Критика теории относительности
Олег Акимов
14. Как создавалась общая теория относительности
– I –
Джозеф Лармор
В разделе Как создавалась специальная теория относительности высказывалась уверенность в том, что ее автор на самом деле имел к ней косвенное отношение. Физико-математические основы ее заложены предшественниками — Лармор, Лоренц и Пуанкаре (см. Электрон..., Спекулятивная геометрия, ТО Пуанкаре), философское обоснование обеспечили Авенариус, Мах, Оствальд и плеяда утопистов-позитивистов, опьяненная романтикой Французской революции (см. Романтика, идеология и религия и другие разделы работы "Истоки релятивизма").
Хендрик Лоренц
Кто-то спросит: причем тут революция, когда она была? Ответ такой: этот исторический катаклизм подарил миру свободу, исчезнувшую много веков назад вместе с античными полисами Греции. Средневековое общество — это гомогенная масса, сплоченная церковным духом коллективизма. Большой любви в нем нет, но и большая ненависть особо не проявляла себя там. Французская Республика занесла вирус индивидуализма, когда каждый начинает воевать против всех, находясь в постоянном поиске единомышленников. Отыскав близких себе по духу людей, авторитарный лидер формирует секту («политбюро»), стремящуюся свою идеологию распространить на максимально широкую область. Так вскоре после больших и малых общественных переворотов, инициированных Французской революцией, в мире возникают тоталитарные кластеры, возвеличивающие своих «отцов нации» и уничтожающих в массовом порядке «врагов народа». В этой связи можно назвать диктаторов-богов Робеспьера, Наполеона, Ленина и Сталина.
Анри Пуанкаре
Наряду с этим появляются «острова свободы» не по названию, как Куба, а по сути, в которых отлажены механизмы сдержек и противовесов для непрерывного воспроизводства индивидуальной свободы. Эти демократические режимы сравнительно быстро потеряли свое влияние в раздираемой противоречиями Европе, разделенной множеством границ. Две тоталитарных империи — Нацистская Германия и Советский Союз, сформировавшиеся на двух самых мощных романтических предрассудках, — практически безраздельно стали властвовать в Старом Свете. К счастью, Французская революция породила и Новый Свет с хорошо отлаженной демократией. Соединенные Штаты изначально обладали большой и богатой природными ресурсами территорией, инициативным населением, сбежавшим из Старого Света, и отделенным от него широким и глубоким океаном. Какое благотворное влияние оказала Французская революция на экономическое процветание Америки, рассказал нам Алексис де Токвиль (1) и сейчас мы не станем развивать его идеи.
Вильгельм Оствальд
Основная мысль, которую хотелось бы донести до читателя, состоит в том, что научные, религиозные и политические системы в общих чертах повторяют образ действия биологической системы или наоборот. Вспомним, учение Дарвина о происхождении биологических видов в результате борьбы за существование на территории с ограниченными ресурсами, создавалось по аналогии политико-экономического учения Мальтуса. Один из законов естественного отбора гласит: наиболее ожесточенная борьба возникает между близкими видами, недавно отделившимися друг от друга. В результате этой борьбы выживает тот вид, который максимально приспособлен к данному жизненному пространству.
Как трактовать этот закон, если иметь в виду науку?
Рихард Авенариус
Представьте себе совокупность атомарных теорий, созданных отдельными исследователями настолько различными по своим индивидуальным устремлениям, что их теории не конкурируют друг с другом, поскольку они далеки друг от друга. Но вот возникает общая проблема, разрешить которую берутся сразу несколько теоретиков. Таким образом, возникает ряд пересекающихся теорий, которые начинают ожесточенную борьбу за выживание. Какая из них победит? Да та, что найдет максимальную поддержку населения. Народное сознание питается романтическими иллюзиями. Оно охотно пойдет за обаятельным авантюристом, способным на коварную ложь и предательство интересов, которые когда-то привели в движение тысячи умов. Ловкий мошенник, мало интересующийся наукой, собирает вокруг себя узкий круг преданных ему дилетантов, раздает им высочайшие должности во вновь организованных институтах управления и контроля, пресекающих на корню всякое инакомыслие.
Эрнест Мах
Так возникла не только религиозная секта под знаменем Иисуса Христа или коммунистическая секта под знаменем Карла Маркса, точно такой же путь проделала секта психоаналитиков под знаменем Зигмунда Фрейда и секта релятивистов под знаменем Альберта Эйнштейна. История прихода всех этих идейных группировок, сначала очень малочисленных, обросла множеством мифов и легенд о невероятных гонениях на отцов-основателей новых религий, об их выдающихся интеллектуальных и моральных качествах. В действительности, это были недалекие, жуликоватые симпатяги, безумно нравящиеся женщинам, прожившие хаотичную, бестолковую жизнь. Учения их представляют собой противоречивые, незавершенные системы знаний тезисного характера, которые дополнялись и развивались многочисленными апостолами. После смерти отца-основателя того или иного учения толпы апологетов начинала культивировать его бессмертный дух и гениальное учение, прокладывая тем самым для себе карьеру в обществе.
В какой форме происходит возвеличивание родоначальника?
Альберт Абрахам Майкельсон
Способами, которыми пользовались все народы и во все времена, независимо от того, кого хотели возвысить до небес. Например, проводятся литургические празднования по случаю персонального рождения Учителя и рождения его одухотворенного учения, утверждаются награды и премии, которые раздаются наиболее усердным служителям культа от имени Вождя, его же имя присваивается целым коллективам последователей или эффективным учреждениям, насаждающим в обществе соответствующую идеологию. В общем, начинают действовать все те церковные механизмы, о которых рассказывалось в уже упоминавшемся разделе Романтика, идеология и религия, а также в разделах: Феномен Эйнштейна. Предисловие , Эйнштейн и Ленин — два божества ХХ столетия , Культ ученого вредит науке , Эффект Дьявола , Романтики-релятивисты… , Мифы XX века , Наука как форма социальной игры , Прямой обман населения , Беседа с госпожой А. , И это безобразие называют наукой? и т.д. Данная тема является одной из приоритетных для сайта Sceptic-Ratio (см. Задачи сайта).
