Дмитрий Манин

Я внимательно прочел главу 2 нового учебного пособия "Философия совре-
менного естествознания", которая называется "Современная физическая картина
мира", за авторством д-ра физ.-мат. наук Л.В. Лескова. Будем называть вещи
своими именами: это апофеоз невежества и пропаганда шарлатанства. Наполови-
ну это невнятный пересказ плохо понятых популярных книжек, а на другую —
невероятный набор неомистических паранаучных фантазий в духе New Age.
Каждый имеет право на паранаучные фантазии, даже если он доктор физи-
ко-математических наук. Но когда речь идет об учебнике, получившем визу соот-
ветствующих инстанций, и выпущенном под маркой МГУ, это нетерпимо. По д-
ру Лескову, в современную физическую картину мира входят, в частности, сле-
дующие представления: «Взаимодействие торсионных квантовых вихрей носит не
энергетический, а чисто информационный характер и, следовательно, на них не
распространяется следующий из теории относительности запрет на существова-
ние свехсветовых скоростей. Для торсионных полей этот запрет снимается по той
причине, что они обладают свойством нелокальности»
На самом деле, информация всегда переносится материальными носителя-
ми, и поэтому не может распространяться со сверхсветовыми скоростями. Кван-
товым объектам действительно свойственна нелокальность (по крайней мере, на-
сколько нам сейчас известно), но ее невозможно использовать для мгновенной
передачи информации.
Ситуация эта полна скрытой иронии. Лесков, говоря о Ньютоновской меха-
нике, называет классическое абсолютное время "парадоксальным понятием" (хотя
и не объясняет, что в нем такого уж парадоксального) и несомненно считает тео-
рию относительности шагом вперед. Между тем, мгновенная передача информа-
ции как раз и означала бы недвусмысленный возврат к абсолютному времени, по-
скольку позволила бы точно и однозначно синхронизировать все часы во Вселен-
ной и придать абсолютный смысл понятию одновременности событий. По суще-
ству, вся теория относительности зиждется на невозможности передавать сигналы
быстрее света. Если бы это было возможно, не только время оказалось бы абсо-
лютным, но и расстояния были бы независимы от движения наблюдателя, и мы
вернулись бы к плоскому, абсолютному пространству дорелятивистской механи-
ки. И все, что объяснила теория относительности, потребовало бы какого-то ново-
го объяснения, потому что кривизна пространства-времени была бы исключена.
Между тем, кривизна эта так дорога профессору Лескову, что свою главу он за-
канчивает словами «в мире ничего не происходит, кроме кручения пространства и
изменения его кривизны» (с.62). На то, чтобы понять несовместимость этого с
мгновенной передачей сигналов, его квалификации, очевидно, не хватает.
«Торсионные поля — идеальное средство для связи на межзвездных рас-
стояниях. О возможности использовать их для этой цели свидетельствуют экспе-
рименты, проведенные в разное время Н.А. Козыревым, М.М. Лаврентьевым и
А.Ф. Пугачем» (с.41).
127
Надо полагать, упомянутые авторы улетали на межзвездные расстояния и
присылали оттуда сообщения с помощью торсионных полей. А может быть, всту-
пили в сношения с инопланетянами. Подробностей нам не сообщают.
«Вот пример нелинейных процессов: возьмите лист бумаги и сложите его
пополам. Потом еще раз пополам — и так далее 40 раз. Попробуйте угадать, ка-
кой толщины получится у вас эта стопка бумаги, не заглядывая на следующую
строчку. А, проведя нехитрый арифметический подсчет, вы получите поразитель-
ный результат — 350 000 км, расстояние от Земли до Луны!» (с.44). Доктор физ.-
мат. наук, по-видимому, полагает, что экспоненциальный рост — проявление не-
линейности. На самом деле, это типичное решение именно линейных уравнений, а
роль нелинейности обычно заключается в ограничении роста. Нелинейность и ха-
ос вообще возводятся Лесковым в роль фундаментальных принципов, но что это
такое и как они друг с другом связаны, он откровенно не понимает.
