(Июнь 2017)
Окончание «двух-сюжетного» материала. Сюжет второй – о малоизвестных фактах и до сих пор неясных моментах из научной биографии физика-теоретика, нобелевского лауреата Ричарда Фейнмана.
На сайте-агрегаторе «хакерских новостей», где тусуется по преимуществу публика из той весьма широкой категории ИТ-специалистов, которую обобщенно именуют «программисты», в очередной раз мелькнула тема под названием Feynman sprinkler или «Разбрызгиватель Фейнмана» по-русски.
Тему эту весьма затруднительно называть свежей новостью, коль скоро Ричард Фейнман покинул этот мир три десятка лет тому назад. Но по каким-то умалчиваемым причинам так называемый «фейнмановский разбрызгиватель» всплывает для обсуждений на форуме Hacker News с примечательной регулярностью: не только в 2017 году, но и годом ранее в 2016, и два года тому назад в 2015.
Помимо перечисленных, на этой же площадке можно найти и другие страницы подобного рода, однако суть в том, что каждый раз никакого содержательного обсуждения на самом деле не получается. Кому-то почему-то данная тема явно очень интересна, для начала дискуссии стандартно приводится ссылка на информативную статью в Википедии, – однако изюм проблемы участники дискуссии либо не ухватывают, либо просто не способны добавить что-либо новое или мало-мальски оригинальное.
Короче говоря, всякий раз обмен мнениями стабильно и быстро затухает. Что при первичном поверхностном взгляде на этот сюжет выглядит естественным и понятным – ведь статья в Википедии доходчиво объясняет не только суть давно известной задачи, но и предоставляет её решение с точки зрения современной науки. Что же тут обсуждать?
Обсуждать же в действительности тут есть много чего… Но прежде надо чуть более тщательно присмотреться к деталям предоставляемого «решения». Причем в особенности обращая внимание на мутные места и расплывчатые формулировки. Потому что именно такие вещи и являются важным сигналом.
Для начала это выглядит просто – «сигналом имитации понимания». Но вот если далее углубиться в тему как следует, то сигнал тут оказывается о проблемах гораздо более серьезных. Можно даже сказать, о фундаментально важных и по сию пору нерешенных проблемах в основах физики… Однако начинать разбор удобнее с простого.
Если ты не можешь объяснить это простыми словами, значит, ты не понимаешь этого сам…
Итак, первым делом – для стандартного погружения в тему – заглянем в главную энциклопедию интернета: а что же про «разбрызгиватель Фейнмана» рассказывает нам Wikipedia? (Приводя в качестве иллюстрации картинку XIX века из учебника Эрнста Маха.)
Наиболее содержательные фрагменты имеет смысл привести в виде цитат:
Разбрызгиватель Фейнмана – устройство типа обычного разбрызгивателя воды для лужаек, но погруженное в резервуар с водой и вынуждаемое всасывать окружающую жидкость. Вопрос о том, в какую сторону станет вращаться данное устройство, был предметом интенсивных и примечательно длительных дебатов.
Обычный разбрызгиватель имеет сопла, закрепленные на свободно вращающемся колесе и расположенные под углом так, что когда из них под давлением выбрасывается вода, то струи заставляют колесо вращаться. «Обратный разбрызгиватель» работает не выбрасывая, а наоборот, засасывая окружающую воду в трубки.
