Опубликование в «Науке и жизни» статей, посвященных теории гравитации (см. ссылки на литературу в конце статьи), письма читателей и ответ А.А. Логунова на некоторые из них – все это дало пищу для размышлений и побудило написать настоящие заметки. Речь идет именно о «Заметках по поводу» (лучшего названия я не придумал), го, как можно надеяться, они касаются вопросов, действительно интересующих многих читателей и объективно достаточно важных.

        1. Каковы возможности научно-популярной литературы?

        Доказывать, что научно-популярная литература нужна, важна и интересна, было бы излишне. Однако не столь ясно, что возможно и что недостижимо в научно-популярных статьях.
        Предварительно нужно отметить, что научно-популярные журналы имеют очень широкий спектр и соответственно совсем разную аудиторию. Тираж «Науки и жизни» превосходит 3 миллиона экземпляров, и, значит, журнал читают или хотя бы просматривают несколько миллионов человек. Тираж нашего наиболее «серьезного» популярного журнала «Природа» составляет 55 тысяч экземпляров. Есть у нас и еще несколько популярных журналов, их я не смотрю, но знаю, что некоторые из них имеют хорошее реноме. За рубежом также издается немало научно-популярных журналов, нередко очень высокого уровня. Тиражи этих журналов на обложке не фигурируют, но, насколько я знаю, они не идут ни в какое сравнение с тиражом «Науки и жизни». Стоит здесь сообщить также, что тираж «Успехов физических наук» (сокращенно УФН), единственного в СССР обзорного физического журнала широкого профиля, издающегося с 1918 года, составляет 3600 экземпляров. А журналы, публикующие только (или почти только) оригинальные научные работы по физике и близким дисциплинам, имеют еще меньшие тиражи. Например, тираж известного советского журнала «Радиофизика» равен 1200 экземпляров, хотя это издание, как и УФН, переводится в США на английский язык и довольно широко цитируется.
        Эти сведения приведены, чтобы подчеркнуть большое различие, существующее между научно-популярными и научными журналами. В последних отдельная статья может, если говорить о всех деталях, заинтересовать лишь буквально считанное число специалистов. Несколько большее число читателей поинтересуется какой-либо статьей «в целом», прочтет аннотацию и примет ее к сведению. Поэтому-то оригинальные научные журналы у нас почти не имеют индивидуальных подписчиков, а тираж таких изданий определяется числом научных библиотек соответствующего профиля. Главное же, что для нас сейчас важно отметить, это тот факт, что оригинальные статьи, скажем, по теоретической физике, а также соответствующие, рассчитанные на специалистов обзоры так называемого монографического типа по уровню изложения, как правило, недоступны не только широкому кругу читателей, но даже физикам других специальностей. Иначе и быть не может, если учесть, как много накоплено физикой и математикой за долгие годы их развития, в силу чего совершенно невозможно в оригинальных работах и обзорах пояснить математические детали, а также известные из цитируемой здесь же литературы более ранние результаты. Специалист же, потративший обычно долгие годы на изучение вопроса, которому посвящена статья, во всех таких пояснениях и не нуждается или, во всяком случае, может их найти в другом месте. В такой ситуации понятно, что возникла и широко процветает, можно сказать, научно-популярная литература по физике, рассчитанная на самих физиков. В УФН этой цели отвечают статьи, публикуемые под рубрикой «Физика наших дней» и в некоторых других разделах. Той же цели в значительной мере служит ежемесячный журнал американского физического общества «Physics Today» («Физика сегодня»). Чтобы не расплываться мыслью по древу, приведу конкретный пример, относящийся в сегодняшнему дню.
        Самым модным и, по мнению многих, действительно многообещающим направлением в физике микромира (физике высоких энергий, физике элементарных частиц - такие названия тоже применяются) в настоящее время стала теория суперструн. Какие-то предвестники этой теории появились еще лет двадцать назад, но на авансцену она вышла только в 1984 г., после появления работы англичанина М. Грина и американца Дж. Шварца. С тех пор вот уже несколько лет бурлит теоретическая физика или, точнее, та ее часть, которая нацелена в глубь микромира. Суперструны, суперструны, суперструны - этот термин гремит, и, естественно, физики, работающие в других областях (их подавляющее большинство), тоже хотят знать, по крайней мере, о чем же идет речь. Этой цели и посвящена, например, появившаяся в «Physics Today» статья одного из авторов новой теории [4]. Основная идея теории суперструн состоит в том, что в качестве элементарных составных частей вещества (по несколько устарелой терминологии - элементарных частиц) рассматриваются не точечные образования (частицы), а струны (одномерные кривые). Эти струны в различных вариантах или образуют колечки, или разомкнуты. Характерная длина струны составляет 10^-33 см (это так называемая планковская длина l = (hG/С^3)^0,5, где h = 1,05*10^-27 эрг*сек - квантовая постоянная; С = 3*10^10 см/сек и G = 6,67*10^-8 см3/(г*с^2) - значение гравитационной постоянной). Поскольку характерный размер атомного ядра равен 10^-13 см, ясно, что даже в ядерных масштабах, не говоря уже об атомных, струны можно считать точечными. Термин «суперструны», а не просто «струны» отражает тот факт, что струны считаются суперсимметричными и рассматриваются в десяти измерениях, шесть из которых «компактифицируются», так что в конце концов мы приходим к нашему четырехмерному пространству-времени. А что такое суперсимметрия, «компактификация», почему суперструны столь многообещающи и т.д. и т.п.? На все эти вопросы можно было бы попытаться в какой-то мере ответить в специальной статье, но заведомо не в данной. Однако, и это сейчас главное, даже уровень статьи Шварца [4] в физическом журнале - это еще далеко не передний край теории суперструн. Такую статью можно поместить и в УФН, но для «Природы», и подавно для «Науки и жизни», следовало бы еще многое упростить и пояснить. Другими словами, нужно ясно отдавать себе отчет в ограниченных возможностях научно-популярной литературы. Передний край теоретической физики (и, думаю, математики) - это острейшее и тончайшее лезвие. И, естественно, даже физики-теоретики, но работающие в других областях, не могут судить о технике вычислений, о многих деталях и перспективах, скажем, теории суперструн. Те же из них, кто все-таки хочет знать, что же делается на переднем крае, и читает статьи типа упомянутой, получают общее представление о состоянии проблемы, об идеях, о планах на будущее. Все это позволяет следить за дальнейшим развитием. Если теория суперструн окажется плодотворной (это ведь еще не ясно), приведет к конкретным результатам и оправдавшимся в эксперименте предсказаниям, то постепенно ею будет овладевать все большее число физиков и многое станет понятнее. Отразится такое понимание и на популярной литературе для физиков, и, наконец, на популярной литературе для нефизиков. Конечно, это не означает, что уже сейчас нельзя кое-что рассказать о суперструнах и на страницах «Науки и жизни». Напротив, какую-то информацию целесообразно сообщить, и это, надеюсь, будет сделано. Но читатели не могут рассчитывать, что на основании этой информации удастся судить о том, хороша ли и перспективна ли теория суперструн. Я вот физик-теоретик с пятидесятилетним стажем работы и к тому же занимавшийся в прошлом кое-чем родственным суперструнам, но вполне четко отдаю себе отчет в том, что могу быть лишь заинтересованным наблюдателем, а никак не судьей теории суперструн.
        В общем я хочу подчеркнуть довольно очевидную мысль: чтобы как-то судить о новых физических теориях, даже физики должны затратить немало труда и ознакомиться с ними достаточно досконально. Что же говорить о критиках, знакомых с объектами своей критики лишь по научно-популярной литературе? К сожалению, в многочисленных письмах (хотя и не во всех), полученных мною в связи со статьей [2], элементарное требование - знание того, о чем пишешь, - не соблюдено. Стоит ли отвечать человеку, который сомневается даже в теории Ньютона, не говоря уже о специальной теории относительности, и в то же время берется судить, правильна ли общая теория относительности (ОТО)? Или что можно ответить кандидату исторических наук, обвиняющему меня в «попрании основ научной этики» на том основании, что я, «не имея окончательного мнения о РТГ», в то же время не вижу оснований считать, «что ОТО в настоящее время чем-то поколеблена»? Некоторым читателям я ответил, но в целом пришел к заключению, что обсуждение ОТО ни на страницах «Науки и жизни», ни в частной переписке невозможно и неуместно. Появление моей статьи [2] не противоречит этому мнению, ибо я написал эту статью лишь в качестве реакции на статью [1]. Я хотел сообщить читателям, что по крайний мере далеко не все разделяют мнение А.А. Логунова и в особенности не согласны с его критикой ОТО. Это отнюдь не было излишне. Достаточно сказать, что старший научный сотрудник Удмуртского университета Д.Е. Бурланков, несомненно квалифицированный физик, направил в журнал «Природа» статью с критикой РТГ и конкретно критикой статьи на эту тему, опубликованной в той же «Природе» (№ 1, 1987 г.). Однако критическая статья Д.Е. Бурланкова опубликована не была. Вообще, насколько я знаю, моя статья [2] остается единственной в научно-популярной литературе, в которой выражается несогласие с А.А. Логуновым. Но, как ясно из сказанного выше, особого значения это не имеет – вопрос о научной ценности РТГ может быть и будет решен лишь на страницах научных журналов (об этом см. ниже, в разделе 4).

