( Октябрь 2022, idb@kiwiarxiv )
Сегодня вряд ли кого удивляет бесстыжее враньё политиков. Но вот когда в такой же манере правдой о делах в науке физике манипулируют серьёзные учёные, это настораживает. И порождает естественное желание разобраться с подоплёкой…
В хорошо информированном научно-популярном издании Quanta Magazine одна из сравнительно недавних статей [1], посвящённых неразгаданным и поныне тайнам космоса, начиналась такими словами:
Всякий раз, когда астрономы изобретают новый способ для поиска магнитных полей во всё более отдалённых регионах космоса, то по необъяснимым причинам они непременно их находят.
Эти силовые поля – те же самые, по сути, что и у магнитов на холодильнике, – окружают и Землю, и Солнце, и все галактики. Двадцать лет назад астрономы начали обнаруживать магнетизм, пронизывающий целые скопления галактик, включая и гигантские межгалактические пространства между кластерами.
Невидимые силовые линии магнитных полей пронизывают космос повсюду…
Если воистину удивительный феномен космического магнетизма, на всех масштабах пронизывающего пространство вселенной, принять просто как факт природы, то самой поразительной вещью в приведённой цитате окажутся слова про «необъяснимые причины» данного феномена.
Ибо ситуация в современной науке физике действительно такова, что учёные просто не знают, а потому и не могут внятно объяснить устройство той универсальной природной конструкции, которая порождает и поддерживает всепроникающие структуры космического магнетизма.
Разнообразные модели на данный счёт, конечно же, у учёных имеются, причём довольно давно. Вот только объяснения там существенно отличаются, а убедительно доказать, какая из моделей наиболее близка к истине, пока что не удаётся никак.
Хуже того, в историю исследований всей этой проблемы систематически и искусственно вносится откровенная ложь. Что, естественно, ещё больше затрудняет поиски истины…
Особо же примечательно здесь то, что хотя преднамеренное искажение истории осуществляется конкурирующими школами и вроде бы с разных сторон, все они сходятся в одном. В том, что реальную историю надо рассказывать не так, как было на самом деле.
А поскольку советская/российская научная школа как прежде, так и поныне вносит в исследования проблемы «космического динамо» (как это принято по традиции называть) весьма заметный вклад, вполне естественно продемонстрировать анатомию обмана на примере русскоязычных публикаций. Дополняя их, где требуется, документами иностранных научных изданий.
В качестве отправной точки удобно выбрать год 2014, когда научная общественность отмечала 100-летие со дня рождения Якова Борисовича Зельдовича (1914–1987). Выдающегося физика-теоретика, наиболее знаменитого, к сожалению, как один из трёх (наряду с Ю.Б.Харитоном и А.Д.Сахаровым) отцов советской термоядерной бомбы. Однако и в последующие мирные времена прославившегося как талантливейший учёный-универсал с очень интересными идеями и внушительными достижениями в самых разных областях физико-математической науки. Включая и теорию космического динамо.
В честь 100-летнего юбилея Зельдовича редакция журнала Успехи физических наук (УФН) посвятила памяти учёного два выпуска 2014 года, мартовский и апрельский. А одна из больших обзорных статей мартовского номера, «Динамо: на пути от астрофизических моделей к лабораторному эксперименту» [2], была подготовлена командой Д.Д. Соколова, видного ученика, соавтора и продолжателя дела Зельдовича.
[ начало цитирования, главное выделено жирным шрифтом ]
Вопрос о возникновении и последующей эволюции магнитных полей небесных тел, составляющий предмет теории динамо, интересовал Зельдовича многие годы.
Что такое [космическое] динамо?
Изучение магнетизма обычно ассоциируется с исследованиями упорядоченных спинов, квантовой физики твёрдого тела и подобными вещами. Однако, наряду с этими разделами к числу магнитных явлений трудно не отнести существование магнитного поля у Земли и, как установлено, у других планет. Широко известен цикл магнитной активности у Солнца, а сейчас открыты циклы магнитной активности многих других звёзд.
Ещё Ферми (Fermi E, Phys. Rev. 75 1169, 1949), обдумывая данные о распределении космических лучей, пришёл к выводу, что наша галактика Млечный путь представляет собой гигантский магнит, а позднее такие магнитные поля были обнаружены методами радиоастрономии у ряда спиральных галактик.