«Хаос — это свободная игра факторов, каждый из которых, взятый сам по
себе, может показаться второстепенным, незначительным. В уравнениях матема-
тической физики такие факторы учитываются в форме нелинейных членов, т. е.
таких, которые имеют степень, отличную от первой» (с.43).
Это попытка объяснить, почему хаотические решения возникают в нели-
нейных уравнениях. Попытка, более всего напоминающая объяснение происхож-
дения слова смородина из слова Родина (на самом деле, оно родственно слову
смердеть и означало "пахучая ягода"). Не знаешь даже, с чего начать перечислять
нелепости в этом пассаже. Динамический хаос, который имеет здесь в виду Лес-
ков, — это не «свободная игра факторов», а удивительное, но реальное свойство
некоторых систем быть неустойчивыми по отношению к малым возмущениям, но
при этом оставаться в некоторой ограниченной области параметров. В результате
предсказание движения системы оказывается возможным только на ограниченное
время вперед. При этом система остается принципиально детерминистской. Ма-
лые возмущения как причину непредсказуемости доктор путает здесь с нелиней-
ностью как причиной чувствительности системы к этим возмущениям. Между тем
чувствительность к малым возмущениям и хаотические решения существуют и у
линейных систем, таких насквозь классических, как точечная частица в потенци-
альном поле (так называемые хаотические бильярды).
Простейший пример нелинейности — растяжение пружинки. Если к пру-
жинке подвесить небольшой груз, ее растяжение будет пропорционально весу
груза. Эта пропорциональность и другие подобные ей и называются "линейно-
стью". По мере увеличения груза мы дойдем до предела растяжимости пружины;
сначала она перестанет удлиняться, а потом и вовсе порвется. Это — нелинейная
стадия. Более сложный пример нелинейности дают волны на воде. Когда возвы-
шение поверхности невелико, вдвое более высокая волна ведет себя совершенно
так же, как и вдвое более низкая. Это — линейность. По мере увеличения ампли-
туды (возвышения) волны ее гребень начинает заостряться, а затем волна опроки-
дывается. Это уже нелинейный эффект.
Большинство процессов в природе нелинейны. Но в большинстве же случа-
ев при малой интенсивности процесса он хорошо описывается линейным при-
ближением, как в случае пружинки и волн. Линейные уравнения, грубо говоря,
128
все одинаковые, и мы знаем, как находить их решения. Нелинейные же уравнения
все разные, и решению поддаются только в редких случаях. Поэтому ученые дол-
гое время исследовали почти исключительно линейные уравнения. В нелинейной
области доступнее для изучения случай слабой нелинейности: натянутая, но еще
не рвущаяся пружина, заостраяющиеся, но еще не опрокидывающиеся волны. С
математической точки зрения это и значит, что к линейным уравнениям добавля-
ются малые дополнительные члены, о которых говорит Лесков. Но они никакого
отношения не имеют ни к «свободной игре второстепенных факторов», ни даже к
хаосу.
Хаос возникает в физических системах, когда решение системы особо чув-
ствительно к малым возмущениям, но при этом остается в ограниченной области.
При этом система остается строго детерминистской, т.е. если абсолютно точно
знать ее начальное состояние, то можно абсолютно точно предсказать ее будущее.
Тонкость, однако, в том, что абсолютной точности не бывает, а ошибка в измере-
нии (или приготовлении) начального состояния приводит к растущей со временем
ошибке предсказания. Но у нехаотических систем эта ошибка растет линейно со
временем, так что увеличение точности вдвое позволяет предсказать будущее на
вдвое больший срок. У хаотических же систем ошибка предсказания растет со
временем экспоненциально, в геометрической прогрессии. В результате каждое
увеличение начальной точности вдвое увеличивает срок предсказания всего на
сколько-то времени.
Представьте, что для увеличения надежности прогноза погоды на один день
надо было бы удвоить количество метеостанций (чтобы получить более подроб-
ные данные). Тогда увеличение еще на один день потребовало бы вчетверо боль-
ше станций, на десять дней – в тысячу раз, а на двадцать дней – в миллион с лиш-
ком. Ясно, что тогда прогноза на двадцать дней нам не видать, как своих ушей,
хотя теоретически он возможен. Так динамический хаос разрешает противоречие
между детерминизмом и невозможностью знать будущее.
