НОВЫЕ ОПЫТЫ: доктор Фишбах против Галилео Галилея.
«По мнению индуктивистов, индукция является непогрешимым методом. Это настолько неверно, что её, казалось бы, надёжнейшие результаты ежедневно опрокидываются новыми открытиями».
Ф.Энгельс
В своё время Аристотель логически вывел, что чем тяжелее тело, тем оно должно быстрее падать на землю. Подобный взгляд на динамику гравитационных взаимодействий господствовал в науке около двух тысяч лет, пока в XIV веке оксфордский профессор Томас Брэдуордайн не усомнился в очевидно-житейской логике Аристотеля и не вспомнил об учении римского натурфилософа Лукреция Кара, который на основе иных логических предпосылок утверждал, что тела одинакового состава, но разного веса должны падать с одинаковой скоростью, так как относительное содержание в них «тяжелых» и «лёгких» элементов одинаково, а значит и соотношение между движущей силой и силой сопротивления движению должно быть неизменным. Три века спустя Галилео Галилей, не признававший доказательной силы ни за логикой перипатетиков, ни за логикой эпикурейцев, попытался разрешить их принципиальный теоретический спор с помощью объективного судьи – эксперимента. Историки науки очень сомневаются, сбрасывал ли с Пизанской башни железные и мраморные шары сам Галилей (так гласит легенда), но результаты этих, несомненно известных ему опытов, приводили к вроде бы однозначному выводу: если не учитывать сопротивление воздуха, то все тела, независимо от веса и состава, падают на землю с одинаковым ускорением. Говоря словами самого Галилея: «песчинка должна падать с такой же быстротой, как мельничный жернов».
Нам сейчас трудно оценить точность первых галилеевых опытов, в которых для измерения времени использовалось «большое ведро, наполненное водой» (в днище ведра была проделана дырка, через которую вода тонкой струйкой вытекала в маленький бокал и «каждый раз взвешивалась на точнейших /!/ весах»). Но экспериментальная техника непрерывно совершенствовалась и полвека спустя, сначала Роберт Бойль (с помощью известных нам по средней школе опытов в вакуумном цилиндре), а затем И.Ньютон, экспериментировавший с маятниками, подтвердили выводы Галилея с погрешностью результатов измерений порядка 10-2. Однако и такого уровня экспериментальной культуры было явно недостаточно для того, чтобы фундаментальную гипотезу Галилея можно было признать надёжно подтверждённой. Поэтому в каждом новом поколении физиков находились люди, которые упорно продолжали измерять величины ускорения свободного падения различных тел с всё возраставшей точностью.
В 1906-1909 годах венгерский физик Р.Этвеш крутильными весами измерил величину гравитационной константы Ньютона для различных веществ (от экзотической древесины змеиного дерева до прозаического сульфата меди) с погрешностью 10-9. (Кстати, аналогичную точность измерений дают и современные баллистические гравиметры, оснащённые лазерным измерителем расстояний и атомными эталонами времени).
