Теория относительности Эйнштейна и биоцентризм

 

Хотя «пространству» и отведена одна из главных ролей в теории относительности Эйнштейна, его можно признать вторичным и заменить другой самодостаточной сущностью, сохранив при этом строгость и функционирование всех выводов этой теории. Далее мы объясним это с физической точки зрения, почти исключив математику. Но все равно материал будет довольно-таки сухим, и мы рекомендуем изучать его при других обстоятельствах – например, если вы на пару часов застряли на автовокзале.

Если дополнить основные положения евклидовой геометрии предположением, что две точки практически твердого тела всегда находятся на одном расстоянии друг от друга (сохраняют «линейный интервал») независимо от любых изменений положения, какие происходят с самим телом, то законы евклидовой геометрии преобразуются в постулаты об относительном положении практически твердых тел (относительность).

Можно придраться к этому определению пространства. Получается, что мы закладываем в основу пространства идеальный феномен – абсолютно твердое тело. Уже само предположение о практически твердом теле не защищает теорию от последствий такой идеализации. Эйнштейн называл пространством то, что можно измерить физическими объектами, а его объективное математическое определение пространства выполняется с помощью идеально твердых линеек.

Можно было бы сказать, что такие инструменты очень малы (причем чем инструмент мельче, тем он должен быть тверже), однако нам известно, что чем мельче инструмент, тем ниже его прочность. Сама концепция измерения пространства путем замера расстояния между отдельными атомами или электронами – абсурдна. Наилучший метод такого измерения для эйнштейновской СТО может быть сделан на основе статистического среднего. Но даже такой идеальный способ скомпрометирован самой теорией, согласно которой измерения зависят от характера движения наблюдателя и измеряемого тела относительно друг друга.

С философской точки зрения Эйнштейн следует великой традиции физики и считает, что его собственные ощущения соответствуют объективной реальности. Однако концепция объективного, математически идеализированного пространства является устаревшей и бесполезной. Мы считаем, что пространство правильнее называть производным свойством внешней реальности, которое полностью зависит от сознания.

Сделаем первый шаг к цели, подробнее рассмотрим СТО и спросим: можно ли разумно выстроить ее без твердых измерительных инструментов и вообще физических тел? Нам известны два постулата Эйнштейна:

1. Скорость света в вакууме одинакова для всех наблюдателей.

2. Законы природы одинаковы (инвариантны) для всех наблюдателей в инерционном движении.

Концепция скорости, подразумевающая наличие объективного пространства, – неотъемлемая часть обоих постулатов. Трудно отказаться от такой концепции, так как один из простейших и легких для измерения показателей объектов – их пространственные характеристики. Но с чем мы останемся, если откажемся от априорного представления об объективном пространстве?

У нас остаются только время и субстанция. Если мы заглянем в себя и разберемся с содержимым нашего сознания, то убедимся, что пространство не обязательно является частью уравнения. Нет необходимости утверждать, что сознание обладает собственной физической величиной. Нам известно, что состояние сознания изменяется – иначе мысли не могли бы сменять друг друга. Разумно предположить, что сознание подчинено времени, потому что такие изменения мы воспринимаем как происходящие во времени.

С физической точки зрения сознание должно состоять из той же субстанции, что и прочая внешняя реальность (здесь можно вспомнить о Великом едином поле и его различных низкоэнергетических проявлениях). Одно из таких проявлений – поле вакуума, поскольку настоящее «пустое пространство» сегодня осталось лишь в истории науки.

Кроме того, мы можем предположить и существование света или, более общо, постоянных самораспространяющихся изменений в Великом едином поле – далее для упрощения рассуждений мы будем называть Великое единое поле просто полем. Термин свет мы станем использовать для обозначения всех самораспространяющихся возмущений в этом поле и лишенных при этом массы.

