|
||||
|
|
14. Свет
Свет - одно из важнейших понятий в жизни каждого человека, и в то же время один из важнейших объектов изучения науки. Размышления над природой света породили (иногда наряду с другими проблемами, а иногда - как основной фактор) важнейшие разделы математики и физики: вариационное исчисление (принцип наименьшего времени Ферма в оптике), классическую электродинамику, теорию относительности, квантовую теорию. Говоря здесь о свете, мы имеем в виду, согласно современным физическим представлениям, любое электромагнитное излучение - от радиоволн до гамма-лучей. С этой оговоркой можно сказать, что свет является по существу единственным источником наших сведений о Вселенной, кроме Земли (а также Луны, Марса и Венеры, где побывали исследовательские космические аппараты). Все данные о звездах, их химическом составе, магнитных полях и т.д., все сведения о межзвездной и межгалактической среде, космологическая информация (например, о существовании и свойствах реликтового излучения) являются исключительно спектроскопическими. Значение света и связанной с ним символики как в религиозных системах, так и в науке, связано и с той ролью, которую играет зрение в постижении мира человеком. Интересно, что для млекопитающих в целом (в отличие от птиц) доминирование зрительного канала получения информации не характерно: основным чувством для большинства из них является обоняние либо слух. Например, согласно исследованиям Дж. Лилли, дельфины общаются и ориентируются ("видят") при помощи своего развитого звукоиздающего аппарата, формируя и воспринимая сложнейшие объемные акустические образы. Любители фантастики могут поразмышлять над тем, какую науку могли бы создать разумные крысы или собаки. Во всяком случае, если удалить образы, связанные со светом и зрением, из человеческой науки, от нее мало что останется. Совершенно исключительную роль - и исторически, и содержательно вопрос о природе света играет в теории относительности. Судя по воспоминаниям самого Эйнштейна, главным исходным пунктом его размышлений о природе пространства и времени (начиная с семнадцатилетнего возраста!) послужил анализ мысленного эксперимента: как будет восприниматься световой луч, если "оседлать" его, то есть двигаться со скоростью света? (О психологической стороне дела см. книгу Р. Дилтса в списке литературы.) Тогда, казалось бы, мы бы наблюдали изменяющуюся в пространстве, но не во времени (то есть статическую) картину электромагнитного поля. Но и опыт, и физическая интуиция, и уравнения Максвелла говорят о невозможности этого. Следовательно, "оседлать" световой луч нельзя. Подобные соображения и привели Эйнштейна в конце концов к формулировке постулата о независимости скорости света от (равномерного и прямолинейного) движения системы отсчета, относительно которой эта скорость измеряется. Часто построение теории относительности связывают с широко известным опытом Майкельсона-Морли. Этот опыт ставил своей целью обнаружить движение Земли относительно гипотетической абсолютной системы отсчета - эфира с помощью явления интерференции (наложения света от различных источников). Однако его отрицательный результат исторически сыграл очень небольшую роль (см. статью Дж. Холтона "Эйнштейн, Майкельсон и решающий эксперимент", Эйнштейновский сборник 1972, М., Наука, 1974, с.104-211; другие версии, включая помощь в создании теории относительности первой жены Эйнштейна, обсуждаются в книге П. Картера и Р. Хайфилда "Эйнштейн. Частная жизнь", М, 1998). Тем самым, этот пример не может быть использован в поддержку часто высказываемых взглядов о решающей роли прогресса в развитии экспериментальной, в частности, измерительной, техники, в развитии науки. Не меньшую роль в действительности играют "нематериальные" соображения, например, эстетические. Подробнее эти вопросы рассмотрены в главе 5. Обсуждая путь, который привел к теории относительности именно Эйнштейна, мы отнюдь не высказываем своего мнения по приоритетным вопросам (важен вклад А. Пуанкаре и Г. Лоренца; см. статью В.Л. Гинзбурга "Как и кто создал теорию относительности?", Эйнштейновский сборник 1974, М.: Наука, 1976, с. 351-384). В то же время, вряд ли случайно то обстоятельство, что именно Эйнштейн получил все наиболее важные результаты этой теории; прежде всего, речь идет о знаменитой формуле E mc[2]. Из этого следует, по меньшей мере, плодотворность и эвристическая мощь его подхода к теории относительности. Важно подчеркнуть, что размышления о природе света вполне укладываются в рамки религиозной (в том числе иудейской) традиции; игнорирование данного факта и попытка описать мышление Эйнштейна в чисто "светских" терминах - и даже свести его к набору рецептов! - является, с нашей точки зрения, серьезным недостатком интересной книги Р. Дилтса, цитированной выше. Главный "рецепт" по-видимому состоял все-таки в глубоком (хотя, возможно, не вполне осознанном и безусловно не вполне ортодоксальном) религиозном мировоззрении Эйнштейна (см. гл.4). Основные положения специальной теории относительности кратко рассмотрены в главе 11. Здесь мы подчеркнем в этой теории лишь то, что относится к трактовке процессов, связанных с распространением света. Последние совершенно уникальны в одном отношении: в определенном смысле они протекают вне времени (интересно, что в религиозных традициях свет также связывается с покоем, см. цитаты ниже, напр., из евангелия Фомы). Собственное время светового сигнала всегда равно нулю!
