Чего не знает современная наука

Но так ли безусловно верны эти представления, как мы в этом уверены? Ведь до эпохи Просвещения господствовали представления о человеке как сыне Природы, о Боге, любящем свое творение и т. п., а сейчас они воспринимаются как просто метафоры. Таким образом, классическая картина мира входит в противоречие с традиционными представлениями о единстве мира, не только материальном, но и духовном.

Однако ряд открытий XX века показал, что наши классические представления о таких фундаментальных понятиях, как пространство, время, вещество, просто неверны. В это трудно поверить – но оказывается, что пространство связано со временем и ведет себя по-разному для разных наблюдателей. Что энергия и масса – лишь разные проявления одной сути, что пространство и время не существуют вечно, а родились когда-то вместе со Вселенной. Эти и множество других открытий сделаны благодаря тому, что ученые смогли заглянуть в такие уголки нашего мира, пространственные и временные масштабы которых несоизмеримо малы или велики по сравнению с привычными нам размерами и ритмами, и оказалось, что физика этих явлений принципиально отлична от классической. И трудность ее осознания в том, что ее законы, в отличие от законов классической науки, начисто лишены очевидности и наглядности.

* * *

Одной из наиболее парадоксальных с точки зрения бытового опыта является физика микромира. Поведение микрочастиц оказалось настолько неожиданным, что физики отказались от попыток «понять» его законы и вместо этого стараются «привыкнуть» к ним. Одним из примеров этого является так называемый парадокс Эйнштейна – Подольского – Розена (ЭПР). Теоретический и экспериментальный анализ этого парадокса свидетельствует о том, что специально приготовленные частицы, физические параметры которых связаны между собой (например, сумма значений параметров первой и второй частицы равны нулю), сохраняют эту связь на сколь угодно далеком расстоянии. Проявляется это в том, что воздействие измерительного прибора на одну частицу при измерении ее параметров тут же сказывается на параметрах второй. Это свойство микрочастиц можно трактовать как единство квантового мира: пара связанных частиц описывается единой математической моделью (общей волновой функцией, квадрат которой дает вероятность обнаружить те или иные значения физических параметров частиц), поэтому изменение одной частицы меняет систему в целом. В принципе, можно предложить классический вариант этой ситуации, который не вызовет удивления: пусть имеется два шара – белый и черный, – упакованных в две коробки. Одну коробку увозят на другой конец Вселенной (это можно сделать мысленно, не тратя средств на путешествие), а вторую открывают; если в ней белый шар, то автоматически и мгновенно становится известно, что в первой – черный. Отличие квантового парадокса ЭПР в том, что до «открытия ящика», то есть до измерения, ни первая, ни вторая частицы НЕ ИМЕЛИ определенных физических характеристик – они их ОДНОВРЕМЕННО ОБРЕТАЮТ в момент измерения (волновая функция, описывающая их взаимосвязанные физические параметры, одновременно схлопывается в две точки, определяющие точные значения параметров).

Приведем еще один мысленный эксперимент, показывающий единство материального мира, который относится уже не к микромасштабам, а ко всему космосу. Это так называемый принцип Э. Маха, простейший вариант которого можно пояснить так: инерциальные свойства тел обусловлены их взаимодействием с бесконечно удаленными большими массами Вселенной. Иными словами: удаление всей массы Вселенной приведет к тому, что вы лишитесь собственной массы. В подтверждение этого принципа проведем следующий мысленный эксперимент. Возьмем два одинаковых тяжелых шара, свяжем их веревкой и заставим крутиться вокруг их общего центра масс – вокруг точки, находящейся в середине веревки. Естественно, веревка натянется – это действуют центробежные силы. Однако если во всей Вселенной есть только эти два шара, то нет никакой возможности убедиться, что шары вращаются, – вращение должно фиксироваться системой координат, а ее не с чем связать! Не ясно, вращаются эти шары или находятся в покое. Из этого сторонники принципа Маха делают вывод о том, что веревка не будет натянута – инертные свойства шаров исчезнут.

Эти два небольших эпизода из области физики дают нам возможность несколько более глубоко взглянуть на окружающий нас мир, все еще полный загадок и тайн, и понять, что мы не столь уж независимы от всего творящегося вокруг нас.

Алексей Чуличков, д-р физ. – мат. наук, МГУ

Древние науки

Алхимия

Алхимия родилась в Средние века, хотя правильнее будет сказать возродилась, поскольку она возникла в глубокой древности. Ко временам Средневековья ее таинственные метафизические знания были почти утрачены, но остались практические указания, рецепты, советы, которые нужно было осуществлять, чтобы они могли стать доказательством ее подлинности и действенности.