Совсем нетрудно и продемонстрировать, как такое поведение возникает.
Представим себе лист теста 20 см в диаметре, поместим на него две черные пер-
чинки и измерим расстояние между ними с точностью до 0,1 мм. Затем раскатаем
лист вдвое, сложим пополам, снова раскатаем вдвое и сложим пополам, и так да-
лее. (Это называется преобразование пекаря.) Сможем ли мы предсказать, какое
будет расстояние между перчинками после десяти раскатываний? После первого
расстояние увеличится вдвое, но и ошибка измерения увеличится вдвое. После
каждого раскатывания наша начальная ошибка будет удваиваться, в то время как
расстояние между перчинками никогда не превысит 20 см. Через 10 раскатываний
ошибка возрастет в тысячу раз (точнее, в 1024 раза), т.е. достигнет 10 см. Это бу-
дет означать, что мы уже ничего не знаем о расстоянии между перчинками. Впол-
не возможно, что пример Лескова со складыванием листа бумаги восходит к пре-
образованию пекаря, фундаментально непонятому и до неузнаваемости перевран-
ному.
Ну и наконец надо отметить, что хаотическое поведение наблюдается от-
нюдь не только у нелинейных, но и вполне линейных систем, в том числе таких
насквозь классических, как точечная частица в потенциальном поле (т.н. хаотиче-
ские бильярды). Хаотична и система твердых упругих шариков в сосуде, т.е. иде-
альный газ классической физики. Неужели Лесков не знает и этого?
«Принятие [эволюционной синергетической] парадигмы означает, во-
первых, отказ от базовых постулатов традиционной науки:
- от принципа классической причинности,
- от редукционизма,
- от гипотезы апостериорности, т. е. приобретения знаний исключительно на
основе прошлого опыта» (с.45).
Ни редукционизм, ни классическая причинность нигде в тексте не объясня-
ются, так что остается неясным, чем грозит отказ от них. Что же касается "гипоте-
зы апостериорности", то альтернативой ей, очевидно, служит приобретение зна-
ний на основе будущего опыта. Сомневаетесь? Напрасно: «… будущее оказывает
влияние на текущий процесс — этот вывод полностью противоречит классике».
Едва ли студенты-философы, политологи и религиоведы, которым адресована
книжка, так легко поверят во влияние будущего на прошлое, даже если их убеж-
дает в этом доктор физ.-мат. наук. Но не обязанные знать, что такое тензор, мет-
рика или спин, они не смогут понять, что их водят за нос в таких местах, как «Ос-
новная категория относительности — это метрика, т. е. число, которое сопостав-
ляется с двумя точками (событиями)» (с.51). Неверно, метрика — это не число, а
тензор.
«Электрон, как и все остальные элементарные частицы, может обладать не
только положительной, но также и отрицательной энергией. Понять физический
смысл этого предсказания теории было непросто» (с.39). Доктор Лесков, очевид-
но, не знает, что энергия вообще определена с точностью до аддитивной констан-
ты. Иначе говоря, имеет смысл только разность энергий (до и после, здесь и там, у
этой системы и у той), но не абсолютная ее величина. Отрицательная энергия сис-
темы означает всего лишь, что энергии меньше, чем у другой системы или в дру-
гом ее состоянии.
«Второй подход к интерпретации квантовой механики называют неокласси-
ческим. Сторонники этого подхода (Д. Бом и др.) полагают, что классический
принцип причинности можно сохранить, если ввести в теорию некие скрытые,
неизвестные пока параметры. Однако этот подход непродуктивен, так как никому
из его защитников не удалось раскрыть природу этих скрытых параметров» (с.49).