В 1963 году Р.Дикке повторил измерения Этвеша: в его опытах на крутильные весы вместо притяжения Земли действовало притяжение Солнца, в результате чего планку точности измерений удалось поднять на два порядка – до 10-11, но общий результат не изменился. Экспериментальная техника и искусство экспериментаторов продолжает совершенствоваться (сегодня измерения проведены уже с точностью до 10-12, - В.Б.Брагинский, г. Москва), но мы, лично, твёрдо убеждены, что даже если планку точности измерений поднять ещё на несколько порядков, то ничего не изменится: ни на одном из известных нам веществ – от водорода до трансурановых элементов – не удастся зарегистрировать ни малейшего отклонения значения величины гравитационной постоянной. (Позже мы рассмотрим действительную причину такого изумительного постоянства…)
Гордо созерцая эти замечательные экспериментальные достижения, классическая физика долгое время пребывала в уверенном спокойствии относительно надёжности опытных доказательств фундаментальных законов тяготения, открытых Галилеем и Ньютоном. Но всё испортил доктор Э.Фишбах из провинциального университета Пэрдью (штат Луизиана, США). В 1985-1986 годах он проанализировал данные Ф.Стейси, который, с помощью достаточно точного гравиметра, провёл серию измерений силы тяготения в глубине заброшенной австралийской золоторудной шахты. Силе тяготения на поверхности Земли, за вычетом всех мыслимых поправок 2) , оказалась меньше чем на дне шахты, причём разница достигала одной сотой /!/ абсолютного значения измеряемой величины 3). Это просто сенсационный результат! Если измерения и выводы Стейси и Фишбаха верны (в чём пока нет оснований сомневаться), то не только Брагинский, Дикке и Этвеш, но и сам Ньютон с его «деревянными кадочками на нитях в 11 футов длинною» мог бы обнаружить эффект изменения ускорения свободного падения тел в зависимости от их состава и строения. Причём вещества с большей атомной массой, как подметил Фишбах, должны были бы притягиваться землёй слабее, чем вещества с меньшим числом нуклонов в ядрах их атомов 3). Другими словами, в опытах Роберта Бойля с вакуумным «стаканом Ньютона» птичье перо падало бы немного быстрее, чем золотая монета или свинцовая дробинка! Это прямо противоположно тому, что утверждал Аристотель, однако на общий вопрос о существовании физической зависимости между элементным составом вещества материальных тел и характером их перемещения в гравитационном поле Земли апостол созерцательного любомудрия, принципиально отрицавший необходимость опытов, отвечал совершенно правильно (но с точностью до наоборот). Позже мы узнаем, что доля истины была и в воззрениях его оппонента, Лукреция Кара. Вся же экспериментальная академическая наука тяготения оказалась опровергнутой в своих, вроде бы самых надёжных опытных основаниях, причём собственным же экспериментальным методом, который стал давать различные результаты измерений по одному и тому же физическому фактору в зависимости от того, с какой стороны отношения (от земли или от падающего на землю тела) измерять константу силы тяжести. Релятивизм проник в святая святых логико-экспериментальной методологии – в опыты, с которых она начинала своё становление /!/, и теперь её апологетам есть над чем задуматься!… ----------------------------------------------------------------------------------------------------
Примечание 2) Местные аномалии гравитационного поля, регистрируемые на поверхности Земли, не превышают 0,0005 величины «g», и даже разница величин ускорения свободного падения за счёт вращения Земли на экваторе и на полюсах составляет всего 0,0035 «g». При реальном погружении материального тела с поверхности Земли к её центру действующая на него сила притяжения вначале медленно возрастает до глубин 20-30 км по закону:
?g = 0,0838 ? . Н . 10-5 м/с2 [1]
где: ? – плотность земной породы, г/м3, Н – глубина погружения, м,
а затем начинает убывать пропорционально первой степени радиуса притягивающей сферы, обращаясь в центре Земли в нуль (подробнее смотрите в: Н.П.Грушинский, А.Н.Грушинский. В мире сил тяготения. – М., «Недра», 1985, с. 58-59). В условиях опытов Фишбаха величина этого относительного возрастания силы тяжести ориентировочно равна:
?g = 0,0838 . 2,1 . 1500 . 10-5 = 0,0026 м/с2,
то есть зафиксированное Фишбахом увеличение силы притяжения в одну сотую невозможно объяснить лишь известными эффектами естественного увеличения притяжения в результате уменьшения радиуса притягивающей сферы, частично компенсированного уменьшением силы притяжения за счёт общего уменьшения массы притягивающей сферы и возрастанием силы притяжения верхних слоёв Земли из-за плотностных неоднородностей её грунта.