Зигмунд Фрейд
Итак, мы коротко рассказали, как создается диктатура духа, которая имеет колоссальную власть над умами — будь то социально-экономическая политика, религиозная сфера, изобразительное творчество, литературная деятельность и, конечно же, наука в целом и по отдельным ее отраслям: физика, еще уже, атомная физика и т.д. Чем выше возносится божество-диктатор, тем больше оно должно вызывать подозрение у свободных, критически мыслящих людей. Человека, которого раздражают подобные разоблачительные речи, нужно избегать; творцы по-настоящему нового знания не создают себе кумиров и не поклоняются диктаторам.
Теперь обратим свои взоры конкретно на релятивистское вероучение.
Альберт Эйнштейн
Сразу скажем: оно было и остается по сию пору доминирующей в физике догмой, ограничивающей индивидуальную свободу творчества исследователя. Его можно и нужно изучать не как основу физической науки — так было до недавнего времени — а как образец самой коварной формы извращения научных знаний, которую истинный ученый должен всячески избегать. Запомните, молодежь, проводники релятивизма — журналы, книги, сайты, исследовательские и образовательные учреждения — ваши злейшие враги, враги науки и просвещения. Если ваш школьный учитель физики или профессор университета преподает вам теорию относительности, устройте ему обструкцию, требуйте от начальства вашего образовательного учреждения его увольнения. Доказательства профессиональной некомпетентности этих преподавателей вы легко найдете на страницах Sceptic-Ratio. Не пытайтесь переубедить закоренелого релятивиста, спорить или даже просто беседовать с ним. Он — зачумленный, погибший для науки человек, вы его уже не спасете. Время, проведенное с ним, — потерянное для вас время, поэтому бегите от него как можно быстрее и дальше. Более того, релятивист — это, чаще всего, лгун и карьерист, способный совершить самый низменный поступок в отношении вас. Об этом хорошо известно старикам, немало пострадавшим от их лицемерия, подлости и жестокости.
Владимир Ильич Ленин
Эйнштейновское божество породило густую сеть церковных учреждений, производящих аттестацию научных кадров, награждающих особо отличившихся, занимающихся издательской деятельностью и, естественно, задающих вектор теоретического поиска. Эти институции, как говорил Кун, формируют «парадигму нормальной науки». Всякая «ненормальность» наказывается отлучением от церкви, что равносильно смерти для творческого человека. Анафема делает человека не просто изгоем общества, а сумасшедшим, т.е. ненормальным в полном смысле этого слова. Хотя в действительности ненормальными учеными являются иерархи модернистского «Храма Науки», не допускающие критику в свой адрес, зажимающие свободу творчества. При либерально-демократическом устройстве научного сообщества нестандартно мыслящие ученые, создающие новые модели реальности, пользуются максимальным уважением и почетом. С появлением Интернета, работающего в обход организаций, ограничивающих творческую свободу, ситуация быстро меняется. Это непременно благотворно скажется на развитии конструктивной науки и ускорит уход с авансцены спекулятивно-фантастических форм.
Как происходило окостенение современной физики?
Карл Маркс
Эксперимент Майкельсона – Морли, многократно поставленный, начиная с 1881 года, не обнаружил «эфирного ветра», который, как предполагалось, должен был возникнуть во время движения Земли по орбите вокруг Солнца. Такое могло произойти только тогда, когда эфир и Земля состоят из различных субстратов. Например, летящий по воздуху кожаный мяч будет обдуваться ветром. При этом движущееся инородное тело (в частности, мяч) испытывает сопротивление со стороны неподвижного воздуха. Но вихри, перемещающиеся в неподвижной воздушной среде, как и звуковые колебания, уже не испытают сопротивления, так как здесь не происходит переноса воздушной массы на большие расстояния; мы имеем дело лишь с локальными возбуждениями.
Иисус Христос
Когда в эксперименте не обнаружился эфирный ветер, надо было сделать единственно правильный вывод: планета Земля, горы и дома на ней, сам интерферометр вместе с его изобретателем, Майкельсоном, представляют собой сложное возбуждение эфирной среды. При анализе эксперимента был допущен ряд ошибок, которые, однако, нас сейчас интересовать не будут. Главная проблема заключена именно в способности пространственного моделирования. Вообразите себе атом, летящий где-нибудь в межзвездном пространстве. Он перемещается от точки к точке по инерции на бесконечно большие расстояния, поскольку атомный осциллятор последовательно возбуждает эфир, не испытывая с его стороны сопротивления. Ровно таким же способом перемещаются любые тела, состоящие из атомов. В своем инерциальном движении атомная структура физических тел исчезает в предыдущий точке и возникает в последующей подобно тому, как исчезают и возникают гребни волн на поверхности воды.
Представили это себе? Если «да» — хорошо, поскольку огромная масса людей из-за особенностей строения своей психики не в состоянии представить подобную картину. Даже если они и в состоянии усвоить характер перемещения тел, то эпистемологически (методологически, мировоззренчески, философски — назовите, как хотите, эту априорную установку) они не желают связывать себя с какими-либо пространственными образами. Данные люди (мы называем их формалистами-феноменалистами) подходят к этой ситуации понятийно, формулируя следующий тезис (принцип, постулат, аксиому): относительность движения распространяется не только на механику Ньютона, но и на электродинамику Максвелла.
Иисус Христос — нет другого Бога, кроме Него!
Отче наш, сущий на небесах! Да святится имя Твое;
Да приидет Царствие Твое;
Да будет воля Твоя и на земле, как на небе;
Хлеб наш насущный дай нам на сей день;
И прости нам долги наши, как и мы прощаем должникам нашим;
И не введи нас в искушение, но избавь нас от лукавого.
