Дуэль 2009_9

ДОГМАТИЗАЦИЯ ФИЗИКИ

С сожалением приходится констатировать, что здание современной физической науки трещит по швам. Собственно, единым зданием оно никогда и не было. И ещё со времён Ньютона физика представляла собой ряд направлений связанных, разве что, единой методологией, отличной от методологии других наук.

С этой точки зрения применение законов единства и борьбы противоположностей, отрицания отрицания или перехода количества в качество к физике действительно представляется нонсенсом, в чём я и должен согласиться с ЧИТАТЕЛЕМ. И это при всём том, что мир един и неделим, а физика провозглашает себя наукой о природе. Впрочем, так ли это на самом деле?

Увы, физика давно порвала с природой и стала наукой о законах последней. Т. е. преломлением природы через метод познания. Теперь для физического законотворчества непосредственное обращение к природе необязательно. Лоренц был математиком и просто исследовал уравнения Максвелла, но вовсе не природу описываемых ими явлений. Эйнштейн только придал преобразованиям Лоренца характер всеобщности, опять же не исследуя их природы. И только Майкельсон (Михельсон) здесь действительно исключение.

Сказанное лишь означает, что современная физическая методология не может исключить, как и не может доказать существование эфира и связанных с ним явлений.

Но может случиться, что ситуация подобна геоцентрической концепции Птолемея и гелиоцентрической концепции мира Коперника. Одни видят здесь противоречие и могут спорить до хрипоты, но мне представляется, что этого всего лишь два закономерных этапа развития знания.

Опять же с формальной точки зрения (в данном случае теоретической механики) выбор той или иной позиции означает выбор между инерциальной и неинерциальной системами отсчёта для описания явления. В современной расчётной (теоретической или математической) физике это происходит сплошь и рядом. Кстати, и геоцентрическая система отсчёта не является инерциальной и при точных расчётах приходится вводить поправки вроде птолемеевских эпициклов. Но теперь это уже никого почему-то не смущает.

В современной физике положение ничуть не лучше. Оно просто критическое. В отличие в своё время от Поля Дирака никто не может сегодня в единых рамках объединить кажущимися разнородными физические явления. В частности, волну и частицу и вытекающий из представлений квантовой механики эффект дальнодействия (мгновенное изменение состояний частей ранее единой системы), не согласующийся с конечностью скорости света, между прочим, лежащей в основе преобразований Лоренца и потому теории относительности Эйнштейна. Именно на эти противоречия я и хотел обратить внимание.

ЧИТАТЕЛЬ, конечно, прав в том, что идеи теории относительности успешно работают в микромире движущихся с околосветовыми скоростями элементарных частиц. Но это известно не только ему… Неизвестно лишь, можно ли объединить комплекс физических явлений от микро — до макромира отказом от принятия гипотезы эфира и, самое главное, упорным нежеланием проведения прямых экспериментов, подтверждающих или опровергающих эту гипотезу.

Завершить обсуждение хотелось бы двумя замечаниями, касающимися, соответственно, технологического прогресса и объективности физики как науки.

С технологией более или менее ясно. Она строится на теоретических достижениях физики (химии, биологии…), но только подкреплённых соответствующими экспериментальными результатами… Сегодня очевидно, что спекулятивный путь завёл развитие науки вообще и физики в частности в тупик, который грозит остановкой технологического прогресса и завершением техногенного этапа развития человечества. Не буду только давать оценку хорошо это или плохо.

Хуже с объективностью. Соотношение неопределённостей Гейзенберга запрещает точное описание свойств взаимодействующих объектов, соответствующих некоммутирущими операторами квантовой механики.

Последнее означает, что субъект измерения (исследователь) принципиально не в состоянии дать независимое от него (субъекта) описание объекта исследования. Это напрямую подрывает веру в науку и даёт повод для другой веры — с описательных позиций Библии, Талмуда и Корана трактующих явления, происходящие в человеке, науке и социуме.