Примечание 3) Популярное изложение этой замечательной работы опубликовано в еженедельнике «За рубежом», №15 /1344/, 1986 г. В этой статье сам доктор Фишбах предлагал повторить опыты Галилея и Ньютона на «современном уровне точности экспериментов», видимо – по причине своей узкой специализации – не зная, что такие измерения уже неоднократно проводились и продолжают проводиться в разных странах без особого успеха. Читателю, интересующемуся этим вопросом, рекомендуем познакомиться с уже упоминавшейся выше книгой Грушинских, а также:
- Брагинский В.Б. Экспериментальная проверка теории относительности. – М., «Знание», 1977.
- Брагинский В.Б., Полнарев А.Г. Удивительная гравитация. – М., «Наука», 1985.
- Дикке Р. Гравитация и Вселенная. – М., «Мир», 1972.
- Брагинский В.Б., Манукин А.Б. Измерение малых сил в физических экспериментах. – М., «Наука», 1974.
- Сагитов М.У. Постоянная тяготения и масса Земли. – М., «Наука», 1969.v ----------------------------------------------------------------------------------------------------v
Не каждый день рядовой доктор из малоизвестного университета, рискуя своей научной репутацией, открыто ставит под сомнение фундаментальные открытия таких корифеев как Галилей и Ньютон. Ведь здесь речь идёт, по самому крупному счёту, о подрыве идеологических устоев официальной академической физики, до сих пор бывшей непогрешимой «как жена цезаря»! И в Америке это позволяется далеко не каждому. Ставки здесь слишком велики: нарушается принцип эквивалентности гравитационной и инерционной масс – ставится под сомнение теория относительности А.Эйнштейна, что рушит фундамент всей науки ХХ века! Поэтому учёные коллеги не упустят возможности тщательно перепроверить полученные результаты и, при благоприятном исходе дела, просто сожрать наглого пэрдьюского выскочку, а заодно и перехватить финансовые гранта по перспективной тематике у конкурента-неудачника. Нам известно несколько публикаций, в которых приведены отчёты о результатах таких независимых проверок. Все они подтвердили результаты и выводы первичных измерений доктора Фишбаха!
Так, например, в августе 1988 года учёными Лос-Аламосской национальной лаборатории /США/, в рамках работ по программе СОИ, были обнародованы подробности научного эксперимента, проведённого в Гренландии (см. «Известия», № 219 /22391/ от 6.08.1988). В ледовом панцире острова был пробурен шурф глубиной свыше одной мили, что позволило исключить из расчётов погрешности, связанные со случайными неоднородностями гравитационного поля из-за колебаний плотности окружающих шахту горных пород (лёд – однородное вещество и плотность его изменяется равномерно по всей глубине шахты). В этих условиях сверхчувствительный гравиметр зафиксировал закономерное уменьшение силы притяжения, вызванное уменьшением общей массы притягивающей сферы 2). Однако, скорость изменения силы гравитационного притяжения по высоте шахты, как и в опытах Фишбаха, не соответствовала расчётам, выполненным на основе закона всемирного тяготения, - она оказалась больше на 0,02%. «На данный момент это самый изящный эксперимент», заявил научный сотрудник Калифорнийского технологического института Дж. Томас. Несомненно, что эти измерения достаточно убедительно указывают на существование необычных отклонений в динамике изменения гравитационной силы по мере движения к центру Земли. Они необъяснимы обычными аномалиями её гравитационного поля, связанными с плотностными неоднородностями вещества планеты и другими известными факторами. Аналогичные отклонения были зарегистрированы и исследователями из Токийского университета /Япония/, подтвердившими данные американцев.
Итак, в одних экспериментах (гравиметрические измерения силы тяжести в шахтах) характеристики гравитационного взаимодействия зависят от состава и свойств вещества, а в других (с крутильными весами) не зависят. В одних сверхточных опытах выполняется принцип эквивалентности инерционной и гравитационной масс, а в других, не менее точных, он явно нарушается. Налицо тот самый знаменитый «ПАРАДОКС», который способен разрушить веками устоявшиеся «картины мироздания», вынуждая учёных пересматривать удобные представления о внутренней сущности механизмов природных процессов. Назревает необходимость исследовать причины выявленных этим «парадоксом» противоречий, и мы попробуем разобраться в чём тут дело.
