Настало время рассказать о книге Л. Бриллюэна "Новый взгляд на теорию относительности" (Relativity reexamined). Мне уже несколько раз писали в комментариях, что Бриллюэн-то просто раскритиковал ТО — но сами, что характерно, книжку даже издалека не видели. Вот она, на картинке.
В общем-то, когда мне пишут "Ученый с мировым именем Бриллюэн..." мне становится смешно. Да, ученый он крупный, настоящий, но я сходу назову дюжину имен не хуже, которые ТО принимали (и это при том, что и Бриллюэн отнюдь не противник теории!). На этом этапе идет кувырок с переобуванием и количество авторитетов уже не играет роли. И степень мировости имени тоже. Всё просто: кто надо, тот авторитет, а кто не надо — тот не авторитет, да и все дела.
Так что надо смотреть, что именно он писал. Начнем с цитат.
Все предыдущие соотношения точно проверены экспериментами, а формула (E=mc²) стала знаменитой в связи с ядерными превращениями... Первая или частная теория относительности является фундаментальным открытием. Однако она не дает ответа на многие вопросы, наиболее важный из которых — проблема гравитации.
Короче, Бриллюэн не отвергает Специальную теорию относительности (которую в этом переводе назвали частной). Всем, кто всуе поминал Бриллюэна в комментариях к моим заметками по СТО — привет. Книги читать надо, а не про книги.
"Некоторые проблемы" в СТО он обсуждает, ну и мы обсудим чуть далее. Пока вторая цитата:
Возможно, Эйнштейн прав, и я лично склонен думать, что он сделал правильный выбор, но у нас нет экспериментальных доказательств.
Это про скорость гравитации. То есть и здесь Бриллюэн не противник, а просто констатирует, что фактов мало. Ну, теперь-то побольше.
Третья цитата. Финал книги!
То, что не смог совершить гений Эйнштейна, вряд ли сможет достичь кто-либо из современных ученых, даже столь же гениальный. ... Когда мы рассматриваем гравитацию, ее природу и распространение, мы должны честно признать, что прогресс в этой области почти отсутствовал. ...Когда наши экспериментальные средства станут в миллион раз более мощными, чем сегодня, тогда мы будем в состоянии наблюдать гравитационные волны...
Итак, Эйнштейн всё-таки гений. Экспериментов и правда тогда было мало, но теперь их куда больше. У нас есть LIGO и гравитационные волны зарегистрированы. ОТО подтвердилась. Прогресс теперь более значителен. Бриллюэну бы понравилось.
Цитируемая статья — гениальная математическая работа, однако вопрос о ее применимости к физической реальности остается открытым. ... Можно попытаться сохранить теоретическую схему Эйнштейна, которая всё еще кажется привлекательной, но тогда необходимо уточнить определения и установить ограничения га условия ее применимости.
Это про ОТО.
Его часто используемая цитата "ОТО — блестящий пример великолепной математической теории, построенной на песке и ведущей ко все большему нагромождению математики в космологии (типичный пример научной фантастики)" перекликается с мнением П.К. Рашевского: "...мы не претендуем на описание геометрии всего пространства-времени... экспериментальный и наблюдательный материал не дает возможности это сделать... в зарубежной литературе распространены попытки такого рода, представляющие собой не более, чем фантазии, хоть и облаченные в математическую форму". Оба ученых говорят о том, что игра с решениями — это не физика. Нужно опираться на наблюдения. Ну так с тех пор прошло немало лет и данные активно собирали. Очень активно. И теперь у нас существенно больше подтверждений теории относительности. Речь никогда не шла о том, что она неверна! Только о том, что экспериментов маловато.
