Файл: Семенчев, В. М. Физические знания и законы диалектики научное издание.pdf

шись в 3—5 раз, то и в этом случае радиус орбиты спутника будет ничтожен по сравнению с радиусами действительных орбит планет в Солнечной системе. Nсложнение идет дальше.

«...Вследствие неравномерного притяжения спутннко.м различных точек главной массы фигура ее де­ формируется н несколько вытягивается по направле­ нию к спутнику. Таким образом в стационарных ус­ ловиях в двух противоположных точках диаметра, расположенных на линии радиуса-вектора спутника, поверхность образует приливную выпуклость, в двух же промежуточных точках, наоборот, — впадину по сравнению с невозмущенной шаровой или эллипсои­ дальной фигурой. Вследствие более быстрого обраще­ ния центрального тела вокруг оси по сравнению со скоростью обращения спутника приливная выпуклость непрерывно выносится вперед и создает дополнитель­ ную составляющую притяжения, направленную, оче­ видно, не к центру главной массы, а по касательной к движению, благодаря чему движение спутника все время ускоряется. По элементарным законам механи­ ки, спутник, получая все большее количество движе­ ния, непрерывно отдаляется от главной звезды. С дру­ гой стороны, притяжение спутника приливной вы­ пуклостью дает, естественно, составляющую в проти­ воположном направлении, вследствие чего вращение основной массы непрерывно замедляется». Парадокс с распределением моментов в системе объяснен.

«При помощи этого механизма, действующего не­ изменно в одном и том же направлении, происходит передача момента количества движения главной мас­ сы отделившимся от нее спутникам. Вращательный момент центрального тела непрерывно уменьшается, а момент спутника настолько же увеличивается»1.

1 В. Г. Фесенков. Космогония Солнечной системы, стр. 108.

149

Теперь причина уточнена вплоть до изобретения особого механизма передачи момента движения от центрального тела спутнику и уже может быть при­ нята в качестве предположения к разбираемой ги­ потезе.

Сопоставим теперь гипотезу В. Г. Фесенкова с ги­ потезой О. Ю. Шмидта. Есть ли во второй перенесе­ ние причины из аналогичного явления в явление рас­ сматриваемое? Безусловно, есть! В качестве анало­ гичного явления у О. Ю. Шмидта выступают систе­ мы визуально-двойных звезд (у В. Г. Фесенкова речь идет о спектрально-двойных звездах). О. Ю. Шмидт считает, что причиной образования таких звезд мо­ жет быть только «захват». А так как системы ви­ зуально-двойных звезд, образовавшиеся путем захва­ та, в своих главных чертах аналогичны Солнечной системе, то и последняя образовалась путем захвата.

Таким образом, даже в случае «явных» физических гипотез, проверка которых представляет в настоящее время принципиальное затруднение, для подхода к объяснению «нового» осуществляется попытка уста­ новить аналогичность его уже известному «старому» и на этой основе объяснить (используя обязательно наличный математический аппарат) по возможности большее число сторон «нового».

Так обстоит дело, очевидно, вообще во всех слу­ чаях получения новых знаний. Новые знания в своем возникновении как бы опираются на существующие знания, хотя в дальнейшем и порывают с ними, т. е. их отрицают.

2. ПРИНЦИП СООТВЕТСТВИЯ

Развитие физических знаний было бы представлено очень односторонне и упрощенно, если бы связь старо­ го с новым в нем понималась только как влияние

150

старого на новое, т. е. без учета и влияния нового на старое. Конечно, изменить прошлое под влиянием на­ стоящего невозможно — время необратимо, но изме­ нить понимание прошлого в свете нового, т. е. более совершенного, знания можно и должно.

Что же в таком случае в принципе может быть изменено в старом физическом знании в свете новых физических знаний, если на это изменение взглянуть под углом зрения диалектики взаимосвязи теории и опыта?

Очевидно, прежде всего имевшее место единство, соответствие теории опытным данным. Возникновение нового знания, как было показано, —это всегда воз­ никновение нового уровня такого соответствия. И с высоты (а точнее говоря, из глубины) этого нового уровня соответствия по-иному начинает пониматься и соответствие, имевшее место ранее. Однако каким образам обстоит дело конкретно?

Классическая механика долгое время выступала в качестве единственно возможной теоретической си­ стемы, на основе которой строилось объяснение всех экспериментов. Классическая механика долгое время представляла собой единственный, казалось бы, воз­ можный способ согласования теоретических положе­ ний с опытными данными. Одним из важнейших пред­ ставлений, на которые опираются теоретические по­ ложения классической механики, является понятие материальной точки, физического объекта бесконечно малых размеров, обладающего конечной массой и ло­ кализованного в пространстве и во времени. Такое понятие вполне соответствовало господствующим представлениям о дискретности материи и поэтому вполне естественно выступало в качестве того глав­ ного инструмента, при помощи которого строили ос­ новные теоретически^ представления и объясняли происходящие в мире процессы.

151

Динамика материальной точки, явившаяся, по тем представлениям, ключом к пониманию мировых про­ цессов, основывалась на принципе инерции. Согласно данному принципу, любая материальная точка сохра­ няет свое состояние покоя или движения до тех пор, пока на нее не действуют никакие внешние силы. Вполне естественно, что действие внешних сил на ма­ териальную точку приводит к изменению ее движения (или покоя), а в общем случае — к изменению ее ско­ рости. Каким же образом происходит изменение ее скорости? Очевидно, мгновенное изменение скорости будет происходить прямо пропорционально приложен­ ной к данной точке силе и обратно пропорционально ее способности к сопротивлению изменению движения, т. е. инерции, зависимой от массы тела, центр тяжести которого находится в данной точке.

