Navigation




Как опровергали и доказывали СТО

2013-06-16, Естествознание , Иосиф Гольдфаин

,

Закон Архимеда.

Известно, что теория относительности А. Эйнштейна не была с восторгом принята всей научной общественностью. Более того, кое-кто сомневается в ней и в наше время. На это есть много причин, о которых мы уже писали («3-С», 12/07). В связи с этим представляет интерес мнение по этому вопросу выдающегося физика С.И. Вавилова. Приведем отрывки из воспоминаний о нем A.M. Бонч-Бруевича.

«Сергей Иванович сказал, ...что у него давно было желание поставить релятивистский опыт... в котором в лабораторных условиях экспериментально прямо наблюдать независимость скорости света от скорости движения источника излучения. По мнению Сергея Ивановича, такой релятивистский опыт, если бы он был успешно выполнен, вполне мог бы послужить докторской работой. Это хорошо, но я опасался, что при этом у научного сообщества могут возникнуть подозрения, что я сомневаюсь в специальной теории относительности. Этими опасениями я поделился с Сергеем Ивановичем... Я хорошо запомнил его ответ. Он считает, сказал он, что каждое серьезное положение, а уж тем более фундаментальное положение в физике, должно быть подтверждено прямым экспериментом. Отсутствие такого эксперимента, а вместо этого опора на следствия, сколько бы их ни было, может порождать у не шибко грамотных людей сомнения. Эти сомнения задерживают развитие науки, с ними приходится бороться и тратить на это силы и время. В этом важность любого надежного эксперимента, поставленного с целью прямого подтверждения второго постулата».

«Сергей Иванович, кроме того, еще раз подчеркнул, что в задуманном им эксперименте речь идет о релятивистском опыте первого порядка, а таких опытов до настоящего времени нет. Опыт же, предлагаемый Сергеем Ивановичем, действительно был и убедителен, и изящен. Я его излагаю в статье 1956 г. в журнале «Оптика и спектроскопия». Забегая вперед, скажу, что в такой постановке опыт, к моему великому сожалению, я выполнить не смог».

«В январе 1951г. Сергея Ивановича не стало… у меня опять возникли сомнения в восприятии физиками самого факта постановки релятивистского опыта, который до сих пор находился под защитой авторитета Сергея Ивановича. Я обратился за советом к бывшим в курсе моей работы С.Э. Хайкину, М.Л. Леонтовичу, Г.С. Ландсбергу и... к А.Ф. Иоффе. Все в один голос высказались за продолжение работы. Г.С. Ландсберг, понимая трудности создания необходимого источника на быстрых атомах, предложил использовать в качестве движущихся источников излучения левый и правый края диска Солнца... и соответственно использовать более протяженную базу. Это предложение лишало опыт его первоначальной красоты, но, по-видимому, было единственной реальной возможностью довести его, хотя бы в сильно деформированном виде, до конца».

«Я воспользовался советом Г.С. Ландсберга... Диссертация была защищена, причем оппонентами были А.Ф. Иоффе, С.Э. Хайкин и В.Л. Левшин. Об этой работе пишет Г.С. Ландсберг в своей книге «Оптика». Я называю эти имена для того, чтобы показать, что реализованная даже в сильно усеченном виде идея Сергея Ивановича о релятивистском опыте первого порядка была признана физиками».

«Теперь уже совсем частное замечание. Я не люблю эту работу и редко упоминаю о ней потому, что у меня все время остается ощущение, что я не оправдал надежд Сергея Ивановича. Между тем в дальнейшем, уже после кончины Сергея Ивановича, вновь и вновь появлялись работы, авторы которых искали экспериментальное подтверждение второго постулата специальной теории относительности... Это были обсуждения видимых траекторий двойных звезд, углового распределения синхротронного излучения, оценка скорости распространения излучения при ядерных процессах... Но прямой опыт в лабораторных условиях, как его задумал Сергей Иванович, поставлен не был».

