§ 2. Контринтуитивный универс и проблема наглядности в физике
Плодом современного оживления физики, особенно в области астрофизики, физической космогонии становится актуализация проблемы контринтуитивного универса. Пришла пора заниматься анализом подлинной физики, во всём гигантском богатстве её проявлений, возврата физики к неоклассическим нормам и идеалам науки. Неоклассический этап развития – это не традиционное понимание классики, а возврат к анализу, исследованию, отсюда – к пониманию и объяснению подлинных причин и оснований существования реального, действительного мира, наполнение конкретным научным содержанием понятий, категорий современной космологии.
Авторы не ставят перед собой цель решить проблему интуиции. Решить проблему интуиции в одной книге, а тем более в одной главе невозможно. Для всестороннего исчерпывающего (на текущий момент) анализа интуиции необходимы усилия больших коллективов учёных разных специальностей: психологов, философов, математиков, социологов и др. Мы используем уже имеющийся анализ интуиции в работах отечественных учёных152.
«Среди видов знания, различающихся философией, – пишет В.Ф. Асмус, – имеется так называемое непосредственное знание, именуемое некоторыми философами интуитивным знанием или интуицией… Так как из всех внешних чувств наиболее важным для познания является зрение, то всякое прямое, или непосредственное, усмотрение истины получило название «интуиция» – от латинского intuitus, буквально означающего «созерцание», «вѝдение», то есть усмотрение с помощью зрения»153.
Разумеется, в этой работе нас интересует не интуиция вообще, а роль и место наглядности в научном творчестве. И, более того, не наглядности вообще, а роль и место наглядных интуиций в период смены научных парадигм, особенно в период научных революций. По этому вопросу в научной литературе существуют различные точки зрения. Вот мнение по поводу зрительных интуиций, высказанное Эйнштейном в ответе на вопросы известного математика и психолога Жака Адамара: «Слова или язык, как они пишутся или произносятся, не играют никакой роли в моём механизме мышления. Психические реальности (Entities), служащие элементами мышления – это некоторые знаки или более или менее ясные образы, которые могут быть «по желанию» воспроизведены и комбинированы… Вышеупомянутые элементы в моём случае носят зрительный и мускульный характер. Обычные и общепринятые слова (conventional) слова с трудом подбираются лишь на следующей стадии, когда упомянутая ассоциативная игра достаточно устоялась и может быть воспроизведена по желанию»154.
Итак, подчеркнём, Эйнштейн считает, что наглядные интуиции играют первичную роль в научном творчестве.
Существует и прямо противоположная точка зрения, представители которой полагают, что мера наглядности непрерывно уменьшается в процессе развития науки. Наиболее последовательно эту точку зрения выражает В.П. Бранский, который даже сформулировал «принцип ненаглядности». В главе «Ведущая методологическая тенденция в развитии физики XX века» он пишет: «Мы рассмотрели процесс «разрушения» наглядных представлений, как в квантовой теории, так и в теории относительности, в самый ответственный период их развития. Сразу бросается в глаза поразительная симметрия обеих теорий с точки зрения этого процесса. Следовательно, подобная тенденция является характерной особенностью всей новой физики… Содержание принципа ненаглядности, если обобщить соответствующие высказывания Вернера Гейзенберга (рис. 1.23) по данному вопросу, сводится к следующим положениям.
Невозможность представить явления микро- и мегамира в чувственно воспринимаемых образах, почерпнутых из земных условий…
Наличие определённой объективной основы для невозможности такого представления…
Объяснение наглядного из ненаглядного (а не наоборот – авт.)…
Принцип ненаглядности не ограничивается невозможностью механического представления явлений микро- и мегамира, а имеет более глубокое содержание… Принцип ненаглядности идёт дальше: в нём утверждается существование явлений, которые принципиально не могут быть представлены в каких бы то ни было чувственно воспринимаемых образах»155.
В таком общем виде принцип ненаглядности перестаёт быть только методологическим принципом теоретической физики, а превращается в принцип теории познания, то есть в гносеологический принцип, проблема обретает эпистемологический характер. Таким образом, принцип ненаглядности существенно отличается от любых других физических принципов, под которыми обычно понимаются законы природы с очень широким «фокусом» действия. Таковы второе начало термодинамики, принцип относительности, принцип неопределённости и др.156
Как видим, сторонники принципа ненаглядности (Бранский и его единомышленники) метафизически огрубляют процесс познания, разрывая два диалектически связанных «полюса» абстрактного и конкретного и (вероятно, чересчур поверив Гейзенбергу и его последователям) абсолютизируют «полюс» абстрактного.