Эту задачу о поведении устройства обычно принято связывать с физиком-теоретиком Ричардом Фейнманом, упоминавшим попытки её решения в своих мемуарах «Вы конечно же шутите, мистер Фейнман!». Собственно проблема, однако, пошла не от Фейнмана, и решения к ней он не опубликовал…
Далее в Википедии дается краткий пересказ той забавной истории из мемуаров Фейнмана, что произошла в период его аспирантской молодости в Принстоне в конце 1930-х годов, а впоследствии уже навсегда связала эту штуку с именем великого ученого. Но здесь этот же анекдот будет пересказан чуть позже и в ином исполнении, а пока продолжим цитирование Википедии:
Много лет спустя, в 1966 нобелевский лауреат Ричард Фейнман отверг предложение редакторов издания «Учитель физики», которые хотели на своих страницах обсудить данную проблему со знаменитым ученым. Кроме того, он столь же решительно возразил и против того, чтобы её вообще называли «проблемой Фейнмана», указав редакции, что эту задачу Эрнст Мах рассматривал еще в 1883 году в своем учебнике «Наука механики»…
Сразу же после приведенных цитат необходимо особо подчеркнуть следующие неоспоримые факты: Фейнман ярко и на всю жизнь запомнил своё первое знакомство с данной проблемой, любил рассказывать про собственный конфуз с её экспериментальным тестированием, но при этом категорически не желал обсуждать то, как выглядит решение. Более того, даже просто ответ на задачу ученый не захотел раскрывать в мемуарах, вышедших в последние годы его жизни.
Общенародная энциклопедия Википедия на столь странных моментах внимание читателей не заостряет, а вместо этого в финальной части статьи описывает РЕШЕНИЕ задачи такими словами, цитируя дословно:
Поведение обратного разбрызгивателя в качественном отношении весьма сильно отличается от поведения разбрызгивателя обычного – он не ведет себя подобно другим системам, «играющим в обратную сторону».
В большинстве опубликованных теоретических и экспериментальных рассмотрений данной проблемы утверждается (подобно Маху и Глейку), что разбрызгиватель не будет вращаться, когда его заставляют всасывать окружающую воду.
Однако ныне постигнуто, что идеальный обратный разбрызгиватель (вращающийся без трения) будет в действительности двигаться назад – в направлении поступающей жидкости, когда всасывание включается, и будет останавливаться, когда всасывание выключается. Это поведение может быть понято в терминах сохранения углового момента движения.
В большинстве экспериментальных установок не удается выявить вращение обратного разбрызгивателя по той причине, что переходный момент недостаточно велик для преодоления силы трения во втулке вертушки. Это нарастающее трение и мешает вертушке вращаться назад, хотя в системе имеется некоторое подталкивание в этом направлении. Эксперименты со втулками очень малого трения обнаруживают действие небольшого крутящего момента на обратный разбрызгиватель даже в неподвижном состоянии…
Внимательные читатели даже с первого взгляда (а невнимательные при дополнительном перечитывании) обязательно заметят, что в этом как бы «решении» на самом деле рассказывается про то, как система должна работать – двигаться обратно – согласно устоявшимся воззрениям теоретиков. Однако на самом деле вертушка все равно остается неподвижной – как бы вас ни убеждали авторы энциклопедии в обратном.
#
Для лучшего понимания этого принципиально важного момента пора процитировать еще одного человека, Джеймса Глейка – как автора самой первой биографической книги о Фейнмане [jg] и как автора, на которого ссылается процитированный фрагмент Википедии для его «опровержения» за компанию с Махом.
Потому что точно так же, как Эрнст Мах в XIX веке экспериментально установил неподвижность вертушки при всасывании, так и Фейнман в веке XX в точности подтвердил данный результат собственным несколько комичным опытом. О котором Джеймс Глейк рассказывает в своей книге так – в главе про аспирантскую юность гения в Принстонском университете:
В традиционных разговорах за чаем среди физиков как в Принстоне, так и в соседнем Институте перспективных исследований с какого-то момента стала заметно доминировать тема вращающегося садового разбрызгивателя, простого S-образного устройства, постоянно крутящегося из-за выбрасываемых им струй воды.
Ядерные физики, квантовые теоретики и даже чистые математики – все были поглощены одной проблемой: А что произойдет, если это хорошо знакомое всем устройство поместить в воду и заставить его засасывать жидкость внутрь вместо обычного ее выброса наружу?
