Методологическая физика. Очиров Д.Д-Э. - 75 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

149
ленный физический смысл
1
.
В поиске гравитационного уравнения ОТО Эйнштейн не воспользо-
вался вариационным принципом в отличие от Гильберта
2
. Поэтому закон
сохранения энергии и импульса выступает в качестве ограничения (селек-
тора) теории. Если бы к этому времени он знал так называемые тождества
Бьянки (так как левая часть преобразованного уравнения (24) удовлетво-
ряет четырем тождествам Бьянки:
(R
µν
(1/2)g
µν
R); ,=0 , (25)
то получил бы закон сохранения энергии-импульса Т;
µν
ν
=0 (26) почти ав-
томатически из общей ковариантности уравнений (23) и (25)
3
. Значит,
уравнение (24) соответствует принципу сохранения энергии-импульса, т.е.
одному из основных физических критериев выбора математической струк-
туры для выражения теоретического закона. При этом ранее упомянутое
выражение
1=g , играющее одну из основных ролей во втором и треть-
ем статьях теперь уже выполняет функцию математического селектора, с
помощью которого выбирается удобная система координат (выполняет
подсобную функцию).
Если уж сравнить достигнутый результат (23) четвертой берлинской
статьи Эйнштейна с результатом формального исследования цюрихского
этапа ОТО, проведенного совместно с Гроссманом, в рамках их гибридной
теории, то они как мы уже знаем из письма Эйнштейна к Зоммерфельду,
пришли к уравнению (23), “толькобез второго члена в правой части (-1/2
g
µν
Т), но при этом сделали неверное заключение, что оно не содержит
ньютоновское приближение
4
.
Почти одновременно с Эйнштейном Д. Гильбертоткрыл основное
уравнение ОТО (24), идя к ней несколько иным путем
5
. При выводе этого
1
Визгин В. П. Указ. статья. С. 160.
2
Процесс поиска уравнения (24) Д. Гильбертом рассмотрим чуть позже.
3
Уравнение (25) — “выражение для свернутых тождеств Бьянкибыло получено гораздо раньше:
сначала немецким математиком Аурелем Фоссом в 1880 г., затем независимо Риччи в 1889 г. и,
наконец, независимо бывшим учеником Клейна Луиджи Бьянки в 1902 г.” (См. подробно: Пайс А.
Указ. кн. С. 265.). Это обстоятельство еще раз подтверждает мысль о том, что в некотором отношении
развитие математики опережает эволюцию физических идей, тем самым, она (математика)
подставляет для физики тезаурус готовых математических идей и структур; а физику остается удачно
выбрать из нее соответствующую физическому принципу математическую структуру. Незнание
математической литературы порой затрудняло работу Эйнштейна.
4
На формальное исследование, чтобы получить фундаментальное уравнение (23) после совместной с
Гроссманом статьи, Эйнштейн потратил целых три года. Стало быть, фундаментальное
теоретическое исследование ОТО заняло три года.
5
Создается впечатление, что Эйнштейн и Гильберт соревновались, кто раньше получит этот
фундаментальный результат. “Итак, 25 ноября Эйнштейн представил на заседании Прусской
150
уравнения он применил вариационный принцип, но в отличие от Лоренца
и Эйнштейна, ранее применявших последний, записал его (уравнение)
правильно. Таким образом, Гильберт продемонстрировал свое математи-
ческое преимущество перед физиками
1
. Это преимущество у Гильберта по
отношению к физическому содержанию становилосьнедостатком”: дела-
лоизложение физических работ Гильбертатехнически трудным” (А.
Пайс), “уравнения настолько сложными, что он не смог их проверить” (О.
Клейн), “излишне детализированным”, “излишне усложненным”, “недоб-
росовестным по структуре” “изложением” “сверхчеловека” (математиче-
ского генияД.О.), скрывающего свой метод” (А. Эйнштейн).
В селективной ситуацииЭйнштейн-Гильбертнадо согласиться с
А. Пайсом: “Я считаю, что Эйнштейнединоличный создатель физиче-
ской теории (ОТО), в то время как получение ее фундаментальных уравне-
ний следует поставить в заслугу как ему, так и Гильберту
2
.
Итак, “серия моих статей о тяготенииэто цепь неверных шагов,
которые, тем не менее, постепенно привелиЭйнштейна к статье 25 нояб-
академии окончательный вариант уравнений гравитационного поля, — пишет А. Пайс. — За пять
дней до этого Давид Гильберт представил в Научное общество Геттингена работу, в которой были
приведены такие же уравнения, но с одним отличием. Эйнштейн, наученный ошибками предыдущих
недель, оставил структуру тензора Тµν совершенно свободной, определив лишь свойства
преобразований и сохранения. Гильберт же, — продолжает А. Пайс, — подробно определил
характеристики как силы тяготения, так и всех других сил. Поэтому (в чем собственно, и состоит
отличие) у него тензор Тµν имеет определенную динамическую форму: “…я считаю, что (в моей
статье) дается одновременно решение задач как Эйнштейна, так и Ми” (Гильберт). (См.: Там же. С.