О, как же я хочу, Остановимся на этом вопросе более детально. Основной "метрической" характеристикой пространства - времени в теории относительности (не только специальной, но и общей) является интервал между событиями. Это - инвариант, то есть он имеет одно и то же значение относительно любой системы отсчета. Если его квадрат положителен, то говорят о разделенности событий времениподобным интервалом. Это значит, что существует такая система отсчета, в которой эти события происходят в одной точке. Эта система осуществляется телом, которое движется (равномерно и прямолинейно) от первого события ко второму со скоростью, меньшей скорости света. Промежуток времени между событиями в этой системе отсчета (он называется собственным временем) всегда короче, чем промежуток времени, измеренный в любой другой системе отсчета. Последовательность таких событий относительно любой системы отсчета всегда одна и та же, что гарантирует отсутствие противоречий с принципом причинности (сначала причина, потом следствие). Если квадрат интервала отрицателен (а сам он, соответственно, равен мнимому числу), то говорят о пространственноподобном интервале. Тогда существует такая система отсчета, в которой эти два события происходят одновременно. Имеется также бесконечно много систем отсчета, в которых одно из них происходит раньше другого, и бесконечно много систем, где их последовательность обратная. Данное обстоятельство не имеет особого значения, так как эти события не могут быть причинно связаны из-за невозможности передавать энергию или информацию быстрее скорости света. Отметим кстати, что существует предположение о существовании сверхсветовых частиц - тахионов. Если бы оно было доказано, наши представления о причинности и возможности движения против времени были бы серьезно пересмотрены.
Тахионное оружие, поражающее цель раньше, чем произведен выстрел, встречается, например, в фантастической повести С. Лукьяненко "Линия грез"; стремление рассмотреть любую научную идею прежде всего с точки зрения возможных военных применений вообще очень характерно для современной массовой культуры. Но "давайте переживать неприятности по мере их поступления" (М. Жванецкий); тахионы до сих пор не обнаружены и далее обсуждаться здесь не будут. Световой сигнал соединяет события, разделенные нулевым (светоподобным) интервалом. В пространстве-времени такие события лежат на так называемом "световом конусе", разделяющем области событий, которые могут и не могут быть причинно-связанными. На световом конусе нет ни пространства, ни времени - можно сказать, что для света такие события как его испускание и поглощение происходят в одной точке в один момент времени! Для внешнего наблюдателя пространственные и временные координаты этих событий могут отличаться очень сильно. Например: свет, испущенный другой галактикой сотни миллионов лет назад (и на расстоянии в сотни миллионов световых лет от Земли), воспринимается сетчаткой глаза астронома здесь и сейчас. Еще раз повторим: для самого светового луча эти события произошли одновременно и в одной точке пространства! При любом толковании слова "мистика" трудно не объявить это свойство света мистическим, хотя речь идет о вполне строгом выводе конкретной естественнонаучной теории. Таким образом, свойства света действительно являются совершенно уникальными с точки зрения теории относительности. Некоторые аналогии с идеями этой теории (в частности, с принципом относительности) можно найти в следующем отрывке.
