Нургалиев Ильдус Саетгалиевич — физик-теоретик, одновременно эксперт по среднему и высшему образованию в США, чья компетентность базируется на собственном опыте учебы в Бостонском Университете (специальность — «руководство образованием»), обширной исследовательской работе в университетах США и богатом опыте консалтинга по вопросам образования для россиян.
Образвание: Бостонский университет, штат Массачусетс, США, специальность Education Administration, 1996; Аспирантура Московского Университета им. М. В. Ломоносова, кандидат физико-математических наук, 1985.; Казанский университет, диплом с отличием, 1981.
«Птолемей создал Вселенную, которая просуществовала 1400 лет. Ньютон тоже создал Вселенную, которая просуществовала 300 лет. Эйнштейн создал ещё одну Вселенную, и я не могу сказать вам, как долго она будет существовать.»
Бернард Шоу
Насколько ситуация с тематикой оснований фундаментальной физики и математики (ОФФиМ) благополучна в России?
ОФФиМ как научная школа являются с одной стороны достоянием человечества, а с другой – современным фактором интеллектуального лидерства государства, базой для конкурентного преимущества в глобальной конкуренции, инструментом цивилизационного управления умонастроениями и поведением миллионов людей.
Традиции этой управленческой роли глубинных знаний восходят к демонстрациям служителями культа, жрецами, их способностей предсказывать начала наступления конца света в виде проглатывания Солнечного диска небесным крокодилом и дальнейшего освобождения Солнца от такой напасти силой изощренно торжественной молитвы, обращенной ими к могущественным первоистокам. Эту версию своего апокалипсиса современное образованное человечество уже успело осмыслить и освоить до уровня знаний природоведения младшеклассника.
Но на смену солнечного затмения пришел целый набор новых глобальных проблем: исчерпание энергоресурсов, изменение климата, загрязнение планеты, информационная и астероидная безопасность-опасность и так далее, включая еще мало кем осмысленными накоплением генетических проблем из-за развитой медицины, несоответствия политических институтов ряда стран степени доступа их граждан объективным источникам информации и другие. Фундаментальное оттеснение заботы о фундаментальной науке в задворки государственных приоритетов в виде, в частности, закрытия кафедр теоретической физики в ряде университетов Российской федерации свидетельствует, что современные верховные жрецы заглядывают не слишком далеко, лишь в пределах их собственных интересов, что дополнительно отягощает фундаментальность назревающих проблем.
Какие примеры внешнего управления ходом мысли в сфере фундаментальной физики и математики Вам известны?
Ярким примером проявления фактора лидерства, в данном случае дезориентирующего, является ситуация с космологической сингулярностью. Харизма и авторитет замечательных британских коллег обеспечили колоссального количества цитирования теорем, названных их именем, предваряя их даже в самых уважаемых монографиях словами, примерно, “Пенроуз и Хоукинг доказали ряд мощных теорем, из которых следует, что сингулярность неизбежна при весьма общих условиях” (С. Вейнберг. “Гравитация и космология”. Издательство “Мир”, 1975, стр.637). Тем временем для доказательства этих теорем используется в качестве леммы уравнение Райчаудхури с нулевой завихренностью. Что это за “общие условия” тогда?! Это что же, мы не знаем, что первый Советский спутник, если он не был разогнан до достаточной орбитальной скорости, а только запущен вертикально вверх со скоростью меньшей второй космической, то он при скорости, меньшей орбитальной первой космической, обязательно шлепнулся бы обратно на Землю?! Почему другие элементы материи (например галактики) должны вести себя иначе?