Эти заметки интересны по многим причинам. Главная из них — они отчетливо показывают, что наука развивается по собственным законам. Если у физиков появится возможность провести опыт, убедительно подтверждающий Специальную Теорию Относительности (СТО), как, впрочем, и любую другую не вполне общепринятую теорию, то этот опыт будет проведен. Заметим также, что, строго говоря, опыт, который предлагал поставить С.И. Вавилов, должен был подтвердить не СТО вообще, но лишь один из постулатов, лежащих в ее основе. Дело в том, что одно из основных положений СТО — независимость скорости света от источника — не было подтверждено экспериментально, а было принято в качестве постулата. Многочисленные экспериментальные подтверждения СТО фактически — подтверждения следствий этой теории, что является общепринятой практикой. Если следствия той или иной теории подтверждаются опытами и не удается обнаружить ни одного контрпримера, то теория принимается. Хотя при этом допускается принципиальная возможность появления альтернативной теории, которой не противоречили бы результаты уже выполненных экспериментов. Но нет и не может быть общего ответа на вопрос: сколько надо получить косвенных подтверждений теории, чтобы она была принята научным сообществом. Известно, например, что В.К. Рентген не сразу поверил в существование электрона, а Д.И. Менделеев — в существование газа гелия. Поучительно обратить внимание на заголовок одного из приложений к замечательной научно-популярной книге М.П. Бронштейна «Солнечное вещество»: «Почему Д.И. Менделеев не сразу поверил в гелий». Как мы видим, для М.П. Бронштейна сомнения великого ученого — не «причуда гения», а вопрос, представляющий самостоятельный интерес.

Интересен также психологический аспект проблемы. А.М. Бонч-Бруевич опасался, что у научного сообщества могут возникнуть подозрения, что он сомневается в специальной теории относительности. На первый взгляд, такие опасения выглядят странно. Известный принцип «все подвергай сомнению» относится в первую очередь к ученым. Но нельзя же все доводить до абсурда. Есть вещи, в которых нормальные люди не сомневаются. Не следует также забывать, что по ряду психологических причин СТО вызывает кое у кого активную неприязнь. И во многие редакции время от времени приходят «опровержения» этой теории, которые порой вызывают оторопь. Отсюда легко сделать вывод, что среди «опровергателей Эйнштейна» процент неадекватных людей выше среднего. И как следствие — нежелание А.М. Бонч-Бруевича и многих других выглядеть представителем группы людей с повышенным процентом неадекватных.

Но помимо чисто научного интереса, С.И. Вавилов преследовал и другую цель — педагогически-дидактическую. Он хотел провести опыт, который был бы убедительным если не для всех, то для какой-то части скептиков. Так можно понять замечание С.И. Вавилова о сомнениях, которые могут появиться «у не шибко грамотных людей». И если бы эти сомнения удалось бы рассеять, то эти люди перестали бы зря терять свое время и отнимать его у других. Но возникает вопрос: всегда ли сомнения в СТО были следствием неграмотности?! Что по этому поводу думал С.И. Вавилов, нам остается неизвестным. Но даже поверхностное знакомство с биографией одного из таких «опровергателей Эйнштейна» заставляет задуматься. Это крупный инженер Михаил Илларионович Дуплищев. В течение нескольких лет (с 1955-го по 1960 год) он был заместителем М.К. Янгеля, знаменитого конструктора-ракетчика. Кроме того, с 1955 года заведовал кафедрой Днепропетровского государственного университета. В Интернете о нем можно найти довольно много информации. Для нас принципиально то, что проблемой второго постулата Эйнштейна он интересовался, еще будучи заместителем Главного конструктора. А такие люди не страдают от скуки.

При этом М.И. Дуплищев не ограничился теоретическими изысканиями, а проводил эксперименты, про которые утверждается, что они опровергают второй постулат Эйнштейна. Но в то же время не видно реакции научного сообщества на столь смелое заявление. Не заметно ни подтверждений, ни опровержений. И такое молчание тоже многозначительно. Возможно, что научное сообщество физиков устало от многочисленных опровергателей СТО и относится к ним не многим лучше, чем к изобретателям вечного двигателя. Действительно, в некоторых случаях понять, почему не сработает та или иная его схема, бывает весьма не просто. И точно так же может быть очень не просто понять и объяснить, почему результаты того или иного опыта не могут быть интерпретированы, как опровержение второго постулата СТО. Не заметно также попыток повторения этих опытов ни в виде добросовестной научной проверки, ни даже как плагиат. Так что очень похоже, что М.И. Дуплищев пережил личную трагедию. Не важно, оправданна ли его претензия на опровержение Эйнштейна или нет — человек считал, что им получен результат колоссального научного значения, но нет никакой реакции.