Эйнштейн говорил о свете и пространстве. А мы вправе считать главными величинами свет и время. В конце концов, пространство и время прочно связаны одной фундаментальной постоянной – а именно скоростью света. И если мы заявляем о существовании поля и света, распространяющегося в поле, то можем дать определение пространства, никак не зависящее от твердых измерительных инструментов. Сам Эйнштейн в своих работах часто использовал такое же определение:

 

Расстояние = (cΔt/2),

 

где t – время, нужное испущенному наблюдателем свету, чтобы отразиться от объекта и вернуться к наблюдателю. В данном случае с – это просто фундаментальное свойство поля, которое когда-нибудь можно будет измерить, но пока мы не станем использовать никакие физические единицы. Мы будем придерживаться идеи, что поле имеет постоянное свойство, которое приводит к задержке в распространении света от одной части поля к другой. Тогда расстояние определяется просто как линейная функция такой задержки. Разумеется, это определение имеет практический смысл, только если наблюдатель и объект не находятся в движении относительно друг друга. При этом состояние покоя можно определить достаточно легко, если последовательные измерения расстояния этим методом были статистически достоверны. А если рассматривать определенную конфигурацию поля, в котором есть по меньшей мере один наблюдатель и несколько объектов (которые, конечно, также состоят из поля), то наблюдатель сможет определить пространственную систему координат следующим образом:

1. Используя длинную последовательность отраженных световых сигналов, он идентифицирует объекты, расстояние до которых не меняется с течением времени.

2. Если одно и то же измерение расстояния используется одним или несколькими различными объектами, то следует определить и концепцию направления. При достаточном количестве объектов можно определить три независимых (макроскопических) направления.

3. Наблюдатель, обладающий сознанием, может сформировать модель поля, предложив трехмерную систему координат для расстояний.

Итак, мы убедились, что первый постулат Эйнштейна может быть с успехом заменен следующими утверждениями:

1. Фундаментальное естественное поле обладает следующим свойством: свету требуется конечное количество времени для прохождения из одной точки поля в другую.

2. Когда задержка постоянна во времени, две точки поля находятся в состоянии покоя относительно друг друга, а расстояние между ними может быть определено как ct/2, где c является фундаментальным свойством поля, которое в итоге будет измеряться другими способами (как и в случае с другими фундаментальными константами природы).

Заметим, что такая конструкция расстояния не требует априорного представления о пространстве. Мы просто предполагаем существование поля, а также что некоторые его части могут отличаться от других. Другими словами, в одном поле мы предполагаем существование множества сущностей, которые могут связываться светом (который также является свойством поля).

Вторым краеугольным камнем СТО является идея инерционного движения. Теперь, когда понятия пространственных координат и скоростей были дедуктивно выведены из предположений о поле и свете, нам будет несложно определить инерционное движение как свойство отношений между двумя сущностями (наблюдателем и неким внешним объектом). Объект находится в инерционном движении по отношению к наблюдателю, если его временная задержка является линейной функцией времени, то есть:

 

Расстояние = (cΔt)/2 = vt

 

Здесь мы обсуждаем два разных измерения времени: расстояние определяется временной задержкой Δt, где t – это общее время, прошедшее от начала процесса измерения. Интересно заметить, что расстояние d и скорость v нашего объекта могут быть правильно определены, только если мы проведем ряд прерывистых, дискретных замеров задержки.

Требование об идентичности законов физики для всех объектов инерционного движения эквивалентно инвариантности поля Лоренца. Существует несколько способов выразить такую зависимость, самый простой из которых – определить пространственно-временной интервал Δs:

 

Δs2 = c2Δt2 – Δx2 – Δy2 – Δz2

 

В нашем случае дельты выглядят несколько педантично, так как каждый наблюдатель, конечно, определяет свое положение в системе как начало координат.

Инвариантность Δs может рассматриваться как условие, по которому каждый наблюдатель согласованно воспринимает все свойства поля и внешней реальности. Для законченного описания СТО достаточно показать, что два наблюдателя могут согласовать восприятие Δs независимо от их отношения и при условии, что каждый находится в инерционном движении относительно друг друга.

С этих позиций мы можем прокоментировать все известные следствия СТО. Мы убедились, что СТО работает и без четкого следования концепции объективного пространства с твердыми телами. Если мы встанем на позицию единого поля, то нам будет достаточно предположить, что возмущения в поле обеспечивают самосогласованную связь между его различными частями.