Ещё раньше, в 1919 г. Джозеф Лармор понял, что если не привлекать какие-то неизвестные фундаментальные взаимодействия (а такие попытки конечно были, но не увенчались успехом), то для объяснения космического магнетизма остаётся лишь явление электромагнитной индукции.
Это было время стремительного развития автомобильной промышленности, так что предложенная Лармором концепция оказалась названа по имени одной из деталей автомобильного двигателя. Так возникло представление о динамо.
Научная реализация идеи Лармора оказалась достаточно сложной. Здравый смысл подсказывает, что образование магнитного поля с помощью механизма динамо должно иметь характер некоторой неустойчивости. […] Как же тогда может возникать неустойчивость, приводящая к экспоненциальному росту магнитного поля?
Ответ на этот вопрос составляет один из важных вкладов ЯБ Зельдовича в разработку концепции динамо.
На рис 1 – знаменитая восьмёрка Зельдовича, или по-английски, stretch-twist-fold process.
По преданию, которое ЯБ никогда не оспаривал, он впервые продемонстрировал эту схему во время дискуссии на конференции в Кракове в 1971, используя в качестве модели магнитной петли брючный ремень, который он одолжил у одного из участников конференции.
Созвучную картину эволюции магнитных линий предложил Ханнес Альвен (Alfven H. Rev. Geophys. 15 271, 1977). Разумеется, он ничего не знал о восьмёрке Зельдовича, схему процесса Альвена см. на рис 2.
Магнитная петля изгибается так, что два её удалённых участка приближаются друг к другу, происходит перезамыкание, петля распадается на две, они вытягиваются и накладываются друг на друга, так что магнитный поток удваивается.
[ конец цитирования ]
Самые важные нюансы истории в процитированном фрагменте – это ссылки на работы Энрико Ферми 1949 года [3] и Ханнеса Альвена 1977 года [4]. Имеет смысл найти оригиналы этих публикаций – спасибо бесценным ресурсам Sci-Hub и LibGen – и с опорой на документы увидеть, что тут с данной версией истории сильно не так.
Интересующая нас работа Ферми носит название «О происхождении космического излучения». А самый первый и самый последний абзацы этой статьи – ясно указывающие на реальный источник «идеи Ферми» – содержат такие свидетельства [3]:
[Начало] В недавних дискуссиях о происхождении космического излучения Эдвард Теллер защищал точку зрения, согласно которой космические лучи имеют солнечное происхождение и удерживаются в относительной близости к Солнцу благодаря действию магнитных полей. Эта точка зрения была подкреплена и усилена в совместной работе Альвена, Рихтмайера и Теллера (H. Alfven, R. D. Richtmyer, and E. Teller. On the Origin of Cosmic Rays. Phys. Rev. 75, 892 . March 1949).
[Финал] Должен признать … [что] Я узнал множество фактов о космическом магнетизме из обсуждений этой темы с Ханнесом Альвеном, происходивших по случаю его недавнего визита в университет Чикаго. Те взгляды, что он там излагал, весьма ощутимо повлияли на мои собственные идеи по данному предмету.
Даже двух этих абзацев вполне достаточно для того, чтобы увидеть, под чьим несомненным влиянием рождались взгляды Ферми и всей современной науки на проблему космического магнетизма.
О впечатляющем масштабе и необычном месте в науке большого учёного-диссидента Ханнеса Альвена можно прочесть даже в Википедии, а непосредственно здесь следует рассказать о том, про что энциклопедии не пишут.
Это было время, когда участники суперсекретного Манхэттенского проекта, создавшего атомную бомбу для США – Энрико Ферми, Роберт Рихтмайер, Эдвард Теллер и др. – после окончания войны вернулись в большую открытую науку и активно подключились к проблемам квантовой теории поля, астрофизики и космологии.
Среди других ярких учёных того периода, имевших новые интересные идеи, но абсолютно никак не участвовавших в войне, был швед Ханнес Улоф Йоста Альвен (1908–1995). Наиболее известный ныне как лауреат Нобелевской премии по физике за 1970 год, один из пионеров исследований физической плазмы, основатель новой научной области «магнитная гидродинамика» и автор воистину новаторских идей о природе космического магнетизма.