Рофман Владимир Моисеевич
_______________________________ E-mail: orient2001@inbox.ru rofman@inbox.ru
Ф.Энгельс
В своё время Аристотель логически вывел, что чем тяжелее тело, тем оно должно быстрее падать на землю. Подобный взгляд на динамику гравитационных взаимодействий господствовал в науке около двух тысяч лет, пока в XIV веке оксфордский профессор Томас Брэдуордайн не усомнился в очевидно-житейской логике Аристотеля и не вспомнил об учении римского натурфилософа Лукреция Кара, который на основе иных логических предпосылок утверждал, что тела одинакового состава, но разного веса должны падать с одинаковой скоростью, так как относительное содержание в них «тяжелых» и «лёгких» элементов одинаково, а значит и соотношение между движущей силой и силой сопротивления движению должно быть неизменным. Три века спустя Галилео Галилей, не признававший доказательной силы ни за логикой перипатетиков, ни за логикой эпикурейцев, попытался разрешить их принципиальный теоретический спор с помощью объективного судьи – эксперимента. Историки науки очень сомневаются, сбрасывал ли с Пизанской башни железные и мраморные шары сам Галилей (так гласит легенда), но результаты этих, несомненно известных ему опытов, приводили к вроде бы однозначному выводу: если не учитывать сопротивление воздуха, то все тела, независимо от веса и состава, падают на землю с одинаковым ускорением. Говоря словами самого Галилея: «песчинка должна падать с такой же быстротой, как мельничный жернов».
Нам сейчас трудно оценить точность первых галилеевых опытов, в которых для измерения времени использовалось «большое ведро, наполненное водой» (в днище ведра была проделана дырка, через которую вода тонкой струйкой вытекала в маленький бокал и «каждый раз взвешивалась на точнейших /!/ весах»). Но экспериментальная техника непрерывно совершенствовалась и полвека спустя, сначала Роберт Бойль (с помощью известных нам по средней школе опытов в вакуумном цилиндре), а затем И.Ньютон, экспериментировавший с маятниками, подтвердили выводы Галилея с погрешностью результатов измерений порядка 10-2. Однако и такого уровня экспериментальной культуры было явно недостаточно для того, чтобы фундаментальную гипотезу Галилея можно было признать надёжно подтверждённой. Поэтому в каждом новом поколении физиков находились люди, которые упорно продолжали измерять величины ускорения свободного падения различных тел с всё возраставшей точностью.
В 1906-1909 годах венгерский физик Р.Этвеш крутильными весами измерил величину гравитационной константы Ньютона для различных веществ (от экзотической древесины змеиного дерева до прозаического сульфата меди) с погрешностью 10-9. (Кстати, аналогичную точность измерений дают и современные баллистические гравиметры, оснащённые лазерным измерителем расстояний и атомными эталонами времени).
