Знание-сила, 2001 № 12 (894)

Впрочем, в конечном счете любая реконструкция «картины мира», существовавшей прежде, все равно есть конструирование прошлой социальной реальности.

Михаил Вартбург

Гравитация и спекуляция

«Speculation» по-английски – не только спекуляция в денежном смысле, но еще и отвлеченное размышление, предположение, догадка. Вот почему один из любопытнейших научных журналов нашего времени . называется «Speculations in Science and Technology», что на русский язык можно было бы перевести как «Научные и технические предположения». Здесь обычно появляются самые смелые, далекие от общепринятых гипотезы о природе тех или иных научных явлений или объяснения различных научных загадок. А порой – и настоящие спекуляции, то есть сознательная игра на любопытстве читателя, имеющая целью заработать даровую славу. Отличить одно от другого иногда бывает очень трудно. Ну вот, к примеру, такая «спекуляция», не столь давно появившаяся в журнале. Автор ее – английский физик Робертсон, а загадка, которой он посвящает свою статью, – загадка гравитации, проще товоря – того всемирного тяготения материальных тел друг к другу, которое открыл великий Ньютон.

Можно, конечно, попросту постулировать, что оно, мол, есть, и точка, таковы, дескать, свойства природы. Можно, подобно Эйнштейну, попытаться свести гравитацию к свойствам пространства: наличие массивного тела, как показывают уравнения общей теории относительности Эйнштейна, искривляет окружающее пространство, и потому другие тела, помельче, движутся вокруг этого тела по искривленным траекториям. А можно попробовать рыть еще глубже, и это как раз то, что пытается сделать упомянутый англичанин Робертсон.

В чем же состоит его «спекуляция» насчет гравитации? Робертсон утверждает, что гравитация порождена элементарными частицами, из которых построены атомы любого вещества. Ну, физикам, разумеется, понятно, что элементарные частицы тоже обладают гравитацией, то есть притягивают друг друга по закону Ньютона. Но им известно также, что это притяжение намного меньше, чем другие виды взаимодействия между частицами, – все эти ядерные, электрические, слабые и прочие силы. А вот Робертсон считает, что это не так, что именно из электрических и прочих взаимодействий складывается то, что мы называем – и ощущаем – как гравитацию.

У Робертсона есть своя теория строения атома. Она радикально отличается от модели Резерфорда – Бора, согласно которой атом напоминает миниатюрную Солнечную систему: в центре ядро, а вокруг него – электроны. По Робертсону, атом как бы «сплошной»: он состоит из элементарных частиц-нейтронов, которые в силу присущих им внутренних особенностей время от времени распадаются на другие элементарные частицы – протоны и электроны; те в свою очередь время от времени сливаются обратно в нейтроны, и процессы эти происходят с такой быстротой, что вообще нельзя проследить, где в атоме кто: нейтроны, протоны и электроны образуют некую общую смесь, и она-то и есть «атом».

Впрочем, некоторое условное разделение все же возможно, считает Робертсон. Можно для наглядности представить себе, что нейтроны образуют некие решетчатые структуры, входящие одна в другую, – что-то вроде оболочек или вставленных друг в друга «клеток», в углах которых и сидят нейтроны. Но они то и дело превращаются, как уже сказано, в протоны, так что уже в следующий миг эти «клетки» оказываются образованными из протонов. При таком превращении из нейтронов вылетают еще и электроны, которые, по утверждению Робертсона, устремляются вдоль «прутьев клетки» к другим протонам (в углах следующей «клетки») и сливаются с ними опять же в нейтроны. Иными словами, в этой модели происходит непрерывное движение электронов и такое же непрерывное превращение нейтронов в протоны и обратно.

Все эти частицы, продолжает Робертсон, врашаются вокруг своей оси и в совокупности образуют нечто вроде гироскопа. Гироскоп – это такой механический прибор, состоящий из вращающихся шаров или дисков и обладающий любопытной особенностью – стремлением сохранить направление оси вращения. Вот и атом, по Робертсону, обладает таким гироскопическим эффектом. Он-то и порождает гравитацию. Вот как это происходит. Всякий атом, говорит Робертсон, стремится сохранить свое положение. Но если рядом с ним находится другой атом, то электроны первого, продолжая свое упомянутое выше движение «по прутьям клеток», переходят внутрь второго (путями перехода служат при этом химические связи, которыми связаны оба атома) и вынуждают этот второй атом тоже сохранять свое положение относительно первого. Иными словами, один атом влияет на другой (а тот, естественно, на первый) таким образом, чтобы оба оставались в исходном положении вращения всех своих частиц. Сила этого влияния и есть гравитационная сила. Она действительно всемирна, поскольку действует между любыми двумя атомами во Вселенной, лишь бы они были связаны химическими связями.