяемых утверждений A=>У, эмпирическая проверка этих утверждений У=>Э. Изобретению новых фундаментальных понятий способствуют интуиция и вера, присущие религиозному мировосприятию. А для последних двух задач требуется изобретательное конструирование из уже известных теоретических и материальных элементов, и религиозность этому не помогает, а то и мешает, «отвлекая от дела». Так что физикам-атеистам — таким как Людвиг Больцман, Поль Дирак, Лев Ландау, Стивен Вайнберг — работы хватает.

Все три звена эйнштейновской схемы необходимы, чтобы замкнуть цикл познания. Но начать следующий виток спирали науки способен лишь новый взлет изобретательной интуиции, основанной на вере. В начале же первого цикла, при рождении современной физики, роль новых понятий была особенно велика, и, соответственно, определяющей стала роль верующих физиков. Это объяснение охватывает и следующих изобретателей фундаментальных понятий — Максвелла, Планка и Эйнштейна, которые тоже не были атеистами.

Кредо Эйнштейна: «Господь изощрен, но не злонамерен». Друга его, атеиста М. Соловина, беспокоило, что в подобных шутках слишком большая доля религии. Эйнштейн пояснял, что «не нашел лучшего слова, чем „религиозная“, для уверенности в рациональном характере реальности, доступной человеческому уму, а там, где это чувство отсутствует, наука вырождается в бескрылый эмпиризм». И добавил:

Ты находишь странным, что я говорю о познаваемости мира как о чуде или как о вечной тайне. Но ведь следовало бы ожидать мира хаотического, который мы могли бы упорядочить лишь подобно алфавитному порядку слов. Совершенно иной порядок проявился, например, в теории гравитации Ньютона. Он придумал аксиомы этой теории, но сам ее успех означает высокую упорядоченность объективного мира, ожидать чего заранее нельзя. В этом и состоит «чудо», которое лишь усиливается при расширении наших знаний.

Так Эйнштейн выразил основной постулат фундаментальной науки… и библейское представление об отеческом отношении Творца к венцу своего творения, о чем за три века до Эйнштейна писал Галилей.

Постулаты и предрассудки Библейской цивилизации

Эйнштейну легко было верить в существование фундаментальных законов — многие уже были открыть. В шестнадцатом веке не знали еще ни одного. Поэтому основатели новой физики нуждались в поддержке, которую получили от своих религиозных предрассудков. Их пред-физику можно назвать и более возвышенно: скажем, метафизикой или постулатом, но слово «предрассудок» точнее выражает суть дела. Речь идет об исходной позиции исследователя, пред-шествующей научным исследованиям его рассудка. Слово «предрассудок» в таком нейтральном смысле будем писать через дефис: «пред-рассудок».

Постулат — утверждение, принимаемое без доказательства. Евклид предложил набор постулатов, чтобы из набора этого следовали все остальные утверждения геометрии. Пример постулата: через две точки можно провести лишь одну прямую линию. Представив себе прямую в виде натянутой нити, утверждение это легко принять на основе собственного жизненного опыта.

Другой постулат не столь очевиден: на плоскости через точку вне данной прямой можно провести одну, и только одну, прямую, не пересекающуюся с первой. Веками математики пытались доказать этот постулат, сведя его к очевидным. Лобачевский понял, что это невозможно, когда заменил постулат его отрицанием и получил систему утверждений, логически безупречную. Подобные системы описывают геометрии не на плоскости, а на искривленной поверхности. Так что в математике неэквивалентные наборы постулатов определяют разные геометрические миры.

Совсем иной характер имеет постулат о фундаментальном устройстве реального мира и о его познаваемости. Он не следует логически из научных знаний или из житейского опыта. А чтобы постулат этот был крепкой опорой, в него нужно «свято» верить. Таким образом, речь идет о научном пред-рассудке, который для основателей новой науки следовал из их религиозных представлений. Пред-рассудки очевидны лишь для их носителя, поскольку усвоены незаметно, обычно в юном возрасте, из культурного окружения, подобно тому, как усваивают родной язык.

Взаимосвязь пред-рассудков религиозных и научных обнаружили миссионеры, которые принесли в Китай и Библию, и европейскую науку, а в 1737 году писали в своем отчете:

Мы объясняем китайцам, что Бог, создавший Вселенную из ничего, управляет ею посредством всеобщих законов, достойных Его бесконечной мудрости, и что все творения подчиняются этим законам изумительно точно. Китайцы отвечают, что эти высокопарные слова не несут им никакого смысла. Законом они называют порядок, установленный законодателем, имеющим власть предписывать законы тем, кто способны их исполнять, а значит, способны их понимать. Считать же, что Бог установил всеобщие законы, означает, что животные, растения и вообще все тела знают эти законы и, следовательно, наделены пониманием. А это, говорят китайцы, абсурдно.