Принцип причинности заключается в том, что следствие не может произойти
раньше своей причины. Квантовая механика (равно как и теория относительно-
сти) никаким образом не нарушает этого принципа. Что же касается гипотезы
скрытых параметров, то она почти окончательно опровергнута недавними рабо-
тами группы французских физиков («эксперимент Аспекта»), осуществивших
мысленный эксперимент Эйнштейна — Розена — Подольского и получивших ре-
зультат, подтверждающий стандартную квантовую теорию и несовместимый с
гипотезой скрытых параметров. Этот знаменитый результат, по-видимому, извес-
тен д-ру Лескову, но не понят им.
«Известен квантово-механический парадокс, связанный с наблюдением ин-
терференционной картины, возникающей при происхождении пучка электронов
или светового луча (т.е. пучка фотонов) сквозь пару узких щелей. Парадокс со-
стоит в том, что интерференционная картина возникает даже в том случае, когда
на щель падает один электрон или один фотон» (с.50). Это неверно. Один фотон
или один электрон всегда регистрируются фотопластинкой как одно локальное
пятнышко. Интерференционная картина же возникает из этих пятнышек, когда их
становится достаточно много. Но читаем дальше:
«С точки зрения стандартной квантовой теории это должно означать, что
фотон расщепляется на две части, одна из которых проходит сквозь одну щель, а
другая сквозь вторую, после чего обе части интерферируют на экране. Этого од-
нако не может быть, потому, что фотон — это минимальная порция, квант элек-
тромагнитного излучения (с.50)».
Профессор Лесков снова демонстрирует свое непонимание, на этот раз —
основ квантовой механики. Неделимость фотона относится только к процессам
излучения и поглощения. Невозможно излучение или поглощение части фотона.
Но проходя через щели, фотон не излучается и не поглощается, поэтому ничто не
запрещает ему пройти через обе щели сразу, даже если ему для этого надо "поде-
литься на две части", что бы это ни означало.
Иначе говоря, с парой щелей каждая отдельная квантовая частица взаимо-
действует как волна (проходит через обе щели, за которыми возникает сложная
интерференционная картина узлов и пучностей), а с фотопластинкой — как час-
тица (неделимая, способная находиться только в одном месте одновременно).
Имеется веская причина для такой разницы: первое взаимодействие обратимо, а
второе необратимо. К сожалению, у меня нет никакой возможности вдаваться
здесь в дальнейшие подробности, но важно подчеркнуть, что никакого парадокса
в том смысле, который имеет в виду Лесков, здесь нет. Он пытается представить
дело так, будто в самой квантовой механике имеется внутреннее противоречие: "с
одной стороны, должно быть так-то, а с другой, этого не может быть". Это не так,
квантовая механика противоречит только наивным представлениям об устройстве
мира, но внутренне вполне последовательна.
«Поместим заряженное электрически тело в фитонный вакуум. Следствием
этого будет зарядовая поляризация фитонов; электрические заряды, образующие
свертку, уже не смогут полностью компенсировать друг друга, а немного сместят-
ся в направлении внешнего поля. Каждая частица начнет раскачиваться вверх и
вниз относительно уровня минимальной энергии. Такую зарядовую поляризацию
фитонного вакуума можно интерпретировать как электромагнитное поле» (с.40).
Поляризация, как известно всякому, кто хоть поверхностно знаком с физи-
кой, действует против приложенного электрического поля, ослабляя его. Поэтому
интерпретировать "фитонную поляризацию" как само поле никак невозможно. Да
и откуда бы взяться "смещению в направлении внешнего поля", если это поле са-
мо является смещением "фитонов"? Впрочем, задавать подобные вопросы беспо-
лезно: все эти формулировки — не неточности и не ошибки, а прямая бессмысли-
ца.
Порой возникает впечатление, что автор вовсе не заботится об осмысленно-
сти текста, а просто упивается звонкими словами. Например, он пишет:
«Между материей и полем в ОТО нет качественного различия: вещество на-
ходится там, где концентрация поля максимальна, поле — там, где она мала»
(с.37). Поле находится, стало быть, там, где концентрация поля мала, а не там, где
она максимальна.