В опубликованных много позже колоритных мемуарах Альвена [5] про интересующий нас эпизод истории рассказывается так.
[ начало цитирования ]
Первая в моей жизни международная конференция была в Лондоне в 1934 году. На этой конференции я познакомился с Артуром Х. Комптоном, который сказал, что читал мою заметку [в журнале Nature с неудачной идеей о механизме порождения Космического Излучения частиц очень высоких энергий] и нашёл её интересной. Когда я сказал, что мне стыдно за публикацию такой глупости, он ответил «Ну, не сдавайтесь так легко».
Поскольку Комптон в ту пору был одним из главных авторитетов в области Космического Излучения, для меня это стало гигантским стимулом. В ретроспективе можно увидеть, что именно это и стало той причиной, которая вовлекла меня в астрофизику. Ведь происходило это во времена, когда почти все бросились в ядерную физику. Меня же астрофизика спасла от вины, связанной с атомными бомбами и ядерной энергией, от всей той вины, которую в глубине своего сердца должен чувствовать каждый из нынешних ядерных физиков.
Следующий эпизод относится к 1948 году. В промежутке была большая война, взорвали атомную бомбу, а наука, таким образом, изменила свой характер навсегда. Моя же работа в астрофизике продолжалась. [Перед войной] Я опубликовал теорию ускорения космических лучей благодаря эффектам электромагнетизма. И это была, мне думается, одна из самых первых попыток объяснить электромагнитную природу происхождения частиц высоких энергий в космическом излучении.
Поначалу я пытался опубликовать эту статью в Nature и других читаемых журналах, но там её не приняли. «Этот парень совсем рехнулся? Он что, не знает, что космос пустой, а это означает, что там не может быть никаких частиц, несущих электрические токи. А про магнитное поле Земли все мы знаем, что оно порождается постоянным магнитом в её центре. Он что же, не понимает, как быстро это поле уменьшается с расстоянием? Он что, верит, будто по галактике плавают несколько магнитов?»
[В итоге статью удалось опубликовать в достойном, но никем не читаемом журнале Arkiv for Fysik и] В общем, с таким примерно бэкграундом в 1948 году я обрёл следующий научный опыт.
Я предпринял тогда моё первое трансатлантическое путешествие, а первой остановкой была конференция в Бирмингеме. [Там Эдвард Теллер делал доклад про его собственную теорию о солнечном – а не галактическом как у Альвена – происхождении Космических Лучей. Но из-за недостатка времени дискуссии там не случилось]… Далее у меня был большой тур по США, и когда я был в КалТехе, в Калифорнии, туда приехал Теллер, и к моему удивлению он повторил ту же свою лекцию. Я публично ему возразил, после лекции у нас была большая дискуссия, в результате которой он пригласил меня продолжить обсуждение у них на семинаре в Чикаго. Результатом стала наша совместная с Теллером статья [6].
Мой краткий визит в Чикаго в 1948 имел также ещё одно последствие. Среди участников того семинара был Энрико Ферми, который тоже заинтересовался происхождением Космических Лучей. После семинара он попросил меня объяснить, что это за штука такая, мои магнитогидродинамические волны [общепринятое ныне название – альвеновские волны].
С тех пор как я опубликовал мою первую статью на данный счёт в 1942, очень мало кто в них верил – за наиболее заметным исключением Лаймана Спитцера и Мартина Шварцшильда. От остальных же коллег я получал письма, в которых они спрашивали, неужели я сам не понимаю, что всё это полная чушь. Ведь если бы они существовали, то про них написал бы ещё Максвелл. Однако совершено ясно, что у того на данный счёт ничего нет. Следовательно, совершенно невозможно, чтобы они существовали! …
Ферми выслушал то, что я поведал ему про эти волны на протяжении 5 или 10 минут, а затем сказал так: «Ну конечно, такие волны могли бы существовать». А авторитет у Ферми был таков, что если сегодня он сказал «Ну конечно», то уже на следующий день все физики стали говорить: «Конечно же, они существуют».
Вскоре после этого Ферми опубликовал и статью [3], в которой объяснил эти волны столь ясным образом, что уже никто не мог сомневаться в возможности их существования.
То, что мне не удавалось сделать в течение шести лет, им было сделано в форме всего лишь введения в презентацию знаменитого механизма Ферми, объяснявшего ускорение Космических Лучей.