В самом деле: станет ли эта штука крутиться в обратную сторону, потому что направление потока сменилось на противоположное, и сопла теперь тянут воду к себе, а не выталкивают прочь? Или же устройство будет по-прежнему крутиться в том же самом направлении – потому что при прохождении воды по изгибам кривого S-образного канала порождается одна и та же крутящая сила, в независимости от того, в каком бы направлении вода ни текла?
«Ну, мне тут совершенно все ясно – с первого же взгляда», – сказал как-то один из физиков-друзей Фейнмана, когда ему поведали эту историю спустя несколько лет. На что Фейнман отреагировал так: «Ну да, с первого взгляда это действительно ясно каждому. Беда только в том, что для одних очевидно вращение в одну сторону, а для других столь же совершенно очевидно, что крутиться оно должно в сторону противоположную»…
Столь простым на первый взгляд проблемам все еще удается сильно удивлять ученых и преподносить им сюрпризы. Все знают незыблемые законы Ньютона. Каждое действие порождает равное по силе противодействие в противоположную сторону. Этот принцип лежит в основе как садового разбрызгивателя воды, так и в основе реактивного двигателя ракеты.
Но вот обратная проблема для той же самой задачи заставила людей крепко призадуматься над своим пониманием основ физики: где и как, точно и конкретно именно здесь, сила реакции проявит свои общеизвестные эффекты? В точке отверстия сопла? Или же где-то дальше по кривой S-образной трубке, где изогнутый металл заставляет воду изменять свой маршрут?
В какой-то момент горячих споров ответ потребовали и у Джона Уилера, научного руководителя Фейнмана. Он же в ответ заявил, что вчера Фейнман абсолютно убедил его, что вращение будет в обратную сторону. А сегодня Фейнман столь же убедительно доказал, что движение пойдет вперед. Ну а в чем Фейнман сумеет убедить его завтра, он пока что понятия не имеет…
Поскольку все мысленные эксперименты теоретиков закончились ничем – ни одна из версий не выглядела сильнее, чем противоположная, стало ясно, что ответ нужно получить из эксперимента. Фейнман изогнул трубку в форме буквы S, соорудил небольшую вертушку на втулке и подсоединил к устройству резиновый шланг. Осталось лишь найти место с компрессором воздуха.
В лаборатории, где находился небольшой циклотрон (чрезвычайно передовая по тем временам техника), подходящий компрессор имелся, поэтому опыт решили проводить там. Разбрызгиватель со шлангом засунули в здоровенную стеклянную бутыль с водой, запечатав как следует горлышко. А вместо того, чтобы пытаться высасывать воду через шланг (такого аппарата у них не было), стали нагнетать внутри сосуда давление с помощью компрессора. Вместе с подъемом давления воздуха вода сама пошла бы в трубки разбрызгивателя, порождая нужный эффект обратного потока и имея выход через шланг для вытекания…
Фейнман включил компрессор. Вертушка чуть-чуть задрожала, а из шланга пошла вода. Тогда напор воздуха дали побольше – струйка воды усилилась, слегка дрожать начал и шланг. Фейнман стал открывать вентиль побольше, потом еще больше – и вот тут-то бутыль взорвалась, обдав водой и битым стеклом все помещение и приборы. В сильнейшем раздражении, начальник лаборатории запретил появляться Фейнману здесь впредь.
Экспериментальное фиаско было очень впечатляющим, и на протяжении последующих лет и сам Фейнман, и Джон Уилер любили рассказывать эту забавную историю, но примечательно, что они никогда не давали при этом ответ на исходный вопрос задачи: так куда же все-таки стала двигаться вертушка, вперед или назад?
На этом месте рассказ биографа следует прервать и кое-что пояснить. Джеймс Глейк не был знаком с Фейнманом лично, а книгу о нем написал и опубликовал всего через несколько лет после смерти ученого – когда культовый, почти что божественный статус ученого как гениального теоретика и высочайшего авторитета в физической науке только-только начинал зарождаться.