Общая теория относительности (ОТО) здесь, строго говоря, ни причем, заметьте. Вывод об отсутствии космологической сингулярности можно получить уверенно владея обыкновенной Ньютоновской физикой. Теорию полета спутника знает каждый школьник. А “мощь” теорем, получается, кроется в их направленности на вырожденные (безвихревые) особые случаи, не имеющие шанса, поэтому, быть использованными как модель реальности. Очень поучительна реакция на этот вывод научного сообщества – отдельно почти каждый уже чуть ли не самостоятельно пришел уже к этому же выводу, судя по индивидуальным признаниям после услышанных докладов автора в разных странах, но позиция еще не согласована с общим настроением, навеянным лидерами…
Отсутствие достаточной фундаментальности описания правой части уравнения ОТО Эйнштейном отмечено нелицеприятными словами, что левая (геометризированная) часть его уравнений – прекрасная мраморная колонна, правая же – гнилой деревянный столб. (The left (geometrized) part of the equations is a beautiful marble column, the right is a rotten wooden pillar). Но гниющий деревянный столб вполне служит свою службу космологического моделирования, если только не пренебрегать, следуя британским авторитетам, завихренностью, которой заполнена вся вселенная и которая преодолевает гравитационное притяжение и не дает реализации сингулярности. Невозможность достижения неограниченной кумуляции при ядерной детонации известна как теорема Е.И. Забабахина (Забабахин, Е. И. Неустойчивость неограниченной кумуляции / Е. И. Забабахин // Письма в Журн. эксперимент. и теорет. физики. 1979. Т. 30, № 2. С. 97–99).
В Ваших публикациях в журнале “Метафизика” приведена демонстрация универсального преодоления гравитационного сжатия завихренностью сходящегося потока. Как прокомментируете это?
Столь тесное соседство весьма конкретной предельно практической задачи как использование кумулятивная детонация ядерного взрыва с одной стороны и моделирование космологического сценария с другой не должно никого удивлять. Ведь вообще-то ядерные реакции удачно рассчитаны впервые именно для звездных недр. Законы физики едины. Должно удивлять другое – никто, как ни странно, не обсуждает явление внешнего управления ходом мысли в сфере фундаментальной физики и математики. Как это понимать? Неужто научные школы такого порядка, от результатов которых зависят ход истории человечества и судьбы государства, не заслуживают большего внимания?!
Как следовало бы конструктивно применять основы фундаментальной физики и математики?
Универсальность основ фундаментальной физики и математики шире чем “просто” охват физики. Она охватывает все. В частности, общественные явления, человеческое поведение и предметы изучаемые науками, называемыми гуманитарными. Речь идет о поиске адекватной математизации описания явлений. Если общественное и гуманитарное явление удается адекватно описать математически, то это не что иное как физика. Гуманитарная физика, если хотите, ϕ´vσις общественного, гуманитарного, можно сказать. Например, эконофизика, социофизика, психофизика и другие. Очень конкретный пример – успешный результат теоретической демографии на основе использования методов, ранее развитых химической физики (Нургалиев И.С. «Вихри новых рисков требуют пересмотра стратегий развития»).
Сюда же относятся описание динамики толпы, многое другое, включая циркулирование слухов, целенаправленная дезинформация и ставшие в последнее время остро актуальными fake news. Относительно последнего явления обратим особое внимание: у англоязычного специфически профессионального сообщества уже нашлись и уже внедрились в обиход термины типа Fifth Dimension Operations и даже Fifth Dimension of Warfare, имеющие в виду информационные атаки, осуществляющиеся в измерении, дополнительном к обычным физическим, понятие о котором заимствовано из ОФФиМ.
Пока “наши” закрывают кафедры теоретической физики, “они” концепции ОФФиМ внедряют уже в военный арсенал. Опять. Опять как с ядерной физикой, генетикой, кибернетикой. А ведь применимость математических методов в таком формате и в таком направлении просматривается уже в ответе на вопрос о якобы необъяснимой эффективности математики в описании реальности, в обсуждаемой автором статье “Математика, физика и мифология” в одном из последних номеров “Метафизики” (2019, 2(32)).
Мы страдаем неумением запускать синергетический эффект между нашими отдельными замечательными конкурентными преимуществами, которые то и дело вместо того, чтобы вместе помогать противостоять внешним вызовам, конкурируют между собой.