[ конец цитирования ]
Описываемые в «мемуаре диссидента» события, напомним происходили в 1948-1949 гг. А непосредственным их продолжением стало то, что уже на следующий год, в 1950, Ханнес Альвен опубликовал исторической важности статью [7], в которой впервые описал свою модель порождения космического динамо. Которая наряду с восьмёркой Зельдовича 1971 года и поныне служит основой большинства современных моделей.
Статья эта носила название «Обсуждение происхождения магнитных полей Земли и Солнца», и именно из неё на самом деле российские авторы позаимствовали для юбилейной публикации в УФН рисунок той схемы, которую почему-то привязали к значительно более поздней статье Альвена 1977 года [4] (где не только схемы, но и темы этой в действительности нет).
Убедиться в том, что сделана данная подмена вовсе не случайно, а напротив, вполне умышленно, можно легко и просто. Достаточно найти известные советские публикации 40-летней давности, чтобы отчётливо увидеть – в 1980-е годы на первоисточник схемы динамо Альвена те же авторы ссылались абсолютно корректно.
И в знаменитой книге Зельдовича, Рузмайкина, Соколова «Магнитные поля в астрофизике» 1983 года [8], и в обзорной статье [9] тех же соавторов-учеников Зельдовича «Кинематическое динамо в случайном потоке» (1985) в качестве источника базовой модели динамо указана статья Альвена в журнале Tellus выпуска 1950 года.
Так зачем же ныне внедряется неправда?
Ответ на данный вопрос вполне естественно искать у тех, кто подобными вещами занимается. Но только вряд ли они ответят честно. Ибо начало традиции замалчивать и искажать масштаб и значимость научного наследия Ханнеса Альвена было положено очень давно и отнюдь не в России. Это, скорее, такой устойчивый международный тренд.
А почему так всё время происходит, вполне внятно и доходчиво объяснял в своих публикациях сам Ханнес Альвен.
Если в самых общих чертах, то примерно так [5]:
[Природа] не понимает дифференциальные уравнения, векторы и тензоры, её не волнует вся эта чепуха. Она всегда находит новые пути обмануть ожидания математического физика. Это означает, что пока учёные не прочистят свои мозги от всех этих вещей, у них мало шансов понять это непослушное и капризное создание, которое любит бунтовать против того, что теоретики предписывают ему делать.
Такая ситуация и ещё нескольких других факторов привели к существенному расхождению во взглядах между сильным научным мейнстримом (М) и небольшой группой диссидентов (Д), к которым принадлежит и автор этих строк. В этом нет ничего примечательного. Куда более примечательно и достойно сожаления то, что начать сколь-нибудь серьёзную дискуссию между М и Д оказывается почти невозможно.
Как диссидент, находящийся в крайне неприятной ситуации, я уверен, что группа Д была бы очень рада изменить свою точку зрения, как только М предоставит убедительные аргументы. Но аргументы типа «все сведущие люди согласны, что…» (откуда по умолчанию сразу подразумевается, что не соглашаться с таким доводом могут только полные придурки) – это всё же не есть допустимый аргумент в науке.
Если бы научные проблемы всегда решались опросами Гэллапа, а не научными аргументами, то наука очень быстро окаменела бы навеки.
Если же говорить о более конкретном случае расхождений – на примере активного неприятия Альвеном космологической Теории Большого Взрыва, – то возражения учёного-диссидента звучали так [10]:
Космологи Большого Взрыва рассказывают нам, что когда-то давным-давно вся Земля, Солнце и планеты, и сто миллиардов звёзд в нашей галактике и, более того, все те сто миллиардов галактик, которые можно наблюдать, – вся эта огромная вселенная была сжата в один маленький шарик. Существуют разные мнения о размере этого шарика, но некоторые даже утверждают, что он был меньше булавочной головки!
Мало кто прямо заявляет, что эта взорвавшаяся суператомная бомба была создана Богом; большинство всё же избегает делать столь явное заявление. Но все притворяются, будто знают, что там происходило в течение первых нескольких секунд – или даже микросекунд – после подобного сотворения.
Если вот эта космология Большого Взрыва прекрасна для математиков, то для большинства людей она просто непонятна. Если не замаскировать её в более презентабельный вид. Ни один автор научной фантастики не осмелился бы заставить своих читателей поверить в историю, столь разительно противоречащую здравому смыслу.