        2. Можно ли в популярных статьях использовать алгебру?

        Научно-популярные статьи я пишу уже около пятидесяти лет. И часто слышал упреки: «недостаточно популярно», «читатели не поймут», «нельзя в популярных статьях использовать даже простейшие алгебраические выражения» и т.д. и т.п. Несомненно, такие упреки имели основания. Я далек от мысли утверждать, что всегда пишу достаточно понятно, да и не автору об этом судить. Но могу сказать, что пишу в расчете на школьников старших классов и людей с высшим, хотя и не физическим образованием. Именно такой круг читателей интересуется популярными статьями на физические и астрономические темы. У младших же школьников, за какими-то исключениями, другие интересы. Поэтому, как я убежден, совершенно необоснованно и даже вредно требование не использовать формулы, находящиеся в пределах программы неполной средней школы. Выдвигая такие требования, часто ссылаются, скажем, на опыт популярного журнала «Сайентифик америкен» («Scientific American»), перевод которого издается у нас под названием «В мире науки». Безусловно, это прекрасный журнал, но проводимая в нем борьба с алгеброй представляется мне недостатком, а не достоинством. Я уверен в том, что прочесть (и как следует понять) печатающиеся в журнале «В мире науки» статьи, скажем, по генетике значительно труднее, чем использовать простые алгебраические формулы или геометрические построения. Думаю, что обсуждаемый вопрос носит принципиальный характер, в силу чего он здесь и затронут. Так уж развивалось общество, что понятие «образованный человек» оказалось однобоким. Того, кто не знает авторов «Евгения Онегина» или «Войны и мира», назовут не только необразованным, но и спросят: как же он окончил школу? А вот, например, на вопрос, почему сменяют друг друга времена года, многие, даже с высшим образованием, отвечают, что это связано с удалением или приближением Земли к Солнцу. И их не называют «необразованными». Некоторые гуманитарии даже кокетничают своим полным незнанием математики и естественных наук. Такая ситуация - отражение времен до научно-технической революции. Сегодня образованным может считаться лишь тот, кто по-настоящему усвоил все, что входит в программу хотя бы неполной (восьмилетней) средней школы. Именно на таких людей и должна рассчитывать, например, «Наука и жизнь», по крайней мере в статьях и заметках, касающихся естественных наук. А значит, нечего бояться и элементарной, школьной математики. Противоположный подход только мешает распространению образования в ясном из сказанного выше смысле. Таково мое мнение, но что думают читатели? Мы ведь пишем для них, и важно выяснить в первую очередь их мнение.

