Ирина Радунская – Когда физики в цене (страница 69)

Поразительно, как придирчивые физики, яростно протестующие против самой малой неточности в расчетах, экспериментах, теориях, так долго не замечали, что эфир — «выродок в семье физических субстанций», как назвал' его впоследствии Эйнштейн. И они не только мирились с капризами эфира, но подлаживались под него, словно боялись лишиться его поддержки.

Самое странное в этой истории то, что, хотя все ученые единогласно считали эфир вездесущей субстанцией, его никто, никогда, ни в одном эксперименте не обнаруживал! Он никому не давался в руки, ни одному ученому. Ни в одном опыте.

Своей неуловимостью эфир напоминал теплород; невесомое вещество, которое долго занимало трон в науке о теплоте, пока ученые не изгнали его, обнаружив, что король-то голый…

А опыты по обнаружению эфира между тем предлагались, проводились, и были среди них такие, которые, казалось, не могли не обнаружить его, если он действительно существует. Один из самых знаменитых опытов ставил своей целью поймать «эфирный ветер». Мысль была такой: если эфир наполняет собой все космическое пространство, а Земля, как корабль, движется сквозь этот океан, значит, можно попытаться определить ее скорость относительно эфира.

Логично? И Майкельсон, искуснейший экспериментатор XIX века, потратил на тщательные опыты не один год.

Эфир ничем не выдал себя.

И даже это не отрезвило ученых. Если эфир не проявляет себя в этом опыте, значит, решили ученые, он не вполне неподвижен. Значит, Земля в своем движении увлекает эфир за собой — вот почему невозможно заметить ее движение. При таком предположении эфир из твердого тела превращался в какое-то желе, студень!

Пошли разговоры об эфирных хвостах, которые все небесные тела тянут за собой при движении через эфирный студень: большие тела тащат большие хвосты, за малыми тянутся маленькие хвостики. Наверно, и в этом случае можно было бы придумать какой-то эксперимент по поимке эфира… Но такие опыты показались ненужными, ибо внимание физиков привлекла более чем странная гипотеза Фицджеральда — все тела при движении через эфир деформируются, меняя свои размеры, в том числе измерительные линейки, часы и другие приборы… Из этой теории следовало, что движение тел через эфир вообще нельзя обнаружить.

Ученые так привыкли к непостижимому характеру эфира, что эта гипотеза некоторым показалась не только правдоподобной, но даже доказывающей существование эфира. Раз эфир не допускает обнаружение движения тел сквозь себя, значит, он тем самым заявляет о себе! Такая уж это необычная субстанция…

«Выродок» продолжает жить?

Казалось бы, после появления теории относительности Эйнштейна, которая без помощи эфира рассказала людям о космосе все, что интересовало их в первой половине XX века, физики наших дней больше не вспомнят о нем. Каково же было мое удивление, когда недавно я вновь услышала об эфире, и не от неопытного в науке новичка, не от прожектера, а от одного из серьезных, интересных и дальновидных ученых, который создал ряд убедительных, бесспорно новаторских работ.

Было это в Будапеште.

В каждой стране есть свой кумир. В Англии в наш период истории почитают Поля Дирака, предсказавшего антивещество; во Франции гордятся Луи де Бройлем, отцом волновой механики. В Японии вторым лицом после императора считают Хидэки Юкаву, творца теории ядерных сил. В Венгрии национальная гордость — академик Лайош Яноши.

Разумеется, это не означает, что другие венгерские физики хуже. Там много талантливых ученых. И Яноши выделяется не потому, что он самый главный, или потому, что ученикам случалось видеть его в двух галстуках и непарных ботинках. Не многие могут создать собственную трактовку теории относительности. А Яноши создал.

Десять лет жизни отдал он труду под названием «Теория относительности, основанная на физической реальности». В ней он изложил свой взгляд на мир — особый взгляд, мало кем разделяемый.

Познакомившись с Яноши, мне, разумеется, захотелось услышать от него самого о тех новых критериях, которые он ввел в науку. А услышала я… об абсолютном пространстве, об эфире — понятиях, казалось бы, уже изгнанных прогрессом науки.

— Изгнанных?! — удивляется Яноши. — Это неверно. Посмотрите первый том собрания сочинений Эйнштейна. Физик уникального чутья и прозорливости, он и после создания общей теории относительности не боялся говорить об эфире как о носителе всех физических событий. Это помогало ему создать качественную и количественную модель мира. А в этой модели он искал нечто, что могло бы сцементировать воедино все то, что мы знаем о макро- и микро мире.

Перечитываю труды Эйнштейна… В докладе, сделанном Эйнштейном 5 мая 1920 года в Лейденском университете по поводу избрания его почетным профессором, он говорит, что специальная теория относительности не требует безусловного отрицания эфира.