Таким образом мы убрали пространство из постулатов, но это может показаться кому-то бессмысленным упражнением. В конечном счете расстояние, в отличие от квантовых полей, довольно-таки интуитивное понятие. Сознание обладает естественным свойством интерпретировать отношения между собой и другими объектами в терминах пространства, и никто не может оспорить практические преимущества такой конструкции. Однако, как уже говорилось во введении, математическая абстракция пространства в современных теориях уже не вполне эффективна. Стремясь объединить ОТО и квантовую теорию поля, мы приумножали и уплотняли пространство, мы количественно его оценивали и даже дезинтегрировали. В свое время пустое пространство рассматривалось как триумф экспериментальной науки (и по иронии судьбы, считалось одним из величайших достижений, подтверждающих СТО), сегодня же оно представляется заблуждением, одной из уникальных ошибок ученых прошлого века.

 

Примечание к приложению 1

 

Может возникнуть вопрос о том, как устроен динамический механизм компенсаторных явлений. Мы знаем, что электроны вращаются вокруг атомных ядер, делая по тысяче триллионов оборотов в секунду, а частицы ядра вращаются в нем, совершая миллиарды триллионов оборотов в секунду. Сегодня нам также известно, что сами ядерные частицы состоят из более мелких частиц, называемых кварками. На настоящий момент физики смогли определить пять уровней материи – молекулярный, атомный, ядерный, адронный и кварковый. И хотя некоторые исследователи считают, что материя далее неделима, можно предположить, что с уменьшением размера частиц и увеличением скорости вращения материя просто превратится в энергию. Уже появились отдельные свидетельства, что внутри кварков может существовать структура, о чем раньше никто не мог и подумать.

Пуанкаре намекал, что загадка может объясняться динамичностью такой структуры. Странности при движении, влияющие на измерительные инструменты и часы, логически следуют из того, что материя состоит из энергии, движущейся множеством способов. Причем частицы вращаются внутри частиц. И поскольку скорость энергии всегда постоянна (это скорость света), такие составные структуры не могут изменить свою скорость без изменений во внутренней конфигурации объекта. Пуанкаре и Лоренц были правы: измерительные тела и часы не являются твердыми телами. Они действительно сжимаются, и величина сжатия должна увеличиваться вместе со скоростью движения.

Рассмотрим объект, который ускорился до скорости света. Нам уже известно, что он может достичь такой скорости, только если его внутренняя энергия движется по прямой. Чисто механически это приводит к укорачиванию объекта в направлении движения, а чем более объект сокращается, тем меньше доля движения, «замороженного» во внутренних движениях вдоль оси движения объекта. Следовательно, при скорости света компоненты часов не могут двигаться друг относительно друга. Часы не могут быть участниками танца времени. Хронометраж должен остановиться. Построив простой прямоугольный треугольник и используя теорему Пифагора, мы в этом убеждаемся: если бы при скорости света детали часов продолжали движение, то они бы двигались быстрее скорости света.

Из этого следует, что масса изменяется пропорционально сокращению в направлении движения, ведь Лоренц доказал, что масса такой частицы, как электрон, обратно пропорциональна ее радиусу (или изменению объема). Действительно, мы можем представить вариативность таких изменений без особого труда и в полном соответствии с уравнениями Лоренца и Пуанкаре, которые легли в основу СТО.

Итак, мы можем считать пространство и время формами восприятия нашего мира, характерными для живых организмов. И время, и пространство принадлежат нам, а не окружающему миру. «Если, – заметил Эмерсон, – мы меряемся нашими собственными силами с силами ее [Природы], то вскоре ощутим, что боремся с неодолимой судьбой. Но если, не отождествляя себя с творением, мы чувствуем, как сквозь нас проступает дух мастера, мы прежде откроем покой утренней жизни в своих сердцах, а затем познаем глубины гравитации и химии, и наконец – самой жизни, всегда существовавшей в нас в своей наивысшей форме».