С нашей точки зрения, в процессе развития парадигмы диалектика абстрактного и конкретного проявляется следующим образом. На первом этапе развития парадигмы наглядных интуиций в новой предметной области ещё нет. Состояние контринтуитивного универса157. В дальнейшем, в работах ведущих учёных, наглядные образы новой предметной области постепенно формируются. Разумеется, это не наглядные образы предыдущей парадигмы (и соответствующей ей картины мира); это новая наглядность.
Рис. 1.23. Вернер Гейзенберг158
В 1927 г. Гейзенберг открыл (сформулировал) принцип неопределённости – один из краеугольных камней квантовой механики. Соотношение неопределённости возникает между любыми переменными состояния, определяемыми некоммутирующими операторами. Принимается, что для частиц, по крайней мере, отчасти справедлив корпускулярно-волновой дуализм. В таком приближении положение элементарной частицы определяется местом концентрации соответствующей частице волны, импульс частицы связывается с длиной волны, и возникает наглядная аналогия между отношениями неопределённости Гейзенберга и свойствами волн или сигналов159. Положение является неопределённым настолько, насколько волна распределена в пространстве, а неопределённость импульса выводится из неопределённости длины волны при её измерении в разные моменты времени. Если волна находится в точечноподобной области, её положение определено с хорошей точностью, но у такой волны в виде короткого волнового цуга отсутствует определённая длина волны, характерная для бесконечной монохроматической волны. В качестве волны, соответствующей частице, берут волновую функцию. В многомировой интерпретации квантовой механики считается, что при каждом измерении положения частицы происходит декогеренция. В отличие от этого в копенгагенской интерпретации квантовой механики говорят, что «при каждом измерении положения частицы как будто бы происходит коллапс волновой функции до малой области, где находится частица, и за пределами этой области волновая функция близка к нулю (это описание полагается возможным приёмом для согласования поведения волновой функции как характеристики частицы, так как волновая функция лишь косвенно связана с реальными физическими величинами). Такая трактовка вытекает из того, что квадрат волновой функции показывает вероятность нахождения частицы в пространстве. Для малой области импульс частицы в каждом измерении не может быть измерен точно вследствие самой процедуры измерений импульса. При измерении положения частица будет чаще обнаруживаться там, где имеется максимум волновой функции, и в серии одинаковых измерений появится наиболее вероятное положение»160.
В квантовой механике принцип неопределённости Гейзенбе́рга устанавливает, что существует ненулевой предел для произведения дисперсий сопряжённых пар физических величин, характеризующих состояние системы. Например, координаты и импульса (Δx∙Δp ≥ ђ/2), тока и напряжения, электрического и магнитного поля; чем точнее измеряется одна характеристика частицы, тем менее точно можно измерить вторую, сопряжённую характеристику. Считается, что принцип неопределённости связан не только с возможностями экспериментальной техники, но и показывает фундаментальное свойство природы161, фундаментальные свойства и отношения в природе.
А в высшей фазе развития парадигмы вся предметная область становится в принципе наглядной (формируется новая научная картина мира), чтобы при переходе к следующей парадигме опять стать не наглядной (на первом этапе). Представители точного естествознания это хорошо понимают. Вот что, например, пишут ученики крупнейшего ленинградского учёного акад. В.А. Фока (рис. 1.24): «Следует помнить, что абстрактность и наглядность относительны. В самом деле, наглядное представление – это представление посредством привычных моделей и понятий. Когда какая-либо область науки хорошо изучена, вырабатывается система представлений, позволяющая объяснить наглядно все явления в этой области»162.
Рис. 1.24. В.А. Фок163
Мнения разных людей о наглядности или абстрактности объяснений физического явления часто бывают разными, так как уровень «наглядности» определяется знаниями. Опираясь на школьный курс физики и повседневный опыт, большинство людей мыслит сейчас при помощи механических моделей. Значительно меньшее число людей может сказать, что они «наглядно представляют себе электромагнитное поле, и уже совсем ничтожная доля может заявить, что для них наглядны квантовые явления»164.