Уравнение классической динамики, выражающее движения материальной точки, показывает, что про­ изведение массы материальной точки на ускорение равно той силе, которая действует в данный момент на материальную точку, вызывая изменение в ее

более глубоким пониманием «земного» опыта чело­ века.

К тому же данное теоретическое положение нахо­ дится в полном соответствии с принципом физического детерминизма, согласно которому состояние любой материальной системы (системы материальных точек в механике) полностью зависит от ее состояния в прошлом. Действительно, если сила, действующая на материальную точку, является функцией координат и времени, то для определения состояния материаль­ ной точки в зависимости от времени необходимо по­

152

строить дифференциальное уравнение второго поряд­ ка по времени (точнее говоря, нужно построить си­ стему из трех таких уравнений, по одному для каждой составляющей компоненты сил). Решение же такого однозначного уравнения определяется заданием коор­ динат и их первых производных по времени для на­ чального момента времени.

Уравнение 'классической механики для материаль­ ной точки дает возможность значительно расширить представление о материальной системе и ее движении. Это можно сделать за счет введения некоторой век­ торной величины, называемой импульсом, и величины скалярной —энергии. Импульс характеризует количе­ ство движения и является собственно динамическим свойством материальной системы. Но вводится он при помощи кинематических величин следующим обра­ зом: производная по времени от вектора количества движения (импульса) равна силе, действующей на материальную точку. Аналогичным образом вводится при помощи кинематического понятия скорости и спе­ цифического динамического понятия массы и понятие энергии.

Таким образом, все главные характеристики дви­ жения и состояния материальной системы в классиче­ ской механике получаются как бы на основе интуи­ тивно ясных и не вызывающих сомнения кинетических понятий скорости и координат или по крайней мере при помощи этих понятий. Поэтому многие поло­ жения классической механики представляются само­ очевидными. Среди них одно из первых мест, безус­ ловно, занимает закон сложения скоростей: W=V\-{-W Наши знания о сложении скоростей материальных тел в самой природе представляют собой полнейшее со­ гласование опытных данных по установлению суммар­ ной скорости с даннйм теоретическим утверждением. Но, может быть, очевидность такого согласования го­

ворит о том, что здесь, собственно говоря, и нет ни­ какого согласования, а есть только условное символи­ ческое выражение нашего опыта? Нет, это не так.

Теоретическое положение, даже самое простое, каковым и является закон сложения скоростей клас­ сической механики, выходит за пределы эксперимента, а поэтому и не ограничивается его констатацией. За­ кон сложения скоростей классической механики да­ ет больше, чем указание на результат поставленных опытов. Это «больше» —утверждение абсолютного характера данного закона, признание, что он не из­ меняет своего вида в зависимости, например, от вели­ чины каждой из складывающихся скоростей. Но ни­ какого особого эксперимента на этот счет поставлено не было. Более того, никто и никогда в период гос­ подствующего положения классической механики и не помышлял о таком эксперименте.

Думается, что любое предложение о проверке пра­ вила сложения скоростей было бы принято так же, как могло быть принято предложение о проверке пра­ вильности геометрии Евклида и возможности сущест­ вования другой непротиворечивой геометрии, предло­ жение, которое из-за боязни «крика беотийцев», не решился сделать даже К. Ф. Гаусс и которое принес­ ло столько трудностей отважившемуся его сделать Н. И. Лобачевскому.

Отдельные физические опыты не выявляли рас­ хождения с законом сложения скоростей и его резуль­ таты считались очевидными и не вызывающими ни малейшего сомнения. Но откуда же в законе сложе­ ния скоростей возникает это «большее», чем конста­ тация опыта? Закон сложения скоростей в этом смыс­ ле вовсе не является исключением. Вся классическая механика, состоящая из кинематики и динамики, дает нечто большее, чем эксперименты, на которых она ос­ новывается.

154

скоростей и физического опыта (как и всех иных по­ ложений механики), физической практики определе­ ния скоростей говорить не только можно, но и долж­ но. Закон сложения скоростей классической механики находился в согласии, в соответствии с опытными данными относительно измерения скоростей, выра­ жая тем самым определенные физические знания. Однако в XIX в. возникли некоторые довольно суще­ ственные затруднения в отношении применения дан­ ного закона к реальным процессам природы. Прежде чем сказать об этих трудностях, приведем один при­ мер, который хорошо разъясняет принципиальную постановку вопроса.

Представим себе прямолинейно и равномерно дви­ жущуюся систему с источником света, который пере­ мещается вместе с этой системой, будучи жестко скрепленным с нею. Кроме источника света система несет на себе два экрана, один из которых располо­ жен впереди источника света по ходу движения си­ стемы, а другой — на том же расстоянии сзади.

Пусть теперь данная система представляет собой корабль, плывущий вдоль берега. В центре корабля помещен фонарь, а на носу корабля и на корме рас­ положены два ^экрана, на которые падает свет от фо­ наря. Если зажечь в какой-то момент времени фонарь, расположенный в центре корабля, то свет от него, распространяясь во все стороны, достигнет за какоето время обоих экранов. Так как расстояние от цен­ тра корабля, где расположен фонарь, до экранов одно и то же, то, очевидно, свет достигнет двух экранов одновременно. Это произойдет по той простой причи­ не, что свет с одной и той же скоростью движется от­ носительно палубы корабля.

Но для наблюдателя, стоящего на берегу, это бу­ дет выглядеть по-иному. По отношению к берегу свет будет быстрее двигаться в направлении движения

156