Но вот до сих пор никому, в том числе и самому Ньютону, не удалось достаточно наглядно показать, каким именно образом действует эта самая сила гравитация, какова ее природа. Хотя попыток, как уже говорилось, было сделано немало.
В. А. И одну из первых, пожалуй, предпринял Лессаж…
С. З. Совершенно верно. В один из майских дней 1749 года молодой преподаватель математики и физики Георг Луи Лессаж объяснял своим воспитанникам закон всемирного тяготения. Но когда кто-то из особо пытливых учеников спросил, может ли учитель объяснить причину тяготения, тот только развел руками: «Этого пока не знает никто…»
Ученики, вполне возможно, уже на следующий день забыли о том, что учитель не смог ответить на один вопрос. Но сам Лессаж никак не мог забыть об этом.
И однажды он вспомнил слова знаменитого Декарта: «Мы считаем сосуд пустым, когда в нем нет воды, на самом деле в таком сосуде остается воздух. Если из „пустого“ сосуда убрать и воздух, в нем опять что-то должно остаться, но мы это „что-то“ уже просто не чувствуем».
Внезапно вспыхнула мысль: небесные тела не притягиваются, а подталкиваются друг к другу! И подталкивает их то самое «нечто», которое мы не ощущаем…
В. А. После Лессажа подобная мысль приходила в головы многих других ученых. И все они на первых порах были счастливы своим открытием. Суть его можно описать так: представим себе, что все пространство между небесными телами заполнено неким газом, состоящим из крошечных частиц, летающих во всех направлениях. При определенных условиях эти частицы, наталкиваясь, скажем, на Солнце и Землю, подталкивают их друг к другу.
Однако чтобы удовлетворить тем условиям, при которых подобное подталкивание возможно, такие частицы, оказывается, должны обладать удивительными свойствами. Должны двигаться со сверхсветовыми скоростями. И при этом, пробегая колоссальные расстояния, не сталкиваться друг с другом. Более того, сами небесные тела тоже не являются преградой для подобных частиц: они пронизывают их насквозь, лишь слегка задерживаясь в своем стремительном беге.
Было рассчитано, что именно в таком газе должен выполняться Закон всемирного тяготения, при котором сила взаимного притяжения (или подталкивания, если хотите) прямо пропорциональна их массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Однако тут же возникает и противоречие. Если Земля движется вокруг Солнца в таком газе, то он непременно должен и тормозить ее движение, чего на практике не наблюдается.
И это лишь одно из затруднений. Существовали и другие.
В те времена модели, гипотезы и теории эфира рассматривали довольно узкий круг явлений. Декарт и Ньютон, к примеру, ничего не знали об электромагнитных феноменах, а тем более о внутриядерных взаимодействиях, хотя по идее эфир должен участвовать и в этих процессах. Модели Навье, Мак-Куллаха, В. Томсона и Дж. Томсона пытались учесть круг электромагнитных явлений, но в суть строения веществ и этим ученым проникнуть практически не удавалось.
Кроме того, большинство моделей рассматривали эфир как сплошную среду, в иных случаях даже как некую «идеальную» жидкость. Естественно, такой подход рождал противоречия: с одной стороны, частицы эфира должны были подталкивать тела друг к другу, с другой стороны — не мешать их движению.
И наконец, многие теории рассматривают отдельно материю эфира и материю вещества. В итоге Френелю и Лоренцу, к примеру, пришлось изобретать даже три самостоятельные, независимые субстанции: вещество, независимое от эфира; эфир, свободно проникающий сквозь вещество; свет, непонятным образом генерируемый веществом и передаваемый эфиру, да к тому же еще и распространяющийся в нем неведомым образом!
Понятное дело, устав от бесплодных попыток создать непротиворечивую модель эфира, многие ученые постепенно стали отказываться и от самой идеи. И напрасно!
С.3. То есть, говоря иначе, если ты не сумел обуздать лошадь, это вовсе не значит, что на ней нельзя ездить в принципе…
В. А. Аналогия, скажем прямо, притянутая за уши, но, в общем-то, обрисовывающая суть положения.
С. З. Тогда, очевидно, самое время рассказать и о новой модели эфира?
В. А. Ну что же, давайте попробуем. Для начала прикинем, какое из трех состояний вещества — твердое, жидкое или газообразное годится для нового эфира.
Возьмем любое твердое тело. В нем всегда присутствуют неоднородности, дислокации. А они наверняка будут мешать распространению каких-то взаимодействий (например, той же гравитации) во всех направлениях одинаково. Да и как-то трудно даже чисто психологически представить себе, что все межпланетное пространство заполнено чем-то твердым, а мы этого не замечаем.
Теперь представим себе жидкость, помещенную в невесомость. Силы поверхностного натяжения соберут ее в шары. В пространстве между планетами таким образом получится один шар, другой, третий… Между ними опять-таки останутся пустоты, а мы знаем, что межпланетное пространство достаточно изотропно, в нем нет ни сверхпустот, ни шаров с некой жидкостью.