Особенно ярок и драматичен пример ленинградских молодых и веселых четырех ядерщиков-“мушкетеров” 30-х годов, которые внесли бы значительно больший вклад в обсуждаемое направление, если не такое неравное контрпродуктивное противостояние между ними и силовиками. (Making Nuclear Physics Industrial Engineering Science: Talented Soviet Physicist with Troublesome Character and Career // American Journal of Mechanical and Industrial Engineering Volume 2, Issue 3, May 2017, Pages: 144-149).
В связи с этим помимо признания существования отечественной школы ОФФиМ есть настоятельная потребность создания исследовательского института такого профиля. Его создание может пройти промежуточный этап функционирования научно-просветительного клуба, дополняющего московские семинары и конференции выездными мероприятиями с приглашением более широкой аудитории (тематически и географически), опирающегося на поддержку структур, разделяющих наши ценности. Но это уже тема обсуждения другого формата.
Я хотел бы обратить внимание самостоятельно мыслящих читателей на то, что столетний застой в виде представлений о сингулярной вселенной и особенно последние буквально «темные» космологические десятилетия уже пора сменить совершенно естественной и простой моделью без лишних «эпициклов» в виде темных компонент. Восходящая к древним жрецам «добрая» традиция пользоваться добытым эксклюзивным знанием о затмениях Солнца и Луны для точного предсказания конца света, который далее удавалось предотвратить путем правильного вымаливания у правильного Бога собственного спасения под правильным компетентным руководством жречества далее плавно переходит в нынешние вопросы по анализу изменении климата Земли и других глобальных проблем правильными научными группами правильно приближенными к правильным международным финансовым институтам.
Как возникли современные представления о пространстве-времени?
ОТО – это новое понимание гравитационных сил или полей, которое дает эта теория: гравитация – это проявление кривизны пространства-времени. Таким образом, получается, что самые глубинные и мощные корни этой теории прорастают из России. Дело в том, что первая неевклидовая геометрия создана в Казанском университете Николаем Ивановичем Лобачевским (1792-1856). Роль Карла Фридриха Гаусса (1777-1855), крупнейшего математика того времени, молодого венгерского математика Яноша Бойяи (1802-1860) и глубоко драматическая судьба Лобачевского хорошо описаны, доступны на русском языке и поучительны. В основу ОТО легла геометрия немецкого математика Римана (Георг Фридрих Бернхард Риман, 1826 -1866). Особо нужно выделить итальянскую школу геометров, подготовивших этот прорыв.
В связи с идеей об обусловленности геометрии физическим миром следует упомянуть английского математика и философа Клиффорда (Уиильям Киингдон Клиффорд, 1845-1879). Он не только изучал неевклидову геометрию, труды Римана и особенно Лобачевского, которого назвал Коперником геометрии, но и в своей работе «О пространственной теории материи» (1870) выдвинул опередившую своё время идею, что материя и тяготение являются проявлением искривления пространства-времени, особенностями пространственной геометрии. Эта идея, в 20м веке приобретет актуальность под названием «геометродинамика».
При освещении истории возникновения ОТО мы имеем дело с счастливым случаем, когда автор сознательно позаботился об общественном восприятии своей теории, что особенно актуально по мере возрастания роли наук и, и к сожалению, часто пренебрегается современными учеными. Несмотря на то, что некоторые популяризаторы, раскрывают историю создания ОТО вполне увлекательно и талантливо, вряд ли кто-то сделает это более точно, чем сам Эйнштейн с точки зрения эволюции идей. Дело в том, что Эйнштейн в 1932 году получил приглашение на вручение почетной степени доктора юриспруденции университета Глазго. Предметная область, ассоциирующаяся со степенью, особого значения не имеет – это просто высшая и самая почетная ученая степень, которую данный университет, следуя традиции западных университетов, может присвоить известному авторитету. Кроме степени ему также было предложено баллотироваться на должность ректора университета, от чего он отказался, так же как далее от предложения баллотироваться на пост Президента Израиля. Перед получением степени он, 20 июня 1933 года, на кануне вручения диплома, прочитал лекцию о своем творчестве и о создании ОТО. Это была первая лекция из почетной серии лекций приглашенными выдающимися докладчиками, именованных Гибсоновскими.
