Метафизические парадигмы в трудах отечественных физиков-теоретиков второй половины ХХ века*0

Светлой памяти моих учителей посвящается

Введение

       В середине ХХ века метафизика не вписывалась в общий идеологизированный дискурс советской науки и трактовалась как реакционное идеалистическое учение, противоречащее диалектическому материализму. По замыслу официальных идеологов, диалектический материализм должен был выполнять роль «единственно верной» философии, которой должны были следовать ученые в своей научной деятельности. Но на практике в работах отечественных физиков-теоретиков проявлялся (и не мог не проявляться) весь спектр метафизических парадигм.

       Примером этому может послужить дискуссия, развернувшаяся в 1964 году в Киеве на Всесоюзном симпозиуме «Философские проблемы теории тяготения Эйнштейна и релятивистской космологии» о сущности общей теории относительности. Профессор Казанского университета А.З. Петров утверждал: «Поле гравитации — это особый вид материи и потому она, как таковая, проявляет себя в движении и не может двигаться иначе, как в пространстве-времени» [1, с. 2-26]. Профессор Московского авиационного института М.Ф. Широков ему возражал: «С философской точки зрения поля тяготения и инерции, как проявления геометрических свойств пространства и времени, следует считать формами существования материи, а не материей» [1, с. 29-35]. А профессор физического факультета Московского государственного университета Д.Д. Иваненко заявил, что гравитация — частично новый вид материи, а частично — форма существования материи. Как можно было совместить столь противоречащие друг другу философские позиции, особенно в исследованиях проблемы квантования гравитации?

       Здесь надо заметить, что двое из трех докладчиков — мои учителя. Профессор М.Ф. Широков читал нашему курсу лекции по общей теории относительности, так что я получил начальные знания в этой области теоретической физики из его рук. Профессор Д.Д. Иваненко был официальным руководителем дипломной работы, кроме того, я более десяти лет являлся ученым секретарем руководимого им научного семинара на физическом факультете МГУ, который был широко известен не только в стране, но и за рубежом. А организованный в 1960 году его гравитационный семинар буквально стал центром исследований по гравитации в нашей стране. На этих семинарах выступили практически все ведущие отечественные физики-теоретики страны, за небольшим исключением. Профессор А.З. Петров также неоднократно выступал на этих семинарах, и мы активно обсуждали его работы по алгебраической классификации пространств Эйнштейна. Только много позже я понял, что старшие коллеги придерживаются различных метафизических парадигм, что было естественным для физики ХХ века и что одновременно вступало в противоречие с догматическими положениями марксистско-ленинской философии, которая представляла собой лишь одну из возможных метафизических парадигм [2].

Метафизические парадигмы

       С древних времен метафизика рассматривалась как система исходных представлений об основах бытия, о первичных понятиях и закономерностях мироздания. Чем же объясняется якобы возникшее противоречие с диалектическим материализмом, который также претендовал на решение этих же вопросов? Видимо, здесь имелось в виду лишь отличие данной системы от каких-то иных систем метафизических представлений (парадигм). Нечто подобное неоднократно случалось и в естествознании. Например, И. Ньютон, заявив: «Физика, бойся метафизики!», оказался основателем новой для того времени — триалистической метафизической парадигмы в естествознании. Э. Мах, борясь с метафизикой, на самом деле боролся с ньютоновой парадигмой и выступал за новую — реляционную — метафизическую парадигму в физике. Можно привести множество иных примеров. Не является исключением и ситуация с диалектическим материализмом.

       Традиционно метафизика относилась к сфере философии, хотя, существенный вклад в нее вносили именно естествоиспытатели: Р. Декарт, Г. Галилей, И. Ньютон, Г. Лейбниц, Э. Мах и многие другие. Возможно, так будет обстоять дело и в будущем. И хотя фундаментальная теоретическая физика представляется многим чрезвычайно сложной, она имеет дело со значительно более простыми системами, нежели живой организм или социальные системы. Поскольку физические системы поддаются строгой математической обработке, позволяющей отделить существенное от второстепенного, то в рамках теоретической физики проще разглядеть и черты метафизики.

       Напомним, в метафизике различаются два крайних подхода к реальности: холистский и редукционистский. Холизм — целостность — основан на таком понимании мира, когда целое доминирует, предшествует своим частям. Холизму противостоит редукционизм, в котором единое расщепляется на части, понимаемые более первичными, предшествующими целому. Оба эти подхода имели важное значение и дополняли друг друга в процессе познания мира.

       В теоретической физике ХХ века в рамках редукционистского подхода отчетливо проявилась троичность: пространство-время, частицы и поля переносчиков взаимодействий рассекли физическую реальность на три категории, воспринимаемые предшествующими единому целому. Отнесем такой ход рассуждений к метафизической триалистической парадигме, введенной в естествознание трудами Галилея и Ньютона.

       Множество проблем концептуального характера в теоретической физике ХХ века было обусловлено онтологическим статусом выделенных категорий. В уходящем веке отчетливо выявилось стремление физиков-теоретиков к описанию физической реальности на основе меньшего числа категорий — двух, а в пределе — одной, т.е. к построению теории в рамках монистической парадигмы. Исходя из этого, между (редукционистской) триалистической и (холистской) монистической парадигмами следует различать три пары (по числу комбинаций из трех по два) дуалистических парадигм, основанных на объединении двух категорий в одну обобщенную при сохранении онтологического статуса третьей категории (или на передаче функций третьей категории двум другим). Такие три пары парадигм отнесены к физическому, геометрическому или реляционному миропониманиям. В частности, квантовая теория представляет физическое миропонимание, когда в обобщенную категорию поля амплитуды вероятности объединены категории частиц и полей переносчиков взаимодействий; эйнштейновская общая теория относительности, а также многомерные геометрические теории Калуцы-Клейна представляют геометрическое миропонимание, в котором обобщенная категория искривленного пространства-времени вбирает в себя категории (плоского) пространства-времени и полей переносчиков взаимодействий. Третье, реляционное миропонимание охватывает теории прямого межчастичного взаимодействия Фоккера-Фейнмана и теорию (унарных) физических структур Ю.И. Кулакова. Жизнь заставила отказаться от самостоятельности трех категорий и перейти к меньшему их числу, что, в свою очередь, потребовало открытия специальных математических средств, позволивших в ХХ веке осуществить переход к обобщенным категориям лишь для парных комбинаций.