Впрочем, подобного результата следовало ожидать еще тогда, когда сильно загруженный и сильно засекреченный инженер не просто начал задумываться о сложнейшем вопросе современной физики, но и стал продумывать детали эксперимента. А к тому времени СТО имела столько подтверждений, что было очень мало шансов ее опровергнуть, тем более с помощью относительно простого эксперимента.

Недавно вышедшая книга о М.И. Дуплищеве заставляет о многом задуматься. Сыну крестьянина, погибшего в Империалистическую войну, пришлось преодолеть много трудностей на пути к образованию. Это уже само по себе вызывает к нему уважение. Так что было бы не только интересно, но и полезно понять, почему такой человек не жалел своего времени и усилий на очень неблагодарное дело — опровержение того, в чем такие люди, как С.И. Вавилов, не сомневались. Одно из возможных объяснений — инстинкт ученого, заставляющий человека исследовать то, что ему непонятно, что вызывает у него сомнения. Как С.И. Вавилов чувствовал какое-то беспокойство от того, что не существует прямого экспериментального подтверждения второму постулату Эйнштейна, так М.И. Дуплищев вполне мог чувствовать такое же беспокойство от того, что этот постулат без такого подтверждения был принят почти всем научным сообществом.

Конечно, здесь могла проявить себя и «нешибкая грамотность». М.И. Дуплищев в 1937 году окончил Сталинградский механический институт и с тех пор работал в военной промышленности. Понятно, что в его институте физику давали в меньшем объеме, чем на физфаке, и что потом у него не было времени изучить множество книг и статей, посвященных одному из основных вопросов современной физики. Так что он, несомненно, знал значительно меньше, чем С.И. Вавилов, косвенных подтверждений СТО, и это могло способствовать его скептическому к ней отношению. Полезно обратить внимание на отзыв одного из тех, кто считал, что опыт М.И. Дуплишева действительно опроверг СТО. «Мы вполне отдаем себе отчет в том, что... повлечет за собой коренную ломку всех современных построений, разработок и представлений, как в физике, так и в основных разделах современного естествознания». Здесь важно не только то, что было сказано, но и кем было сказано. А эти слова принадлежат A.M. Макарову, генеральному директору ПО «Южмаш», лауреату Ленинской премии, дважды Герою Соцтруда, профессору и так далее. Да, это директор того самого «Южмаша», где «делали ракеты». Как мы видим, инженер и администратор столь высокого уровня поверил, что второй постулат СТО был опровергнут, а физики не обратили на это внимания.

Итак, мы видим два подхода к одному вопросу. С.И. Вавилов не сомневается во втором постулате СТО, М.И. Дуплишев его опровергает. Причем еще на этапе постановки задачи С.И. Вавилов говорил о прямом подтверждении постулата Эйнштейна, не употребляя нейтрального слова «проверка». И вообще, судя по рассказу A.M. Бонч-Бруевича, авторитетнейшие физики в постулате не сомневались. Инженер М.И. Дуплишев стал его опровергать. А инженер А.М. Макаров не сомневался, что опыты М.И. Дуплищева опровергли СТО. Но в данном случае, как это ни парадоксально, речь идет, по существу, о том же самом. Отсутствие прямых подтверждений второго постулата СТО заставило С.И. Вавилова продумывать опыты, которые бы дали такое подтверждение. Недостаточная, по мнению М.И. Дуплищева, обоснованность общепринятой теории вызвала у него желание разобраться во всем самому. Желания разные, а следствие одинаковое — оба продумывали опыты, связанные с обоснованиями СТО.

Поэтому интересно обратить внимание на опыты по проверке второго постулата СТО, проведенные в Харькове около тридцати лет назад. Инициатором их проведения был один полковник-артиллерист, достаточно компетентный в вопросах физики. (В этом ничего удивительного нет. В некоторых организациях Министерства обороны проходили и, можно надеяться, проходят службу высококвалифицированные инженеры в погонах.) Он не скрывал, что надеялся опровергнуть второй постулат СТО. Опыты были проведены, надежды полковника не оправдались, и было получено еще одно подтверждение СТО. Наука восторжествовала, однако полковник вскоре умер. Нельзя исключить, что этот человек действительно пережил личную трагедию. И вполне возможно, что С.И. Вавилов, когда ставил задачу по экспериментальному подтверждению СТО, надеялся уменьшить число подобных трагедий. Однако физик, участвовавший в этой работе, несмотря на то, что он с самого начала относился к ней скептически, видит в этой истории яркий пример романтического отношения к науке и тепло о ней вспоминает. А также с уважением вспоминает инициатора работ, видя в нем «пример благородного служения научной идее».