 

Об авторах

 

Роберт Ланца

 

 

Исследовательская деятельность Роберта Ланцы началась под началом таких гигантов от науки, как психолог Б. Ф. Скиннер, иммунолог Джонас Солк, а также Кристиан Барнард – пионер в области пересадки сердца. Учителя Роберта отзывались о нем как о «гении» и «мыслителе-ренегате» и даже сравнивали его с самим Эйнштейном.

Из статьи на обложку US News & World Report

 

Роберт Ланца вот уже 40 лет трудится на передовом рубеже науки и считается одним из ведущих мировых ученых. В настоящее время он является главным научным сотрудником Advanced Cell Technology, а также адъюнкт-профессором в Медицинской школе Университета Уэйк-Форест. Доктор Ланца – автор почти 20 научных книг, нескольких сотен публикаций и изобретений. Его книга Principles of Tissue Engineering по праву считается самым полным справочником в этой области науки. Другие книги автора: One World: The Health & Survival of the Human Species in the 21st Century с предисловием Джимми Картера, а также Handbook of Stem Cells and Essentials of Stem Cell Biology. Эти книги считаются весьма авторитетными изданиями в области изучения стволовых клеток.

Доктор Ланца получил степени бакалавра и доктора медицины в Пенсильванском университете, где одновременно обучался по программам University Scholar и Benjamin Franklin Scholar. Он также участвовал в программе Fulbright Scholar и входил в состав исследовательской группы, которая впервые клонировала эмбрион человека. Им также удалось клонировать исчезающий вид, доказав тем самым, что перенос ядра может обратить вспять процесс старения; кроме того, были созданы стволовые клетки методом, который не требует уничтожения эмбрионов человека. В 2005 году журнал Wired наградил доктора Ланцу премией Rave в области медицины, а в 2006 году он получил премию All Star от журнала Mass High Tech.

Имя доктора Ланцы и его работы были представлены практически всеми крупнейшими мировыми СМИ, включая все основные телеканалы, в числе которых CNN, журналы Time, Newsweek, People. Статьи Ланцы публиковались на первых полосах таких изданий, как New York Times, Wall Street Journal, Washington Post, Los Angeles Times, USA Today. Ланца работал с выдающимися мыслителями нашего времени, среди которых можно назвать нобелевских лауреатов Джералда Эдельмана и Родни Портера. В Гарвардском университете Ланца тесно сотрудничал с Б. Ф. Скиннером. Совместно Ланца и Скиннер (которого называют отцом современного бихевиоризма) опубликовал несколько научных работ. Он также работал с Джонасом Солком (первооткрывателем вакцины против полиомиелита) и пионером по пересадке сердца Кристианом Барнардом.

 

Боб Берман

 

 

Какой обаятельный парень!

Дэвид Леттерман

 

 

Пристегните ремни и держитесь крепче!

Журнал Astronomy

 

Боб Берман – самый читаемый астроном в мире. Автор более тысячи опубликованных статей в журналах Discover и Astronomy, где он ежемесячно выступает колумнистом. Берман также редактор астрономического альманаха The Old Farmer’s Almanac и автор четырех книг, он занимает должность адъюнкт-профессора астрономии в Университете Мэримаунт и по выходным ведет шоу на Северо-Восточном общественном радио.

 

* * *

[1] Американский художник-реалист, изображавший в том числе сцены из «американской мечты». – Прим. ред.

 

[2] Английская народная сказка о смелом мальчике Джеке, победителе великана. – Прим. ред.

 

[3] За это в 2012 г. Вайнленд совместно с Сержем Арошем получил Нобелевскую премию по физике. – Прим. ред.

 

[4] Принцип родился из английской сказки «Три медведя» (в русском варианте героиню зовут не Златовласка, а Маша). – Прим. ред.

 

[5] Лучший бренд грилей, по некоторым опросам. – Прим. ред.

 

[6] Американский антрополог и натуралист, продолжатель гуманистических традиций Генри Дэвида Торо. – Прим. ред.

 

[7] Речь идет о поддельных экспериментах по клонированию стволовых клеток человека южнокорейским ученым Хван У Соком. Впоследствии он был осужден на два года условно. – Прим. ред.