Ибо Твое есть Царство и сила и слава во веки.
Аминь. (Мф 6:9)
Иисус Христос (слева) Александр Македонский (справа) — две скульптуры эпохи конца Римской империи и начала распространения христианства. Верующие римляне лепили образ Иисуса Христа в виде прекрасного юноши-воина, напоминающего образ Александра Македонского.
Такой формальный подход имеет большое преимущество: он не требует от физика затрачивать усилия по моделированию сложных механических явлений, происходящих на уровне эфира или даже на уровне прибора: все операции проводятся над математическими выражениями. Логика их рассуждений предельно проста: законы механики Ньютона неизменны относительно преобразований Галилея — значит, надо найти преобразования, которые бы оставляли неизменными основные законы электродинамики, т.е. уравнения Максвелла. Эти преобразования были найдены тремя физиками — англичанином Лармором, голландцем Лоренцем и французом Пуанкаре. Каждый из них шёл к ним своим путем, но решали они общую задачу. Наиболее легко, почти что играючи, справился с ней англичанин; наиболее тяжело преобразования дались голландцу; из уважения к стараниям последнего француз назвал их Лоренцевыми. В них — суть СТО.
Свобода рождает диктатуру
Здесь названы три имени, хотя на протяжении формирования релятивистского учения в «межвидовую борьбу за выживание», о которой шла речь выше, были подключены сотни и тысячи исследователей. Когда к этой тематике подключился никому неизвестный клерк из патентной конторы, преобразования были уже найдены. Шла оживленная дискуссия вокруг их толкования, а также делалась попытка увязать их с общим контекстом релятивистской философии Маха, Авенариуса, Оствальда. Важным моментом в этом деле сыграла интерпретация времени как четвертой координаты мирового пространства. Теперь каждая система отсчета имела не одно общее для всех время, а столько, сколько систем (Лоренц пользовался термином «местное время»). С этим толкованием, естественно, явилась мысль о нарушении одновременности. Лоренц и, особенно, Пуанкаре попытались воссоздать нарушение одновременности искусственным способом, с помощью процедуры, в которой отрезки длины и периоды времени измерялись световым лучом. Однако общей картины не сложилось: между математическими преобразованиями Лоренца и инструментальным нарушением одновременности пролегала глубокая пропасть.
Максимилиан Робеспьер
Все эти наметки были так или иначе известны Эйнштейну. В своей первой работе по теории относительности он попытался соединить две указанных несовместимых вещи. «Электродинамическая часть» начинается с шестого параграфа, в котором доказывается, что преобразования Лоренца, полученные якобы в третьем параграфе «Кинематической части», действительно оставляют уравнения Максвелла в неизменном виде. Самые большие претензии нужно предъявить, разумеется, к первым трем параграфам, которые никак не выходят на преобразования Лоренца. Да, одновременность нарушается и появляется относительность в измерении отрезков длины и времени, когда пользуешься лучом света. Однако в результате этой инструментальной процедуры нельзя получить характерный для релятивистской теории квадратный корень. «Эталоны» длины и времени не будут меняться так, как это получается из преобразований Лоренца.
Иосиф Сталин
Все эти несуразности сравнительно легко поддаются анализу — не такая уж там сложная математика, хотя определенные усилия приложить придется, так как автор не просто где-то случайно ошибся, а злонамеренно запутывал и сбивал с толку читателя. После тщательной проверки его схоластических рассуждений мы с уверенность можем сказать: Эйнштейн заранее знал преобразования Лоренца, которые не сумел честно вывести в «Кинематической части», но использовал в «Электродинамической», как добытую из кинематической схемы истину. Основатели догм так часто поступают, т.е. прибегают к обману и скрывают информацию об источниках своих идей. Фред, например, постоянно называл своим учителем Йозефа Брейера, которого он ненавидел и с физиологическим учением которого беспощадно боролся. Вот и Эйнштейн много прочувствованных слов сказал в адрес Лоренца, хотя в основе его первой статьи положены идеи в основном Пуанкаре, о котором он помалкивал.
Альберт Эйнштейн — божество XX века,
олицетворение добропорядочности и мудрости в науке.
Пусть бы статья «К электродинамике движущихся тел» была единственной, где отец-основатель обманул своих коллег и широкую общественность. Но изучая жизнь и труды Эйнштейна, мы понимаем, что имеем дело с мошенником высочайшей квалификации, плодами которого до сих пор кормится огромная масса авантюристов и карьеристов, обитающих на территории физики. В двух разделах — Отклонение лучей света вблизи массивных тел и Аномальное движение перигелия Меркурия — было показано, как можно ловко подтасовать факты и на их основе манипулировать сознанием больших групп населения, включающих высокопоставленных и уважаемых персон. Снова и снова мы видели, как формулы, которые Эйнштейн выдавал за свои, были получены другими учеными. В предыдущих разделах уже рассказывалось, как создавалась общая теория относительности. Но в них ничего не говорится о недавно раскрытом аморальном проступке, относительно математика Гильберта. Далее мы восполним этот пробел.
– II –
У честных историков науки практически нет сомнений в том, что в деле создания ОТО, особенно, если говорить о получении уравнений гравитационного поля, решающую роль сыграл Давид Гильберт. Это становится понятно, когда изучаешь события, произошедшие накануне опубликования статьи с правильными уравнениями гравитационного поля. Фридварт Винтерберг напоминает последовательность этих значимых для истории физики вехах:
- 4 ноября 1915 года, Эйнштейн представляет ошибочные уравнения Прусской Академии.
- 11 ноября 1915 года, Эйнштейн вновь представляет ошибочные уравнения Прусской Академии.
