Баллистическая теория Ритца и картина мироздания

Создатель капельной модели ядра, физик Дж. Уилер, совместно с Р. Фейнманом переоткрывший ритцеву обменную модель взаимодействия зарядов, предполагал даже, что многочисленные электроны и позитроны — это один и тот же электрон, имеющий смятую мировую линию [150]. Движение тел часто изображают на графике, где по одной оси отложено время, а по другой — координата. Этот график движения и есть мировая линия тела, электрона — его летопись, своего рода историческая кинолента всех его событий (Рис. 193.а). Каждое временное сечение (вертикальная прямая) даёт одну точку пересечения: в каждый момент электрон находится в заданном месте — это как один кадр с изображением электрона в последовательности кадров на непрерывной киноленте времени. Но если линия перекошена, как в случае графиков движения звёзд (Рис. 81, Рис. 83 в § 2.14), её петли заходят друг за друга, придавая графику многозначность (Рис. 193.б). Тогда каждое временное сечение даст много точек: в каждый момент видно много идентичных частиц, как на смятой киноленте от наложения кадров просвечивает сразу много изображений одного и того же прыгающего мяча. Так и от эффекта Ритца на звёздной орбите наблюдалось вместо одной несколько одинаковых звёзд. Раз все сечения линии равноценны, то все частицы обладают одинаковой массой, зарядом и т. д. В этом, по Уилеру, и состоит причина идентичности всех электронов.

Рис. 193. Смятие мировой линии электрона рождает его копии, видимые одновременно. Аналогия с умножением числа изображений звезды от перекоса кривой лучевых скоростей.

Эквивалентность, однако, не полная. При смещении секущей на одних ветвях точки пересечения движутся вдоль исходного направления кривой, а на других — против нормального хода времени, показанного стрелкой. Эти точки пересечения, движущиеся вспять, назад во времени, соответствуют позитронам, подобным электронам, но движущимся задом-наперёд (для них мировая линия электрона, его историческая кинолента, мотается назад). Точно так же при размножении изображений звёзд от перекоса кривой лучевых скоростей (§ 2.15) часть изображений движется против естественного хода звезды по орбите — задом-наперёд, словно назад во времени, исчезая при слиянии с изображениями, движущимися в естественном направлении (как точки 1 и 2 на Рис. 81.в). Поскольку пересечение каждой петли даёт по электрону и позитрону, то частиц обоих типов (с прямым и попятным движением) будет поровну, как и положено в приводимой модели строения частиц и мира, содержащего поровну электронов и позитронов. Не зря и сам Уилер считал, что в атоме поровну электронов и позитронов, поскольку каждому электрону соответствует позитрон, сидящий в протоне (искал позитроны в протонах и открывший антиматерию Дирак) [150].

С приближением секущей к краям петель точки, отвечающие позитрону и электрону, всё быстрее сходятся, словно притягиваемые, а при слиянии исчезают (аннигиляция). И наоборот, едва секущая встретит новую петлю, возникает пара точек, как при рождении электрон-позитронных пар (Рис. 193). Так Уилер объяснил природу электронов и позитронов, единство их свойств, притяжение и аннигиляцию. То, что частицы движутся по естественному ходу времени, а античастицы — против него, вносит некую асимметрию. Вот почему в ядрах находятся избыточные позитроны, а в атомных оболочках — электроны (§ 3.11).

Впрочем, такие искажения пространства и времени невозможны в классической механике, где пространство и время евклидовы, однородны и абсолютны в смысле независимости от внешних влияний. Поэтому к таким идеям, равно как к теории относительности, всё же стоит относиться скептически. Зато сама гипотеза о том, что античастицы — это те же частицы, но движущиеся назад во времени, вполне допустима и интересна в плане использования античастиц для перемещения назад во времени, открывая путь к созданию машины времени, о которой столько писали фантасты, начиная с Г. Уэллса. Ведь в любом теле, включая тело человека, достаточно антиматерии — позитронов, которых ровно половина. Если бы удалось подчинить их себе, обуздать и устремиться с их потоком назад, цель была бы достигнута.

Конечно, идея Уилера спорна, но интересна тем, что объясняет всё посредством геометрии. Ещё Вальтер Ритц полагал, что все физические законы должны свестись к пространственно-временным соотношениям, взаимосвязям. Это соответствует глубокой идее Демокрита и Лукреция о том, что время не существует, не течёт само по себе: его ход мы познаём и ощущаем лишь через наблюдение движений тел — изменение их положений в пространстве, через соизмерение различных движений, скажем движения бегуна и песчинок в песочных часах. Понятие времени вне движения тел бессмысленно, так же как и понятие энергии, температуры, тепла, не существующих самих по себе.