Поскольку наука не стоит на месте, научное познание продуцирует всё новые и новые представления, которые становятся все менее и менее наглядными для широких слоёв населения Земли. Для кого в настоящий момент являются наглядными, скажем, представления о космическом вакууме (и вакууме вообще), «тёмной энергии», разгоняющей нашу Вселенную с ускорением? Или насколько наглядны феномены квантовой запутанности (спутанности, сцепленности, зацепленности – с трудом подбираются слова, более или менее адекватные термины, поскольку все они возникали в процессе человеческой деятельности и фиксировались в сознании и языке для обозначения явлений макроскопической, человекомерной реальности; англ. entanglement), квантовой телепортации? Возникает своего рода процесс, напоминающий логарифмическую спираль, наглядно отображающий всё более ссужающийся круг достаточно образованных лиц, для которых современная научная теория (тем более – научная концепция мироздания!) в принципе может быть наглядной. Это обстоятельство может иметь далеко идущие, тяжёлые, крайне нежелательные социально-политические последствия, поскольку в соответствии с демократическими процедурами решать будут не акад. Алфёровы165и другие учёные, а массы плохо образованных субъектов стихийного действия (во многом дезориентированных, но локально и чётко «самоопределившихся», не понимающих при этом не только смысл происходящих и наступающих событий, но и смысл принимаемых решений, за которые они ратуют и уверенно голосуют).
Это весьма важное замечание, показывающее, что такие, казалось бы, отвлеченные рассуждения в области методологии науки о степени наглядности научного знания, не могут игнорировать социальную психологию. Сквозь эти, казалось бы, сугубо специальные вопросы, проглядывает неравномерность развития различных социальных групп, неравенство в области образования и в сфере распределения информации, доступа не только к коммерческой, политической, особо секретной, тщательно охраняемой и пр., но и к научной информации, которая в принципе открыта (или, во всяком случае, должна быть открыта) для «посвящённых». Это возрастающее неравенство достигает в наше время очень высокого уровня, приводит к крайней поляризации общества, что ставит под угрозу само существование и дальнейшее развитие цивилизации.
Сложный процесс превращения ненаглядного в наглядное, контринтуитивного в интуитивно ясное, мы можем (мы пытаемся) проиллюстрировать на методе диаграмм. Нам представляется, что диаграммы лежат строго (как раз) на границе интуитивной и рациональной сфер познания, что метод диаграмм играет роль своеобразной границы между интуитивной и рациональной формами познания. При этом следует учитывать (иметь в виду), что за каждым элементом диаграммы находятся математические функции и более сложные математические выражения: операторы, матрицы и т.д.
Начнём со специальной теории относительности.
Физики шутят:
«Был это мир туманной мглой окутан.
«Да будет свет!» и вот явился Ньютон.
Но сатана не долго ждал реванша.
Пришёл Эйнштейн, и стало всё как раньше». –
Интуитивно наглядная физика Ньютона сменяется «контринтуитивным универсом» Эйнштейна. Но:
«Минковский за Эйнштейном шёл вослед,
Придумал «плоскость» и вернулся свет!».
Начало доклада Германа Минковского (рис. 1.25) на съезде врачей и естествоиспытателей в 1908 году звучит с торжественностью «Коммунистического манифеста»: «Воззрения на пространство и время, которые я намереваюсь перед вами развить, возникли на экспериментально-физической основе. В этом их сила. Их тенденция радикальна. Отныне пространство само по себе и время само по себе низводятся до уровня теней, и лишь некоторый вид соединения обоих должен ещё сохранять самостоятельность»166.
В речи, произнесенной на втором общем заседании 82-го съезда Общества германских естествоиспытателей и врачей 23 сентября 1910 года в Кёнигсберге Макс Планк (рис. 1.26) обратил внимание собравшихся, что теория относительности «предъявляет силе воображения физиков чрезвычайно широкие требования, но зато методы её удобны и универсальны» и «дают вполне определенные результаты, сравнительно легко формулируемые.