- 18 Ноябрь 1915 года, Эйнштейн признается, что предварительно получил копию статьи Гильберта, которая будет представлена в Геттингенскую Академию 20 ноября 1915 года. Одновременно Эйнштейн сообщает Гильберту, будто он в последние недели вывел точно такие же уравнения, как у него, и это притом, что ровно неделю назад, 11 ноября 1915 года, он всё ещё имел ошибочные уравнения.
- 20 ноября 1915 года, Гильберт представляет свои уравнения в Геттингенскую Академию, но позже кто-то отрезает решающие части гильбертовской страницы.
- 25 ноября 1915 года, Эйнштейн представляет правильные уравнения Прусской Академии
[4, с. 717].
Фридварт Винтерберг
Винтерберг проанализировал переписку Эйнштейна с Гильбертом, изложенную в шестом томе CPAE [5], а главное, он тщательно изучил первоначальный оттиск доклада Гильберта от 20 ноября, который отличался от его последующей публикации в марте 1916 года [6]. Помимо изменений текста доклада, внесенных лично Гильбертом, оттиск несет на себе следы преднамеренной порчи текста, которая была предпринята злоумышленником с целью дезориентации историков науки.
В своей статье Винтерберг привел фотокопии двух страниц — поврежденной страницы 8, где было отрезано решающее уравнение 17, описывающее гравитационное поле, и неповрежденной страницы 11 с правильным уравнением 26, которое доказывает, что на отсутствующем куске страницы 8 уравнение 17 было записано верно [4, с. 716, Fig 1]. При этом Винтерберг отмечает:
Осматривая оборотную сторону страницы 8, которой является страница 7, можно заметить, что срез не является прямым, а немного скошенным, перечеркивающим предложение на 7-й странице. Это наводит на мысль, что данный срез был сделан не аккуратно ножницами, а небрежно лезвием бритвы или перочинным ножом, которым воспользовались в особом собрании читального зала Геттингенской библиотеки с целью удалить доказательство того, что Гильберт имел правильную заключительную формулу полевого уравнения раньше Эйнштейна. Приоритет Гильберта поддерживается многими физиками, включая знаменитого физика Стивена Хокинга [8]. Как заметил Х. A. Бьёркнес [9], данный характер среза указывает на то, что злоумышленник отрезал страницу 8, а не 7, поддерживая, таким образом, версию, что именно Гильберт списал у Эйнштейна, а не наоборот [4, с. 718 – 719].Бьёркнес [10] и Винтерберг [4] восстанавливают истинный ход мыслей Гильберта, выписывая соответствующие математические выкладки, чего мы сейчас делать не будем (об этом ниже). Вместо этого приведем выводы, размещенные в конце статьи Винтерберга, который считает, что ОТО является плодом усилий трех человек:
- Эйнштейна, который по аналогии с гауссовской теорией искривленных поверхностей, предположил, что гравитационное поле нужно выразить десятью компонентами метрического тензора искривленного четырехмерного пространства-времени Минковского.
- Гроссмана, который идентифицировал тензор Риманна как ключ для решения проблемы, предложенной Эйнштейном.
- Гильберта, закончившего строительство математического здания теории вместе с вариационным принципом для искревленной метрики четырехмерного пространства-времени.
[4, с. 719].
Давид Гильберт
Винтерберг опубликовал статью [4] в ответ на статью [15], написанную группой лиц, попытавшихся скомпрометировать Гильберта и выгородить Эйнштейна. Возглавил группу Джон Стейчел — главный хранитель эйнштейновских тайн. Кроме него, в группу вошли Лео Корри из Института истории и философии науки Кона при Телль-Авивском университете, который и обнаружил в 1997 году в хранилищах Геттингенской библиотеки оттиск доклада Гильберта от 20 ноября 1915 года, а также Юрген Ренн, изучающий творчество Гильберта совместно с Корри и Зауэром [15] — [23]. В их первой совместной статье [15], вышедшей в год обнаружения находки, ничего не говорится об уничтожении части восьмой страницы. Но в следующей статье Джона Стейчела «Новый взгляд на проблему приоритета Эйнштейна — Гильберта» [24], вышедшей через год, уже есть упоминание об этом: «к сожалению, несколько строк из доказательства, где определен лагранжиан, отсутствуют» [24, с. 97].
Джон Стейчел
Факт получения Гильбертом правильных уравнений гравитационного поля представляется неоспоримым. Однако факт приоритета нужно отличать от позорного факта плагиата. Если доказать, что плагиата не было, то можно будет говорить об одномоментном рождении заветных уравнений в головах двух ученых, работавших независимо друг от друга. Стейчел и его компания взяли на себя труд защитить эту позицию как свою задачу-минимум. В качестве задачи-максимума они решили бросить тень на Гильберта. Но люди, хорошо знакомые с невысокими моральными качествами Эйнштейна, не верят ни в счастливое совпадение, ни тем более в его честность.