Понятно, наверное, что культовое поклонение кому бы то ни было – это всегда не есть хорошо. Тем более, когда речь идет о реальном человеке и ученом. Справедливости ради, правда, нельзя не признать, что и сам Фейнман принимал посильное участие в создании сопутствующей мифологии – будучи страстным коллекционером историй о себе и о своих неординарных приключениях (чем вызывал, надо сказать, сильнейшее раздражение среди некоторых близких коллег, вроде Марри Гелл-Манна, к примеру).
Биографическая же книга Глейка не только получила название «Гений», но и заложила один из первых камней в храм абсолютно некритичного поклонения талантам Фейнмана. Теоретика бесспорно выдающегося и блестящего, конечно же, но отнюдь не всеведающего, как его пытаются ныне изображать. Именно в таком контексте желательно воспринимать и то, как изложен в книге Глейка финал конкретной истории про парадоксальную физику разбрызгивателя:
Фейнман, однако, решил эту задачу правильно. Его физическая интуиция никогда не была острее, чем в тот период. Так же, как и его выдающиеся способности легко переключаться между чувствованием физики и формализмом математических уравнений. Его эксперимент действительно сработал так, как и было задумано – пока все не взорвалось…
Так в какую же сторону вертится разбрызгиватель? На самом деле он не крутится вообще. Когда сопла засасывают воду в себя, они не сдвигаются с места. Сопла не имеют никакого воздействия на воду впереди. А идея о том, будто сила всасывания проявляется как крутящий момент при прохождении по кривой S-траектории здесь не срабатывает.
В обычной версии работы этого устройства вода выбрасывается соплами вперед в виде организованных струй. Действие и противодействие тут явные и измеримые. Импульс воды, выбрасываемой в одном направлении, равен импульсу, который вращает сопла в противоположном направлении. Однако в обратной ситуации, когда вода засасывается, никаких струй нет. Вода не организована. Она поступает в сопла со все сторон и потому не оказывает вообще никакой силы на трубки…
После внимательного прочтении этого «решения» даже те люди, которые ничего не понимают в физике импульсов и крутящих моментов, вполне способны задаться естественными вопросами. Если мудрейший Фейнман действительно решил эту задачу теоретически и заранее, лишь подтвердив экстремальным экспериментом свои расчеты-предсказания, то почему же он так старательно свой успех всю жизнь прятал и никому не рассказывал?
И даже более того, почему он вообще отказывался обсуждать такое замечательное «решение» с коллегами? И почему сегодня, наконец, в общенародной энциклопедии, собирающей устоявшиеся точки зрения на все на свете, это якобы решение гения однозначно отвергается?
Самый простой и естественный ответ на все эти вопросы заключается в том, что в истории науки нет сведений ни об одном документе, где сам Фейнман давал бы такое теоретическое решение, которое ему приписывает книга Глейка. Но зато имеется достаточно свидетельств о том, почему ученый решительно уклонялся здесь от объяснений.
#
В начале 1960-х годов Ричард Фейнман читал в Калтехе знаменитый учебный курс лекций для студентов младших курсов. Знаменитым этот цикл стал чуть-чуть позже, когда сделанные записи были собраны в набор книг и изданы под названием «Фейнмановские лекции по физике». Популярность и слава к данному учебному курсу, рассказывающему о физике свежо и нестандартно, пришли довольно быстро, лекции были переведены на множество языков, включая и русский, а переиздания время от времени происходят и по сию пору.