Очень хотелось бы знать про отношение к этим опытам президента Академии наук Украины Б.Е. Патона. Опыты проводились в Днепропетровске с его одобрения. И их стали трактовать, как опровержение СТО. А примерно в то же время в Харькове получили очередное экспериментальное подтверждение СТО. Наверное, президент АН УССР должен был как-то на это среагировать. Хотя высказать свое собственное мнение по этому вопросу ему было бы трудно, потому что Б.Е. Патон — выдающийся инженер, но не физик. Так что эта история еще не завершена.

Кстати, в статье, описывающей опыты в Харькове, есть ссылки и на другие работы, посвященные экспериментальному обоснованию СТО. Этот вопрос не оставался без внимания ни у нас в стране, ни за рубежом. Но сам факт, что и выдающийся физик С.И. Вавилов, и крупный инженер М.И. Дуплишев, и мало кому известный полковник столь серьезно относились к этой проблеме, заставляет с оптимизмом смотреть в будущее. Все темные места и недостаточно обоснованные утверждения современной науки рано или поздно привлекут к себе внимание и найдут свое разрешение. Поскольку найдутся люди, которые их заметят и не успокоятся, пока все сомнения не будут устранены.

Журнал «Знание -- Сила», «Как доказывали и как опровергали теорию относительности» (История науки в лицах) Иосиф Гольдфаин стр. 95-99. Москва, сентябрь 2010.

Другие статьи на подобные темы:
О книге Н.В. Гулиа «Удивительная физика»
Семь отличий гипотез о природе света
Безумная теорема Джона Белла
Физические основы СТО. Введение
Эйнштейн против Ритца


Теория происхождения культурных растений

2016-10-15, Естествознание, Светлана Аксенова,

Основоположник российской селекции Николай Иванович Вавилов родился в 1887 г. в Москве. С юных лет его интересовала окружающая природа. Ещё будучи студентом Московского сельскохозяйственного института, он занимался проблемой иммунологии растений. Впоследствии Н.И. Вавилов много путешествовал, собирая коллекции различных культурных растений и общаясь с видными учеными Англии, Франции, Германии. Неоднократно он ездил с научной целью в Азию — Иран, Бухару, Афганистан, бывал на Кавказе. На основе собранных коллекций семян и гербариев Н.И. Вавилов готовил серьезный обобщающий труд по селекции и генетике растений.

Подробно


Биоценоз и экосистема

2016-04-21, Естествознание, А.В. Ганжина,

На основе биотических взаимоотношений создаются сообщества растительных и животных организмов — биоценозы.

Подробно


Теория отражения

2016-04-07, Естествознание, Константин Платонов,

Любой живой организм беспрерывно взаимодействует с окружающей средой, в результате чего происходит его развитие.

Подробно


Структура периодической таблицы химических элементов

2016-03-13, Естествознание, Н. Ахметов,

Химию можно определить как науку, изучающую вещества и процессы их превращения, сопровождающиеся изменением состава и строения. В химическом процессе происходит перегруппировка атомов, разрыв химических связей в исходных веществах и образование химических связей в продуктах реакции. В результате химических реакций происходит превращение химической энергии в теплоту, свет и пр.

Подробно


Периодическая система химических элементов

2016-04-01, Естествознание, Светлана Аксенова,

Дмитрий Иванович Менделеев родился в г. Тобольске 8 февраля 1834 г. Окончив в 1855 г. Главный педагогический институт в Петербурге, он служил учителем гимназии в г. Одессе. В 1857 г. Менделеев вернулся в столицу, а с 1865 г. получил профессорскую должность в Петербургском университете.

Подробно


Точка зрения администрации сайта может не совпадать с мнением авторов.
2010-2017 © Анидор
Любое использование материалов сайта, полностью или частично, разрешается только с согласия правообладателя.
Если Вы обнаружили опечатку или неработающую ссылку, просьба сообщить администрации сайта.