Вырваться из создавшегося проложения можно только пересмотром основ науки и, прежде всего, её методологии, в том числе и изменением отношения к эфиру. Но это доступно не всем.

Но вообще-то ЧИТАТЕЛЮ я благодарен за интерес к поднятой Ю.И. Мухиным теме и представившейся в связи с тем возможности высказаться.

Благодарен я и самому Ю.И. Мухину за то, что вопросы методологии (не только науки) «Дуэль» рассматривает на конкурсной основе, через полемику, столкновение мнений. В отличие от клановой системы его конкурентов. Хотя и это ещё не гарантия от ошибок… В. Текин

МЫСЛИ по поводу идей Бориса Черкуна, изложенных П. Каравдиным,

Б. Черкун: «В настоящее время считается общепризнанным, что свет — это электромагнитная волна. И что вообще всякое излучение — радиоволны, рентгеновское и гамма-излучение — является электромагнитной волной. Причём, в основе современной теории излучения лежит не теория электромагнетизма вообще, а её максвелловская трактовка. Но во-первых, доказана несостоятельность идеи Максвелла, что вокруг переменного магнитного поля возникает круговое электрическое поле. А, значит, несостоятельной является и другая его идея, что вокруг переменного кругового электрического поля возникает круговое магнитное поле. Уже отсюда напрашивается вывод, что любое излучение вообще, и свет в частности, не есть электромагнитная волна… Во-вторых, поскольку доказано, что вокруг токонесущего проводника возникает не магнитное круговое, а магнитное радиальное поле, то и подавно свет и излучение вообще нельзя больше рассматривать как электромагнитные волны. Это значит, что теория излучения требует пересмотра».

На самом деле пересматривать надо представление о природе электричества вообще. А теория излучения, как и другие теории электричества, будут пересмотрены автоматически. Рассмотрим несколько примеров.

1. Электрический ток в проводнике физики-теоретики представляют потоком свободных электронов. При подключении гальванического элемента (батареи, аккумулятора) и небольших токах с этим ещё можно согласиться. Но возьмём, например, сталеалюминиевый провод марки АС 185/24, используемый в воздушных линиях электропередачи (ЛЭП), с расчётным диаметром 18,9 мм и допустимым длительным током 520 А.1 Вопрос, откуда провод возьмёт в своём небольшом сечении столько свободных электронов, чтобы передать такой большой ток? К тому же, чтобы не строить дополнительные дорогостоящие ЛЭП, по одной ЛЭП стараются передавать как можно большие мощности и для этого повышают напряжение в сотни тысяч раз. (Для этой же цели повышают и давление газа в газопроводе у места его добычи). Но во столько же раз уплотняется и материальный носитель электротока и, значит, во столько же раз больше потребуется свободных электронов. И где провод возьмёт эти дополнительные электроны? Может быть, трансформатор поставляет их?

2. Трансформатор. Как могут передаваться электроны с первичной обмотки на вторичную обмотку? Между ними гальванической связи нет. Так что трансформатор не может поставлять дополнительные электроны в провода ЛЭП. Зато он накачивает какую-то другую субстанцию, какой-то другой материальный носитель электрического тока и, при этом, поднимает напряжение в ЛЭП в сотни тысяч раз. (Уже работают ЛЭП с напряжением более миллиона вольт). Что же это за субстанция, которая позволяет сжимать себя до такой высокой степени?

3. Может, электрогенератор получает электроны откуда-нибудь? Тоже нет. В электрогенераторе электричество вырабатывается за счёт пересечения обмоток статора магнитным полем вращающихся магнитов или электромагнитов, закреплённых на валу генератора. Как видим, обмотка генератора тоже не получает никаких электронов, но при этом выдаёт электрический ток повышенного напряжения — до 10 кВ. Т. о. обмотка генератора, как и вторичная обмотка трансформатора, тоже поглощает какую-то субстанцию, какой-то материальный носитель электрического тока, но не электроны.

