Обзор видео Торвальда об общей теории относительности

Друзья, есть такой замечательный персонаж на Youtube  Торвальд (более 230 тыс. подписчиков). Я думаю, некоторым он здесь знаком, поскольку не раз уже попадал в поле зрения из-за своих странных высказываний. Он был замечен нашим другом – Макаром Светлым Science show. Можете прочитать его рецензию: https://vk.com/wall-47125811_17755

Торвальд довольно разноплановый блоггер, периодически меняющий направления своего производства. Но нас больше всего интересует популяризация физики в его видео. Дело в том, что у некоторых физиков появляются претензии к происходящему в видео. Рассмотрим подобные претензии на примере двух его видео об Общей теории относительности (ОТО).

В первом видео, которое называется “О путешествиях во времени”: речь идет о природе времени, точнее даже о том, как это понимает автор. Сначала Торвальд говорит о себе в таком ключе, что хорошо понимает логику, разбирается в критическом мышлении, о том, что он учит критическому мышлению и “здравому смыслу”. Однако задав такую планку, он вызывает далее множество вопросов.

1) «Время абстрактно, в отличие от пространства»

Для читателя поясним. Абстракция – это один из способов работы с реальностью. Время можно в принципе назвать абстрактным понятием, но не более чем и другие измерения реальности. Главное, что время, как и координаты, является физической величиной, то есть прибор которым можно его измерить, притом результаты показаний будут объективны. В этом смысле время ничем не хуже и не лучше пространства, и сомнительно его пытаться отделить по этому признаку.  Возможно, причина недопонимания в том, что понятие времени и координат в общественном сознании несколько перегружены, по сравнению с научными.

2) «Время в ОТО равноправно пространственным измерениям»

Конечно, данную фразу можно часто услышать, даже от физиков. Правда, физики имеют в виду, что мы не должны придавать времени какое-то отдельное значение лишь потому, что привыкли так делать. Но есть математические различия между тем, как время входит в характеристики пространства-времени, и тем как входят координаты пространства.

3) «ОТО не доказана, потому что она теория»

Утверждение о том, что теория – нечто недоказанное, у Торвальда проскальзывало и раньше. Торвальд путает теорию с гипотезой: довольно частая ошибка. Я думаю, для незнающих стоит кое-что пояснить.

Во-первых, да, логически все естественно-научные теории, конечно, нельзя полностью считать абсолютно доказанными. Поскольку, похоже, что это в принципе невозможно в рамках нашего познания. Но дело в том, что в рамках естественных наук под доказательствами понимаются определенные свидетельства (попытки опровергнуть гипотезу, предсказательная сила) и они являются критерием, по которым научное сообщество определяет научную теорию, отделяя ее от гипотез. Нельзя сказать, что теория навсегда верна, наука остается гипотетическим знанием. Но нельзя сказать, что теория это нечто недоказанное, доказательства (в том смысле, в котором они понимаются в рамках естественно-научного познания) есть, и эта теория работает, чем и показывает свою состоятельность по крайне мере в какой-то области реальности.

4) «Эйнштейн построил ОТО на допущениях, которые ни у кого не укладывались в голове»

Эйнштейн построил теорию всего на двух аксиомах. Принцип эквивалентности, в котором и раньше не было сомнений, проверенный уже множество раз, однако считавшийся просто совпадением. И два принципа специальной теории относительности. Из них странным являлся, пожалуй, только принцип постоянства скорости света во всех инерциальных системах отсчета. Однако и он к тому времени являлся проверенным принципом. Зная это, хочется спросить, какие допущения ни у кого не укладывались в голове?

5) «Объекты – более хороший способ описать реальность, чем события, принятые в ОТО. Потому, что непонятно, что такое “событие”»

Тут возникает вопрос, а почему Торвальду понятно, что такое объект? Похоже, что Торвальд считает единственно верным модель объектов висящих в пространстве. Однако же физика показывает, что такая модель далеко не всегда работает. Некоторые массивы экспериментов просто не получается интерпретировать в рамках подобной модели (см. квантовая механика). Более того, часто в приложениях оказываются полезнее несколько другие подходы, как в методе Лагранжа: представление механической системы в трехмерном пространстве как пространства всех позиций системы, в которой каждое состояние описывается одной лишь точкой n-мерного пространства.

Между тем переход от объектов к событиям и обратно вполне понятен. Вместо того, чтобы рассматривать объект и его движение, давайте рассматривать каждый момент этого движения как событие, которое расположено, как в пространстве, так и во времени.