Таким образом, получается, что на роль мирового эфира годится только газ. А наличие в природе тел различной удельной массы говорит о том, что газ может сжиматься в достаточно широких пределах. Он обладает весьма малой вязкостью, а потому небесные тела могут двигаться относительно свободно. Но тот же газ при больших давлениях может «организовать» действие больших сил на малых площадях, как это мы имеем в случае сильных ядерных взаимодействий.
С. З. Ну а раз эфир — газ, а не какой-то абстрактный вакуум, значит, он должен иметь все характеристики и параметры, полагающиеся реальному газу: плотность, температуру, давление, вязкость… Так ведь?
В. А. Совершенно с вами согласен. И все эти данные удалось рассчитать (см. таблицу), поскольку газовая среда достаточно хорошо описывается уравнениями газогидродинамики, которую в данном случае я бы назвал эфиродинамикой.
Более того, можно достаточно наглядно представить, чем же является элемент, или «элементарная частица», такой среды. Иначе его можно, пожалуй, назвать еще амером, поскольку именно этим термином Демокрит когда-то предпочитал называть неделимую часть вещества. «Амер» в переводе означает «истинно неделимый» в отличие от «атома», который имеет в виду что-то неразрезаемое, то есть неделимое достаточно условно. Ведь то, что нельзя разрезать, можно, скажем, разбить. Совокупность амеров образует эфир — газ, в котором могут существовать течения, вихри…
С. З. Но вихри ведь тоже бывают разные: большие и маленькие, вращающиеся по часовой стрелке и против, стоящие на месте и перемещающиеся…
В. А. Верно. И в данном случае мы можем произвести соответствующую классификацию всех движений эфира, в том числе и вихрей.
В основе всех форм движения обычного газа лежит поступательное движение его молекул. В основе эфира лежит тоже поступательное движение амеров. Кроме того, у эфира опять-таки по аналогии с обычным газом должны существовать еще два вида движения — вращательное и диффузионное.
В итоге у нас получается, что элементарный объем эфира, как и всякого обычного газа, имеет три формы движения: поступательную, вращательную и диффузионную, каждая из которых имеет свои подвиды.
Поступательная: спокойную, без завихрений (ламинарную) форму, а также продольно-колебательную форму (так в обычном воздухе распространяется звуковая волна).
Вращательная: форму замкнутого вращения (тор) и разомкнутую (типа смерча).
Диффузионная: температурную форму (диффузия при выравнивании температур внутри какого-то объема), градиентную скоростную, характеризующую перенос количества движения, и массовую, используемую при переносе масс.
Вот и все. Всего семь разновидностей. И уверяю вас, никаких «странностей» и «красивостей», а тем более «ароматов» нам больше не понадобится.
С. З. Как говорится, хотелось бы верить… Однако раз уж у вас все так хорошо получается, сам собой напрашивается вопрос: неужто до вас никто не мог додуматься до чего-либо подобного?
В. А. Ну как же, эфиродинамика, как и всякая уважающая себя наука, имеет достаточно глубокие корни. Предпосылки вихревой теории материи мы, например, можем отыскать уже в учениях древнегреческих философов — Фалеса, Анаксимандра, Гераклита, Парменида, Зенона, Аристотеля…
К числу основоположников этой теории в более поздние времена можно отнести также и Рене Декарта, который в своих работах «О мире», «Принципы философии» и «Возражения и ответы» довольно отчетливо сформулировал смысл учения о вихревой природе материи.
Вихревую модель мы можем найти и в работе В. Томсона «О вихревых атомах», где известный ученый пытался представить атомы состоящими из множества крошечных вихрей.
Немногие, наверное, знают, но это факт: свои знаменитые уравнения Дж. Максвелл вывел, проанализировав движения вихрей в жидком эфире. Именно по этому случаю он написал работы «О фарадеевых силовых линиях», «О физических силовых линиях», а также свой знаменитый «Трактат об электричестве и магнетизме».
Существуют также гидромеханическая модель атомного ядра и гидромеханические модели элементарных частиц, разработанные Г. Джейлом, в которых частицы представлены в виде петлевых потоков среды.
Так что, как видите, предшественников достаточно много. Каждый из них положил свой кирпичик в основание постройки, которую ныне мы можем назвать эфиродинамикой. Ну а сама эта наука пытается наглядно объяснить все те процессы, которые мы с вами имеем честь наблюдать в природе.
Диалог четвертыйО СТРОЕНИИ ВЕЩЕСТВА И ПОЛЯХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯили разговор о том, как можно пролить пролить новый свет на старые истины
С. З. Итак, в предыдущем диалоге вы грозились нарисовать новыми красками известную картину окружающего мира. И с чего, интересно, вы начнете?