Вопрос о массе (что внутренней потенциальной энергии отвечает масса, а внешней нет) хороший, и мы его разбирали (см. также эту и эту). Ответ, если кратко, в лукавости самого понятия массы. Либо мы берем массу как данность, либо рассматриваем массу контейнера как энергию в нем. Масса нужна только как характеристика тел (или плотность массы для полей), и это форма энергии. Не масса соответствует энергии, а энергия — массе. Мы же не удивляемся, что у тела может быть тепловая энергия, связанная с движением молекул, но нет теплоты, связанной с кинетической энергией его движения.
Некоторые утверждения Бриллюэна просто неверны. Например, что важна абсолютная величина энергии и надо рассматривать отрицательные массы. В корректно поставленной задаче энергия будет положительной. Да, мы можем в задаче Кеплера принять потенциальную энергию в бесконечности за нуль и она тогда отрицательная, но здесь нет проблемы. В релятивистской же задаче двух тел у нас потенциальной энергии вообще нет. Да, энергия гравитации может передаваться пробному телу, но при этом энергия поля нигде не локализована, эту проблему мы знаем и это не проблема, на самом деле.
Или что принцип эквивалентности сведен к очень "громоздкой математической структуре". Во-первых, что значит "громоздкая". Во-вторых, почему природа должна следовать представлениям Бриллюэна об изяществе. В-третьих, он просто не прав, потому что принцип эквивалентности есть не более и не менее чем следствие определения гладкого многообразия: оно может быть приближено касательной плоскостью в окрестности любой своей точки.
Бриллюэну не нравилась "кривизна": "В общем, необходимость рассмотрения искривленного пространственно-временного мира пока еще доказана; физическое значение ОТО пока еще очень неясно". Но мало ли кому что не нравится. Зато теперь вот доказана. Теперь вот ясно. Но ворота-то открыты: предлагайте что-то своё. Бриллюэн не предложил, после выхода книги прошло 50 лет. Иии? MOND+TeVeS? РТГ?
На самом деле, теорий гравитации очень много. Говорят даже, что любым наблюдениям найдется предсказывающая их теория. Но лучше ОТО пока ничего не предложено.
Кое-что написано непонятно. Бриллюэн подробно распространяется об атомных часах, хвалит Паунда за высокую точность, приводит примеры... и я так и не понял, как всё это связано с заголовком параграфа "Атомные часы — не эйнштейновские часы".
Подводя итоги, можно сказать так. В книге Бриллюэна многократно повторяются две мысли. Первая: это необходимость экспериментального подтверждения. Больше экспериментов! Никто не спорит. Вторая: это необходимость точно описывать, что мы измеряем и как. Я тоже об этом писал и любой ученый это прекрасно знает: прошли те времена, когда мы могли "просто измерить", "посмотреть не трогая" или "записать одновременно показания..."
Специальную теорию относительности он принимает, прямо делая ей комплименты. И даже разбирает "парадокс близнецов" и преобразования Лоренца.
Общую теорию он уважает, отдавая ей должное, но сетует на нехватку экспериментальных и наблюдательных данных. И это вся критика ОТО! Есть еще обсуждение проблем с выбором координат, невозможностью локализации энергии, граничными условиями на бесконечности и т.п., но это не критика теории, а методическое обсуждение.
И финал книги: последнее предложение звучит так:
Итак, требуется гразер!
Гразер — это гравитационный аналог мазеров и лазеров, мощный усилитель гравитационных волн. то есть Бриллюэн не против теории относительности — он хочет больше физики в этой области, он мечтает о "гравитационных передатчиках и приемниках,способных соперничать с радио". Примерно так сейчас обстоит дело с теорией струн: математики много, она красивая, скорее всего, верна и, скорее всего, чему-то реальному соответствует; но вот с экспериментальным и наблюдательным подтверждением дело обстоит не очень хорошо.
Прошу вас впредь не ссылаться на Бриллюэна без внимательного изучения его книги!
- Л. Бриллюэн. Новый взгляд на теорию относительности. М.: Мир, 1972. 142 с.
- L. Brillouin. Relativity reexamined. Academic Press, New York and London, 1970.