В связи с этим уместно отметить, что вплоть до начала прошлого столетия изучение свойств римановой геометрии и геометрии неметрических пространств шло без тесной связи, не в едином контексте. Возможность единого подхода к этим геометриям – метрическим, и неметрическим – возникла только в 20-х годах XX века, как раз, когда создатели ОТО уже определились с Римановой геометрией, и когда стало ясно, что эти пространства можно рассматривать как частные случаи расслоенных многообразий, на которых задана дифференциально-геометрическая связность. А собственно определение расслоенного пространства, как самостоятельного математического объекта, появилось еще позднее – во второй половине 30-х годов 20-го века, как это не покажется странным. Понятие расслоения воспринималось до этого времени интуитивно и не строго. Общее определение связности в расслоенном пространстве как математическая концепция дал Эресман лишь в 40-х годах ХХ столетия.
Как оцениваете возраст и математические модели эволюции Вселенной?
Самым впечатляющим применением ОТО, ныне общепринятой теории пространства-времени, являются космологические решения, т.е. математические модели эволюции Вселенной. Молодого самостоятельно мыслящего интеллекта, если его не попрессовать современной агрессивно принудительной системой образования, возраст Вселенной в 14 миллиардов лет должен вызывать отторжение. Действительно, еще греческий философ Мелисс (V в. до н. э.) сказал: «Из несуществующего ничего не может быть». Далее эта мысль встречается у многих философов, и закрепляется на латыни как Nil de nihito fil – «Ничто не возникает из ничего». Со здравым смыслом этот тезис вполне гармоничен. У материалистов это звучит: материя вечна. Правда, далее возникли инновации своего века со своими харизматическими лидерами − современные Абраамические религии, в недрах которых культивируется креационизм. При этом важно заметить, что в более ранних религиях Вселенная была тоже вечна. Например, циклические инкарнации самой Вселенной, как птица феникс, есть в Ведах, в древних текстах, священных для индуистских практик и традиций, а также в буддизме. Так же близки к здравому смыслу вечные циклы дорелигиозных представлений и некоторых древних мифов. Обратим внимание, что Александр Александрович Фридман, получивший космологические уравнения ОТО, на которых базируется современная космология, тоже апеллирует к индуистским мифам и вечной осциллирующей Вселенной.
Обращает на себя внимание следующая цепочка событий, достойная пера историков науки. Молодые и по-хорошему дерзкие космологи «гнули» после открытия космологического красного смещения, одного за другим, авторитетнейших теоретиков и наблюдателей в сторону реальности сингулярности, не отличающейся физической научностью, а являющейся всего лишь обозначением математического фантома, ответственного за то, что строящаяся модель Вселенной слишком проста (слишком симметрична) вопреки известной фразе Эйнштейна, требующей, что модель должна быть максимально простой, но не проще.
Насколько надежно научно обоснованными по Вашему мнению являются основания ОТО и выводы о начальных этапах развития Вселенной, основанные на ОТО?
Когда современные разработчики «начальных» этапов «рождения» Вселенной с подробностями до квантовых долей секунды детализируют перед изумленной публикой сей сценарий, приходит на ум описанная Махом реакция Ньютона на иронию Галлея по поводу разработки Ньютоном таких теологических тем как Апокалипсис. Ньютон резко отрезал: «Я изучал эти вещи, а Вы нет». Вот и современной публике, не знающей квантовую теорию поля и общую теорию относительности остается довериться, что те, кто изучает, знает, о чем говорит…Поспешим только добавить, что замечательные авторы упомянутых «начальных» этапов вовсе не творцы современных мифов для догматов, а талантливые и честные естествоиспытатели, подвергающие своего рода тестовым испытаниям свои теории на прочность, пользуясь мысленным экспериментом «Начала» как это делают, например, конструкторы самолетов и автомобилей размещая первые экспериментальные образцы под пресс, для нахождения мест наибольшой непрочности.