        3. Как проверить теорию и какова здесь роль «научного общественного мнения».

        Одна из основных проблем в науке - выработка и указание путей установления истины или, более конкретно, методов проверки тех или иных теорий. Разумеется, основной метод - сравнение с опытом, с наблюдениями. Например, общая теория относительности (ОТО) создавалась Альбертом Эйнштейном с 1907 по 1915 год, а в 1916 году он опубликовал итоговую, обзорную статью об ОТО. Однако вовсе не все сразу согласились с Эйнштейном. Например, в 1917 году из печати вышел подробный обзор, посвященный радикально отличной от ОТО скалярной теории гравитации. Но, согласно этой теории, световые лучи, проходящие вблизи Солнца, не должны отклоняться. Поэтому после обнаружения в 1919 году такого отклонения [2] скалярная теория сразу же отпала.
        Вместе с тем нельзя все сводить к экспериментальной проверке. При достигнутой точности измерений и ограниченном числе экспериментов все они могут оказаться совместимыми со многими теориями. Часто, правда, и точность столь высока, и экспериментов так много, что для определенного круга вопросов и явлений практически все сомнения в справедливости теории отпадают. Именно такова ситуация в случае ньютоновской механики, специальной теории относительности (СТО) и нерелятивистской квантовой механики. Как я пытался пояснить ранее [2], в ОТО положение несколько иное, поэтому и существуют так называемые альтернативные теории гравитации. Все они строятся таким образом, чтобы в пределах достигнутой точности измерений не противоречить опыту. Все они ставят или должны ставить перед собой задачу указать какие-то эксперименты и следствия, на основании которых можно, хотя бы в принципе, отличить предсказания этих теорий от предсказаний ОТО. Последнее обычно крайне трудно, в силу чего особенно существенная роль принадлежит также математическому исследованию и более широкому физическому анализу* ОТО и альтернативных теорий гравитации.

        Примечание: * - Имеются в виду не конкретные эксперименты, а такие проблемы, как существование «черных дыр» и возникновение сингулярностей в решениях ОТО (к сожалению, здесь нет возможности остановиться на этих исключительно важных вопросах).

        Такие исследования и анализ, возникающие при этом разногласия и дискуссии приводят к продвижению вперед. Кто этим занимается, кто выступает в роли судей? Естественно, речь идет о специалистах - физиках и математиках, «ибо, не зная законов языка ирокезского, можешь ли ты делать такое суждение по сему предмету, которое не было бы неосновательно и глупо?» (Козьма Прутков). Но, как известно, пусть это и печально, судьи тоже ошибаются. Поэтому, с одной стороны, нельзя вердикт даже большого числа квалифицированных специалистов считать совершенно безапелляционным, утверждающим истину в последней инстанции. С другой стороны, недопустимо на основании встречающихся судебных ошибок вообще отрицать институт суда и аналогично не считаться с мнением специалистов, не признавать значения их коллективного суждения. Как же иначе преподавать, проводить экспертизу и рецензирование, присуждать премии?
        Когда я писал статью «Общая теория относительности» [2], то не имел в виду акцентировать внимание на сказанном выше, считал все это само собой разумеющимся. Но в связи со статьей А.А. Логунова [3] приходится напомнить соответствующее место из [2]: «...мы считаем, что ОТО является последовательной теорией... Нужно, правда, пояснить, что имеется в виду при употреблении местоимения «мы». «Мы» - это, конечно, и я сам, но также и все те советские и иностранные физики, с которыми мне приходилось обсуждать ОТО, а в ряде случаев и ее критику А.А. Логуновым. Великий Галилей еще четыре столетия тому назад говорил: в вопросах науки мнение одного бывает дороже мнения тысячи. Иными словами, большинством голосов научные споры не решаются. Но, с другой стороны, совершенно очевидно, что мнение многих физиков, вообще говоря, значительно убедительнее, или, лучше сказать, надежнее и весомее, мнения одного физика. Поэтому переход от «я» к «мы» имеет здесь важное значение». Мне и сейчас представляется, что процитированное замечание, определяющее роль «научного общественного мнения», совершенно справедливо. Между тем А.А. Логунов [3] оценивает это замечание словами: «если бы это было так, то наука давно бы остановилась».
        Таким образом, мы с А.А. Логуновым абсолютно по-разному понимаем процитированные выше слова из [2]. Так бывает, и нередко, т.е. оппоненты «не слышат» друг друга. В таких случаях решающим может быть мнение читателей - ведь мы к ним обращаемся. Пусть они и сделают свое заключение.