       С позиций холистского подхода названные миропонимания представляют собой видения одной и той же реальности под тремя разными углами зрения. Таким образом, на метафизику можно смотреть как на иерархию из восьми парадигм (одна триалистическая, три пары дуалистических и одна монистическая). Все эти метафизические парадигмы были представлены в отечественных исследованиях в области общей теории относительности и гравитации. Отдельные физики-гравитационисты (и их группы) составляли как бы орты (маяки) в системе названных метафизических парадигм. При этом следует отметить, что редко кто-либо из ученых четко осознавал, к какой метафизической парадигме относятся его взгляды, да это и было небезопасно делать. Кроме того, в работе ученого часто проявляется некий синтез из двух или нескольких метафизических парадигм. Порой это выглядит как эклектика, а иногда (значительно реже) как сознательный взгляд на мир под разными углами зрения.

       В этой статье не ставилась задача охарактеризовать метафизические взгляды всех видных отечественных физиков-теоретиков, а преследовалась более скромная цель — показать, что весь спектр перечисленных метафизических парадигм был представлен в трудах гравитационистов, которые были непосредственными учителями или старшими коллегами автора.

Геометрическое миропонимание

       В геометрическом миропонимании выделенными являются категории пространства-времени и полей переносчиков взаимодействий. Следует различать две дуалистические геометрические парадигмы: 1) эйнштейновскую, в которой категории пространства-времени и полей переносчиков взаимодействий объединяются в одну новую обобщенную категорию искривленного пространства-времени при сохранении самостоятельности категории частиц (негравитационной материи) и 2) солитонная, в которой исключается из числа первичных категория частиц (массивная материя), и теория строится на двух категориях: пространства-времени и полей переносчиков взаимодействий. Эти парадигмы существенно отличаются друг от друга.

       3.1. Геометрическая эйнштейновская парадигма

       Носителям этой парадигмы в нашей стране во второй трети ХХ века выпала непростая доля, поскольку долгое время эйнштейновская теория гравитации официально трактовалась как идеалистическое буржуазное учение, противоречащее диалектическому материализму.

       Одним из главных сторонников этой парадигмы в 50-х — 70-х годах был профессор Михаил Федорович Широков(1901-1982), в 50-х годах читавший лекции по общей теории относительности для физиков-теоретиков на физфаке МГУ. Примечательно, выйдя на свою первую лекцию для нашего курса в 1959 году, он окинул взором собравшихся и сказал: «Вот вас сколько, а я думал, что мой курс всем надоел и никто не придет». В самом конце 50-х годов в нашей стране возрождался интерес к общей теории относительности и слушателей у него было достаточно. М.Ф. Широков читал общую теорию относительности в классическом геометрическом стиле, не опираясь на модные тогда в теории поля лагранжевы или гамильтоновы методы. Как он потом рассказывал, он учился еще у А.А. Фридмана, а затем прошел школу семинаров Я.И. Френкеля. На заключительную лекцию он принес пачку оттисков своих статей и раздал студентам. Некоторые из статей были посвящены методологическим вопросам общей теории относительности и космологии. Запомнилось, как один из моих сокурсников в перерыве, желая заменить доставшийся ему оттиск, выкрикивал: «Меняю «Материалистическое мировоззрение» на «Космологическое красное смещение»!».

Профессор М.Ф. Широков на 5-й Международной гравитационной конференции в Тбилиси (1968 г.)

       Классический геометрический подход к теории гравитации был типичен для его работ и выступлений, причем он явился даже причиной некоторого семейного раздора. Так, на упомянутом выше философском симпозиуме в Киеве в дискуссии выступила его жена (доцент Фрадкина), публично заявившая о несогласии с философскими (читай, метафизическими) взглядами своего мужа.

       Михаил Федорович был на редкость принципиальным в следовании своей метафизической позиции. Когда я попросил его быть оппонентом на защите своей кандидатской диссертации, он согласился, сказав: «Конечно, конечно!». Однако, прочитав работу, называвшуюся «О квантовании геометрических полей», Михаил Федорович сказал, что не верит в существовании гравитонов и в то, что гравитацию следует квантовать, как это делают с электромагнитным полем. Он считает, что гравитация представляет лишь форму существования материи, что она характеризует отношения между материальными событиями, поэтому, на его взгляд, бессмысленно вводить гравитоны и вычислять сечения процессов гравитационных трансмутаций элементарных частиц, чему была посвящена моя диссертация. Он извинился за данное ранее обещание, сказав, что по сложившейся традиции оппонент защищает диссертанта, но он не может поступать вопреки своим принципам и, не желая мне зла, просит освободить его от данного обещания. Он добавил: «Многие коллеги придерживаются иных взглядов и, несомненно, Вас поддержат, а я не буду мешать Вашей защите». Действительно, с поиском другого оппонента у меня проблем не было. Профессор К.П. Станюкович непоколебимо верил в существование гравитонов и с удовольствием согласился быть оппонентом на моей защите. Много позже мне стало известно, что Михаил Федорович Широков был назначен ВАКом «черным» оппонентом по моей докторской диссертации, посвященной методам описания систем отсчета в общей теории относительности, и написал на нее положительный отзыв.

       Еще в 60-х годах Михаил Федорович говорил мне, что пишет книгу по общей теории относительности, но, видимо, он ее так и не завершил.

       К геометрическому миропониманию следует отнести также метафизические взгляды Абрама Леонидовича Зельманова (1913-1987), руководителя нашей преддипломной (производственной) практики, который посвятил нас в тонкости метода хронометрических инвариантов, оказавшегося очень важным в дальнейшей работе.

Доктор физ.-мат. наук А.Л. Зельманов и профессор Д.Д. Иваненко на экскурсии во время той же конференции

Позже, выступая с докладом по проблеме квантования гравитации у него на семинаре в ГАИШе, я рассказал о различных точках зрения на эту проблему, в том числе и о наиболее широко распространенном мнении о существовании гравитонов и их квантовой природе. Зельманов задал вопрос: «Откуда это следует?» На мой ответ: «Так думает большинство физиков», он только сказал: «А…, большинство!» Но по его тону и интонации стало ясным его отношение ко мнению этого большинства.