В этом наборе книг, однако, на самом деле собрано не всё из тогда прочитанного. В частности, туда не вошла лекция Фейнмана о движении планет. Но зато впоследствии, когда один из бывших коллег профессора по Калтеху, Дэвид Гудстейн, раздобыл записи этой лекции, данный материал стал основой уже для его собственной книги «Потерянная лекция Фейнмана». [dg]
Среди много прочего-разного, для нашей истории особенно интересен следующий фрагмент этой книги, который можно найти и скачать на сайте Калтеха [PDF ]:
Фейнман был воистину великим учителем. Он гордился тем, что даже для самых глубоких идей способен придумывать объяснения, понятные юным студентам. И вот как-то однажды я попросил его: «Слушай, Дик, а вот объясни мне так, чтобы я смог действительно это понять, почему частицы со спином одна вторая подчиняются статистике Ферми-Дирака»?
Оценив вопрос по достоинству и прекрасно ощущая интересы своей аудитории, Фейнман ответил мне так: «Пожалуй, подготовлю-ка я лекцию для новичков на эту тему». Но вот прошло несколько дней, и Фейнман вернулся со следующими словами: «Ты знаешь, а я ведь не смог этого сделать. Не смог довести эту штуку до уровня новичков. А это означает, что на самом деле я этого и сам не понимаю»…
Фейнман был знаменит своими простыми объяснениями научных концепций, ясными объяснениями, которые приводили к более глубокому пониманию обсуждаемого предмета. Также важно и то, что обычно он не стеснялся признаваться в собственном непонимании каких-то вещей… И даже в более широком контексте, признавать, что и все ученые в целом – как сообщество специалистов – не понимают что-то реально важное.
Например, имеет широкое хождение анекдот про то, как Фейнман при объяснении несведущей публике устройства магнитов сказал так: «На самом деле, здесь свою работу я не могу выполнить хорошо – объяснив вам магнитную силу в терминах чего-то ещё, с чем вы знакомы лучше. Потому что я и сам не понимаю этого в терминах чего-нибудь такого, что вам было бы уяснить попроще»…
Никаких документов или хотя бы анекдотов относительно того, почему Фейнман на протяжении всей своей жизни очевидно не желал признаваться в непонимании поведения обратного разбрызгивателя, у историков науки не приводится. Но зато имеется свидетельство от человека, который непосредственно участвовал при первом экспериментальном знакомстве ученого с этим примечательным феноменом физики (и чьи слова цитируются статьёй в Википедии):
В 2005 году физик Эдвард Кройц (Edward C. Creutz, во времена того давнего инцидента лично отвечавший за принстонский циклотрон) опубликовал собственные воспоминания о том, как помогал Фейнману в организации эксперимента. О том, в частности, что когда давление в бутыли стали нагнетать, дабы заставить воду вытекать через трубки разбрызгивателя, то «возникло небольшое дрожание или тремор, как называл это Фейнман, вертушка разбрызгивателя дернулась и застыла на своей исходной позиции.
Вытекание воды продолжалось с неподвижным разбрызгивателем. Мы поддавали давление, чтобы усилить поток воды, примерно раз пять – а вертушка все равно не двигалась, хотя вода через нее все интенсивнее текла в обратную сторону… Ну а затем бутыль взорвалась из-за избытка внутреннего давления. Я не знаю наверняка, какой итог ожидал сам Фейнман, но смутно подозреваю, что феномен обращения времени оказался тогда разбит вдребезги – так же, как и бутыль с водой»…
#
Дабы не только профессиональным физикам, но и всем просто интересующимся было понятно, сколь важным является этот комментарий от непосредственного участника событий, надо хотя бы несколько слов сказать о принципе обращения времени и о его месте в фундаментальных основах современной физической науки.
Причем особо наглядно-показательно подобные пояснения звучат обычно из уст молодых профессоров, в силу возраста и спеси наиболее склонных к безапелляционным утверждениям при общении с новичками-студентами. Следующая цитата позаимствована с популярного веб-сайта вопросов-ответов Quora.com и принадлежит молодому профессору физики «со стажем вот уже 9 лет»:
Каким образом симметрия во времени связана с законом сохранения энергии?