«Эту задачу решил Г. И. Шипов, разработавший теорию, в которой учиты-
вается движение систем отсчета не только в трансляционных, но также и во вра-
щательных координатах. Рассматривая четырехмерные вращающиеся системы
отсчета, он получил десятимерное пространство событий (поскольку у трансля-
ционных координат х, у, z имеется шесть вращательных координат)» (с.53). А это
вовсе набор слов, не означающий ровным счетом ничего. Выражениям "движение
систем отсчета во вращательных координатах" и "у трансляционных координат
имеется шесть вращательных координат" невозможно приписать никакого смыс-
ла, даже ошибочного. Вспоминается бессмертный старичок-изобретатель из
"Сказки о тройке" Стругацких: «Высочайшие достижения нейтронной мегало-
плазмы! – провозгласил он. – Ротор поля наподобие дивергенции градуирует себя
вдоль спина и там, внутре, обращает материю вопроса в спиритуальные электри-
ческие вихри, из коих и возникает синекдоха отвечания...".
Сходство порой просто пугающее. В разделе "Семантика квантового вакуу-
ма" читаем: «Удивительные физические свойства торсионного поля позволяют
рассматривать его как универсальную информационную сеть [...] Если в роли
оператора смыслов выступает человек, то функцию процессора берет на себя его
мозг. [...] Этот механизм можно использовать для объяснения феномена интуиции
и явлений экстрасенсорного восприятия» (с.60). Натурально, "спиритуальные
электрические вихри, из коих и возникает синекдоха отвечания".
«"Где находится физика ума?" — задает вопрос член Лондонского королев-
ского общества, профессор математики Оксфордского университета Р. Пенроуз. У
нас появилась возможность подсказать ему ответ. Можно утверждать, что наибо-
лее фундаментальной материальной основой, поддерживающей функционирова-
ние сознания, служит не нейронная сеть головного мозга, а связанные с ней по
информационным каналам топологические протоструктуры квантового вакуума»
(с.61). Утрем нос Пенроузу! Топологические структуры квантового вакуума под-
сказали нам ответ посредством феномена интуиции. (Нейронная сеть головного
мозга в этом деле участия не принимала.)
Ну и в довершение всего, правда в третьем лице, читаем: «Ф. Типлер пред-
ложил финалистскую версию АП [антропного принципа – Ред.], в основе которой
лежит постулат вечности жизни, точнее — реализации программы производства
информации. Физическая природа носителей информации при этом несуществен-
на, это вовсе не обязательно человек. Цель этого процесса состоит в управлении
крупномасштабной структурой Вселенной, а его финал – точка Омега, бесспор-
ный Разум, потенциально владеющий бесконечно большим объемом информации.
На основании своей концепции Типлер утверждает, что Вселенная должна быть
закрытой. Она потенциально содержит точку Омега как финал, в котором слива-
ются все мировые линии событий. Этот всеохватывающий эволюционизм Типле-
ра — не что иное, как тотальная колонизация Космоса антропоморфным "развер-
тывающимся богом". С точки зрения синергетики это, несомненно, модель эво-
люционного тупика» (с.57-58).
Думаю, мадам Блаватская осталась бы довольна достижениями современно-
го естествознания.
Но позвольте, «УМО по классическому университетскому образованию»,
рекомендовавшее книгу в качестве учебного пособия, — не мадам же Блаватская?
Как такое нагромождение откровенной чуши могло получить статус учебника,
мне, признаюсь, непостижимо. Конечно, несчастные студенты, которым придется
сдавать экзамены по этому учебнику, поступят с ним так же, как мы в свое время
с диаматом. Но что-то западет в неокрепшие души. И имена шарлатанов торсион-
ных полей встанут на одну полку с именами Эйнштейна и Бора, Дирака и Ньюто-
на. И выпускники факультета политологии, поступив на руководящие должности,
будут с уважением относиться к тем, о ком читали в учебниках, и будут давать им
деньги на важные исследования в области физического вакуума.
Я слышал такое мнение, что "наука - самоочищающаяся система, никакие
торсионщики ей помешать не могут". Это правда, конечно, наука как целое, свое
возьмет. Но речь-то идет не о науке вообще, а о российской науке. И если с ней
творят такое, то дело худо.