Вольфганг Паули
В самом деле, длительное время считалось, что Гильберт и Эйнштейн пришли к уравнениям гравитационного поля абсолютно независимо. Это мнение высказал Вольфганг Паули еще в начале 1920-х годов в примечании к «Историческому введению» по ОТО. В нём он писал:
«Одновременно с Эйнштейном и независимо от него общековариантные уравнения поля были установлены Гильбертом... Изложение Гильберта было, однако, мало созвучно физикам, так как Гильберт, во-первых, аксиоматически вводил вариационный принцип и, во-вторых, что важнее, его уравнения были выведены не для произвольной материальной системы, а специально исходя из теории материи Ми» [14, с. 211].Данный исторический вопрос исследовал В.П. Визгин. В 1981 году он писал:«Аналогичной [Паули] точки зрения придерживались и такие авторитеты, тесно связанные с геттингенским сообществом и сами в эти годы занимавшиеся проблемами ОТО, как Ф. Клейн и Г. Вейль. Ф. Клейн писал в 1920 г.: "О каком-либо приоритете не может быть и речи, так как оба автора (Эйнштейн и Гильберт - В.В.) следовали совершенно различному ходу мысли (и притом так, что совместимость их результатов первоначально не казалась обеспеченной). Эйнштейн поступает индуктивным образом и имеет в виду произвольные материальные системы. Гильберт дедуцирует, вводя упомянутое (связанное с теорией Ми - В.В.)... ограничение электродинамикой, из высшего вариационного принципа" [13, с. 307].Наконец, процитируем фрагмент из книги Констанса Рида «Гильберт», изданной на английском языке в 1970 году:
Владимир Павлович Визгин
док. физ.-мат. наук, зав. сектором истории физики и механики
Института истории естествознания и техники им. С.И. ВавиловаГ. Вейль, правда, спустя почти 30 лет после описываемых событий, вспоминал: "В своих исследованиях Гильберт объединил теорию гравитации Эйнштейна с программой Ми чисто полевой физики. Эйнштейновский более умеренный подход, который не связывал теорию с весьма спекулятивной программой Ми, оказался на этой стадии развития общей теории относительности более плодотворным. Попытки Гильберта в этом направлении следует рассматривать как некоторое предвосхищение единой полевой теории гравитации и электромагнетизма..."» [13, с. 307 – 308].
В Гёттингетге тем немногим студентам, которые посещали еженедельный семинар Гильберта — Дебая, казалось, что под их пальцами бился «живой пульс» физической науки. С большим интересом следили за работой Эйнштейна, который продвигался к своей общей теории относительности. Не упускались из внимания п работы других, пытавшихся достичь той же цели. Гильберт был особенно восхищен идеями Густава Ми из Грейфсвальда, который пытался создать теорию материи на основах принципа относительности. В своих собственных исследованиях ему удалось соединить программу Ми в чистой теории поля с эйнштейновской теорией тяготения. Одновременно с тем, как Эйнштейн пытался довольно окольным путем найти зависимость между 10 коэффициентами своей дифференциальной формы, определяющей тяготение, Гильберт независимо решил эту проблему с помощью другого, более прямого метода.Эти отрывки служат прекрасной иллюстрацией известной сентенции «чужая душа — потемки» или примером того, насколько глубоко могут ошибаться уважаемые специалисты в отношении близкого им коллеги. Очевидно, что Рид, Вейль, Клейн и Паули не разговаривали с Гильбертом на эту тему и не предполагали об интенсивной переписке между ним и Эйнштейном, в противном случае они никогда бы не сказали о случайном совпадении открытия полевых уравнений.Оба ученых пришли к цели почти одновременно. В то время, когда западный фронт окопался на зиму, Эйнштейн представил в Берлинскую Академию свои две работы «Об общей теории относительности» от 11 и 25 ноября. Гильберт же представил Королевскому научному обществу в Гёттингене свою первую заметку «Основания физики» от 20 ноября 1915 года.
Альберт Эйнштейн
Это было замечательное совпадение, напоминавшее работу Минковского по специальной теории относительности и электродинамике в их совместном семинаре 1905 года. По мнению Борна, еще более замечательным было то, что оно привело не к полемике о приоритете, а к серии дружеских встреч и писем.
Гильберт охотно признавал и часто об этом говорил на лекциях, что великая идея принадлежит Эйнштейну. «Любой мальчик на улицах Гёттингена понимает в четырехмерной геометрии больше, чем Эйнштейн,— Однажды заметил он.— И тем не менее именно Эйнштейн, а не математики, сделал эту работу».
Как-то в другой раз на своей публичной лекции он задал вопрос: «Знаете ли вы, почему Эйнштейн высказал самые оригинальные и глубокие в наше время вещи о пространстве и времени? Потому что он ничего не знал о философии и математике времени и пространства!»
Каждый человек, однако, принадлежит своей собственной пауке. Сначала Эйнштейн верил, что для формулировок фундаментальных законов физики сойдут самые примитивные математические средства. Должно было пройти много времени, прежде чем он понял, что в действительности все было наоборот. Затем оказалось, что именно Мииковский, лекции которого он счел неинтересными, создал математическое понятие пространства — времени, давшее возможность ему самому сформулировать общую теорию относительности.
«Гёттиигенская публика,— однажды с недовольством заметил Эйнштейн,— иногда поражает меня тем, что она не столько хочет кому-нибудь помочь что-то ясно сформулировать, сколько стремится показать нам, физикам, насколько они умнее нас».
Для Гильберта красота теории Эйнштейна состояла в ее большой геометрической абстракции; когда в 1915 году пришло время для присуждения третьей премии Бояи, он рекомендовал присудить ее Эйнштейну «за высокий математический дух, стоящий за всеми его достижениями» [25, с. 185 – 186].
Давид Гильберт в молодости
Но вот неожиданно для всех в 1978 году были обнаружены письма, которыми обменивались два ученых. Из них было видно, что Гильберт и Эйнштейн восхищались друг другом до декабря месяца 1915 года; в ноябре Эйнштейн совершил какой-то некрасивый поступок, который Гильберт ему не простил. 20 декабря Эйнштейн написал Гильберту заискивающее письмо следующего содержания:
«У нас произошла размолвка, причины которой я не хочу анализировать. Сейчас мне удалось полностью отделаться от горького чувства, которое она во мне вызвала. Я вновь думаю о Вас ни с чем не замутненным дружеским чувством и прошу Вас поступить так же. Просто стыдно подумать, что двое приличных людей, сумевших отчасти отрешиться от мелких страстей человечества, не могут наслаждаться общением друг с другом» [11, с. 253].Здесь процитировано крайне любопытное место, ведущее, по-видимому, к разгадке плагиата. В 1979 году Абрахам Пайс попытался выяснить, что же в действительности произошло между Эйнштейном и Гильбертом у Эрнста Габора Страуса, помощника, работавшего у Эйнштейна с 1944 по 1948 год, но Страус дал ложный ответ. Он написал Пайсу: «Эйнштейн считал, что Гильберт позаимствовал, хотя, возможно, и непреднамеренно, некоторые из идей (в основном неверных!), высказанных им во время выступления на коллоквиуме в Геттингене». По словам Эйнштейна, Гильберт даже извинялся за этот нечаянный плагиат. Пайс в примечании уточняет, что под коллоквиумом понимается шесть двухчасовых лекций Эйнштейна по теории относительности и гравитации, которые были прочитаны им в Геттингенском математическом обществе с 29 июня по 7 июля. Между тем пик дружеской переписки приходится на ноябрь месяц; тогда же Эйнштейн послал Гильберту свои ошибочные работы, а тот в ответ прислал ему правильное решение. С чего бы это Эйнштейн вдруг вспомнил о летних размолвках накануне Рождества? Понятно, что речь идет о ноябре или о начале декабря, когда Гильберт узнал о плагиате Эйнштейна.