Рис. 1.25. Герман Минковский167
Рис. 1.26. Макс Планк168
Из пионеров в этой новой области на первом месте следует назвать Гендрика Антона Лоренца, который придумал понятие об относительном или «местном» времени и ввёл его в электродинамику (хотя и не развил его до слишком радикальных выводов), затем Альберта Эйнштейна, который первый нашел в себе достаточно смелости, чтобы провозгласить относительность всех показаний времени как универсальный постулат, и, наконец, Германа Минковского, которому удалось возвести теорию относительности на степень цельной математической системы»169. В настоящий момент «особенным интересом эти абстрактные проблемы пользуются со стороны математиков, которые преимущественно и занимаются разработкой их, особенно после того, как обнаружилось, что решающую роль в этой области играют совершенно такие же математические методы, какие были выработаны в четырехмерной геометрии». Свободные от предрассудков экспериментальные физики отнюдь не враждебно настроены к этой теории: «они спокойно выжидают дальнейшего развития её, и вопрос о своем отношении к ней ставят в зависимость лишь от тех результатов, которые даст экспериментальная проверка. В этом отношении следует отметить, что, хотя число физических следствий, вытекающих из теории относительности, весьма велико, однако проверка их требует такой точности измерений, которая стоит у крайнего предела досягаемости экспериментальных инструментов. Это обусловливается, прежде всего, тем обстоятельством, что скорости тел, служащих нам для измерений, вообще чрезвычайно малы в сравнении со скоростью света»170. С другой стороны, с течением времени сила инструментов возрастает, точность измерений повышается, и проверка теории делается более тонкой и глубокой. Дело обстоит таким же образом, как и с фигурой нашей планеты. «Если бы радиус Земли не был столь велик в сравнении со всеми теми длинами, с которыми мы имеем дело в наших опытах, то шарообразная форма Земли и относительность всех пространственных направлений, несомненно, были бы признаны гораздо раньше».
Но значение «аналогии между пространством и временем идёт гораздо глубже. Это больше, чем аналогия, это – тождественность, по крайней мере, в математическом смысле. Главным образом, Минковскому мы обязаны доказательством положения, что, если измерять величины времени надлежащей мнимой единицей, то три измерения пространства и единственное измерение времени входят в основные физические законы абсолютно симметрическим образом»171. Как учение о шарообразной форме Земли и относительности всех пространственных направлений завоевало себе всеобщее признание лишь после долгой борьбы, так и теория относительности должна будет еще выдержать жестокую борьбу, которая в настоящее время уже не сопряжена с опасностью заточения и казни для поборников новых взглядов. «Перед исследователем, ощупью пробирающимся вперед, открывается величественная перспектива в необозримую даль; в ней открываются такие зависимости, о которых в прежние периоды не могли иметь даже никакого представления... Всякий, кто взял на себя труд углубиться в логику этих новых воззрений, долго не сумеет освободиться от исходящего от них очарования; вполне понятно, что художественную натуру безвременно отнятого от науки Германа Минковского они зажгли ярким пламенем энтузиазма. Но физические вопросы разрешаются не с эстетических точек зрения, а путем опытов, которые всегда требуют прозаической, утомительной, терпеливой и кропотливой работы. И высокое физическое значение принципа относительности сказывается как раз в том, что на целый ряд физических вопросов, которые раньше оставались в полной темноте, он даёт совершенно точный ответ, который можно проверить с помощью опытов». Поэтому этот принцип следует ценить, по меньшей мере, как чрезвычайно плодотворную рабочую гипотезу… «В различных лабораториях независимо друг от друга усердно работают опытные исследователи и искусные экспериментаторы. Вначале казалось, что результаты измерений противоречат принципу относительности, тогда как в настоящее время стрелка весов, по-видимому, опять склоняется в пользу нашего принципа; тем с большим нетерпением должны мы ожидать исхода этой борьбы!»172
«К чему бы ни привело ожидаемое решение, – выдержит ли принцип относительности это испытание, или же мы должны будем отказаться от него, действительно ли мы находимся у порога совершенно нового воззрения на природу, или же и новые успехи не выведут нас из темноты, – ясность должна быть достигнута во всяком случае и какой бы то ни было ценой. Даже разочарование, если только оно основательное и окончательное, означает шаг вперёд, и жертвы, с которыми сопряжен отказ от принятой теории, щедро окупятся сокровищами вновь приобретенного знания. Смею думать, что эти слова вполне соответствуют духу нашего Общества, которому нужно вменить в особую заслугу, что оно никогда не связывало себя наперед установленным научным маршрутом и решительно отклоняло всякие попытки в этом направлении. Мы не должны сомневаться, что так останется и в будущем, и что наш лозунг, как в физике, так и во всем естествознании, будет неустанно вести нас вперёд к свету истины, что бы нас ни ожидало»173.