В 1963 году Р.Дикке повторил измерения Этвеша: в его опытах на крутильные весы вместо притяжения Земли действовало притяжение Солнца, в результате чего планку точности измерений удалось поднять на два порядка – до 10-11, но общий результат не изменился. Экспериментальная техника и искусство экспериментаторов продолжает совершенствоваться (сегодня измерения проведены уже с точностью до 10-12, - В.Б.Брагинский, г. Москва), но мы, лично, твёрдо убеждены, что даже если планку точности измерений поднять ещё на несколько порядков, то ничего не изменится: ни на одном из известных нам веществ – от водорода до трансурановых элементов – не удастся зарегистрировать ни малейшего отклонения значения величины гравитационной постоянной. (Позже мы рассмотрим действительную причину такого изумительного постоянства…)
Гордо созерцая эти замечательные экспериментальные достижения, классическая физика долгое время пребывала в уверенном спокойствии относительно надёжности опытных доказательств фундаментальных законов тяготения, открытых Галилеем и Ньютоном. Но всё испортил доктор Э.Фишбах из провинциального университета Пэрдью (штат Луизиана, США). В 1985-1986 годах он проанализировал данные Ф.Стейси, который, с помощью достаточно точного гравиметра, провёл серию измерений силы тяготения в глубине заброшенной австралийской золоторудной шахты. Силе тяготения на поверхности Земли, за вычетом всех мыслимых поправок 2) , оказалась меньше чем на дне шахты, причём разница достигала одной сотой /!/ абсолютного значения измеряемой величины 3). Это просто сенсационный результат! Если измерения и выводы Стейси и Фишбаха верны (в чём пока нет оснований сомневаться), то не только Брагинский, Дикке и Этвеш, но и сам Ньютон с его «деревянными кадочками на нитях в 11 футов длинною» мог бы обнаружить эффект изменения ускорения свободного падения тел в зависимости от их состава и строения. Причём вещества с большей атомной массой, как подметил Фишбах, должны были бы притягиваться землёй слабее, чем вещества с меньшим числом нуклонов в ядрах их атомов 3). Другими словами, в опытах Роберта Бойля с вакуумным «стаканом Ньютона» птичье перо падало бы немного быстрее, чем золотая монета или свинцовая дробинка! Это прямо противоположно тому, что утверждал Аристотель, однако на общий вопрос о существовании физической зависимости между элементным составом вещества материальных тел и характером их перемещения в гравитационном поле Земли апостол созерцательного любомудрия, принципиально отрицавший необходимость опытов, отвечал совершенно правильно (но с точностью до наоборот). Позже мы узнаем, что доля истины была и в воззрениях его оппонента, Лукреция Кара. Вся же экспериментальная академическая наука тяготения оказалась опровергнутой в своих, вроде бы самых надёжных опытных основаниях, причём собственным же экспериментальным методом, который стал давать различные результаты измерений по одному и тому же физическому фактору в зависимости от того, с какой стороны отношения (от земли или от падающего на землю тела) измерять константу силы тяжести. Релятивизм проник в святая святых логико-экспериментальной методологии – в опыты, с которых она начинала своё становление /!/, и теперь её апологетам есть над чем задуматься!… ----------------------------------------------------------------------------------------------------
Примечание 2) Местные аномалии гравитационного поля, регистрируемые на поверхности Земли, не превышают 0,0005 величины «g», и даже разница величин ускорения свободного падения за счёт вращения Земли на экваторе и на полюсах составляет всего 0,0035 «g». При реальном погружении материального тела с поверхности Земли к её центру действующая на него сила притяжения вначале медленно возрастает до глубин 20-30 км по закону:
?g = 0,0838 ? . Н . 10-5 м/с2 [1]
где: ? – плотность земной породы, г/м3, Н – глубина погружения, м,
а затем начинает убывать пропорционально первой степени радиуса притягивающей сферы, обращаясь в центре Земли в нуль (подробнее смотрите в: Н.П.Грушинский, А.Н.Грушинский. В мире сил тяготения. – М., «Недра», 1985, с. 58-59). В условиях опытов Фишбаха величина этого относительного возрастания силы тяжести ориентировочно равна:
?g = 0,0838 . 2,1 . 1500 . 10-5 = 0,0026 м/с2,
то есть зафиксированное Фишбахом увеличение силы притяжения в одну сотую невозможно объяснить лишь известными эффектами естественного увеличения притяжения в результате уменьшения радиуса притягивающей сферы, частично компенсированного уменьшением силы притяжения за счёт общего уменьшения массы притягивающей сферы и возрастанием силы притяжения верхних слоёв Земли из-за плотностных неоднородностей её грунта.
Примечание 3) Популярное изложение этой замечательной работы опубликовано в еженедельнике «За рубежом», №15 /1344/, 1986 г. В этой статье сам доктор Фишбах предлагал повторить опыты Галилея и Ньютона на «современном уровне точности экспериментов», видимо – по причине своей узкой специализации – не зная, что такие измерения уже неоднократно проводились и продолжают проводиться в разных странах без особого успеха. Читателю, интересующемуся этим вопросом, рекомендуем познакомиться с уже упоминавшейся выше книгой Грушинских, а также:
- Брагинский В.Б. Экспериментальная проверка теории относительности. – М., «Знание», 1977.