Вы должны представлять, что законы сохранения находятся в самом «сердце» Физики. Всех физиков до изнеможения учат понимать и применять законы сохранения. Обучение этим принципам подразумевает не только их укоренение в наших мозгах и умах, но также и абсолютное доверие к следствиям данных принципов.
Законы сохранения, таким образом, – это важейная часть наших самых глубоких инстинктов, как инстинктов ученых и наблюдателей природы. Мы используем эти принципы не потому, что они прекрасны, или потому, что они упрощают понимание вещей. Мы используем их по той причине, что КАЖДЫЙ эксперимент в физике и КАЖДОЕ наблюдение, которые бы мы ни производили, все они подчиняются этим принципам.
Я повторю еще раз: мы НИКОГДА не наблюдали никаких нарушений этих принципов! Они тверды как скала для каждого серьезного физика! Таким образом, все законы сохранения, известные на сегодня, формируют наиболее фундаментальные и не подлежащие никаким пересмотрам аспекты физики.
Почему инвариантность во времени приводит к сохранению энергии? Энергия и время имеют очень глубокие взаимосвязи, поскольку они также появляются сцепленными в принципе наименьшего действия – из которого выводятся как законы Ньютона в классической физике, так и принцип неопределенности Гейзенберга в квантовой механике…
Итак, уж из этих первых абзацев, предваряющих объяснения от молодого и самоуверенного профессора, всем должно быть совершенно понятно, что для науки физики тут нет абсолютно никаких проблем и загадок. Закон сохранения энергии неразрывно связан с симметрией физических процессов во времени. А все правильные и многократно проверенные формулы физиков свидетельствуют, что при замене параметра времени t на -t, то есть при обращении хода времени, физика процессов остается той же самой.
Иначе говоря, если кому-то приходит вдруг в голову подвергать сомнениям формулы, демонстрирующие инвариантность при обращении времени, то они посягают на самое святое – на закон сохранения энергии… Да-да, конечно, все наслышаны про стрелу времени и про необратимые процессы, но там речь идет о процессах сложных, подразумевающих взаимодействия многих тел, термодинамику, энтропию и так далее.
Что же касается процессов простых – лежащих в фундаментальных основах – то ученые «НИКОГДА не наблюдают никаких нарушений этих принципов!».
Или же – формулируя по-другому – наблюдатели природы очень упорно не желают видеть очевидного. Как в случае с разбрызгивателем Фейнмана. С чрезвычайно тривиальным – проще некуда – устройством, наглядно и стабильно демонстрирующим всем желающим именно то самое: нарушение принципа обращения времени.
А вот как устроена механика этого нарушения – никто по сию пору объяснить не в силах. Именно поэтому, собственно, статья в Википедии и пытается всех убедить, что вертушка тут явно должна крутиться…
#
Добравшись до финала истории, теперь самое время прояснить, почему выявленные факты несоответствий между устоявшимися представлениями и реальной картиной – это не какие-то пустяки с мелкими нестыковками у ученых, а действительно большое и важное дело для всех.
Как обычно, содержательный комментарий лучше всего звучит от настоящего ученого с общепризнанным авторитетом. На этот раз в данном качестве выступит Эдвард Теллер – один из наиболее проницательных специалистов в области ядерной физики и отец американской термоядерной бомбы, к сожалению (но тут уж ничего не поделаешь, так оно у квантовых теоретиков все сложилось по жизни).
Фактически уже совсем на закате своей примечательно долгой жизни в одном из интервью Теллер следующими словами охарактеризовал ситуацию с обучением молодых поколений ученых:
В нашей системе преподавания был один существенный недостаток, который, как я полагаю, остается и поныне в большинстве систем научного обучения – рассматривать математику и прочие науки как точный свод знаний: «Вот это так, доказывается это вот так, и это является несомненным»!
