Юрий Артамонов - Ли Смолин. Возрожденное время - От кризиса в физике к будущему вселенной

Кеплер и Галилей не разгадали тайну взаимосвязи между божественной вечной сферой математики и реальным миром, в котором мы живем. Они углубили эту тайну. Они пробили барьер между небом и Землей, поместив Землю в небо как одну из богоподобных планет. Они нашли математические кривые в движениях тел на Земле и планет вокруг Солнца. Но они не смогли бы излечить фундаментальный разлом между ограниченной временем реальностью и вечной математикой.

К середине 17-го столетия ученые и философы столкнулись с нелегким выбором. Или мир, по существу, является математическим, или он живет во времени. Два ключа к природе реальности витали в воздухе, ожидаемые и неразрешенные. Кеплер открыл, что планеты двигаются вдоль эллипсов. Галилей открыл, что падающие объекты двигаются вдоль парабол. Каждое из этих открытий было выражено в простой математической кривой и

к оглавлению

каждое частично расшифровывало секрет движения. Поодиночке они были глубокими открытиями; вместе они были зародышами Научной Революции накануне ее расцвета.

Это не похоже на сегодняшнюю сложную ситуацию в теоретической физике. Мы имеем два великих открытия, квантовую механику и общую теорию относительности, объединение которых мы пытаемся найти. Работая над этой проблемой большую часть моей жизни, я впечатлен достигнутым нами прогрессом. В то же время я убежден, что где-то на виду спрятана некоторая простая идея, и она будет ключом к разрешению проблемы. Признание, что прогресс может затормозиться, пока мы ждем изобретения чего-то не более существенного, чем идея, унизительно, но это уже происходило ранее. Научная Революция, запущенная простыми открытиями Галилея и Кеплера, долго откладывалась из-за идеи, что вселенная разделена на земную и небесную сферы. Эта идея препятствовала всестороннему применению математики к нижнему миру, тогда как нашему пониманию верхнего мира мешала вера в то, что там не нужно искать причины для совершенных небесных движений.

Возбуждает мысль о том, что могло бы произойти, если бы более чем 1000 лет эта основополагающая концептуальная ошибка не ослепляла мышление умных людей, которые уже имели в своих руках данные и математику, необходимые, чтобы сделать шаги, которые сделал Галилей. Эллинистические и исламские астрономы вполне могли бы сделать некоторые или все открытия Кеплера из данных, доступных за 1000 лет до Тихо Браге. Идея, что Земля вращается вокруг Солнца, не должна была дожидаться Коперника; она всегда была на столе с тех времен, как ее предложил Аристарх Самосский в 3-м веке до нашей эры. Его гелиоцентрическая космология обсуждалась Птолемеем и другими и могла бы быть известна таким великим ученым как Ипатия, блестящий математик и философ, которая жила в Александрии примерно с 360 по 415 годы нашей эры. А если бы она или один из ее ярких студентов открыли бы закон Галилея о падении тел или эллиптические орбиты Кеплера [5]? Мог бы найтись и Ньютон к 6-му столетию, и Научная Революция могла бы стартовать на целых 1000 лет раньше.

Историки могут возразить, что Коперник, Галилей и Кеплер не смогли бы сделать свои открытия до того, как Возрождение подготовило

к оглавлению

путь для освобождения мыслителей от догматизма Темных Эпох. Но во время Ипатии Темные Эпохи еще не наступили, и борьба между представителями греческого учения и религиозным фундаментализмом еще не убила дух рационального исследования. История могла бы быть совершенно другой, если бы кто-нибудь в Александрии времен Рима или, если уж на то пошло, в великих центрах образованности, которые расцвели в исламском мире несколькими столетиями позже, избавился от геоцентрической вселенной. Однако, самые яркие ученые в лучших условиях не смогли проделать концептуальный скачок к представлению, что математические законы управляют движением в земной сфере или что динамические силы играют роль в небесах. Для Галилея и Кеплера понадобилось разрушение сфер, разделяющих две реальности, чтобы сделать возможными их открытия.

Но даже они не смогли бы сделать следующий шаг, а именно, увидеть единство, заключенное в земной параболе и планетарном эллипсе. Это осуществил Исаак Ньютон.

Поскольку Галилей и Кеплер жили после разрушения сфер, они могли бы спросить, не приводит ли достаточно сильный бросок чего-нибудь к выходу на орбиту и не приводит ли ослабление движения объекта по орбите к падению. Для нас очевидно, что это не два явления, а одно. Но это не было очевидным для них. Иногда требуется поколение или около того, прежде чем простейшие следствия новых открытий окажутся в центре внимания. На полвека позже Ньютон понял, что движение по орбите есть форма падения, и завершил унификацию небес и Земли.