Итак, пространство-время Минковского четырёхмерно. Чтобы изобразить его наглядно, надо сделать несколько предварительных замечаний. Первое: эволюция не выработала у нас непосредственное видение четырёхмерия. Поэтому, осуществляют сечение мира Минковского плоскостью: y = z = 0. Это сечение принято называть «плоскостью Минковского». Оно сохраняет все основные особенности четырёхмерного мира Минковского. Второе: принято использовать так называемую «планковскую», «абсолютную» систему единиц (или систему «естественных единиц измерения»), в которой мировые константы, и скорость света тоже, выбираются равными единицы: с = 1. Из школьного курса тригонометрии известно, что tg 45° = 1. То есть мировые линии света на «плоскости Минковского» идут под углом 45 градусов к осям координат, иначе говоря, являются биссектрисами координатных углов.
Третье предварительное замечание: квадрат расстояния в интуитивно ясной геометрии Евклида задаётся формулой R2 = x2 + y2 (теорема Пифагора). Это уравнение окружности. Заслуга Минковского в том, что он понял, что физике теории относительности соответствует другая «псевдоэвклидова» геометрия, в которой квадрат расстояния (называемый интервалом и обозначаемый ΔS) задаётся формулой: ΔS = x2 – t2. Это уравнение гиперболы. Для простоты возьмём ΔS = 1; x2 – t2 = 1. Теперь мы можем изобразить наглядно «плоскость Минковского» (рис. 1.27, 1.28).
На «плоскости Минковского» все «парадоксы» теории относительности становятся наглядно очевидными. Покажем очевидность одного из этих «парадоксов» – относительность понятия одновременности (рис. 1.29).
По теории относительности существует множество интересных книг, написанных как выдающимися физиками-теоретиками174, так и грамотными комментаторами175. В этих книгах разобраны все «парадоксы» специальной теории относительности – как кинематические, так и динамические. Предыдущие рассуждения мы рассматриваем как контрпример «принципу ненаглядности».
Рис. 1.27.
Сечение пространственно-временного конуса плоскостью (x, t)176.
По отношению к началу координат все события, лежащие в верхней части графика – это будущее; события в нижней части графика – это прошлое; а события справа и слева от линий света на могут находиться в причинно-следственной связи с событием в начале координат (если только не разрешить движения и взаимодействия быстрее света). Если восстановить координаты y, z, то линии света окажутся образующими светового конуса (а точнее, четырёхмерного гиперконуса). Световой конус в теории относительности оказывается более фундаментальной характеристикой пространства-времени, нежели декартовы оси координат. Именно с помощью световых конусов описываются причинно-следственные связи в пространстве-времени.
Для обывателя, который не прочитал и никогда в жизни не прочитает ни одной книги по теории относительности, она навсегда останется «математической болтовнёй», «тарабарщиной» или «игрой в бисер». Для критически мыслящего философа – заводящей в никуда светлые головы (или, возможно – когнитивным оружием177).
Рис. 1.28. Четыре равнобочные гиперболы
τ2 – x2 = 1, x2 - τ2 = 1,
проведенные в всистеме координат(x, τ)
Поскольку преобразования Лоренца оставляют инвариантным выражение τ2 – x2 = c2·t2 – x2, то и в новых косоугольных координатах мы получим гиперболы τ′ 2 – x′ 2 = 1, x′ 2 - τ′ 2 = 1. Но это означает, что эти четыре равнобочные гиперболы пересекают соответственно оси x, τ, x′, τ′ на расстояниях от начала координат, равных единице. Проведённые гиперболы называют масштабными178. Обратите внимание, что вращение осей координат в псевдоэвклидовой геометрии происходит не так, как в геометрии Евклида. Оси вращаются не по кругу, а навстречу друг другу, так, чтобы линии света всегда оставались биссектрисами. Это соответствует постулату теории относительности о том, что скорость света постоянна во всех инерциальных системах отсчёта.
Рис. 1.29.