Все это правда. Но с таким подходом упускается важнейший момент. Самая интересная вещь в точных науках – это то, что еще неизвестно, что вызывает сомнения. И вот этот процесс сомнений, ощущение противоречий, которые непременно появляются по мере того, как наука изменяется от века к веку – именно они-то должны прививаться и закрепляться в уме каждого студента…
Теперь же достаточно лишь сообразить, что разбрызгиватель Фейнмана – это и есть яркий пример именно такой «самой интересной вещи в точных науках». Ричард Фейнман прекрасно понимал, что это вещь противоречивая, вызывающая сомнения и непонятная в своих механизмах. Но почему-то предпочитал на данный счет лишь глухо помалкивать.
А вот сегодняшняя наука, так и не постигнув фундаментальную важность противоречия, активно пытается делать вид, будто все здесь уже совершенно ясно.
И даже хуже того, преподаватели старательно пытаются отбить у студентов вкус и тягу к подобным противоречиям. Очень ярким и наглядным противоречиям, следует подчеркнуть, уже веками демонстрирующим всем свою парадоксальную сущность, однако так и не находящим красивого разрешения. Потому что наука нашла тут весьма ловкий обходной маневр для борьбы с парадоксами – просто не замечать никаких таких противоречий.
Если же любопытствующие копнут физику давно известных парадоксов чуть поглубже, то быстро смогут выяснить, что наука до сих пор не имеет простых объяснений для огромного числа феноменов. Никто не знает, к примеру, ясного и наглядного объяснения для парадокса Бернулли (когда давление в потоке падает вместе с увеличением скорости жидкости). Никто не знает и простого объяснения для подъемной силы крыла самолета (точнее говоря, таких объяснений много и все они противоречат друг другу). Никто, повторимся, так и не сумел внятно объяснить, почему неподвижен разбрызгиватель Фейнмана.
Если же вы не способны объяснить это простыми словами (опять-таки поминая Фейнмана), то на самом деле вы и сами не понимаете, что за физика тут происходит.
Но зато вполне возможно доходчиво объяснить, почему задача о разбрызгивателе так волновала теоретиков уже на первом этапе рождения квантовой электродинамики и ядерной физики. Потому что эти-то волнения, по крайней мере, понять несложно.
Крутящийся разбрызгиватель для лужаек – это по многим статьям удачная и наглядная аналогия для физики вращающейся частицы, постоянно испускающей фотоны или кванты энергии. Если же заставить такой разбрызгиватель еще и всасывать воду, то механическая аналогия будет практически полной. Ибо спинирующие частицы не только излучают кванты-фотоны, но и постоянно их поглощают. Большая проблема в том, что разбрызгиватель демонстрирует ученым ДРУГУЮ физику.
Эта физика тоже элементарная, но другая в том, что она отчетливо асимметрична во времени. Как классические, так и квантовые, все элементарные процессы нашей науки в уравнениях и кинозаписи воспроизводятся одинаково что в ту, что в другую сторону – примерно как сталкивающиеся шары на бильярдном столе. А вот если смотреть на физику разбрызгивателя, то по его кинозаписи сразу же можно определить, что тут происходит – выбрасывание воды (вращение есть) или же ее всасывание (вращения нет)…
И далее, если эту механическую аналогию спроецировать на мир частиц, то получается крайне парадоксальная и интригующая вещь: частицы постоянно и вечно сами по себе крутятся, испуская фотоны, но вот поглощение квантов энергии никакого влияния на их вращение не оказывает. Иначе говоря, энергия для нескончаемого вращения и излучения должна поступать откуда-то ещё… Но вот откуда?
А самое главное, не можем ли и мы тоже подключиться к этому гигантскому и неисчерпаемому источнику чистой природной энергии?
В явном и открытом виде практически никто из ученых-теоретиков этот вопрос сегодня не ставит. Уже по той хотя бы причине, что такая постановка задачи плохо согласуется с законом сохранения энергии. Да и разбрызгиватель Фейнмана официально все-таки крутится. Согласно заверениям Википедии, во всяком случае…
# #
Когда черновой вариант данного двухчастевого текста в идейном виде уже был задуман и в общих чертах скомпонован, из ленты текущих новостей вдруг пришло весьма занятное известие, непосредственно увязывающее два независимых, казалось бы, сюжета этого рассказа.