       Следует отметить, что Абрам Леонидович одобрил мое решение применить метод хронометрических инвариантов к исследованию 5-мерной геометрической теории гравитации и электромагнетизма (теории Калуцы), хотя обращение к этой тематике в то время не приветствовалось. Напомню, что в известной работе «Материализм и эмпириокритицизм» Ленин осмеял за эти идеи Э. Маха: «Покажите мне акушера, который бы принимал роды при помощи пятого измерения». В то время практически не было информации по этим проблемам, поэтому многое пришлось переоткрывать. Лишь позже мне стало ясно, что метод хронометрических инвариантов фактически оказался переложением на случай 4-мерия монадного метода 1+4-расщепления 5-мерного пространства-времени, развитого впервые в работе А. Эйнштейна и П. Бергмана [3] в 1938 году. Для меня так и осталось загадкой, знал ли Абрам Леонидович об этой работе, развивая метод хронометрических инвариантов.

Из представителей геометрического миропонимания хотелось бы назвать зачинателя гравитационных исследований в Белоруссии профессора Анатолия Евгеньевича Левашева (1898-1979), пользовавшегося поддержкой академика-секретаря Белорусской Академии наук Федора Ивановича Федорова. Он занимался тетрадным методом задания систем отсчета и обобщениями эйнштейновской теории гравитации на случай неримановых геометрий, главным образом, геометрии с кручением. Он был сторонником строгого классического геометрического подхода к теории гравитации, состоял в переписке с Э. Картаном и развивал его специфический геометрический метод перемещений, ассоциированных с циклом.

Профессор А.Е. Левашев на юбилее, посвященном его 80-летию (Минск, 1978 г.)

    Хотелось бы остановиться на его размышлениях о некоторых изменениях аксиоматики геометрии и о возможных физических следствиях новых геометрий. У него была некоторая идея-фикс, которая составляла стержень его исканий. Он считал необходимым переформулировать геометрию, изменив аксиомы Дезарга или Паша. Кроме того, он размышлял о сути двойственности в геометрии, об истоках существования ко- и контравариантных величин. Левашев несколько раз пытался изложить суть волновавшей его проблемы на семинарах в Москве и Казани, но его не поняли. Когда он приезжал в Москву, мы много беседовали об аксиомах, лежащих в основании геометрии. Он рассказывал о своем понимании геометрии и о своих идеях, а я, в свою очередь, хотел узнать его точку зрения на проблему объединения принципов общей теории относительности и квантовой теории, для решения которой, как мне представлялось, необходимо отказаться от ряда традиционных геометрических представлений. Вставал вопрос: каких? Анатолий Евгеньевич внимательно слушал, задавал вопросы и делал некоторые замечания типа: «Это у Вас что-то из комбинаторики, а это относится к топологии…»

       Свои мысли о геометрии А.Е. Левашев собирался изложить в двух книгах: говорил, что в первой он ограничится специальной теорией относительности, а в следующей будет изложено его понимание общей теории относительности и вообще геометрии. Он даже показывал папки материалов, подобранных для второй книги, но успел опубликовать только первую книгу «Движение и двойственность в релятивистской электродинамике» [4], да и то эту книгу ему помогала довести до издания жена, тоже физик-гравитационист, Ольга Семеновна Иваницкая. Кажется, он перед самой смертью (между двумя инфарктами) успел увидеть сигнальный экземпляр книги.

       После похорон Анатолия Евгеньевича Ольга Семеновна написала мне в письме: «Он ушел из жизни, не завершив своего научного пути. На этом пути было много научного одиночества, которого Вы, родившись позже его, к счастью, не знали; была ультрадоза преподавания; иные обстоятельства; не всегда резонирующий склад мыслей и т.д. — научная трагедия, которую преодолеть он не смог». Вскоре Ольга Семеновна прислала мне дарственный экземпляр вышедшей книги Анатолия Евгеньевича. На обложке внутри книги ее рукой карандашом была написана чья-то цитата (взята в кавычки): «Мы живем в мире, где меняется все. Только одно остается неизменным: стремление человека идти вперед, все глубже проникая в тайны природы. В этом смысл короткой человеческой жизни, оправдание бесконечно долгой жизни человечества».

       Профессор Владимир Иванович Родичев (1914-1984) в своих трудах опирался на идеи и методы классической геометрии, однако с уважением относился к сторонникам других метафизических парадигм. Являясь руководителем моей кандидатской диссертации, он много для меня сделал: от него я узнал о 5-мерных геометрических теориях Калуцы и Клейна и об обобщениях римановых геометрий. Широко известны его работы по описанию электромагнетизма в 5-мерной теории с кручением или труды по введению нелинейного добавка в уравнения Дирака в пространствах с кручением.

       Он был учеником профессора Д.Д. Иваненко, сосланного в 30-е годы в Томск и преподававшего в Томском университете. Родичев участвовал в войне, потерял руку в бою под Сталинградом и в тяжелом состоянии попал в фашистский плен. Как он мне рассказывал, пережить плен ему помогли идеи геометризации физики, в частности, мысль о возможном 5-мерии физического мира. Однажды, уединившись на чердаке барака, он на клочке бумаги пытался делать вычисления и внезапно обнаружил, что кто-то стоит у него за спиной. Оглянувшись, он увидел эсесовца. Немец спросил: «Математик?» — «Нет, физик», — ответил Родичев. На удивление, немец отнесся к нему с уважением и стал приносить бумагу и карандаши. Как рассказывал Владимир Иванович, после освобождения из фашистского плена он избежал советских концлагерей, куда сразу же попали его друзья по несчастью, только потому, что лишился руки. У него не было иллюзий насчет существовавшего в нашей стране режима.

Профессор В.И. Родичев на гравитационном семинаре профессора Д.Д. Иваненко в МГУ (1967 г.)

      В 70-е годы Владимир Иванович был поглощен идеей разделения гравитационных сил и сил инерции. В стандартной общей теории относительности гравитация и инерция принципиально неразделимы, но он пытался все же это сделать посредством выхода за пределы римановой геометрии. Он полагал, что для описания систем отсчета недостаточно введения поля монад или тетрад в искривленное пространство-время, — необходимо еще изменить характер геометрии. Решить поставленную задачу ему так и не удалось. Свои взгляды он изложил в книге «Теория тяготения в ортогональном репере» [5].

