Аннотация: Моя естественная реакция на один из комментариев Елены Березиной (http://zhurnal.lib.ru/comment/b/berezina_e_l/populjarnodoc).
Некоторое время тому назад, в одном из своих комментариев Лена Березина объяснила почему она считает, что физика находится в тупике:
200. Березина Елена Леонидовна ([email protected]) 2004/09/29 16:07 [ответить]
>>196.Копасова Ольга Николаевна
>Извините невежество, а в каком тупике находятся физики? :)
1. Нет четкого объяснения тому, как Вселенная может возникать из ничего без нарушения физических законов.
2. Не объяснена возможность вечного существования мира, хотя Первый закон термодинамики эту вечность постулирует
3. Непонятно, откуда взялась энергия Вig Bang,что она собой представляет.
4. Не известна истиная природа гравитации.
5. Не отдается предпочтение какой-либо из трех моделей Фридмана...
6. Не объясняется появление избытка частиц по отношению к античастицам в первичной Вселенной.
7. Не выяснена причина постулируемого Эйнштейном искривления пространства и времени.
8. Неизвестно, как оправдать применение мнимых чисел в космологических расчетах.
9. Не достроена шкала времени так, чтобы время, как и прочие - пространственные - координаты, имело два направления - в обе стороны от нуля.
10. Не разрешен парадокс необратимости, когда микропроцессы ( квантовомеханические) представляются обратимыми, а макро - нет.
11. Не объяснена двойственная природа частиц ( волновые их свойства).
Наверное, не надо объяснять читателям, что я не согласен с практически всеми высказанными здесь утверждениями. А учитывая мое занудство и склочность характера, я просто не мог пройти мимо.
Но, прежде чем комментировать, давайте попробуем представить себе физический тупик. Если стартовать со значения слова "тупик" в русском языке, то мы должны представить себе большую дорогу, по которой идет физика. Дорога хорошая, хоть и не очень прямая, и физика шагает по ней очень бодро. Вдруг, за очередным поворотом, то ли гора, то ли большой дом прямо посреди дороги, то ли просто забор. Все. Тупик. Идти больше некуда. Наверное, где-то в самом начале пути ошиблись. Надо было в другую сторону топать.
Трудно себе представить что-нибудь более неадекватное современной физике, чем эта аналогия. Если хотите что-нибудь автодорожное, то лучше представьте себе большущую площадь (вроде площади Звезды в Париже), от которой в разные стороны расходится великое множество разного калибра улиц. Если идти по одной из таких улиц, то увидишь, что она все больше и больше ветвится, превращаясь во все более узкие улочки и переулки. В конце концов можно добраться и до лесных тропинок. Некторые из них могут завести и в глухую чащу, где путь придется прокладывать самому и где очень легко заблудиться. Но тупик. Какой здесь может быть тупик? Река поперек дороги? Но и через реку можно перебраться. Гора? Но и гору можно обойти, а некоторых, "альпинистов", их хлебом не корми, а дай по горам полазить... Нет и не может быть тупика в физике. А что может быть? В лучшем случае не тупик, а такой незначительный тупичок на одной из дорожек. Например, кто-то шел и уперся-таки в высокий забор. Ну, один решил - сам виноват. Говорили мне, дураку - не надо переться наобум. Ладно, вернусь назад и буду в следующий раз умнее. А бывают люди, которые готовы сомневаться в чем угодно, но только не в собственном пути. Вот они-то и начинают кричать. Караул! В физике тупик! Спасите! Нормально это. Люди разные и их реакции тоже разные. Только, если вы в следующий раз услышите такой крик, не обращайте, пожалуйста, внимания. Покричит немного и перестанет.
Теперь давайте обсудим утверждения Лены Березиной. Поскольку многие из них относятся к Большому взрыву (Big Bang), в котором, по современным космологическим представлениям, возникла вселенная, несколько слов о самом взрыве и откуда он взялся.
Если не ошибаюсь, то в общей теории относительности были выведены уравнения описывающие эволюцию вселенной (уравнения Эйнштейна). Это довольно сложная система уравнений, которую решить очень и очень не просто. Но и просто решить - это недостаточно. Математических решений бесчисленное множество и нужно выбрать те из них, которые могли бы быть применимы к окружающему нас миру. Это и сделал Фридман. Он умудрился построить несколько решений, которые достаточно хорошо согласуются с астрономическими наблюдениями. Естественно было пройтись по этим решениям назад по времени и посмотреть, что же было раньше. Оказалось, что если идти назад, то видишь, как вся наша вселенная собирается в кучку, а кучка делается все меньше и меньше пока, в один прекрасный момент, вся вселенная не соберется в точку. Вот так и появилась теория Большого взрыва, в результате которого из точки и появилась вселенная. Как только такие слова были произнесены, то у неспециалистов появилось множество вопросов. Кто нажал кнопку на детонаторе? Где же была спрятана вся эта "взрывчатка" и кто ее туда подложил? А что же специалисты? А специалисты работают себе дальше. Для них в этом результате нет ничего особенно странного или удивительного. Ну, началось все со взрыва. Ну и бог с ним.