Иллюстрация относительности понятия одновременности
События А и В произошли одновременно в покоящейся системе отсчёта (x, t), но в движущейся системе отсчёта (x', t') событие В (В') произошло раньше А (А'). В силу равноправия систем отсчёта ни одно из полученных расстояний нельзя считать истинным, как ни одно пространство-время абсолютным. Всё относительно. Философствуя, мы можем говорить о существовании «привилегированной системы отсчёта» для нас, связанной с существованием человека на Земле и его мирозданием, и волевым образом настаивать на ней (см. литературу по теме: «Антропный принцип и его модификации в современной науке и философии»179). Разумеется, такой волевой выбор нарушает релятивистский принцип относительности.
А вот студента второго курса физфака, не знакомого с «плоскостью Минковского», выгонят с экзамена. Наглядность относительна.
Перейдём теперь к проблеме наглядности общей теории относительности и её космологических следствий. Над этой проблемой не один десяток лет работали талантливые учёные: Крускал М.Д., Шекерес Г., акад. Новиков И.Д., Картер Б., Хокинг Ст. (рис. 1.30, 1.31) и многие другие180. Основной результат получил выдающийся математик из Оксфорда Роджер Пенроуз (рис. 1.32).
Рис. 1.30. Брэндон Картер
(адрес изображения: http://en.academic.ru/dic.nsf/enwiki/784712 )
Рис. 1.31. Стивен Хокинг
(адрес изображения: http://bookfans.net/stephen-hawking/ )
Рис. 1.32. Роджер Пенроуз
(адрес изображения https://yandex.ru/images)181
Вот как описывает значение работы Пенроуза, вероятно, самый известный физик конца XX века Стивен Хокинг (рис. 1.31): «В том, что общая теория относительности вскоре приобретёт гораздо лучшую репутацию и вызовет больший интерес, мы во многом обязаны работам Роджера Пенроуза. До этих работ общая теория относительности формулировалась в виде беспорядочного набора уравнений в частных производных в единственной координатной системе. Люди настолько радовались, когда находили решение этих уравнений, что не заботились о том, что эти уравнения, возможно, не имеют физического смысла. Однако Роджер внёс в эту область такие современные концепции, как спиноры и глобальные методы качественного анализа. Он первый показал, как можно изучать общие свойства уравнений теории относительности без точного их решения. Именно ему принадлежит первая теорема о сингулярностях…»182
Главное достоинство диаграмм Пенроуза (рис. 1.32, 1.33, 1.34) в том, что это «конформные диаграммы». Конформное преобразование изменяет линейные размеры тел и пространственные расстояния (вплоть до того, что бесконечность отображается в конечные точки диаграмм), но углы при этом сохраняются. А это значит, что сохраняется система световых конусов и возможность анализа пространства-времени с позиции принципа причинности (фундаментального принципа научного познания).
Рис. 1.33. Пример диаграмм Пенроуза
(так называемая вечно существующая
шварцшильдовская «чёрная дыра»)
«Область справа, отмеченная на диаграмме как 1, является асимптотически плоским пространством, в котором, как мы предполагаем, мы и живём. Она имеет нулевые бесконечности в прошлом и будущем τ- и τ+, подобно плоскому пространству-времени. С левой стороны диаграммы существует другая асимптотически плоская область 3, которая, по-видимому, соответствует другой вселенной, связанной с нашей только горловиной. Однако, как мы увидим, она связана с нашей областью с помощью мнимого времени. – Как тут не вспомнить знаменитую книгу П.А. Флоренского «Мнимости в геометрии»! – Нулевая поверхность, идущая снизу слева вверх направо, является границей области, из которой можно уйти на правую бесконечность. Поэтому она является «горизонтом событий» будущего, причём эпитет «будущий» добавлен для того, чтобы отличить его от «горизонта событий» прошлого, идущего снизу справа вверх налево»183. Области 2 и 4 – «белые» и «чёрные» дыры.