Размышления над природой света сыграли решающую роль в создании второй великой теории современной физики - квантовой механики. Сам "квант действия" (постоянная Планка) был введен Максом Планком в 1900 г. именно для описания свойств теплового излучения. Эта величина, наряду со скоростью света, является фундаментальной постоянной современной физики. Именно на примере света был впервые открыт (А. Эйнштейном в 1905 г.) корпускулярно-волновой дуализм, впоследствии оказавшийся общим свойством всей материи (см. гл.11). Наконец, основное уравнение квантовой механики - уравнение Шредингера - было установлено Э. Шредингером (в 1926 г.) на основе размышлений над оптико-механической аналогией, предложенной в XIX веке У. Гамильтоном. Вспомним еще отмечавшуюся выше исключительную роль спектроскопических (то есть, в конечном счете, оптических) методов исследования в астрономии и химии (спектральный анализ линий излучения и поглощения, с помощью которого был впервые открыт целый ряд химических элементов, включая гелий, рубидий, цезий, таллий, индий, определен химический состав Солнца и звезд, и т.д.). Тогда становится совершенно ясно, что роль изучения света в истории науки была действительно выдающейся. В то же время, символика света является одной из центральных практически во всех религиозных традициях. Важнейшая роль света обусловлена тем, что он занимает промежуточное положением между Богом и творением, материальным и нематериальным миром. Приведем в качестве иллюстрации подборку цитат из священных книг различных религий (см. также эпиграфы к главе).
Пусть вечно разделяет нас
Все эти вопросы очень важны и в гностицизме.
В гностических учениях противопоставление света и тьмы обостряется и часто понимается более прямолинейно, чем в традиционных библейских религиях; аналогична ситуация и в таких дуалистических религиях, как манихейство (члены еврейской общины Кумрана, склонной к дуализму, также называли себя сынами света). Мир, в котором захвачены искры светы (человеческие души), оказывается отделенным от истинного Бога плотной завесой, которая создана силами зла и неведения. Символика света и тьмы в применении к познанию подробнее обсуждается в гл.5. Удивительные аналогии с процитированным в гл.2 отрывком из вступления к евангелию Иоанна ("И свет во тьме светит, и тьма не объяла его") можно найти в буддийских текстах:
Аналогичные идеи высказывал Спиноза, следуя в данном отношении иудаистской традиции:
Огромное значение в традиционном христианстве, особенно в православии, имеет Фаворский свет Преображения.
Стяжание Фаворского света в результате монашеского подвига рассматривалось как зримый признак благодати в православной традиции (исихазм):
Широко известно принадлежащее Н. А. Мотовилову описание его беседы со Св. Серафимом Саровским:
Очень важно здесь указание св. Серафима, что видеть Божественный свет может только тот, кто сам сподобился благодати. О том же пишет и Григорий Палама:
Разумеется, это сразу делает бессмысленным вопрос о "естественнонаучной" трактовке Фаворского света. Мы неоднократно подчеркивали, что там, где невозможно разделение на субъект и объект, применение естественнонаучных методов невозможно. Более глубокая причина (но этот аргумент действителен только для людей верующих) состоит в невозможности изучать божественные энергии теми же методами, что и предметы и явления тварного мира:
Но кто имеет не только чувственные и умственные способности, кто наделен духовной сверхприродной благодатью, будет познавать уже не через одно только сущее, а поскольку Бог есть Дух, и духовно, выше чувства и ума, всецело делаясь Божьим и в Боге познавая Бога...
Вопрос о природе Фаворского света стоял в центре паламитских споров XIV века. Мы неоднократно обращались к этому исключительно важному вопросу (см. главы 11,13), а здесь обсуждаем лишь те аспекты, которые имеют прямое отношение к символике света. Определенные параллели к понятию о нетварном свете можно найти и в нехристианских религиях (см. также обсуждение понятия энергии в гл.13). В индуизме Атман отождествляется с вездесущим светом.
Имя одного из главных будд махаяны - Амитабхи - означает Безграничный Свет. В буддийской тантре имеется специальная йога ясного света. Для восприятия мира человеком огромное значение имеют краски - семь различаемых им цветов радуги. С физической точки зрения эти цвета - от фиолетового до красного - соответствуют последовательному увеличению длины волны (отметим, что в действительности видимый свет занимает очень узкий интервал на шкале электромагнитных волн). Формально все цвета могут быть получены из трех базисных (например, красного, желтого, синего; тогда зеленый цвет получается смешиванием желтой и синей красок); даже восприятие цвета глазом человека связано с наличием трех видов элементов-колбочек. Однако настоящие и "синтетические" цвета (например, на экране телевизоре или в иллюстрациях типографской печати) легко различимы даже примитивными физическими методами.