       Юрий Борисович Румер (1901-1985) — самый ревностный сторонник 5-мерной геометрической теории в нашей стране. Его книга «Исследования по 5-оптике» [6] долгое время была единственной отечественной публикацией по этому вопросу. Он приезжал в Москву и участвовал в 1-й Советской гравитационной конференции (1961 г.), выступал, но не прислал материалов для публикации в сборнике тезисов докладов.

Румер развивал вариант 5-мерной теории, нацеленный, в отличие от 5-мерия Калуцы, не на геометризацию электромагнетизма, а на геометризацию квантовой теории, поскольку компактифицированная 5-я координата у него имела физический смысл действия. Главная причина неудачи его программы состояла в том, что он не удержался от соблазна решения также задачи теории Калуцы, т.е. «погнался сразу за двумя зайцами». В итоге геометрия потеряла универсальный характер, присущий  духу общей теории относительности, пространство-время получилось конфигурационным, и концы с концами связать так и не удалось.

Профессор Ю.Б. Румер (80-е годы)

    У Юрия Борисовича также была трудная судьба. Идеи 5-мерия составляли стержень его жизни в науке и тоже помогли выжить, но, в отличие от Родичева, уже в советских лагерях и в сталинских шарашках. Об этом в Новосибирском Академгородке нам с Ю.И. Кулаковым рассказывала его вдова, с которой Юрий Борисович познакомился в лагере. К сожалению, Юрий Борисович столкнулся с неприятием своих идей не только со стороны официальных идеологов, но и некоторых влиятельных коллег, придерживавшихся иной метафизической парадигмы. Мне рассказывали о резко отрицательных высказываниях о 5-мерии со стороны Л.Д. Ландау и представителей его школы.

       И настоящего исследователя нередко посещают сомнения в правильности выбранного пути. Так случилось и с Юрием Борисовичем: его временные колебания нашли отражение в одной из его публикаций. Так, буквально за несколько лет до возрождения идей многомерия в мировой науке он написал: «Однако такого рода попытки (построения 5-мерной теории — Примеч. Ю.В) не дали никаких существенно новых результатов. Этот путь объединения имел бы некоторый смысл в тот давно уже прошедший период физики, когда из семейства зарядов был известен лишь электрический заряд. Но в связи с открытием в последние годы новых зарядовых величин и соответствующих этим величинам законов сохранения надежда на развитие 5-мерных теорий должна быть оставлена. На этом пути в лучшем случае можно прийти к чисто внешнему, механическому объединению электромагнетизма и тяготения, но нет надежды получить органическое объединение, дающее возможность предсказывать какие-либо новые наблюдаемые электрогравитационные эффекты» [7].

       Поторопился Юрий Борисович поделиться с читателями своими сомнениями, но в какой-то степени он все же был прав, — с открытием новых видов физических взаимодействий оказалось недостаточно 5-мерия, — потребовался переход к геометрии больших размерностей. Кроме того, Ю.Б. Румер здесь допустил неточность, — его вариант 5-мерия был нацелен не на объединение теорий тяготения и электромагнетизма, а на геометризацию масс материальных частиц, что он многократно подчеркивал в своих работах и в книге.

       3.2. Солитонная парадигма

       Для исследований в рамках солитонной парадигмы характерно иное отношение к выделенным категориям пространства-времени и полей переносчиков взаимодействий, — они не объединяются в новую обобщенную парадигму, а принимают на себя функцию третьей категории — частиц, которые считаются вторичными, получающимися в виде устойчивых полевых образований — солитонных решений полевых уравнений в плоском или в искривленном пространстве-времени.

       Этой парадигмы придерживался Яков Петрович Терлецкий (1912-1993) — профессор физического факультета МГУ, а затем заведующий кафедрой теоретической физики университета Дружбы народов. Мы получили возможность подробно обсудить наши мнения по многим вопросам физики, когда оказались поселенными в одной комнате во время 6-й Международной гравитационной конференции в Копенгагене в 1971 году. Так я оказался в пикантной ситуации, проживая с бывшим мэтром советской разведки, причем в том городе, куда он приезжал в 40-х годах со спецзаданием выяснить у Нильса Бора некоторые детали атомного проекта. Но этой темы мы тогда не затрагивали, хотя до меня доходили слухи и легенды о его деятельности в этой области. Лишь перед самой смертью Яков Петрович сам об этом подробно рассказал в печати. Тогда же, кроме конкретных вопросов из работы конференции, мы касались частицеподобных (солитонных) решений и отстаиваемой им интерпретации квантовой механики на основе гипотезы скрытых параметров.

Профессор Я.П. Терлецкий (1967 г.)

     В печатных же трудах Я.П. Терлецкого просматривается методика иного рода, опирающаяся на следующую логику: если все полагают, что массы материальных объектов положительны, то давайте развивать теорию с отрицательными массами. Если все считают, что температуры не могут быть ниже абсолютного нуля, то давайте строить теорию с отрицательными температурами. Если в теории относительности есть предельная скорость света с, то давайте введем тахионы — частицы, движущиеся со сверхсветовыми скоростями.

   Профессор физического факультета МГУ Дмитрий Дмитриевич Иваненко (1904-1994) — наиболее эрудированный и прекрасно ориентирующийся в мировых исследованиях ученый — не отвергал ни одну из возможных метафизических парадигм в физике. На его семинарах заслушивались и обсуждались доклады представителей самых различных школ и направлений. Он готов был поддержать реальный прогресс в рамках любой метафизической парадигмы. Так, у него была совместная работа по 5-мерию с Г. Гамовым, выполненная в рамках эйнштейновской геометрической парадигмы, но была и совместная работа с А.А. Соколовым по гравитационным трансмутациям элементарных частиц, которую следует отнести, скорее, к физическому миропониманию. Иваненко полагал, что две поперечно-поперечные компоненты метрического тензора описывают гравитоны — новый вид материи, — а остальные восемь компонент метрики относятся к характеристикам формы существования материи.

