История физики - это не только триумфы и открытия, но и серия ошибок, каждая из которых оставила свой след в науке. Иногда заблуждения тормозили развитие теории на десятилетия, а порой они становились катализатором революционных идей.
Впрочем, ошибки - это абсолютно нормально. Как говорил один из великих учёных "не ошибается тот, кто ничего не делает". Другое дело, когда всё приобретало пугающие масштабы и становилось чем-то типа безумия. Ошибки нужны, чтобы на них учиться, фиксировать и исправлять, а не для чего-то другого.
На провальной идее иногда формировалась целая научная школа, целью которой становилось удержать власть любыми способами или сохранить доходы от науки. Откровенно провальные подходы запрещалось критиковать, а за истину в лучшем случае можно было лишиться всей научной карьеры (тут я всегда вспоминаю беднягу Больцмана). Самое страшное, что делалось всё это умышленно и инициаторы довольно быстро понимали ошибочность идей, но ничего не меняли.
Давайте рассмотрим пять самых известных и фатальных ошибок, которые сделали физику такой, какой мы её знаем сегодня. К счастью, результатом их существования всё-таки стал научный прогресс.
Миф о светоносном эфире
Как распространяется свет или любая электромагнитная волна? Хм, ну всё просто, пока мы на Земле. Вроде как, волна есть колебание упругой среды. Вокруг нас куча всего, что может колебаться. Но интересно становится, когда мы отправляемся в космос.
Там есть радиосвязь и свет до нас доходит, но нет ничего другого. Как так может быть? Сегодня мы ответим, что это результат существования электромагнитного поля и работы виртуальных фотонов. Но ранняя наука не знала о таких сущностях.
В XIX веке считалось, что свет (и любая радиоволна) распространяется через невидимое вещество - эфир. Ученые представляли его как универсальную среду, заполняющую весь космос, без которой невозможно объяснить движение световых волн. Собственно, она и выполняет функцию передатчика.
Однако знаменитый эксперимент Майкельсона и Морли в 1887 году показал, что движение Земли относительно эфира не обнаруживается. Это открытие поставило под сомнение всю концепцию эфира и подготовило почву для революции - специальной теории относительности Эйнштейна, которая полностью изменила представление о пространстве и времени.
С тех пор появились знания про физические поля и квантовая физика стала пытаться объяснить разные состояния, но сторонники эфира так и не унимаются, по всей видимости не понимая, что эфир теперь стал физическим полем. Этот эфир притормозил развитие науки этак на десяток лет.
Солнечная система атома и его нестабильность
Про атом я рассказывал вам наверное больше всех других авторов вместе взятых. Это одна из моих любимых тем. Видимо сказывается, что мой основной профиль - физика материалов.
Классическая физика представляла атом как миниатюрную солнечную систему: электроны вращаются вокруг ядра, как планеты вокруг Солнца. Согласно законам электродинамики, такие электроны должны непрерывно терять энергию и в конечном счете падать на ядро. Вот только этого не происходит.
Очевидная нестабильность классической модели показала, что традиционные законы не объясняют устройство материи. Это открытие привело к рождению квантовой механики, нового фундаментального подхода к микромиру.
Для физики стало довольно большим испытанием перейти от планетарной модели к модели Шрёдингера. И делалось это поэтапно. Радует, что тут не было особого сопротивления и не сформировалось особой касты почитателей стандартного атома Резерфорда.
Теория флогистона
Почему горит огонь? Ну если не говорить про саму структуру пламени, то важно отметить, что это химическая реакция окисления. Причём, не обязательно окислителем будет кислород. Всё остальное лишь визуальные эффекты.
Но в XVII–XVIII веках горение считалось результатом выхода из вещества мифического флогистона. Ученые полагали, что при сгорании флогистон высвобождается, объясняя химические превращения. Однако этот элемент оказался вымышленным. Такая идея появилась во многом потому, что пламя отдаленно напоминает процессом извержения некоторой субстанции из горящего материала. В общем-то, логика была относительно правильной, только немного ошиблись с тем, что испускается.
Лавуазье доказал, что горение - это химическая реакция, а масса веществ при этом изменяется закономерно. Отказ от теории флогистона стал поворотным моментом для химии и физики тепла. И хорошо, что он случился.
Погоня за вечным двигателем
Мечта о машине, способной производить работу без расхода энергии, преследовала ученых на протяжении веков. Более того, сегодня мало что поменялось и мы с вами можем найти множество вариантов таких конструкций.
Относительно недавно писали даже, что на вечный двигатель выдан патент. Впрочем, это игра слов, потому что выдача патента не подразумевает успешную работу такой системы. Патентуется идея, а её работоспособность не всегда важна.
Попытки создать «вечный двигатель» всегда нарушали фундаментальные законы термодинамики, и все они заканчивались неудачей. Эти заблуждения на десятилетия отвлекали внимание от реально работающих технологий, пока не были четко сформулированы законы энергии и энтропии. По сути всё то, что мы называем вечными двигателями, было хитро замаскированным обычным устройством.
Вплоть до того, что где-то в конце средних веков некоторый умник засунул карлика в коробку и заставил крутить педали, обозначая это как вечный двигатель.
Нейтрино без массы
В середине XX века считалось, что нейтрино — элементарные частицы — не имеют массы. Но наблюдения солнечных нейтрино выявили несоответствие между теорией и экспериментом. Частицы «изменяли вкус» по пути к Земле — явление, которое возможно только при наличии массы. Признание этой ошибки потребовало пересмотра Стандартной модели физики частиц и открывало путь к новой, ещё неизведанной физике.
Стандартная модель предсказывала безмассовые нейтрино. Обнаружение массы требует расширения теории:
- Нужно включить новые механизмы генерации массы.
- Появляются дополнительные параметры и новые возможные взаимодействия.
Проще говоря, мир элементарных частиц оказывается сложнее, чем мы думали, и Стандартная модель становится неполной.
Делалось это не то, чтобы сильно охотно. Но, к счастью, наука тут сработала примерно как атомом Бора, а не с эфиром.
Выводы
Ошибки в физике часто оказываются не просто неудачами, а ключами к пониманию природы. Каждый миф, заблуждение или провал указывал на пределы знаний и открывал новые горизонты. Именно благодаря этим «фатальным» ошибкам мы сегодня понимаем свет, атом, энергию и строение материи так, как не могли себе представить учёные прошлых эпох. Главное, чтобы научное сообщество относилось к ним правильно...
Хочется помочь проекту, но нет возможности купить премиум? Просто поставьте лайк 👍 и подписываться на канал ✔️. Напишите комментарий и поделитесь статьёй с друзьями