Вопрос о цветах далеко выходит за пределы естественнонаучной тематики. Даже физиологическое действие цветов гораздо сложнее тривиальных физических предсказаний, основанных на вычислении длины волны и энергии световых квантов. Желто-оранжевые цвета кажутся теплыми, а фиолетово-синие холодными; зеленый цвет успокаивает, а красный возбуждает. На последовательном выборе цветов основан тест Люшера, который позволяет определить психологические характеристики и состояние человека. Ассоциации определенных цветов с числами и буквами часто встречаются в поэзии. А - черно, бело - Е, У - зелено, О - сине, Главный каббалистический трактат Зогар (книга сияния) подробно осуждает разные формы света (см. также Платон, Тимей, 67е-68с) и символику цветов.
Очевидно, этот отрывок имеет в первую очередь внутренний смысл, говоря о строении души человека. В алхимическом процессе "Великого Делания" (синтеза философского камня) правильной (в том числе технологически) считалась следующая последовательность трех главных цветов, принимаемых камнем: черный, белый и красный. Иногда вводился четвертый цвет (перед красным) - фиолетовый или желтый; эти четыре цвета сопоставлялись четырем сторонам света (север, запад, юг, восток), временам года и металлам (свинец, серебро, железо, медь). Символику этих же трех цветов можно найти и в древнеиндийской традиции.
Важность красного и белого иногда связывается с тем, что это цвета крови и молока (спермы). В медитативных техниках буддизма широко используется визуализация лучей света различных цветов. В буддийской мандале каждому направлению сторон света и ее центру сопоставляется дхьяни-будда (будда созерцания), первоэлемент и цвет: Акшобхья - восток - воздух - синий; Подобная символика возникает и в "Тибетской книге мертвых" (см. также гл.12). Согласно этой "инструкции" по смерти и новому рождению (а реально по медитативной практике в этой жизни), в первый момент после смерти человек может увидеть абсолютную реальность - чистый ясный свет, а затем - будд различных цветов. Близкие идеи можно найти даже в текстах иудейской традиции:
Вопрос о творении (начале) нашего мира, с которым мы уже сталкивались (см. цитаты в гл.2) и к которому еще вернемся в последней главе, тесно связан с понятиями энергии и света (и сказал Бог: "Да будет свет", Быт.1:3). Как правило, в популярной литературе "творение" связывается с моделью Большого Взрыва, которая основана на теории расширяющейся Вселенной Фридмана (см. гл.15). Согласно этой модели (в ее современном варианте), в моменты времени, близкие к Взрыву, вещество во Вселенной было не только очень плотным, но и очень горячим. В течение первых нескольких минут Вселенная представляла из себя кипящий котел элементарных частиц, когда закладывались наиболее существенные физические характеристики нашего мира. Здесь не место обсуждать соответствующие вопросы, и мы отсылаем читателя к популярной литературе, например, к книгам И. Д. Новикова и С. Вайнберга. Модель Большого Взрыва получила экспериментальное подтверждение, когда в 1965 г. американские радиоастрономы А. Пензиас и Р. Вильсон открыли так называемое реликтовое радиоизлучение. Оно не связано ни с какими конкретными источниками (звезды, галактики), заполняет всю Вселенную и соответствует тепловому излучению тела, нагретого до температуры около 3К. Это излучение было предсказано моделью горячей Вселенной, предложенной российско-американским физиком Г. Гамовым в 40-е годы. В результате очень сложных процессов Вселенная оказалась заполненной горячей полностью ионизованной плазмой, состоящей почти исключительно из водорода (75%) и гелия (25%). При этом она находилась в тепловом равновесии с собственным излучением. В ходе дальнейшего расширения и остывания началось образование электрически нейтральных атомов водорода. Так как газ, состоящий из атомов, почти прозрачен для излучения (в отличие от сильно ионизованной плазмы), с этого момента излучение "отцепилось" от вещества и в дальнейшем медленно остывало. (Мы неоднократно подчеркивали весьма относительную ценность прямых аналогий между священными текстами и представлениями современной науки; тем не менее, на ассоциативном уровне, уместно вспомнить "и отделил Бог свет от тьмы"). При этом, в соответствии с законами теплового излучения, его энергия сосредоточивалась во все более и более длинноволновой части спектра, пока в современную эпоху это реликтовое (то есть оставшееся от раннего этапа формирования Вселенной) излучение не оказалось радиоволновым. Исследование реликтового излучения подтверждает эту картину и рассматривается как наиболее прямое доказательство существования "начала времени", которое и получило название Большого Взрыва.