4. Радиоантенна. Что она излучает в окружающую среду? Заметим, если электрический потенциал с колебательного контура подаём, например, в провод обратной связи — это переменный электрический ток, а если этот же потенциал подаём в радиоантенну, он почему-то становится электромагнитным излучением. А ведь и в провод, и в антенну подаются колебания потенциала одной и той же субстанции. И антенна мощной телерадиостанции может излучать колебания только той субстанции, которая поступает от трансформатора.

Т.о. прослежен кругооборот субстанции — материального носителя электрического тока, от поглощения электрогенератором до излучения радиоантенной, и получаем вывод: электрический ток не является потоком свободных электронов. Какую же субстанцию поглощают обмотка генератора, вырабатывая электроэнергию, и вторичная обмотка трансформатора, передавая эту энергию в ЛЭП?

Так что Борис Черкун совершенно прав: теорию излучения надо пересматривать. Но прежде всего надо пересматривать представление о природе электричества. Тем более, что человек уже начал выходить в Космос и собирается осваивать Вселенную. А это потребует колоссальных энергорессурсов. А где взять энергию? Только в самой Вселенной. И здесь может помочь теория эфира В.А. Ацюковского.2 Кстати, В.А. Ацюковский со своими помощниками проверил некоторые предположения об участии эфира в электрических, магнитных и электромагнитных явлениях и описал их в небольшой книжке «12 экспериментов по эфиродинамике». В качестве «информации к размышлению» о природе электричества эта книжка представляет интерес.

Эфир, согласно его теории, подобен газу, и, значит, свойства эфира аналогичны свойствам газа. Как и газ, эфир распределяется в пространстве равномерно; изменения объёма и плотности эфира при сжатии весьма и весьма велики; законы природы, работающие в аэродинамике, работают и в эфиродинамике, поскольку законы природы едины на всех уровнях существования материи, и аналогия есть отражение единства этих законов.

Так что, эфир вполне может быть материальным носителем электрического тока и магнитного поля. Р.К. Ахелик

ЗНАНИЕ ФАКТОВ НЕ ПОМОГАЕТ НАХОДИТЬ ПРИЧИНЫ ЯВЛЕНИЙ

Заучивание теорем и формул не помогает в главном поиске причин и объяснении явлений. Хотя китайские студенты знают физические факты значительно лучше американских, выполнять задания «на подумать» это им не помогает.

«Развитие основных научных навыков необходимо для студентов, изучающих естественные науки, технологии, инженерию и математику. Это дает им возможность успешно решать реальные задачи в будущей работе. В задачи учителей входит не только дать студентам фактологическое знание, но и развить основные исследовательские навыки», — считает Лэй Бао (Lei Bao), профессор физического факультета университета штата Огайо. Очевидно, что для воспитания таких навыков, например, умения находить причинно-следственные связи, необходимо развитие критического мышления. Однако считается, что хорошее знание фактологического материала также помогает в объяснении научных явлений.

Лэй Бао и его коллеги из США и Китая, занимающиеся в том числе проблемами развития образования в области физики, решили выяснить, действительно ли заучивание фактов помогает развить исследовательские навыки. Для этого они протестировали 6 тыс. вновь поступивших студентов из семи разных университетов. Причем четыре университета находилось в Соединенных Штатах, а три в Китае. Такое деление не случайно. Система школьного образования в обеих странах совершенно разная. Если в Китае, как и в России, школьники в течение пяти лет изучают стандартный курс физики, то американские школьники изучают основы этого предмета в составе других базовых курсов. И только некоторые выбирают в старших классах двухсеместровый курс физики. Тесты ученые использовали разные. Два из них — «Анкетирование о принципе действия сил» (FCI, Force Concept Inventory) и «Краткое тестирование по электричеству и магнетизму» (BEMA, Brief Electricity and Magnetism Assesment) направлены на проверку фактических знаний. Эти тесты часто используют сами ученые для проверки специфических знаний студента по предмету. А для выявления объяснительных способностей авторы работы выбрали тест, разработанный профессором естественных наук Антоном Эриком Лаусоном (Anton Eric Lawson) в 1978 году и направленный на выявление способности находить причинно-следственные связи в научных явлениях (LCTSR, Lawson?s Classroom Test of Scientific Reasoning). Этот тест очень популярен и повсеместно используется исследователями для оценки познавательных способностей испытуемых. Ученые специально тестировали только вновь поступивших студентов, у которых еще не начался курс физики.