        4. Еще раз об ОТО и об РТГ.

        Семьдесят пять лет назад ОТО была еще не завершена, да и практически не проверена. Ситуация, по-видимому, напоминала ту, о которой сегодня можно говорить в отношении теории суперструн. Но вскоре, уже в 1915 году, ОТО получила известную законченность, были сделаны и вполне четкие предсказания, касающиеся поворота перигелиев планет и отклонения лучей, проходящих вблизи Солнца (см., например, [2]). С тех пор прошло более семидесяти лет. Вначале ОТО разрабатывали буквально единицы, но постепенно как теория, так и вопрос об ее экспериментальной проверке привлекали все большее внимание. Достаточно характерно, однако, что в довоенное время на физфаке МГУ курс ОТО не читался. Сейчас положение иное - ОТО широко используется в астрофизике, не говоря уже о космологии. Существует целый ряд посвященных ОТО монографий, она широко исследована и продолжает исследоваться. В таких условиях очень трудно допустить, что ОТО на самом деле не выдерживает критики и «не является удовлетворительной физической теорией», как это утверждает А.А. Логунов [1, 3]. Однако для критики в отличие от наказаний за некоторые преступления не существует понятие о сроке давности. Поэтому анализ критики ОТО А.А. Логуновым и обсуждение предлагаемой им РТГ – дело вполне законное и конкретное. Но, как я уже подчеркивал, серьезно заниматься этим можно лишь в научных, а не в научно-популярных журналах.
        В последних можно лишь привести итоги научной дискуссии. Такая дискуссия в известных масштабах уже состоялась [2, 3] – я имею в виду, помимо ряда статей А.А. Логунова с сотрудниками, опубликованные в УФН статьи Л.Д. Фаддеева [5], Я.Б. Зельдовича и Л.П. Грищука [6]. Теперь, наконец, читатели получают возможность еще более подробно познакомиться с РТГ [7], так и с ее критикой [8].
        Поэтому ниже сделано лишь одно замечание, посвященное достаточно элементарному вопросу. А.А. Логунов утверждает, что ОТО «не дает определенных предсказаний для гравитационных эффектов даже в Солнечной системе, в частности для времени запаздывания радиосигнала в поле Солнца» [3]. Иными словами, предсказания ОТО объявляются неоднозначными. Если бы это утверждение отвечало реальному положению дел в ОТО, то эта теория была бы по меньшей мере неполной, непоследовательной [2]. В действительности же ОТО дает вполне однозначные ответы в отношении всех наблюдаемых величин и эффектов. Конкретно при радиолокации планет измеряется время запаздывания радиосигнала, испускаемого с Земли и возвращающегося после отражения от планеты в точку отправления. ОТО предсказывает это время (обозначим его латинской буквой t) вполне однозначно, но, разумеется, время t определено лишь, если указано, о какой планете, обладающей вполне определенным периодом Т обращения вокруг Солнца, идет речь. При этом, разумеется, параметры, характеризующие движение Земли, также считаются заданными. Если период обращения вокруг Солнца Т иной, то имеется в виду уже другая (пусть гипотетическая) планета; изменится при этом, естественно, и время запаздывания радиосигнала. Сказанное общепризнанно, на этом основаны все расчеты в области космической навигации, использующие ОТО (последнее при уже достигнутой точности стало необходимым). Собственно, это признается и в статье [7] (см. формулы (1.19) и (1.25), (1.26)). Неоднозначность же А.А. Логунов и его коллеги видят в том, что в зависимости от выбора координатной системы изменяется не само время t, а некоторая разность t - tо , где tо – время, «которое потребовалось бы сигналу на преодоление пути от излучателя до рефлектора (отражателя) в отсутствие гравитационного влияния на сигнал центрального тела». Но время tо, для измерения которого нужно удалить центральное тело (то есть в данном случае Солнце), определить на опыте, конечно, никак нельзя. Таким образом, никакого реального физического смысла гипотетическое время tо не имеет, в силу чего предсказания ОТО для реально наблюдаемой величины – времени t - вполне однозначны. Это относится, разумеется, и к отклонению световых лучей, проходящих вблизи Солнца – в последнем случае нужно получить две картины: одну во время затмения и другую, скажем, через полгода [2]. Все это подробнее изложено в статьях Я.Б. Зельдовича и Л.П. Грищука [6, 8] , а также в целом ряде монографий и специальных статей*.