- Брагинский В.Б., Полнарев А.Г. Удивительная гравитация. – М., «Наука», 1985.
- Дикке Р. Гравитация и Вселенная. – М., «Мир», 1972.
- Брагинский В.Б., Манукин А.Б. Измерение малых сил в физических экспериментах. – М., «Наука», 1974.
- Сагитов М.У. Постоянная тяготения и масса Земли. – М., «Наука», 1969.v ----------------------------------------------------------------------------------------------------v
Не каждый день рядовой доктор из малоизвестного университета, рискуя своей научной репутацией, открыто ставит под сомнение фундаментальные открытия таких корифеев как Галилей и Ньютон. Ведь здесь речь идёт, по самому крупному счёту, о подрыве идеологических устоев официальной академической физики, до сих пор бывшей непогрешимой «как жена цезаря»! И в Америке это позволяется далеко не каждому. Ставки здесь слишком велики: нарушается принцип эквивалентности гравитационной и инерционной масс – ставится под сомнение теория относительности А.Эйнштейна, что рушит фундамент всей науки ХХ века! Поэтому учёные коллеги не упустят возможности тщательно перепроверить полученные результаты и, при благоприятном исходе дела, просто сожрать наглого пэрдьюского выскочку, а заодно и перехватить финансовые гранта по перспективной тематике у конкурента-неудачника. Нам известно несколько публикаций, в которых приведены отчёты о результатах таких независимых проверок. Все они подтвердили результаты и выводы первичных измерений доктора Фишбаха!
Так, например, в августе 1988 года учёными Лос-Аламосской национальной лаборатории /США/, в рамках работ по программе СОИ, были обнародованы подробности научного эксперимента, проведённого в Гренландии (см. «Известия», № 219 /22391/ от 6.08.1988). В ледовом панцире острова был пробурен шурф глубиной свыше одной мили, что позволило исключить из расчётов погрешности, связанные со случайными неоднородностями гравитационного поля из-за колебаний плотности окружающих шахту горных пород (лёд – однородное вещество и плотность его изменяется равномерно по всей глубине шахты). В этих условиях сверхчувствительный гравиметр зафиксировал закономерное уменьшение силы притяжения, вызванное уменьшением общей массы притягивающей сферы 2). Однако, скорость изменения силы гравитационного притяжения по высоте шахты, как и в опытах Фишбаха, не соответствовала расчётам, выполненным на основе закона всемирного тяготения, - она оказалась больше на 0,02%. «На данный момент это самый изящный эксперимент», заявил научный сотрудник Калифорнийского технологического института Дж. Томас. Несомненно, что эти измерения достаточно убедительно указывают на существование необычных отклонений в динамике изменения гравитационной силы по мере движения к центру Земли. Они необъяснимы обычными аномалиями её гравитационного поля, связанными с плотностными неоднородностями вещества планеты и другими известными факторами. Аналогичные отклонения были зарегистрированы и исследователями из Токийского университета /Япония/, подтвердившими данные американцев.
Итак, в одних экспериментах (гравиметрические измерения силы тяжести в шахтах) характеристики гравитационного взаимодействия зависят от состава и свойств вещества, а в других (с крутильными весами) не зависят. В одних сверхточных опытах выполняется принцип эквивалентности инерционной и гравитационной масс, а в других, не менее точных, он явно нарушается. Налицо тот самый знаменитый «ПАРАДОКС», который способен разрушить веками устоявшиеся «картины мироздания», вынуждая учёных пересматривать удобные представления о внутренней сущности механизмов природных процессов. Назревает необходимость исследовать причины выявленных этим «парадоксом» противоречий, и мы попробуем разобраться в чём тут дело.
Рофман Владимир Моисеевич
_______________________________ E-mail: orient2001@inbox.ru rofman@inbox.ru