       Однако, доминантой в миропонимании Д.Д. Иваненко была солитонная парадигма, причем в своеобразном подходе — не в типичном бозонном, а в фермионном варианте. Он отдавал себе отчет, что спинор является более элементарным объектом, чем векторы или скаляры, и выступал за единую нелинейную спинорную теорию, из которой можно было бы получить все виды элементарных частиц. Как он писал: «Спинорный характер фундаментального поля вытекает из аргументов де Бройля и модели сложных частиц. Если стоять на точке зрения единой теории и вводить лишь одно поле, то это поле может взаимодействовать только с самим собою; а оно должно с чем-то взаимодействовать, чтобы давать возбужденные состояния в виде различных частиц. Следовательно, уравнения спинорной материи должны быть нелинейными. Таким образом, отправным пунктом должно явиться уравнение, обобщающее спинорное уравнение Дирака членом типа «пси» в кубе, предложенное нами в 1938 г. и анализировавшееся впоследствии в наших работах с Бродским, группой Финкельстейна и другими… Возникает вопрос относительно установления всех возможных нелинейных добавок к спинорному уравнению или соответствующих инвариантов типа «пси» в четвертой степени» [8]. На воротах его гаража возле главного здания МГУ была крупно нарисована греческая буква «пси» в кубе.

       Дмитрий Дмитриевич активно поддерживал работы В.И. Родичева по торсионному обоснованию нелинейного кубичного добавка в уравнениях Дирака. Замечу, что в последние годы жизни он высоко отзывался о работах, в которых спинорное поле пытались дублировать бозонными антисимметричными полями, что еще более сближает его позицию с солитонной геометрической парадигмой.

       Отмечу своеобразный стиль работы Д.Д. Иваненко. С момента вступления в его научную группу, т.е. с конца 50-х годов, я не видел, чтобы он сам что-то считал, или мучился над решением конкретных уравнений или задач. Для него был характерен анализ работ других авторов, инициирование работ учеников по развитию или обобщению одной или нескольких идей, почерпнутых из регулярно просматриваемых им многочисленных зарубежных и отечественных статей. Так возникали совместные работы Д.Д. Иваненко с другими авторами, а также отдельные его обзорные или вступительные статьи к сборникам. Этот стиль работы не приветствовался многими коллегами, которые своими руками пытались получать конкретные результаты.

Физическое миропонимание

       Физическое дуалистическое миропонимание разделяется подавляющим большинством физиков-теоретиков. В центре внимание этой метафизической парадигмы находятся категории частиц и полей переносчиков взаимодействий, описываемые теорией поля на равной ноге. Разница состоит лишь в том, что частицы характеризуются спинорными, а переносчики взаимодействий — тензорными (скалярными, векторными) волновыми функциями. В этом смысле поле представляется одной обобщенной категорией, а пространство-время, необходимое для введения понятия поля, — второй метафизической категорией.

       Отмечу, что в физическом миропонимании оказалась развитой лишь одна названная парадигма. Другая мыслимая возможность, когда категории частиц и полей берут на себя функции категории пространства-времени, так и осталась не реализованной. В литературе можно встретить лишь отдельные замечания по этому поводу.

Академик Л.Д. Ландау на празднике «День Архимеда» (1961 г.)

   Из представителей этой метафизической парадигмы на первое место следует поставить академика Льва Давидовича Ландау (1908-1968), руководителя самой авторитетной отечественной научной школы второй половины ХХ века, ключевого автора известного многотомника Л.Д. Ландау и Е.М. Лифшица по теоретической физике, ставшего своего рода энциклопедией физики. Коллеги шутили: «В этом многотомнике нет ни одного слова Ландау и ни одной мысли Лифшица». На одном из семинаров, когда Е.М. Лифшица спросили, как был написан их многотомник по теоретической физике, он достал из кармана свою авторучку и сказал: «Вот этой ручкой». Несомненно, эта работа написана в рамках физического миропонимания. Наиболее удачным является том «Теория поля», где явно просматривается желание Ландау единообразно представить физику как теорию поля в лагранжевой формулировке. Отмечу, что в самом первом издании этой книги [9] (1941 г.) сотый параграф был посвящен 5-мерной геометрической теории, однако во всех последующих публикациях «Теории поля» этот материал был исключен.

       Нашему курсу повезло: время нашего обучения на физическом факультете МГУ совпало с подготовкой очередного переиздания многотомника и Ландау не просто читал лекции, а апробировал новую редакцию. Зачастую на первом ряду сидел Е.М. Лифшиц или другие ведущие члены школы Ландау.

       Однако были и издержки в работе мэтра. Так, свою первую лекцию по теоретической механике (по первому тому) для студентов 2-го курса Л.Д. Ландау начал с написания функции Лагранжа для механической системы, далее были записаны уравнения Лагранжа, и весь дальнейший материал излагался на их основе. У многих студентов, что называется «поехала крыша»: физика представилась в каком-то мистическом виде. Не нужно начинать с написания уравнений Ньютона, мучиться с определением сил, реакций опор, соотношением связей и т.д., — достаточно лишь по определенным формальным правилам записать функцию Лагранжа и из нее как «чертик из табакерки» выскакивает вся необходимая информация о системе: уравнения движения, законы сохранения и все прочее. Много позже я прочитал, что у создателей этого метода, в том числе у Мопертюи, данный подход тоже вызывал мистические настроения. Сильные студенты выдержали, но лекции Ландау читались не в виде спецкурса для теоретиков, а для всего курса. В итоге теоретическую механику нашему курсу, видимо, единственному за всю историю физического факультета МГУ, пришлось перечитывать вторично: на этот раз это было поручено опытному доценту В.В. Петкевичу.

       Отмечу, что теория гравитации изложена в «Теории поля» также лагранжевым методом. В таком подходе геометрическая скалярная кривизна выступает лишь как рецепт для записи функции Лагранжа для гравитационного поля, описываемого компонентами метрического тензора — как одного из бозонных полей теории поля. При этом подходе возникает ряд парадигмальных проблем типа построения псевдотензора энергии-импульса гравитационного поля, квантования гравитационного поля и других, корректных решений которых в книгах Ландау и Лифшица не дано.

       Нельзя не отметить крупнейшего советского физика-теоретика академика Владимира Александровича Фока (1898-1974). Он более известен как теоретик в области квантовой теории поля и только затем как теоретик-гравитационист. Его монография «Теория пространства, времени и тяготения» [10] получила широкую известность в 50-е — 70-е годы, а его подход к гравитации был значительно более строгим и взвешенным по сравнению в с теми, кто шел к гравитации со стороны теории поля. В частности, он сомневался в возможности обнаружения гравитационных волн, правда, имея в виду их чрезвычайную слабость.