Давид Гильберт в старости
Следует особо отметить, что Эйнштейн во всех своих работах по ОТО о Гильберте не сказал ни единого слова, в то время как щепетильный Гильберт в своих «Основаниях физики» указал две основополагающие работы Эйнштейна 1914 и 1915 года (в приведенном ниже тексте они значатся под номерами [1, 2], что соответствует нашему библиографическому списку [7, с. 326, 425, 435, 439, 448]). Причем сделал это в самой благожелательной манере. Его «первое сообщение» от 20 ноября 1915 года начинается с уважительных слов:
«Решительный подход Эйнштейна [1, 2] к постановке проблем, а также остроумные методы, предлагаемые им для их решения, его глубокие идеи и новые вводимые им понятия, на основе которых Ми [3] строит свою электродинамику, открывают новые пути исследования оснований физики.И далее, после получения основного результата:Ниже я хочу, следуя аксиоматическому методу, установить в сущности на основании двух простых аксиом новую систему фундаментальных уравнений физики, обладающих идеальной красотой и содержащих, как я полагаю, одновременно решение проблем и Эйнштейна, и Ми. Более строгий вывод, а также — и прежде всего — конкретное приложение моих фундаментальных уравнений к коренным вопросам учения об электричестве я откладываю до следующих сообщений» [6, с. 133].
«Мне представляется, — пишет Гильберт, — что полученные таким образом дифференциальные уравнения гравитации согласуются с выдвинутой Эйнштейном в его последних сообщениях [2] грандиозной общей теорией относительности» [6, с. 143].Как мы уже знаем, через пять дней Эйнштейн выступал на заседании Прусской Академии с докладом под названием «Уравнения гравитационного поля», где впервые написал правильные уравнения гравитационного поля. Уже 2 декабря его доклад был опубликован под названием «Объяснение движения перигелия Меркурия в общей теории относительности» [Sitzungsber. Preuss. Akad. Wiss. 1915, 47, 2, 831 – 839]. При этом автор доклада поступил обычным для себя образом: он сослался только на свои предыдущие работы, содержание которых претерпело очередную метаморфозу в силу интеллектуальных процессов, протекающих в его голове якобы абсолютно независимо. Эйнштейн начал со слов:«В недавно появившейся в этом журнале работе [имеется в виду его ошибочная статья от 11 ноября] я установил уравнения гравитационного поля, ковариантные относительно произвольных преобразований с определителем, равным единице. В дополнении к этой работе [от 18 ноября] нами было показано, что этим уравнениям поля соответствуют общековариантные уравнения, если скаляр тензора энергии «материи» [т.е. след этого тензора] обращается в нуль, и установлено, что никакие принципиальные соображения не противоречат введению этой гипотезы, благодаря которой пространство и время лишаются последнего следа объективной реальности [эта гипотеза лишняя].В настоящей работе я нахожу важное подтверждение этой наиболее радикальной теории относительности; именно, оказывается, что она качественно и количественно объясняет открытое Леверрье вековое вращение орбиты Меркурия, составляющее около 45" в столетие; при этом нет необходимости делать какие-либо особые предположения.
Далее, оказывается, что следствием теории является более сильное (в два раза большее) искривление светового луча гравитационным полем по сравнению с нашими прежними исследованиями».[7, с. 439].
Эйнштейн — божество XX столетия
Таким образом, внимание публики было сконцентрировано на экспериментальном аспекте его теоретических исканий, происходивших как бы по своим внутренним законам логики. Узнав об этом выступлении, Гильберт, естественно, догадался о причинах смены теоретической позиции своего, как он надеялся, друга по творческому поиску, но в действительности друг оказался коварным соперником. Гильберт прекрасно знал, обо что споткнулся «друг» и подставил ему свое плечо, прислав ранее 18 ноября правильное уравнение, которое, как он выразился, «одновременно решает проблемы и Эйнштейна, и Ми». Конечно, Гильберт испытал сильнейшее разочарование. Почувствовав это, Эйнштейн попытался письмом от 20 декабря восстановить прежние дружеские отношения, но у него ничего не вышло: Гильберт уклонился от дальнейшего обсуждения с Эйнштейном проблем ОТО. Последнее его письмо к Эйнштейну послано 19 ноября; в нём он поздравляет пока еще друга с решением проблемы аномального сдвига перигелия Меркурия.