Роль принципов в физике напоминают роль аксиом в математике: это утверждения, которых мы берем без доказательств, и без возможности прямой экспериментальной проверки, на них опираемся для вывода новых законов. Иногда сверяем выводы новых теорий на непротиворечивость с общепринятыми принципами (например, принципу причинности в космологических моделях с вращением). Можно сказать, что принципы диктует метафизика, в ее современном смысле. Верить в принципы нас, ученых, побуждает, в свою очередь, все же, опыт, формирующий метафизику науки, что очень важно. Поэтому отметим еще один принцип, едва ли не наиглавнейший в физике, – принцип научности. Циркулирующий в сотнях книг и тысячах статей утверждение о возникновении Вселенной из сингулярной точки с треском противоречит принципу научности.
Итак, налицо отход от научного принципа: от принципа перенесения научных методов, опробованных на Земле и в лабораториях, убеждающих нас, что всегда есть фактор, который, успешно соперничая со сжимающим фактором, обеспечивает несингулярное начало расширения (да, собственно, любого процесса), не ставя никакого вопроса о мистической первопричине рождения.
А к теоремам Хокинга-Пенроуза нужно отнестись так. Чтобы доказать неизбежность сингулярности, приходится прибегнуть к нереалистическому предположению об отсутствии завихренности, что указывает на неизбежное отсутствие сингулярности. По формальной логике это утверждение еще не доказательство обратного. Им являются наличие в уравнениях Райчаудхури членов, побеждающих сжимающие усилия гравитации, связанные с завихренностью, кручением, квантовыми поправками, гипотетическими полями теорий объединения. По «фактической» же логике, для коллег Хокинга и Пенроуза, приведенное утверждение заслуживает или опровержения, или принятия.
Уместно в связи с этим сформулировать отношение к исторического значения оценке Эйнштейном космологической константы как «самой досадной ошибки жизни» (полагаю, оценки дошедшей до нас и растиражированной с преувеличенным весом после упоминания из устной беседы с Гамовым). Современные толкования космологической константы – это поправки к классическим уравнениям Эйнштейна в виде поддающихся вычислениям слагаемых, таких как вклад поляризации вакуума, учет скалярных полей – компонентов единых теорий поля и так далее. Мы же здесь выдвинем совсем не столь модные, а совсем простые, чтобы не сказать архаичные, трактовки космологического слагаемого, его уместности, естественности и необходимости. Космологический член – это возвращение в уравнение Эйнштейна тех слагаемых, которые, в первую очередь, выпали из-за упрощенного (симметричного) характера модели (точные однородность и изотропия). Тех слагаемых, которых мы потеряли из-за того, что мы не осуществили последовательную процедуру усреднения для получения простой космологической модели, но непременно хотели иметь эту упрощенную модель, поддающуюся нашему исчерпывающему математическому анализу нашими не очень развитыми математическими средствами и представлениями. Космологический член аналогичен узелкам на обратной, тыльной стороне вышивки у искусной вышивальщицы. Мы бы хотели вышить узор единой ниткой, но не умеем.
Дальний космос наш!
Тем коллегам, которые другие взрывы назовут относящимся к «не нашим» вселенным мультиверса, порекомендуем присоединиться все же к нам, тогда они будут и вашими. Соседний фридмон тоже. Он − часть Вселенной, которая едина и единственна. По это причине все наше. Причем не только в том смысле, как это обозначено на плакате демонстранта «Космос наш!» из хроникального кадра с Красной площади после прилета Гагарина, а в более широком – и дальний космос наш!! Весь, без остатка, без шансов для протаскивания не мытьем так катанием мракобесия: то в виде сингулярного начала, то в виде «того света». Вся Вселенная наша!!! Масштаб нашей гордости, как видно, не ограничен жалкой межгосударственной геополитикой, наш масштаб космологический.
Обновленное единое мировоззрение может позволить нашей цивилизации уже в этот свой цикл эволюции развиться до удовлетворения более полной мечты Циолковского − до успешного выхода человечества из своей колыбели уже с возможностью продолжить развитие и за ее пределами.
Интервью подготовлено по материалам доклада на Третьей российская конференции «Основания фундаментальной физики и математики», РУДН, 29-30 ноября, 2019 г.
Интервью: Иван Степанян