Академик В.А. Фок на семинаре «Геометрия и физика» в МГУ (1974 г.)

       В 20-х годах В.А. Фок касался вопросов геометризации электромагнетизма в рамках 5-мерной теории, но затем эта проблема выпала из его работ. Ни в его «Началах квантовой механики», ни в «Теории пространства, времени и тяготения» нет упоминания об этих его работах. Из архивных материалов, где сохранилась переписка В.А. Фока с Г. Вейлем, можно сделать вывод, что это было связано с трактовкой Фоком результатов работы Фока и Иваненко по описанию спинорных частиц в искривленном пространстве-времени. При нахождении ковариантной производной от спиноров формально возникала произвольная векторная функция координат, которая стояла в том месте, где в стандартных удлиненных производных пишется векторный потенциал электромагнитного поля. На этом основании В.А.Фок решил, что электромагнетизм автоматически возникает в ковариантной производной от спинора и нет надобности в поисках возможности геометризации электромагнетизма. Вейль, занимавшийся геометризацией электромагнетизма в рамках обобщений римановой геометрии (геометрии Вейля) пытался возражать. То, что получилось у Фока, было не геометризацией электромагнетизма, а лишь указанием на место, куда может встать электромагнитное поле, введенное в теорию каким-либо образом.

       Чрезвычайно важной для отечественных физиков-гравитационистов явилась поддержка Фоком исследований по монадным и тетрадным методам описанию систем отсчета. Он настаивал на четком разграничении понятий координатных систем и систем отсчета, подчеркивая, что это принципиально разные понятия. На этом основании он заявлял, что Эйнштейн избрал некорректное название для своей теории. Именно он представлял работы А.Л. Зельманова, Н.В. Мицкевича и других, более молодых, коллег в «Доклады Академии Наук».

       Алексей Зиновьевич Петров (1910-1972) — виднейший представитель казанской геометрической школы, основанной Н.И. Лобачевским. Однако, как это ни парадоксально, его трудно назвать строгим приверженцем геометрической парадигмы, — по своим взглядам он ближе к физическому миропониманию. Так, в трудах 2-й Советской гравитационной конференции (Тбилиси, 1965), анализируя содержание общей теории относительности, он писал: «Общий релятивизм достиг такого уровня развития, при котором от него требуются четкие и корректные ответы на основные вопросы, характерные для всякой полевой теории (курсив мой — Ю.В.) (понятие энергии, законы сохранения, поведение частиц в поле волны, взаимодействия между различными полями и т.д.) и, как обязательное условие, — экспериментальное подтверждение этой теории, которое не укладывается в рамки ньютоновской механики» [11, c.46]. Петров относил эйнштейновскую теорию тяготения к разряду «всякой полевой теории». Этот факт нисколько не умаляет важности полученных им результатов, напротив, свидетельствует о желании геометра теснее идти в ногу с физиками, однако это не эйнштейновская парадигма, как она была определена выше.

Профессор А.З. Петров (Казань, 60-е годы)

       Кроме всего прочего, настораживает упорное стремление А.З.Петрова говорить о <моделировании физических полей> в плоском пространстве-времени римановой геометрией посредством геодезического, конформного или иного отображения.

       А.З. Петров большие надежды возлагал на обнаружение гравитационных волн. Уже после своего переезда из Казани в Киев он организовал в институте теоретической физики Украинской Академии наук экспериментальную лабораторию по обнаружению гравитационного излучения. В ней была смонтирована алюминиевая антенна — копия установки профессора В.Б. Брагинского. Но одно дело, когда подобными сверхтонкими экспериментами руководит опытный экспериментатор, а другое — профессиональный математик. После скорой кончины А.З. Петрова эта установка на много лет легла тяжелым грузом на плечи его преемника (К.А. Пирагаса), и вся эта затея ни к чему хорошему не привела.

Профессор К.П. Станюкович на гравитационном семинаре в МГУ (60-е годы)

 Свято верил в существование гравитационных волн профессор Кирилл Петрович Станюкович (1916-1989).

Он начинал свою деятельность в области теории гравитации с развития идей времен М.В.Ломоносова, т.е. с попыток объяснения гравитационного притяжения посредством излучения и экранировки потока гравитонов, конечно, в плоском пространстве-времени. Это соответствовало ньютоновой триалистической парадигме. Затем его взгляды претерпели изменения и стали частично соответствовать дуалистической физической парадигме, а частично — солитонной геометрической парадигме. В основе его представлений лежала вера в существование полевого вакуума, из которого можно извлекать энергию. Будучи крупнейшим специалистом в области магнитной газо- и гидродинамики, в частности в теории взрывов и истечения газов из сопла реактивных двигателей, он убедил лиц, связанных с финансированием, в перспективности работ по извлечению энергии из вакуума. Подчеркнем, что понятие гипотетического вакуума присуще именно парадигме физического миропонимания и чуждо иным метафизическим парадигмам. Под эту задачу Кириллу Петровичу выделили немалые средства, позволившие организовать лабораторию, состоящую из экспериментальной и теоретической групп, порой насчитывавшую до 80 человек. В этой лаборатории был выполнен ряд интересных теоретических исследований в области гравитации, однако гипотеза вакуума, из которого можно извлекать энергию, не оправдала себя.

Реляционное миропонимание

       В дуалистическом реляционном миропонимании выделяются категории пространства-времени и частиц, а третья категория триалистической парадигмы — поле переносчиков взаимодействий — либо совсем исключается из числа первичных категорий, что делается в парадигме теории прямого межчастичного взаимодействия Фоккера-Фейнмана, либо добавляется к некой обобщенной категории — структуре, вбирающей в себя две названные категории.

