Известно, что древние объясняли все вещи, которые интересуют и современного человека, — но иногда объяснения эти получались странными. Приходится слышать, что это происходило от того, что древние не знали научного метода. Но в этом ли дело? Так ли уж отличны результаты умозрения древних от построений современных учёных?
В институтском курсе философии я в своё время столкнулся с рассказом, как Аристотель объяснял, почему предметы падают вниз. Всё тела дескать состоят из четырёх стихий: земли, воды, воздуха и огня. Первые две естественным образом стремятся вниз, вторые две — вверх. Какой стихии в предмете больше, туда он и отправится. А небесные тела состоят из особой материи — эфира, не встречающейся здесь, на Земле. Поэтому они вечно движутся по предназначенным им сферам и не падают.
Это тёплое, доламповое объяснение убаюкивает и вызывает в памяти древние мифы о творении, пока мы не зададим вопрос: а вниз — это куда?
Аристотель, как все культурные люди своего времени, считал, что Земля имеет форму шара и находится в центре мироздания. Направления "вниз", перпендикулярные среднему уровню поверхности в любой точке земного шара, в такой ситуации не являются параллельными друг другу, а направлены в центр мироздания. Греки это вполне понимали — основываясь именно на этом свойстве Эратосфен впоследствии оценит размер Земли. Нам же следует отметить, что аристотелево пространство имеет выделенные направления — иначе говоря, является анизотропным. И для описания этой анизотропии требуется не плоская евклидова, а сферическая геометрия. Земля и вода, устремляясь вниз по сферической координатной сетке, образуют земную твердь. Шарообразная форма Земли, таким образом, обусловлена особенностями геометрии пространства.
Итак, приз за первое применение неевклидовой геометрии в реальных физических моделях достаётся ... Аристотелю!
Чё?
Вдохнули, выдохнули. Дальше будет круче.
***
Да будет свет! И вот явился Ньютон. Сначала он описал свет, из которого явился, а потом взялся переосмысливать тяготение. В теории к тому времени накопилась масса проблем. Гелиоцентрическая система Коперника, предложенная поначалу как математическая модель, уж слишком хорошо и, главное, красиво сходилась с наблюдениями — и потому была признана в качестве описания реального положения дел. Орбиты планет, как показал трудолюбивый немецкий астроном Иоганн Кеплер, при ближайшем рассмотрении оказались не кругами, а какими-то странными эллипсами. Кометы врывались в стройный танец Солнечной системы и творили там всякие непотребства. Всё рассуждения древних пошли наперекосяк, а первой жертвой пала элегантная анизотропия аристотелева пространства. Надо было что-то делать.
И Ньютон математически описал силу, которая притягивает все тела друг к другу и побуждает их двигаться по наблюдаемым орбитам и траекториям. Как же передаётся это чудесное взаимодействие? Сколько времени оно идёт от одного тела к другому?
Через пустоту. Мгновенно.
Вы конечно шутите, мистер Ньютон?
Человеку очень трудно представить себе взаимодействие между телами без материального посредника (физики называют это дальнодействием). Оно напрягало Аристотеля, поэтому его объяснение гравитации вообще не связано с взаимодействием тел. Оно напрягает современных физиков, которые продолжают искать гравитон (пока безуспешно) и пугаются парадокса Эйнштена-Подольского-Розена. Современники Ньютона тоже испытывали известные затруднения на этом пути: в начале XVII свою теорию тяготения предложил Рене Декарт —он объяснял его через давление эфира. Но строгие формулы Ньютона, дававшие чёткие, конкретные предсказания, неоднократно подтвержзадавшиеся на практике, оказались вне конкуренции и на несколько веков стали каноном науки.
***
Сейчас другие времена. В ньютоновской теории тяготения нашлись неточности. Альберт Эйнштейн предложил новую теорию, которая объясняет тяготение через искривление пространства-времени. Она известна — и даже популярна — своими контринтуитивными предсказаниями о поведении объектов на околосветовых скоростях, которые, однако, подтверждаются опытом. Объединение пространства и времени в единую сущность действительно представляет собой важный интеллектуальный прорыв — не Эйнштейн предложил эту идею, но он первым создал на её основе работающие физические модели. А вот объяснение гравитации через геометрию пространства концептуально представляет собой возвращение к Аристотелю.
***
Подытожим сказанное. Для человека естественно объяснять передачу воздействия через материальный посредник. Применительно к гравитации такой подход использовал Декарт и нынешние физики, постулирующие существование гравитонов. Проблема в том, что на практике гравитоны не находятся.
Более изящной с логической точки зрения является идея, что сама геометрия пространства построена так, что тела движутся, словно их притягивает некая сила. На этой идее — при всех многочисленных различиях между ними — строятся объяснения Аристотеля и Эйнштейна.
А вот сила, простирающаяся через пустоту, как у Ньютона — это уже истинный прыжок веры. Немногие теории требуют такого.
Я не хочу сказать, что безумные теории всегда верны. Но они вызывают уважение.