Результат по тестам на знание оказался ожидаемым. В первом тесте, по механике, большинство китайских студентов набрали около 90 баллов из 100. Результаты американцев варьировались от 25 до 75 баллов, а в среднем они решили около 50 % заданий. Электричество и магнетизм и те и другие знали хуже. Средний результат новобранцев китайских университетов оказался 70-ти процентным. Американцы же в среднем набирали всего по 25 %. Это лишь немногим больше того результата, что можно достичь, выбирая ответы случайным образом (в этом случае он был бы 20-ти процентным). А вот результаты «причинно-следственного» теста оказались совсем иными. И китайцы, и американцы в среднем выполнили его примерно на 75 %. Причем и распределение по количеству ответов оказалось одинаковым. Ученые утверждают, что это не связано с особенностями теста. Например, школьники 11-го и 12-го классов, не поступившие в университет, проходят его на 10 15 % хуже прошедших отбор.

Выходит, что заучивание различных научных данных не помогает развивать объяснительные навыки, столь необходимые ученым. А ведь преподаватели, что характерно, уверены в обратном. Исследователи обратились к учителям с вопросом, насколько, по их мнению, изучение математики и физики в школе определяет развитие объяснительных способностей у студентов. Людей, которые считают, что вклад школьных знаний в развитие таких способностей в среднем менее 50 %, не нашлось. Самый распространенный ответ — 80 %: среди китайских учителей так ответили 82 %, среди американских — 54 %. Интересно, что 15 % американских преподавателей считают, что плотное изучение физики и математики на все 100 % определяет дальнейшую возможность стать ученым, хотя среди их китайских коллег таких не нашлось. Видимо, у последних просто больше опыта работы с «накачанными знаниями» выпускниками школ. И опыт этот, вероятно, не самый положительный.

По мнению профессора Бао, еще со школьной скамьи нужно учить ребенка не только фактам, но и тому, как эти факты интерпретировать. Ведь в будущем, став учеными, нынешние студенты столкнутся с реальными проблемами, не ограниченными условиями задачи из учебника, и им придется самостоятельно решать их. Студент университета штата Огайо и соавтор работы Цзин Хань (Jing Han) согласен со своим руководителем: «Когда я выполняю свою собственную научную работу, я обязан уметь самостоятельно планировать, что именно собираюсь исследовать и как буду это делать. Я не могу просто спросить у своего профессора или посмотреть ответ в книге». Отказываться от изучения фактического материала не стоит, считают исследователи. Но обучение школьников и студентов следует сделать сбалансированным и больше внимания уделять именно развитию объяснительных способностей у учеников, поиску причин природных явлений. «Эти навыки особенно важны сегодня, когда мы нацелились создать общество с устойчивым развитием науки и технологий, — считает Лэй Бао. — Не только ученые, но и обычные люди нуждаются в таких навыках, чтобы уметь корректно интерпретировать научные открытия и мыслить рационально». Профессор Бао считает, что обучение должно быть похоже на исследовательскую работу, где студенты работают в группах, задают вопросы учителям и сами планируют свои научные исследования. Впрочем, подобная технология обучения и так становится все популярнее в мире.