Рис. 1.34. Диаграмма Пенроуза,
на которой наглядно представлена так называемая
вечно существующая шварцшильдовская «чёрная дыра»184
Итак, на конформной диаграмме Пенроуза наглядными являются: сингулярности, горизонты событий, асимптотические бесконечности, «белые» и «чёрные» дыры, «сопряженная реальность», обозначенная на диаграмме областью 3, как Parallel Universe. Конечно, это не механическая наглядность. Это новый тип наглядности – релятивистская наглядность. Это не просто «картинка», а метод строгого качественного анализа пространства-времени с позиции принципа причинности. В наши дни в «arXive»’е ежемесячно появляются статьи, в которых используется метод конформных диаграмм Пенроуза. С нашей точки зрения наилучшее введение в метод конформных диаграмм содержится в третьем томе энциклопедической книги по гравитации Уилера, Торна, Мизнера185. Классическими работами по глобальным топологическим методам являются книга Пенроуза «Структура пространства-времени» и книга Дж. Эллиса, Ст. Хокинга «Крупномасштабная структура пространства-времени», к которым мы и отсылаем читателя за подробностями186. Тем не менее, эта «конструкция» имеет существенный недостаток – она феноменологична и конвенциональна по своей сути, она скорее не решает проблему, чем решает, не уточняет сущностного видения и понимания, тем более не снимает проблемы объяснения оснований статус-кво физической картины мира. Проблема «физика – математика – объективная реальность» остаётся открытой, скорее констатируется кризис современной физики, нежели предлагается направление выхода из него. Однако это не отрицает необходимость продолжения работы в различных аспектах видения исследуемой проблематики, поиска путей выхода современной физики из кризисного состояния своего бытия.
Наши учёные не стояли в стороне от развития этих методов. Более того, выдающийся ленинградский геометр, акад. А.Д. Александров (рис. 1.35) был пионером в применении этих методов в теории относительности. Вот что пишет по этому поводу известный физик-теоретик, один из ведущих гравитологов США, Кип Торн: «Интересно, что задолго до того, как Пенроуз сформулировал свою теорему (теорему о сингулярностях Пенроуза-Хокинга – авт.), два советских математика из Ленинграда – Александр Данилович Александров и Револьт Иванович Пименов – пытались воспользоваться топологическими методами в своих исследованиях по общей теории относительности. В 1950 - 1959 годах Александров пользовался ими при изучении причинно-следственных связей в пространстве-времени, а именно: при исследовании связей между областями пространства-времени и выяснении условий, при которых эти связи могут быть установлены. Подобный топологический анализ мог оказаться очень важным в теории чёрных дыр. Александров создал в топологии довольно мощный и красивый математический аппарат, разработку которого впоследствии продолжил его молодой коллега Пименов (рис. 1.36)… К сожалению, их метод не был применён в исследованиях по общей теории относительности… Возможно, отчасти это было связано с тем, что сама судьба не благоприятствовала им в научных исследованиях.
Рис. 1.35.
Академик А.Д. Александров187
Рис. 1.36.
Р.И. Пименов, г. Сыктывкар, 1990 г.188
Александров стал ректором Ленинградского государственного университета и у него просто не было времени заниматься наукой. Р.И. Пименов был арестован за участие в «антисоветской группе» и заключён в тюрьму на 6 лет… Его работы не получили должного признания»189.
В этой связи позволим себе некоторое отступление от заявленной темы, но весьма важное для понимания «исторических путей науки». Заставляет задуматься следующее обстоятельство: американские учёные, являющиеся нашими прямыми конкурентами в науке, с огромным уважением говорят о ленинградском учёном и подчёркивают его приоритет, а почётный профессор СПбГУ Бранский В.П. (рис. 1.37) в книге «Философия физики XX века. Итоги и перспективы» – которая, по сути, является учебником для студентов190 – в главе о сингулярности умудрился ни разу не упомянуть имени академика Александрова191. В то же время сам Бранский – и в кулуарах, и в публичных выступлениях – неоднократно сетует на нарушение научной этики современным научным сообществом, что проявляется, в частности, в том, что его работы последних лет – особенно по социальной синергетике, синергетическому историзму, синергетической философии истории – старательно замалчиваются московскими учёными, философами, академиком Стёпиным В.С. и др. Вот такой у нас «нечёткостный патриотизм» получается!.. Последнее может не только навредить общему делу, но и привести к утрате традиций, научных школ, к их упадку и забвению, к информационно-духовному разрыву между поколениями учёных – самому страшному, что только может быть в науке (и обществе)! Источником этого являются, конечно, уж не сами физики, философы, а абсолютизация субъективности в творческом процессе и утрата на основе спекулятивного поиска физических, философских, мировоззренческих оснований нашего мироздания, мерности восприятия, видения, понимания, объяснения и оценки конкретных продуктов научного развития и стагнационных процессов.
Рис. 1.37.
Р. Пенроуз (слева) и В.П. Бранский (справа). Санкт-Петербург,