Но когда сотни или даже тысячи космологов облекают эту историю в сложные уравнения, и вопреки правде заявляют, будто эта бессмыслица подтверждается всем, что наблюдается в гигантские телескопы, – кто посмеет сомневаться?
Если вот это рассматривать как науку, то возникает конфликт между наукой и здравым смыслом. Космологическая доктрина сегодняшнего дня – это такой анти-интеллектуальный фактор, который, похоже, стал весьма важным показателем состояния дел в науке…
Великая ирония приведённой здесь цитаты из выступления Альвена середины 1970х годов заключается в том, что ныне догму Большого Взрыва теоретики весьма энергично пытаются сопрячь и с феноменом космического магнетизма, надёжно наблюдаемого на всех масштабах космоса. То есть с помощью математической аргументации делаются попытки доказать, что и этот – по сию пору сильно неясный в своей физике – феномен тоже как бы «подтверждает» происхождение вселенной из Большого Взрыва.
Именно этой теме «подтверждения Big Bang через космический магнетизм», собственно, и была посвящена та статья [1] в Quanta Magazine, с цитирования которой начинался весь нынешний рассказ…
Если же оставить иронию в стороне, то богатое, яркое и во многом противоречивое научное наследие Ханнеса Альвена пока ещё лишь дожидается своего переоткрытия на новом этапе развития современной физики. Новаторские идеи Альвена о «живой» физической плазме и о фундаментальной важности «двойного слоя», циклическая космология Клейна-Альвена и прочие ереси учёного-диссидента – всё это содержит в себе очень глубокие зёрна истины.
Но рассказывать об этом, конечно же, надо с подробностями и отдельно. В другой раз.
# # #
Дополнительное чтение:
Главная догма – и беда – космологии
Термоядерная бомба и Big Bang: незабавные подробности
Остроградский – Воеводский, или То, о чём не говорят
Природа самообмана в точных науках
Климат и догмы, диссиденты и ереси
# #
Основные источники:
[1] The Hidden Magnetic Universe Begins to Come Into View, by Natalie Wolchover. Quanta Magazine, July 2, 2020
[2] Д.Д. Соколов, Р.А. Степанов, П.Г. Фрик. Динамо: на пути от астрофизических моделей к лабораторному эксперименту. Успехи Физических Наук 2014 Март, Том 184, № 3. Стр 313 — 335
[3] Enrico Fermi. On The Origin Of The Cosmic Radiation. Physical Review Volume 75, Number 8, April 15, 1949, pp 1169-1174
[4] Hannes Alfvén. Electric currents in cosmic plasmas. Reviews of Geophysics, Volume 15, Issue 3 (August 1977) p. 271-284
[5] Hannes Alfvén, Memoirs of a Dissident Scientist. American Scientist, Volume 76, No 3, May–June 1988, pp. 249–251.
[6] H. Alfven, R. D. Richtmyer, and E. Teller. On the Origin of Cosmic Rays. Phys. Rev. 75, 892. March 1949, pp 892-893
[7] H. Alfvén, Discussion of the Origin of the Terrestrial and Solar Magnetic Fields. Tellus, Volume 2, No 2, May 1950, pp 74-82
[8] Zeldovich Ya., Ruzmaikin A., Sokoloff D. Magnetic Fields in Astrophysics. — Gordon and Breach, New York, 1983. Особенности советско-российской научной бюрократии таковы, что на родном русском языке эту весьма известную в мире книгу удалось выпустить лишь 20 с лишним лет спустя: Зельдович Я. Б., Рузмайкин А. А., Соколов Д. Д. Магнитные поля в астрофизике. — М. — Ижевск: Ин-т хаотической динамики, 2006.
[9] С. А. Молчанов, А. А. Рузмайкин, Д. Д. Соколов. Кинематическое динамо в случайном потоке. Успехи Физических Наук 1985 Апрель Том 145. вып. 4. Стр 593-628
[10] Hannes Alfven, Cosmology: Myth Or Science? (In Yourgrau, Wolfgang and Breck, Allen duPont (Editors) Cosmology, history, and theology. 1977 Plenum Press, New York)
#
kiwi arXiv 