        Примечание: * - См. например, статью ленинградского астронома В.А. Брумберга (V.A. Brumberg. Relativistic reduction of astromefric  observations. Статья в изданном Международным астрономическом союзом сборнике «Astromefric Techniques» (1986)).

        В заключение могу, по существу, только полностью согласиться с замечанием А.А. Логунова, завершающим его статью [3]. Ничто так не важно для быстрого и плодотворного развития науки, как приток сильных духом, свободно мыслящих и способных молодых людей. Хочу лишь добавить, что для подлинного успеха в науке свобода мысли обязательно должна сочетаться с большой самокритичностью и уважением к работе предшественников, и особенно великих предшественников.

Литература.

1. Логунов А.А. Новая теория гравитации // Наука и жизнь, 1987, № 2, с. 38-44; № 3, с. 60-71.
2. Гинзбург В.Л. Общая теория относительности (Последовательна ли она? Отвечает ли она физической реальности?) // Наука и жизнь, 1987, № 4, с. 41-48.
3. Логунов А.А. Новая теория гравитации. Ответы на вопросы читателей // Наука и жизнь, 1988, № 5, с. 66-72.
4. Schwarz J.H. Superstrings // Physics Today, 1987, v. 40, № 11, р. 33.
5. Фаддеев Л.Д. Проблема энергии в теории тяготения Эйнштейна, УФН, 1982, т. 136, вып. 3.
6. Зельдович Я.Б., Грищук Л.П. Тяготение, общая теория относительности и альтернативные теории // УФН, 1986, т. 149, вып. 4.
7. Логунов А.А., Лоскутов Ю.М., Мествиришвили М.А. Релятивистская теория гравитации и ее следствия // УФН, 1988, т. 155, вып. 3.
8. Зельдович Я.Б., Грищук Л.П. Общая теория относительности верна! // УФН, 1988, т. 155, вып. 3.

Справка:

Гинзбург Виталий Лазаревич (1916 г.р.), физик-теоретик, академик Российской академии наук (Академии наук СССР, 1966). Иностранный член девяти зарубежных Академий наук, в том числе, Американской Национальной академии наук и Лондонского Королевского Общества. Лауреат Нобелевской премии по физике 2003 г. Член Комиссии Президиума Российской академии наук по борьбе с лженаукой (создана 11 ноября 1998 года).

Горелик Г.Е. Краеугольные камни преткновения // Знание – сила, 2002, № 1, стр. 49-50.