— Можно принять существование эфира, не следует только заботиться о том, чтобы приписывать ему определенное состояние движения.

Этим высказыванием Эйнштейн возвращает эфир в ту точку его истории, когда эфир был признан Лоренцем неподвижным.

— Отрицать эфир, — продолжает он, — это в конечном счете значит принимать, что пустое пространство не имеет никаких физических свойств. С таким воззрением не соглашаются основные факты механики. Эфир общей теории относительности есть среда, сама по себе лишенная всех механических и математических свойств, но в то же время определяющая механические (и электромагнитные) процессы.

Чувствуете некоторую двусмысленность?

Но все-таки посмотрим, как эволюционировало отношение Эйнштейна, Первого Физика нашей эпохи, к эфиру. Откроем одну из удивительнейших книг, когда-либо созданных человеком, — «Эволюцию физики», написанную Эйнштейном совместно с его другом, польским физиком Инфельдом.

С недоумением эти два замечательных мыслителя приходят к двойственному выводу о том, что существует взаимодействие между эфиром и веществом в оптических явлениях, но никакого взаимодействия в механических явлениях! Это, конечно, очень парадоксальное заключение!

Далее они пишут:

«В нашем кратком обозрении принципиальных идей физики мы встретили ряд нерешенных проблем, пришли к трудностям и препятствиям, которые обескуражили ученых в попытках сформулировать единое и последовательное воззрение на все явления внешнего мира».

Одна из нерешенных проблем, трудность, препятствие — это все тот же эфир.

Против течения

Последние десятилетия жизни Эйнштейн тщетно пытался справиться с силами, властвующими над вселенной, объединить их в единую теорию, объясняющую строение мира.

«Тогда, — мечтал он, — была бы достойно завершена эпоха теоретической физики… Сгладились бы противоречия между эфиром и материей, вся физика стала бы замкнутой теорией».

Эйнштейн не осуществил мечты своей жизни. «После стольких неудач наступает момент, когда следует совершенно забыть об эфире и постараться никогда не упоминать о нем. Мы будем говорить: наше пространство обладает физическим свойством передавать волны, и тем самым избежим употребления слова, от которого решили отказаться».

Так Эйнштейн в вопросе об эфире пришел, по существу, к тому же, что и Ньютон. Не нужно говорить об эфире, не нужно пытаться апеллировать к нему при решении научных вопросов. Но не следует формулировать прямого ответа на вопрос о существовании подобной среды, пока опыт не даст для ответа какой-нибудь определенной основы.

«Нам пока еще не ясно, — писал он, — какую роль новый эфир призван играть в картине будущего мира».

Этим признанием, созвучным отчаянию Ньютона: «Я не знаю, что такое эфир», Эйнштейн констатирует, что история эфира не завершена.

…Что такое этот новый эфир, неясно и сегодня. Вернее, иногда можно услышать ответ: «Ясно». Но у разных ученых это разное «ясно».

Яноши ослушался Эйнштейна. Он упорно и напряженно думает над загадочным, неуловимым образом, олицетворением плоти мира. Об этом думают и некоторые другие современные физики наперекор общепринятому отрицанию эфира. Во всяком случае, тем физикам, которые категорически отклоняют всякие разговоры об эфире, считая это в наше время криминалом, можно напомнить, что такой серьезный физик, как лауреат Нобелевской премии Чарльз Таунс, американский создатель мазеров — «атомных часов», — не преминул использовать их — в 1960 году! — для попытки обнаружить эфирный ветер.

— Чтобы найти общий язык в такой сложной области, как философия физики, надо спорить, доказывать, критиковать, ведь только в споре рождается истина, — сказал в заключение нашей беседы Яноши, пожалуй, самый нетипичный из физиков наших дней, позволяющий себе иметь на многие проблемы свою собственную, нестандартную точку зрения.

То, что Яноши вновь обращает свое внимание на эфир, означает, что проблема среды, носителя механических и оптических явлений, не исчерпана. Она, несомненно, будет занимать и будущих физиков. И это неизбежно. Проблема света доведена до удовлетворительного состояния современной квантовой электродинамикой. И нас уже не смущает двойственная природа света, заставляющая его проявлять себя в виде волн в одних условиях и в виде частиц-фотонов в других, причем все это без помощи эфира.

Однако с проблемой поля тяготения не все обстоит так благополучно. Гравитационное поле существует. Его закономерности хорошо описываются общей теорией относительности, а поисками гравитационных волн или гравитонов — частиц гравитационного поля — занято немало физиков. Но они еще не обнаружены.