       5.1. Теория прямого межчастичного взаимодействия

       Наиболее последовательным сторонником теории прямого межчастичного взаимодействия в нашей стране был член-корреспондент АН СССР Яков Ильич Френкель (1894-1952). Без преувеличения можно сказать, что он совершил научный подвиг: в сложный период, когда господствующей являлась концепция близкодействия, когда развитие физики мыслилось не иначе, как в рамках теории поля, он возглавил теоретические исследования в рамках концепции дальнодействия. В течение многих лет, практически в одиночестве он отстаивал идеи дальнодействия, доказывал их непротиворечивость и перспективность. Он писал: «Я думаю, однако, что мы должны считать фундаментальной реальностью не поле, но материю, т.е. движение и взаимодействие материальных частиц, а электромагнитное поле рассматривать как вспомогательную конструкцию, служащую для более удобного описания этого взаимодействия. Наконец, я полагаю, что оно представляет собой дальнодействие, которое мы никоим образом не должны сводить к какому-то действию и близкодействию, осуществляющемуся через какую-либо промежуточную материальную среду или при помощи материализованных силовых линий» [12]. И это он утверждал в то время, когда многие считали, что развитие физики от Максвелла, Фарадея до наших дней продемонстрировало торжество концепции близкодействия (теории поля) и несостоятельность (ошибочность) дальнодействия.

       В книге «Вопросы теоретической физики», вышедшей к 100-летию со дня его рождения, была впервые опубликована статья Я.И.Френкеля «Принцип причинности и полевая теория материи» [13, c.132-154], в которой он отметил основные проблемы теории прямого межчастичного взаимодействия конца 40-х годов, видимо, не располагая информацией о трудах Р.Фейнмана и Дж. Уилера по этому вопросу. Стремясь их разрешить, он попытался построить компромиссную теорию, призванную совместить в себе принципы теории поля и концепции дальнодействия. Но названные Я.И.Френкелем проблемы были разрешены иным путем в трудах Р.Фейнмана, Ф. Хойла, П. Дэвиса и других авторов, которым помогли идеи Френкеля. Его работы и «поля Френкеля» упоминал Р. Фейнман в своей Нобелевской лекции.

Член-корреспондент АН СССР Я.И. Френкель (40-е годы)

        В какой-то степени идеи Френкеля поддерживал академик И.Е. Тамм, но в целом исследования в рамках этой парадигмы в нашей стране оказались на обочине магистрального пути развития физики. Можно упомянуть значительно более поздние работы Я.И. Грановского и А.А. Пантюшина; К.А. Пирагаса и В.И. Жданова; Ю.С. Владимирова и А.Ю. Турыгина [15] по теории прямого межчастичного гравитационного взаимодействия. Далее следует назвать Г.В. Рязанова, развивавшего квантовые аспекты теории прямого межчастичного взаимодействия.

       5.2. Теория систем отношений

 Вторая метафизическая парадигма реляционного миропонимания основана на переходе к новой обобщенной категории, вбирающей в себя категории частиц и пространства-времени. Долгое время не было ясно, как строить физическую теорию в рамках такой парадигмы, — не было известно подходящего математического аппарата. В самом конце 60-х годов такой аппарат был открыт Ю.И. Кулаковым (учеником И.Е. Тамма) под названием теория физических структур [15]. В качестве новой обобщенной категории в этой теории выступает унарная структура, точнее система вещественных отношений между элементами-частицами одного сорта. В теории Кулакова естественным образом получаются геометрии с симметриями: Евклида, Минковского, Лобачевского, Римана (постоянной положительной кривизны), симплектические и некоторые другие, однако, строго говоря, отсутствуют взаимодействия, что заставляет так или иначе вводить вторую категорию, соответствующую полям переносчиков взаимодействий.

Триалистическая и монистическая парадигмы

       Все перечисленные выше ученые составляли актив отечественных исследователей в области общей теории относительности во второй половине ХХ века, и почти все они ушли из жизни в 70-х — 80-х годах. Получилось так, что между их поколением и новым не оказалось достаточно широкого круга подготовленных теоретиков-релятивистов. В 90-х годах в силу известных причин произошел спад активности в этой области теоретической физики. Многие наработки прошлых лет и традиции оказались утерянными. В науку пришли новые люди. Выше были перечислены носители дуалистических метафизических парадигм в физике, что характерно для ХХ века, являвшегося переходным на пути от триалистической ньютоновой парадигмы к искомой монистической парадигме, которая, по мнению автора, будет определяющей в XXI веке.

       Однако с приходом нового поколения в 80-х — 90-х годах наблюдался некоторый откат от общей тенденции, в частности в виде релятивистской теории гравитации — типичной теории в рамках триалистической парадигмы. В ней в качестве самостоятельных представлены все три ключевые категории: плоское пространство-время, частицы (материальные объекты негеометрического происхождения) и гравитационное поле в виде обычного тензорного поля второго ранга. Имелись и другие симптомы отката.

       В то же время как в стране, так и за рубежом идет настойчивый поиск теории в рамках монистической парадигмы, опирающейся на единую обобщенную категорию, из которой можно было бы получить все три категории ньютоновой парадигмы. Идя к новой теории со стороны разных дуалистических парадигм, исследуются разные варианты первоначала: всеобщий вакуум, предгеометрия и другие понятия. Видимо, все это следует понимать как одно и то же первоначало будущей теории, видимое ныне под разными углами зрения. Более того, как представляется автору, уже имеется подходящий математический аппарат для построения искомой теории в виде бинарных систем комплексных отношений (см. [2]), однако более подробное рассмотрение этого вопроса выходит за рамки публикации, посвященной истории физики.

Заключение

       Метафизические парадигмы, по своему определению, являются общими как в конкретных науках, так и в возможных философских учениях. Многовековая история философско-религиозной мысли свидетельствует, что в этой сфере ключевыми также являлись именно три начала: материальное, идеальное (рациональное) и духовное (волевое).

       Используя изложенную выше методику фундаментальной теоретической физики, классифицируем различные философско-религиозные учения в зависимости от того, какие пары из названных трех начал в них являются доминирующими. Материалистическим назовем мировоззрение, опирающееся на материальное и идеальное начала. Напомним, что в диалектическом материализме антиподом материальному началу считалось идеальное. Отметим также, что в марксистско-ленинской философии не было места для духовного начала, и ему нашлось место в нашей стране только в самое последнее время. Естественно, назвать идеалистическим мировоззрение, основанное на идеальном и духовном началах. Вспомним ленинские изречения о том, что идеализм неизбежно ведет к поповщине.

       Оставшийся третий вариант, где во главу угла ставятся духовное и материальное начала, предлагается назвать религиозным мировоззрением. Напомним, что во всех главных религиях мира духовное Первоначало (Бог) является Творцом материального мира. Без опоры на эти два начала религиозные учения потеряют всякий смысл. Из истории известно, сколь серьезными были проблемы согласования религиозных учений с рациональным мышлением, веры с разумом.