6) «У объектов в ОТО четыре характеристики: “длина, ширина, высота и время”. В связи с чем, непонятно, что такое время для объекта»

Объекты в ОТО – это события, даже сам Торвальд говорит об этом, так что непонятно, почему в дальнейшем он благополучно об этом забывает и возвращается к объектам.
Четыре компоненты – это координаты относительно системы отсчета, а не характеристики тела. Более того, в классической физике рассматриваются x,y,z – координаты точек в пространстве, почему вдруг разговор заходит о ширинах длинах и высотах, которые вообще даже объективными характеристиками тела не являются (их можно по разному измерять, и с этой точки зрения можно сказать, что шар единичного диаметра равен кубу со стороной единица).

7) «Черные дыры никто не наблюдал, а лишь наблюдаемые объекты интерпретируются с точки зрения ОТО, как черные дыры»

Любой факт в рамках науки имеет какую-то интерпретацию связанную с теорией. В этом смысле и любое наблюдение является лишь интерпретацией. Поэтому, грубо говоря, это просто игра со словами. Атом или фотоны, мы так же не в состоянии наблюдать непосредственно, однако у нас есть определенные данные в пользу существования, более того, то, что мы наблюдаем глазами, так же лишь определенная интерпретация, связанная с нашей картиной мира и опытом. У черных дыр есть достаточно много свидетельств наблюдения. Мы, конечно, не уверены, что мы знаем все свойства наблюдаемых объектов, однако их поведение в аспектах гравитации и света сильно походит на поведение нашей модели – черной дыры. И при наблюдении новых данных, мы непременно поправим свою модель в соответствии с реальностью.

В комментариях на Youtube заметили, что у Торвальда не все верно, и больше похоже на то, что он пытается рассуждать о вещах, о которых имеет смутное представление. После этого Торвальд выпускает второй ролик с провокационным названием “Истерия об искривлении пространства”.

1) “…То есть человек смотрит, видит нормально, а воспринимает какую-то хрень из каких-то книг статей”

Почему-то Торвальд склонен не учитывать возможность ошибочной интерпретации того, что он видит. Дело в том, что противоречие между статьями и видимым миром – мнимое. Грубо говоря, на самом деле противоречие возникает между определенными предположениями, сформированными на повседневном опыте и достаточными для его описания, и тем, что представлено в статьях, что учитывает не только повседневные факты, но и четкие эксперименты. Теории, представленные в книгах и статьях, не противоречат видимому, если вы достаточно понимаете эти теории, а лишь дополняют и разъясняют, то, что мы наблюдаем и эксперименты ученых в определенной степени.

2) Демагогический вопрос: «Если материя искривляется в пространстве, то она жестко привязана к пространству. Но если так, то она движется по неким рельсам, а значит, когда мы ее будем двигать, мы будем двигать и пространство»

На самом деле искривляется пространство-время, и поэтому искривлены траектории. То есть те пути, которые были прямыми, стали кривыми. А те, которые были кривыми стали еще кривее. Из искривления не следует, что материя жестко привязана к пространству, следует лишь, что разные пути считаются “прямыми”. Материя искривляет пространство-время, которое в свою очередь заставляет определенным образом двигаться материю.

3) «Почему вы решили, что искривляется пространство, а не палка в нем?»

Это довольно частый аргумент среди тех, кто не совсем понимает сути теории относительности. Как уже говорилось, искривляется не палка, искривляются пути, по которым движется материя. Конечно, Торвальд отсылает к эксперименту Эддингтона. Смысл в том, что искривление лучей света Торвальд не считает доказательством искривления пространства. Однако эксперименты основываются не просто на факте искривления, а на том, какое это искривление. И классическая механика дает два предсказания: отсутствие какого-либо отклонения и отклонение на угол альфа. ОТО же предсказывает отклонение на угол два альфа, то есть в два раза больше. Именно этот факт и позволил показать, что ОТО лучше классической механики. И именно это, можно сказать, дает право нам утверждать, что искривляется именно пространство в данном случае.

Вы можете посмотреть видео о доказательствах ОТО Макара Светлого, там есть и ссылки на статьи.

Интересно, что Торвальд упоминает Александра Соколова. Хотелось бы спросить, что Соколов думает о человеке, который не устает повторять, что “теория – это нечто недоказанное”.

В общем-то, часть ошибок автора видео следуют уже из непонимания терминологии ОТО. Сам автор говорит, что ему непонятно, что такое пространство-время. Соответственно, ему и непонятно, каким образом это пространство-время искривляется. Другая часть является следствием непонимания научного метода, что неудивительно ожидать от человека, который ссылается на Катющика. Это проявляется и в непонимании, как делается выбор в пользу какой-либо интерпретации.

Александр Карасёв

Читайте также