Бывший сотрудник Эйнштейна и его биограф, Абрахам Пайс не мог допустить мысль о плагиате. Он решил для себя, что Гильберт и Эйнштейн просто не поняли друг друга и двигались в своих теоретических исканиях каждый по своей траектории:
«Вернемся к статье Эйнштейна от 18 ноября, — пишет Пайс. — Она была написана в то время, когда (по его собственному признанию) он был вне себя от возбуждения из-за объяснения смещения перигелия (о чем он официально объявил в этот день, 18 ноября), очень утомлен, нездоров, но продолжал работать над статьей от 25 ноября. Мне представляется крайне мало вероятным, чтобы он был в состоянии тогда усвоить содержание технически трудной работы Гильберта, полученной им 18 ноября. Годом позже Феликс Клейн писал, что уравнения этой статьи оказались настолько сложными, что он не смог их проверить. Верно, что в работе Гильберта был член, содержащий след, которого еще не было в работе Эйнштейна. Но, как упоминалось ранее, Эйнштейн ввел его позже, используя тот же прием, что и в работе от 4 ноября.
Абрахам ПайсТаким образом, Пайс придерживается старой точки зрения, согласно которой два исследователя работали независимо друг от друга и пришли к правильному решению одновременно в определенном смысле случайно. Эта позиция, как было сказано выше, отвечает решению задачи-минимума, которую ставят перед собой историки-релятивисты. Ей следуют многие авторы книг об Эйнштейне, не утруждающие себя вхождением в детали. Они думают, что главным достижением Эйнштейна, выступившим 25 ноября 1915 года в Прусской Академии, является не вывод правильных уравнений гравитационного поля, а объяснение аномального движения Меркурия и отклонения лучей света вблизи солнечного диска — важнейшие астрофизические эффекты, о которых Гильберт не проронил ни слова.Поэтому мне кажется, что не следует придавать слишком большого значения как словам согласия Эйнштейна «насколько я могу судить», так и словам согласия Гильберта "как мне кажется". Я скорее склонен присоединиться к мнению Клейна о том, что они "беседовали, не слушая друг друга, как нередко бывает с математиками, одновременно размышляющими над какой-то проблемой". (Я здесь не останавливаюсь на том, что Эйнштейн назван математиком, хотя он никогда на это не претендовал.) Я опять-таки согласен с Клейном в том, что "здесь не может быть спора о приоритете, поскольку авторы использовали настолько разный подход, что сопоставимость полученных ими результатов стала очевидной отнюдь не сразу". Я считаю, что Эйнштейн — единоличный создатель физической теории (ОТО), в то время как получение ее фундаментальных уравнений следует поставить в заслугу как ему, так и Гильберту. Однако я не уверен, что главные действующие лица согласились бы с таким утверждением» [11, с. 252 – 253].
Например, Дэнис Брайен в своем жизнеописании Эйнштейна мифологизирует его образ так:
«В течение следующих пяти недель осени 1915 года Эйнштейн забывал о еде и работал далеко за полночь. Когда он выбирался поесть, то готовил всё вместе в одной кастрюле, чтобы сэкономить время и иметь меньше проблем. Неожиданно явившись к Эйнштейну, его будущая падчерица Марго нашла ученого варящим яйцо в кастрюле супа, причем он намеревался съесть и то, и другое, — но добродушно признался, что не потрудился почистить яичную скорлупу. Как и следовало ожидать, по этой причине Эйнштейн страдал от болезненных приступов, связанных с расстройством желудка, но неутомимо продолжал работать.Как мы уже знаем, Джон Стейчел, в отличие от Абрахама Пайса, взялся решать задачу-максимум, т.е. попытался доказать: если и было заимствование, то его мог совершить только Гильберт, но никак не Эйнштейн. Такой поворот событий стал возможен благодаря находке, сделанной в 1997 году Лео Корри, и некоторому нюансу его датировки. В своей единолично написанной статье Стейчел напоминает:С возрастающим возбуждением он приближался к цели, когда в конце ноября его сердце вдруг затрепетало, он почувствовал, словно внутри него что-то вот-вот щелкнет, — и перед ним лежал ответ, за которым он столько гонялся. Это было похоже на резкий переход от тьмы к свету. В течение нескольких следующих дней Эйнштейн пребывал в эйфории, придя в общей теории относительности к тому, что некоторые считают "высшим интеллектуальным достижением рода человеческого". Его друг-физик Макс Борн рассматривал этот результат как "великое произведение искусства" и "величайший подвиг человеческого мышления перед лицом природы, самое удивительное сочетание философского постижения, физической интуиции и математического мастерства"» [26, с. 150 – 151].
Изданная Гильбертом статья датирована надписью "представлена на рассмотрение сессии [Геттингенской Академии Наук] 20 ноября 1915 года". Заключительная статья Эйнштейна, в которой давалась окончательная форма его общековариантных полевых уравнений, была представлена на сессии Прусской Академии Наук в Берлине 25-го ноября 1915 года. Имея в виду, что Гильберт послал резюме или проект своей статьи Эйнштейну, который 18-ого ноября ответил на нее, кажется, что Эйнштейн имел доступ, по крайней мере, к сути гильбертовской работы за неделю до того, как он представил свою заключительную статью 25-ого ноября» [24, с. 95].Далее Стейчел выкладывает свой решающий аргумент; он обращает внимание читателя на печать, имеющуюся на оттиске гильбертовского доклада от 20 ноября, где красуется уже более поздняя дата, а именно:«6-ого декабря 1915 года, указывающая время, когда был набран оттиск. Эти даты не означали бы ничто, — пишет Стейчел, — если бы доказательства [Гильберта] были по существу теми же самыми, как и в опубликованной версии. Но они — не таковы; они отличаются по нескольким важным моментам, самыми главными из них являются:По сути, Стейчел здесь фантазирует примерно так же, как он фантазировал в своей давней статье [1], написанной в связи с созданием СТО (см. Как создавалась специальная теория относительности). Выводы [2], сделанные из нее, говорят только о необъективности автора. Аргументация статьи [24], как и более ранней статьи [15], держится на плохом понимании математических выкладок Гильберта. Об этом мы поговорим чуть позже, а пока обратимся к одной важной публикации другого историка-релятивиста, на этот раз российского.1) теория, которую они представляют, не была общековариантной; в дополнение к общековариантным полевым уравнениям, есть четыре уравнения, цель которых состоит в том, чтобы точно ограничить систему координат.Поскольку доказательства датированные 20-го ноября представляют статус работы Гильберта, на момент представления ее Академии и, возможно, на более ранний момент предварительного просмотра Эйнштейном. Поскольку они имеют печать, датированную 6 декабря, так что любые гильбертовские изменения, сделанные до этой даты могли быть включены в эти доказательства (но, скорее всего, Гильберт не внес никаких изменений, поскольку он озаглавил их как "первые доказательства"). Отсюда следует, что нет никаких предпосылок тому, чтобы думать, будто Эйнштейн узнал о следе тензора для своих уравнений, впредставленных 25-го ноября, из прочитанной работы Гильберта» [24, с. 95].2) общековариантные гравитационные полевые уравнения не записаны явно, но просто как вариационная производная, которая не выражена лагранжианом. В частности, нет никакого намека на след тензора.