249). На наш взгляд, когда Гильберт упоминает псевдотеорию Ми, ранее раскритикованной и
отброшенной Эйнштейном, показывает, что он недопонимал физическую сущность ОТО. “Подход
Гильберта к проблеме материи, — писал Эйнштейн в одном из своих писем, — представляется мне
ребяческим”.
1
Только один факт демонстрирует его математическое преимущество перед Эйнштейном.
Существует точка зрения А. Пайса о том, что ни Гильберт, ни Эйнштейн не знали, ранее упомянутые
нами тождеств Бьянки: “Итак, я утверждаю, что ни Гильберт, ни Эйнштейн не знали, ранее
упомянутые нами тождеств Бьянки в тот критический ноябрь 1915 г.” (См.: Пайс А. Указ. кн. Гл. 15.
3. Там же. С. 251). Мы уже убедились выше, что тождества Бьянки имеют фундаментальное значение
для поиска или выбора математической структуры основного уравнения (23–25) ОТО. Поэтому
научный редактор указанной книги А. Пайса акад. А. А. Логунов категорически не согласен с ним: “С
тем, что Эйнштейн не зная тождеств Бьянки, можно полностью согласиться. Этот вывод проф. Пайса
правилен. Что же касается Гильберта, то это тождество он доказал сам. Более того, он установил
общее тождество, откуда в частном случае он и получил тождество, называемое в литературе
тождеством Бьянки. В работе Гильберта (1915 г.) доказана специальная теорема”. (См.: Логунов А. А.
Предисловие научного редактора перевода. В указ. кн. Пайса А. С. 6). Значит, Гильберт в 1915 г. уже
знал вариационный смысл тождеств Бьянки (а не Вейль в 1917 г., как утверждает Пайс). Нам кажется,
вот почему Гильберт опередил Эйнштейна в получении основного уравнения ОТО на несколько
дней.
2
Пайс А. Научная деятельность и жизнь Альберта Эйнштейна. С. 253. При этом Пайс ссылается на
Клейна: “…не может быть спора о приоритете, поскольку авторы использовали настолько разный
подход, что сопоставимость полученных ими результатов стала очевидной отнюдь не сразу”. (См.:
Там же.).
ленный физический смысл1.                                                                            уравнения он применил вариационный принцип, но в отличие от Лоренца
     В поиске гравитационного уравнения ОТО Эйнштейн не воспользо-                                   и Эйнштейна, ранее применявших последний, записал его (уравнение)
вался вариационным принципом в отличие от Гильберта2. Поэтому закон                                  правильно. Таким образом, Гильберт продемонстрировал свое математи-
сохранения энергии и импульса выступает в качестве ограничения (селек-                               ческое преимущество перед физиками1. Это преимущество у Гильберта по
тора) теории. Если бы к этому времени он знал так называемые тождества                               отношению к физическому содержанию становилось “недостатком”: дела-
Бьянки (так как левая часть преобразованного уравнения (24) удовлетво-                               ло — изложение физических работ Гильберта “технически трудным” (А.
ряет четырем тождествам Бьянки:                                                                      Пайс), “уравнения настолько сложными, что он не смог их проверить” (О.
                           (Rµν−(1/2)gµν R); ,=0 ,   (25)                                            Клейн), “излишне детализированным”, “излишне усложненным”, “недоб-
                                                                                                     росовестным по структуре” “изложением” “сверхчеловека” (математиче-
то получил бы закон сохранения энергии-импульса Т; ν =0 (26) почти ав-
                                                                       µν                            ского гения — Д.О.), скрывающего свой метод” (А. Эйнштейн).
                                                                                                         В селективной ситуации “Эйнштейн-Гильберт” надо согласиться с
томатически из общей ковариантности уравнений (23) и (25)3. Значит,                                  А. Пайсом: “Я считаю, что Эйнштейн — единоличный создатель физиче-
уравнение (24) соответствует принципу сохранения энергии-импульса, т.е.                              ской теории (ОТО), в то время как получение ее фундаментальных уравне-
одному из основных физических критериев выбора математической струк-                                 ний следует поставить в заслугу как ему, так и Гильберту”2.