Статья с результатами работы Лэй Бао и его коллег опубликована в журнале Science.

МАРЕСЬЕВ В НАУКЕ

Исполнилось 100 лет со дня рождения и 20 лет со дня безвременной кончины выдающегося русского советского математика, Героя Социалистического Труда, лауреата Ленинской, Сталинской и Государственной премий, а также премии им. Н.И. Лобачевского академика Понтрягина Льва Семеновича, кавалера восьми орденов, в том числе 5 орденов Ленина, и многих медалей. Дело в том, что все эти звания и награды принадлежали слепому человеку. Зрение Лев Семенович потерял в 13 лет в результате взрыва примуса.

Проявив исключительную волю и мужество, а также благодаря повседневной помощи родных, близких и друзей, Понтрягин в 20 лет окончил Московский университет, в 27 лет (1935 г.) стал доктором физико-математических наук. В 1935–1988 гг. он профессор, а в 1970–1988 гг. — организатор и заведующий кафедрой оптимального управления факультета вычислительной математики и кибернетики МГУ им. Ломоносова. Область его научных интересов очень широка: теория двойственности в алгебраической топологии, теория обыкновенных дифференциальных уравнений, теории непрерывных групп и др. Его систематические исследования в этих областях математики нашли отражение в целых циклах работ и ему принадлежат труды по топологии, теории непрерывных групп, дифференциальным уравнениям, фундаментальные труды по математической теории оптимальных процессов, в которой он создал научную школу. Им опубликовано около 300 научных работ.

В МГУ Понтрягин читал курсы лекций: дифференциальные уравнения, обыкновенные дифференциальные уравнения, теория интегрирования и др. Его учебник по дифференциальным уравнениям более полувека является настольной книгой не только математиков, но и инженеров, специалистов и ученых ряда других отраслей. Его труды получили мировую международную известность и признание. Понтрягин член исполкома, в 1970–1974 годах — вице-президент Международного математического союза, почетный член Международной академии астронавтики, почетный член Лондонского математического общества, почетный член Салфордского университета (Англия), почетный член Венгерской академии наук.

Будучи патриотом своей родины с чувством обостренной ответственности за ее судьбу, Понтрягин не мог пойти мимо позорного положения, в котором оказалась средняя школа страны в конце 60-х годов прошлою века. Причиной этого было то, что идеологией в стране тогда руководили такие горе-идеологи, как Суслов, Поспелов, Пономарев, Демичев, Ильичев, Зимянин и им подобные, учителя агента влияния Яковлева и его соратников. Эти школы на 1600 и более учащихся, имевшие по 40 классов, в каждом по 40 человек и больше, были неуправляемыми, невозможно было обеспечить дисциплину и качество знаний школьников. В таких классах учиться было трудно и невозможно. Способствовали этому и отвратительные школьные учебники по ряду дисциплин. Так, если при сталинском министре просвещения РСФСР академике Потемкине учебники для средних школ писали школьные учителя и широко использовался опыт лучших учителей дореволюционных средних учебных заведений — вспомним замечательные учебники по алгебре и геометрии Киселева, которые выдержали переиздания в течение десятков лет — то тут ряд академиков вместо научной деятельности и написания учебников для высшей школы взялись создавать учебники для средних школ, в которых никогда не работали и что необходимо школе не знали. Таким было учебное пособие по физике, которое написал академик Кикоин и которое не утверждалось более 10 лет в качестве учебника. Понтрягин в ряде партийных и советских газет и журналов в 70-х годах (сам он всю жизнь был беспартийным) опубликовал немало статей, где он писал об отвратительных учебниках по алгебре и геометрии для средних школ. Одна из статей называлась «Этика и арифметика». В этих статьях слепой Понтрягин обвинил автора этих учебников зрячего академика Колмогорова в том, что Колмогоров абсолютно не знает школу, что учебники отвратительные и что наверняка писал их даже не Колмогоров, а его аспиранты, что в учебниках введено понятие «конгруэнтно». Переведите это слово на узбекский или башкирский, получится абракадабра. И это при том, что учебники для большинства школ союзных и автономных республик дублировали на своем языке учебники РСФСР. В статье «О математике и качестве ее преподавания» (журнал «Коммунист», N14, 1980) Л.С. Понтрягин в качестве самого простого примера «усовершенствования» преподавания математики в школе приводил следующее: «Вместо общепринятого и наглядного представления о векторе как о направленном отрезке… школьников заставляют выучивать следующее: «Вектором (параллельным переносом), определенном парой (А, В) несовпадающих точек, называется преобразование пространства, при котором каждая точка М отображается на такую точку MI, что луч MMI сонаправлен с лучом АВ и расстояние MMI равно расстоянию АВ» (В.М. Клопский, З.Е. Скопец, М.И. Ягодовский. Геометрия. Учебное пособие для 9 и 10 классов средней школы. 6-е изд. М., «Просвещение», 1980, с. 42). В этом сплетении слов разобраться нелегко, а главное — оно бесполезно, поскольку не может быть применено ни в физике, ни в механике, ни в других науках».