Сюжет первый, можно напомнить, закручен вокруг убийства JFK и весьма особенной там роли человека по имени Чарльз Дуглас Джексон – издателя журналов TIME и LIFE, а также тайного сотрудника ЦРУ США по совместительству. Сюжет же второй, ясное дело, это интригующий и по сию пору игнорируемый парадокс в фундаментальных основах гидродинамики и квантовой физики частиц.
Ну а неожиданная новость «на злобу дня» – это прошедшая в июне 2017 (и как обычно в строгом секрете) встреча наиболее влиятельных деятелей западного мира под эгидой так называемой Бильдербергской конференции. Такого рода встречи «властителей мира» регулярно происходят каждый год с начала 1950-х и собственно в них ничего неожиданного сегодня уже нет.
Разве что лишь тот исторический факт – спасибо информации из Википедии – согласно которому одним из активных создателей Бильдербергского клуба и непременным участником всех первых встреч, как выясняется, был уже знакомый нам человек по имени Чарльз Д. Джексон.
Ну а подлинной неожиданностью нынешней встречи Бильдербергов стало то, что на этот раз поучаствовать во встрече небожителей и сделать для них доклад пригласили известного физика-теоретика Фабиолу Джанотти – нынешнего гендиректора научно-исследовательского центра CERN, где расположен самый крупномасштабный экспериментальный прибор на планете, ускоритель частиц Большой Адронный Коллайдер.
За всю более чем 70-летнюю историю Бильдербергского клуба у его членов – глав государств и высших политиков, лидеров промышленности и банковской индустрии, медиа-магнатов и элиты военно-разведывательного комплекса – интерес к науке всегда проявлялся лишь в аспектах, относящихся к экономике, политологии или социологии. Но никогда прежде эту особую публику не интересовали события в физике частиц и в фундаментальных основах физической теории.
Понятно, наверное, что ныне какие-то вещи именно здесь очень сильно переменились. И хотя Бильдерберги по давно заведенной традиции никому и ничего о причинах своих интересов не рассказывают, большие перемены, начинающиеся сейчас в фундаментальной физике, никакой тайной все равно не являются.
Являются ли грядущие перемены новостью для официальных лидеров науки – пока что тоже достоверно неизвестно, ибо никаких заявлений для прессы на данный счет не делается…
Но вот что сделать тут вполне возможно и собственными силами, так это развернуто и доступно разобраться с очень большими проблемами у теоретиков во всем, что касается результатов экспериментов с Большим адронным коллайдером и с результатами космических наблюдений Вселенной. А попутно еще и с тем, почему кризис у физиков-теоретиков сильнейшим образом взволновал Бильдербергов и Ватикан.
Но это, конечно, тема для совсем другого рассказа.
#
Post Scriptum. Содержательное продолжение сюжета о научных разбирательствах вокруг «вертушки Фейнмана» можно найти в тексте «Вопрос, конечно, интересный«.
# # #
Ссылки на источники и дополнительное чтение:
[jg] James Gleick. «Genius. The Life and Science of Richard Feynman». Pantheon Books, 1992
[dg] David Goodstein, «Feynman’s Lost Lecture. The Motion of Planets Around the Sun». Norton & Co, 1996
«Как это летает?» — О парадоксе подъемной силы крыла
«Как это действует?» — О гидродинамическом парадоксе Бернулли
«Как это крутится?» — О сложных отношениях Фейнмана с гидродинамикой
«Как это связано?» — О том, что нерешенные парадоксы гидродинамики ведут к существенно новому пониманию природы
«Квантовая физика как она есть» — О гидродинамических основах квантовой механики: .
#
Данный материал подготовлен благодаря поддержке читателей.
kiwi arXiv 