(Статья не закончена)
1. Stachel, John. How Did Einstein Discover Special Relativity? 1983. (http://www.aip.org/history/einstein/essay-einstein-relativity.pdf)
2. John Stachel’s analysis of Einstein’s use of personal pronouns in his letters to Mileva Maric. / Preliminary Comments on the AAAS Papers (March 5, 1990), published in J. Stachel, Einstein from 'B' to 'Z' (2002), Cambridge, MA: Birkhäuser, pp. 31-38.
3. Albert Einstein / Mileva Maric: The love letters / Ed., introd. J.Renn, R.Schulmann. – Princeton, New Jersey: Princeton Univ. Press, 1992.
4. Winterberg F. On "Belated Decision in the Hilbert-Einstein Priority Dispute", published by L. Corry, J. Renn, and J. Stachel. 2004 / Verlag der Zeitschrift fur Naturforschung, Tubingen; http://znaturforsch.com.
5. CPAE: The collected papers of Albert Einstein, Vol. 6, Princeton University Press 1996.
6. Hilbert D., Kgl. Ges. d. Wiss. Nachrichten, Math.-phys. Klasse. 1915, Heft 3. Русс. перевод: Гильберт Д. Основания физики (первое сообщение) / Сб. "Альберт Эйнштейн и теория гравитации". — М., 1979.
7. Эйнштейн А. Собрание научных трудов в 4-х томах. / Под ред. И.Е. Тамма, Я.А. Смородинского и Б.Г. Кузнецова. — М.: Наука, 1965.
8. Steven Hawking in his Time Magazine article, Einstein Man of the Century, Time Magazine, Dec. 31, 1999, p. 57.
9. Bjerknes, Christopher Jon Private Communication.
10. Bjerknes, Christopher Jon Anticipations of Einstein in the General Theory of Relativity. / XTX Inc. Downers Grove, Illinois USA, 2003.
11. Pais A. Subtle is the Lord... The Science and the Life of Albert Einstein (Oxford: Oxford Univ. Press, 1982). [Русск. пер.: Пайс А. Научная деятельность и жизнь Альберта Эйнштейна. — М., 1989].
12. Визгин В.П. Об открытии уравнений гравитационного поля Эйнштейном и Гильбертом (новые материалы) / УФН 171 1347 (2001).
13. Визгин В.П. Релятивистская теория тяготения (истоки и формирование. 1900-1915 гг.). — М., 1981.
14. Паули В. Теория относительности. — М., Л.: ОГИЗ — Гостехиздат, 1947.
15. Corry L., Renn J., Stachel J. Belated decision in Hilbert - Einstein priority dispute. / Science 278 1270 (1997).
16. Corry L. David Hilbert and the axiomatization of physics (1894-1905). / Arch. Hist. Exact Sci. 51 83 (1997).
17. Corry L. Hilbert on kinetic theory and radiation theory (1912-1914). / Math. Intell. 20 (3) 52 (1998).
18. Визгин В.П. Комментарии и примечания к "Основаниям физики" (Первое и второе сообщения). / в кн. Гильберт Д. Избранные труды Т. 2 (Под ред. А Н Паршина) (М.: Факториал, 1998) с. 563.
19. Corry L. From Mie's electromagnetic theory of matter to Hilbert's unified foundations of physics. / Stud. Hist. Philos. Mod. Phys. В 30 (2)159(1999).
20. Corry L. David Hilbert between mechanical and electromagnetic reductionism (1910-1915). / Arch. Hist. Exact Sci. 53 489 (1999).
21. Sauer T. The relativity of discovery: Hilbert's first note on the foundations of physics. / Arch. Hist. Exact Sci. 53 529 (1999).
22. Renn J., Stachel J. Hilbert's foundation of physics: From a theory of everything to a constituent of general relativity. / Preprint Max-Planck-Inst. fur Wissenschaftsgeschichte № 118 (Berlin: Max-Planck-Inst. fur Wissenschaftsgeschichte, 1999) 113 p.
23. Renn J., Sauer T. Heuristics and mathematical representation in Einstein's search for a gravitational equation / in The Expanding Worlds of General Relativity (Einstein Studies, Vol. 7, Eds H Goen-ner, J Renn, J Ritter, T Sauer) (Boston: Birkhauser, 1999) p. 87-125.
24. Stachel, J. New light on the Einstein-Hilbert priority question. / J. Astrophys. Astr. (1999) 20, 91–101.
25. Reid, Constance. Hilbeht / Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York, 1970. [Русск. пер.: Рид, Констанс. Гильберт. — М., 1977].
26. Brian, Denis. Einstein: A Life. — N. Y.: John Wiley & Sons, Inc., 1996. [Русск. пер.: Брайен Д.. Альберт Эйнштейн / Пер. с англ. Е.Г. Гендель. — Мн.: «Попурри», 2000.
Логунов А.А. Теория гравитационного поля. — М., 2000.
|
|