Интересно, что выражение "от края до края" соответствует физической реальности ранней Вселенной: горизонт событий, определяемый распространением света, был очень мал, даже если принять модель расширения бесконечной открытой Вселенной (см. книгу Вайнберга). Внешняя аналогия классической (т.е. не квантовой) теории "Большого взрыва" с библейскими представлениями о творении мира поразительна, и некоторые богословы, особенно католические, рассматривают ее как прямое естественнонаучное подтверждение сотворенности Вселенной (впрочем, с точки зрения верующего человека истина, данная в Откровении, не нуждается в таких подтверждениях, и они могут иметь лишь апологетическую ценность). Как мы увидим ниже в гл.15, такая прямолинейная трактовка ставится под сомнение квантовой теорией гравитации. В то же время некоторые современные православные авторы, ссылаясь на учение св. Василия Великого, Григория Богослова и Григория Нисского, отождествляют Большой взрыв не с сотворением мира, а с грехопадением. Согласно этим взглядам, наша Вселенная есть результат распада первоначального безгрешного мира:
Хотя трактовка грехопадения в разных традициях (см. раздел 15.2) различна, везде считается, что природа человека после него меняется - он уже не может воспринять и выдержать первоначальный свет.
Символика света при описании творения широко используется в книге Зогар. Ряд трудов современных философов и теологов сознательно или бессознательно использует образы каббалы, подробно развитые Исааком Лурия (1534-1572): процесс ограничения божественного света (цимцум), приведший к образованию пустого пространства; катастрофа разбитых сосудов, вместивших слишком сильный свет; рассыпавшиеся осколки; заключение душ в скорлупы-оболочки (клипот); искры света, погруженные во тьму материи. Зогар говорит:
Упомянутые "искры" напоминают о черных (на самом деле - ярко светящихся, вспомним еще раз черный свет книги Зогар и "Тимея") мини-дырах, которые играют существенную роль на ранних этапах развития Вселенной в некоторых теориях ее эволюции (см. книгу Хокинга "Краткая история времени"). Отметим также индуистское сравнение индивидуальных душ с искрами единого костра - Брахмана.
Современные (строго научные!) представления квантовой космологии достаточно сложны и находят свои параллели в древних текстах. Вселенные (обратите внимание на множественное число!) рождаются в результате квантовых флуктуаций пространственно-временной "пены" с характерным планковским размером 10[-33] см; подавляющее большинство их тут же "схлопывается", и лишь очень немногие раздуваются до макроскопических размеров, превращаясь во Вселенные типа нашей. Законы физики в этих Вселенных могут быть различны, и большинство из них непригодно для нетривиальной эволюции, а тем более зарождения жизни (см. обсуждение антропного принципа в главе 15).
Разумеется, все, относящееся к судьбам миров, относится и к каждому человеку.
Образ сотворения человека из глины на гончарном круге встречается еще в египетской и шумерской мифологии. Символика света и ограничивающих его глиняных сосудов возникает и в исторически совершенно иной индо-буддийской традиции, где речь уже не идет о личном Боге. Причина же дробления [душ] лежит в преходящих ограничениях, [проистекающих] от буддхи и тому подобного, так же как причина дробления светлого эфира - в его связи с глиняными горшками.
Парафраз к упомянутому месту из пророка Иеремии можно найти в раннехристианской литературе:
В следующем отрывке из ибсеновской драмы "Пер Гюнт", где обсуждается посмертная судьба души человека, интересна символика креста (перекрестка, распутья): Пуговичник: Чтобы грешить серьезно, нужно силу В иудейских мидрашах повторное описание творения в Библии (Быт.1 и Быт.2:4, см.гл.2) комментируется так:
|
|
||
|
Главная | В избранное | Наш E-MAIL | Добавить материал | Нашёл ошибку | Наверх |
||||
|
|
||||