       Сопоставим друг с другом три начала философско-религиозных учений и три ключевые категории в теоретической физике. Философское материальное начало должно быть уподоблено физической категории частиц, идеальное начало — физической категории пространства-времени, а духовное начало естественно считать соответствующим физической категории полей переносчиков взаимодействий. Продолжением этой аналогии является сопоставление названных выше миропониманий в физике и философско-религиозных мировоззрений: материалистическое мировоззрение должно быть сопоставлено с реляционным миропониманием физической картины мира, идеалистическое мировоззрение — с геометрическим миропониманием, а религиозное мировоззрение — с физическим миропониманием.

       Из данных классификаций и их сопоставлений следуют парадоксальные, на первый взгляд, выводы. Оказывается, идеологи диалектического материализма были правы, относя исследования в области общей теории относительности и многомерных геометрических моделей Калуцы и Клейна к идеалистическим учениям. Они были также правы, считая исследования в области квантовой теории поля чуждыми своей идеологии, правда, они не являлись идеалистическими, а для них еще более неприемлемыми — «поповскими». Но у идеологов марксизма-ленинизма не было других, более уничижительных понятий, чем обвинение в идеализме. А ведь физическое миропонимание оказывалось наиболее естественным для европейского (христианского) региона.

       Но самым неожиданным явилось то, что материалистическому (философскому) мировоззрению, оказывается, наиболее соответствует реляционное миропонимание физической картины мира, которое в нашей стране было наименее развитым. Известно, какие трудности испытывал Я.И. Френкель, отстаивая реляционную концепцию на диспутах и в своих работах. При подготовке известного заседания 40-х годов, где намечался идеологический разгром в физике, аналогичный ранее осуществленному в биологии, Я.И. Френкеля заставили каяться в своих якобы заблуждениях. Причиной этого обстоятельства послужила все та же известная книга «Материализм и эмпириокритицизм», в которой в пылу фракционной борьбы со своими оппонентами по партии Ленин обрушился с критикой взглядов Э. Маха и позитивизма. Как известно, Мах являлся сторонником реляционной парадигмы в естествознании, и ряд российских социал-демократов (А. Богданов и другие) разглядели созвучие философских позиций своей партии с естественнонаучными взглядами Э. Маха, а Ленин этого не понял. После победы большевиков книга Ленина стала своего рода идеологемой и отступать в этом вопросе уже было неудобно, но тем самым была подрублена возможность установления действительной гармонии философской и естественнонаучной парадигм. А такая возможность была реальной.

       В итоге в естествознании насаждалась как бы дуалистическая парадигма, где в качестве доминирующей обобщенной категории выступала материя, включающая в себя и частицы, и поля, а в качестве второй категории выступала «форма существования материи». На практике же все это соответствовало триалистической ньютоновой парадигме, поскольку из всеобщей категории материи так или иначе вычленялись поля переносчиков взаимодействий. Возвращаясь к упомянутой во введении дискуссии ведущих советских гравитационистов на философской конференции, видим, что при двух дозволенных категориях (материя и «форма существования») им пришлось мучиться, куда поместить гравитацию. Оказались представленными все мыслимые ответы.

       Оглядываясь назад на развитие науки в ХХ веке, следует констатировать, что в физике, несомненно, доминирующей была дуалистическая парадигма физического миропонимания, но, в принципе, физика могла пойти и иными путями. Ведущими могли бы стать и геометрическая, и реляционная парадигмы. Основы исследований в их рамках были заложены в первой четверти ХХ века, примерно во время революционных событий в нашей стране. Геометрическая парадигма была введена в физику трудами А. Эйнштейна, Т. Калуцы, Г. Вейля, Э. Картана и ряда других физиков и математиков. Основы реляционной парадигмы были заложены в работах И.К.Ф. Целльнера, Э. Маха и затем развивались А.Д. Фоккером, Г. Тетроде, Я.И. Френкелем, Р. Фейнманом и другими (см. об этом в [2]).

Литература

Сборник «Философские проблемы теории тяготения Эйнштейна и релятивистской космологии». Киев: Наукова думка, 1964. Владимиров Ю.С. Метафизика. М.: БИНОМ (Лаборатория знаний), 2002. 534 с. Эйнштейн А., Бергман П. Обобщение теории электричества Калуцы //Cобр. научн. трудов. Т.2. М.: Наука, 1966. С. 492-513. Левашев А.Е. Движение и двойственность в релятивистской электродинамике. Минск: Изд-во БГУ, 1979. 320 с. Родичев В.И. Теория тяготения в ортогональном репере. М.: Наука, 1974. 184 с. Румер Ю.Б. Исследования по 5-оптике. М.: ГИТТЛ, 1956. 152 с. Румер Ю.Б. Принципы сохранения и свойства пространства-времени //Пространство, время, движение. М.: Наука, 1971. С. 107-125. Иваненко Д.Д. Вступительная статья //Нелинейная квантовая теория поля. М.: Изд-во иностран. лит-ры, 1959. С. 6-40. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. М.-Л.: 1941. Фок В.А. Теория пространства, времени и тяготения. М.: Гос. изд-во физ.-мат. лит-ры, 1961. 564 с. Петров А.З. О гравитационных волнах //Современные проблемы гравитации. Тбилиси: Изд-во Тбил. ун-та, 1967. С. 12-49. Френкель Я.И. //Природа электрического тока. (Беседы-диспут в Ленинградском политехническом институте). М.—Л.: Изд-во Всесоюзн. электротехнич. общ-ва, 1930. 150 с. Френкель Я.И. Принцип причинности и полевая теория материи //Вопросы теоретической физики. С-Пб, 1994. С. 132-154. Владимиров Ю.С, Турыгин А.Ю. Теория прямого межчастичного взаимодействия. М.: Энергоатомиздат, 1986. 136 с. Кулаков Ю.И, Владимиров Ю.С., Карнаухов А.В. Введение в теорию физических структур и бинарную геометрофизику. М.: Изд-во Архимед, 1991. 184 с.

 

Оригинал: http://7i.7iskusstv.com/2018-nomer10-vladimirov/