Обсуждая теорию Большого взрыва нужно в первую очередь понимать, что это полноценная физическая теория и она удовлетворяет всем известным нам физическим законам. Как же, спросите вы меня, вселенная возникла из ничего? А она и никогда не возникала, во всяком случае, в том смысле, как мы понимаем эти слова в повседневной жизни. А, как мы это понимаем? - Очень просто. Сначала не было ничего, а потом ба-бах и появилась вселенная. Правильно? - Нет, неправильно. Не было такого. Согласно теории большого взрыва, вселенная была всегда. Да, можно ввести момент времени "0", соответствующий моменту взрыва. Да, можно посмотреть, что было через день после этого момента, через час, через малую долю секунды, но сам момент "0" и, тем более, все, что было до того, в этой теории просто не существуют. Не нравится? Могу только посочувствовать. Но так уж физические теории устроены и это единственная существующая теория, которая описывает "рождение" вселенной. Другой нет. Правильная ли это теория? Абсолютно правильная, если говорить о ней, как о физической теоории. Она целиком и полностью вытекает из теории относительности, справедливость которой была проверена многочисленными экспериментами. Тогда переформулируем вопрос. Правильно ли эта теория описывает возникновение вселенной? А это никто и никогда не узнает. Как это можно узнать? Да никак. Все, кто тогда жил уже давно умерли :)) Спросить у господа бога во время второго пришествия? Но как проверить, что он не наврал? Именно поэтому вопрос о большом взрыве интересует только очень незначительное число физиков со специфическим устройством мозгов. Большинство же считает, что нет особого смысла теоретизировать там, где никакая проверка невозможна.
Это я все по поводу пунктов 1, 3 и 5. Теперь перейдем к остальным.
Лена: Не объяснена возможность вечного существования мира, хотя Первый закон термодинамики эту вечность постулирует.
Гарик: Первое начало термодинамики - это закон сохранения энергии в применении к термодинамическим процессам и оно ничего такого не постулирует.
Лена: Не известна истиная природа гравитации.
Гарик: Очень много чего не известно. Всего не перечислишь. Все может быть известно только господу богу, но мы оба в него не верим.
Лена: Не объясняется появление избытка частиц по отношению к античастицам в первичной Вселенной.
Гарик: А кто сказал, что есть избыток? Кто может быть уверен, что тау-Кита* и окружающие ее звезды не состоят из антивещества? Ладно, допустим. Слетали мы на эту тау-Кита и выяснили, что нет там антивещества, но кто сказал, что частиц и античастиц должно быть одинаково? Кто сказал, что физика и физики должны отвечать на все задаваемые вопросы? Глупости - жизнь для этого слишком коротка. Самое важное это выбрать тот вопрос, который достоин изучения.
Лена: Не выяснена причина постулируемого Эйнштейном искривления пространства и времени.
Гарик: Насколько я помню, Эйнштейн ничего такого не постулировал. Искривление пространства - это результат вычислений, а не постулат.
Лена: Неизвестно, как оправдать применение мнимых чисел в космологических расчетах.
Гарик: А это уже вовсе не физика, а математика. Да, комплексные числа широко используются в вычислениях и не только в космологии, но и во всех остальных областях физики во многом потому, что это исключительно удобно. Например, в сложных вычислениях никто не использует sin(x) или cos(x). Все пишут exp{-ix} -- так гораздо удобнее и вычисления упрощаются.
Лена: Не достроена шкала времени так, чтобы время, как и прочие - пространственные - координаты, имело два направления - в обе стороны от нуля.
Гарик: Если за нуль принять момент Большого взрыва, то отрицательного времени нет и никогда не будет. Будут, конечно, люди, которые получают удовольствие от рассуждений, которые невозможно проверить. Может быть, они и отрицательное время придумают. Только это не физика. Одни придумают одно, а другие другое. Кому верить? Тому, кто громче кричит, или тому, кто познаменитее?
Лена: Не разрешен парадокс необратимости, когда микропроцессы (квантовомеханические) представляются обратимыми, а макро - нет.
Гарик: Нет никакого парадокса. В физике макропроцессы бывают и обратимыми, и необратимыми. Очень хорошо известно, как и почему возникают разного рода необратимости.
Лена: Не объяснена двойственная природа частиц (волновые их свойства).
Гарик: У частиц нет двойственной природы. Они есть такие, какие есть, и всегда одинаковые. Это мы, чтобы нам было понятнее, придумали эту двойственность. Стараемся приблизить квантовую механику к повседневному человеческому опыту.
Вот, собственно, и все. Жалко, что так быстро кончилось :))
*В астрономии принято обозначать звезды, которые не имеют собственных имен, по названию созвездия и яркости. Яркость обозначается буквами греческого алфавита. Тау-Кита - это двадцатая по яркости звезда в созвездии Кита.