Конечно, ответственность за позорное состояние школ и учебников несут, прежде всего, министры просвещения СССР и РСФСР Прокофьев и Данилов, президент Академии педагогических наук СССР Столетов. Все они профессора МГУ, а Прокофьев и Столегов еще и там же заведовали кафедрами, где они, выражаясь словами преступного элемента, «сшибали бабки». Именно при них учителей стали ценить не за качество даваемых ученикам знаний, а за процент успеваемости. И среди учителей широко распространилось выражение «три пишем — два в уме». Такими же горе-наставниками учителей были работники ЦК КПСС, кто отвечал за школу: Трапезников, Кузин, Ворожейкин и др. О том вреде, который нанесли школе и государству эти чиновники, еще напишут в назидание потомству, но сейчас статья не о них, а о замечательном сыне страны — академике Понтрягине.

Слепой Понтрягин все это знал и поднял тревогу. К сожалению, у Понтрягина было много завистников и недоброжелателей как в нашей стране, так и за рубежом. К их числу принадлежали и ряд его неблагонадежных учеников. Об этом можно прочитать в материалах доктора физико-математических наук Бояринцева В.И., опубликованных в Интернете, а также в воспоминаниях самого Понтрягина, тоже имеющихся в Интернете. Скончался Понтрягин в 1988 году и похоронен в Москве на Ново-Девичьем кладбище. Книг о жизни и деятельности академика Понтрягина и его друзей — Героев и дважды Героев Социалистического Труда академиков Тихонова, Богомолова, Несмеянова, Петровского, Лаврентьева и других — не издают. Не издают книг и про трижды Героев Социалистического Труда Щелкина, Ильюшина, Духова, Харитона, Зельдовича и многих других героев Отечества. Зато в серии ЖЗЛ выходят книги об антигероях — о Колчаке, Деникине, Распутине (Гришке), Марине Мнишек, имаме Шамиле, Карле XII, Павле I, Пилсудском и многих других.

Книга серии ЖЗЛ о Бродском равна книге о Пушкине, а о Пастернаке — Льву Толстому. Книга о Хрущеве больше книги о Ленине, а книги о Колчаке и Деникине в два раза больше, чем о Рокоссовском и Буденном, которые их хорошо громили. Это делается для того, чтобы посеять хаос в душах людей и прежде всего — молодежи! С.Г. Крюков

1. А.Д. Смирнов, К.М. Антипов «Справочная книжка энергетика». Москва, Энергоатомиздат, 1984 г., с. 377.

2. В.А. Ацюковский «Обшая эфиродинамика». Москва, Энергоатомиздат, 1990 г.

3. «Эфиродинамические гипотезы». ООО «Петит», 2004 г. И другие.