туры для выражения теоретического закона. При этом ранее упомянутое                                      Итак, “серия моих статей о тяготении — это цепь неверных шагов,
выражение         g = 1 , играющее одну из основных ролей во втором и треть-                         которые, тем не менее, постепенно привели” Эйнштейна к статье 25 нояб-
ем статьях теперь уже выполняет функцию математического селектора, с                                 академии окончательный вариант уравнений гравитационного поля, — пишет А. Пайс. — За пять
помощью которого выбирается удобная система координат (выполняет                                     дней до этого Давид Гильберт представил в Научное общество Геттингена работу, в которой были
подсобную функцию).                                                                                  приведены такие же уравнения, но с одним отличием. Эйнштейн, наученный ошибками предыдущих
    Если уж сравнить достигнутый результат (23) четвертой берлинской                                 недель, оставил структуру тензора Тµν совершенно свободной, определив лишь свойства
                                                                                                     преобразований и сохранения. Гильберт же, — продолжает А. Пайс, — подробно определил
статьи Эйнштейна с результатом формального исследования цюрихского                                   характеристики как силы тяготения, так и всех других сил. Поэтому (в чем собственно, и состоит
этапа ОТО, проведенного совместно с Гроссманом, в рамках их гибридной                                отличие) у него тензор Тµν имеет определенную динамическую форму: “…я считаю, что (в моей
теории, то они как мы уже знаем из письма Эйнштейна к Зоммерфельду,                                  статье) дается одновременно решение задач как Эйнштейна, так и Ми” (Гильберт). (См.: Там же. С.
пришли к уравнению (23), “только” без второго члена в правой части (-1/2                             249). На наш взгляд, когда Гильберт упоминает псевдотеорию Ми, ранее раскритикованной и
                                                                                                     отброшенной Эйнштейном, показывает, что он недопонимал физическую сущность ОТО. “Подход
gµνТ), но при этом сделали неверное заключение, что оно не содержит                                  Гильберта к проблеме материи, — писал Эйнштейн в одном из своих писем, — представляется мне
ньютоновское приближение4.                                                                           ребяческим”.
    Почти одновременно с Эйнштейном Д. Гильберт “открыл” основное                                    1
                                                                                                        Только один факт демонстрирует его математическое преимущество перед Эйнштейном.
уравнение ОТО (24), идя к ней несколько иным путем5. При выводе этого                                Существует точка зрения А. Пайса о том, что ни Гильберт, ни Эйнштейн не знали, ранее упомянутые
                                                                                                     нами тождеств Бьянки: “Итак, я утверждаю, что ни Гильберт, ни Эйнштейн не знали, ранее
                                                                                                     упомянутые нами тождеств Бьянки в тот критический ноябрь 1915 г.” (См.: Пайс А. Указ. кн. Гл. 15.
1
  Визгин В. П. Указ. статья. С. 160.                                                                 3. Там же. С. 251). Мы уже убедились выше, что тождества Бьянки имеют фундаментальное значение
2
  Процесс поиска уравнения (24) Д. Гильбертом рассмотрим чуть позже.                                 для поиска или выбора математической структуры основного уравнения (23–25) ОТО. Поэтому
3
  Уравнение (25) — “выражение для свернутых тождеств Бьянки — было получено гораздо раньше:          научный редактор указанной книги А. Пайса акад. А. А. Логунов категорически не согласен с ним: “С
сначала немецким математиком Аурелем Фоссом в 1880 г., затем независимо Риччи в 1889 г. и,           тем, что Эйнштейн не зная тождеств Бьянки, можно полностью согласиться. Этот вывод проф. Пайса
наконец, независимо бывшим учеником Клейна Луиджи Бьянки в 1902 г.” (См. подробно: Пайс А.           правилен. Что же касается Гильберта, то это тождество он доказал сам. Более того, он установил
Указ. кн. С. 265.). Это обстоятельство еще раз подтверждает мысль о том, что в некотором отношении   общее тождество, откуда в частном случае он и получил тождество, называемое в литературе
развитие математики опережает эволюцию физических идей, тем самым, она (математика)                  тождеством Бьянки. В работе Гильберта (1915 г.) доказана специальная теорема”. (См.: Логунов А. А.
подставляет для физики тезаурус готовых математических идей и структур; а физику остается удачно     Предисловие научного редактора перевода. В указ. кн. Пайса А. С. 6). Значит, Гильберт в 1915 г. уже
выбрать из нее соответствующую физическому принципу математическую структуру. Незнание               знал вариационный смысл тождеств Бьянки (а не Вейль в 1917 г., как утверждает Пайс). Нам кажется,
математической литературы порой затрудняло работу Эйнштейна.                                         вот почему Гильберт опередил Эйнштейна в получении основного уравнения ОТО на несколько
4
  На формальное исследование, чтобы получить фундаментальное уравнение (23) после совместной с       дней.
                                                                                                     2
Гроссманом статьи, Эйнштейн потратил целых три года. Стало быть, фундаментальное                       Пайс А. Научная деятельность и жизнь Альберта Эйнштейна. С. 253. При этом Пайс ссылается на
теоретическое исследование ОТО заняло три года.                                                      Клейна: “…не может быть спора о приоритете, поскольку авторы использовали настолько разный
5
   Создается впечатление, что Эйнштейн и Гильберт соревновались, кто раньше получит этот             подход, что сопоставимость полученных ими результатов стала очевидной отнюдь не сразу”. (См.:
фундаментальный результат. “Итак, 25 ноября Эйнштейн представил на заседании Прусской                Там же.).

                                              149                                                                                                   150