Писать рецензию на книгу Алексея Семихатова, вошедшую в шорт-лист премии «Просветитель», для меня одновременно и приятно, и страшно: с автором мы знакомы уже сорок с лишним лет, написанное в ней обсуждали не раз, мое имя даже упомянуто в предисловии как имя одного из соавторов некоторых глав, что безусловное преувеличение, но столь же приятное, сколь и ограничивающее в возможностях критики. Еще больше такую возможность ограничивает подобие родственных отношений: заканчивая МГУ, мы писали дипломы у одного и того же научного руководителя. И тут возникает проблема номер один: для кого эта книга? Кто ее предполагаемый читатель? Могу ли я, принимая во внимание сказанное выше, адекватно оценить книгу — то есть угадать, насколько впору она будет потенциальному читателю?
Должен признать, что проблема таргетирования существует и совершенно объективно. Когда-то Галилео Галилей писал, что неправильно думать, будто бы философия содержится в философских книгах. Нет, она в великой книге природы, но прочитать эту великую книгу может лишь тот, кому известен язык, на котором она написана, — язык математики. Наверное, это самая известная фраза из всего, когда бы то ни было сказанного или написанного Галилеем, если не считать реплики «И все-таки она вертится» (вероятно, никогда им не произносившейся).
Но если мы соглашаемся с отцом-основателем экспериментальной физики, то о чем тогда философские книги, количество которых со времен Галилея увеличилось в немереное число раз? Вероятно, в них те, кто знает язык природы, рассказывают тем, кто знает его хуже, о том, что они поняли в ее великой книге. Но если автор допустит полное незнакомство читателя с этим языком, планка окажется настолько низкой, что читать книгу всем прочим будет невыносимо скучно. Если же задрать планку слишком высоко, читать ее станет ненужно, потому что предполагаемому читателю окажется всё заранее известным. Перечитывая книгу сейчас, уже после ее выхода из печати, мне было чрезвычайно интересно понять: где же Алексей Семихатов нашел этот оптимум, на каком уровне он поставил свою планку? Поэтому я читал внимательно всё, включая издевательскую главу, в которую встроена цитата из джойсовского «Улисса».
В итоге я сделал такой вывод: более или менее случайно взявший книгу в руки читатель обнаружит в ней суперпозицию нескольких слоев. Для простоты изложения я буду считать их количество равным трем, но поскольку это суперпозиция, то слоев таких можно насчитать и существенно больше. Начну с верхнего.
Итак, «слой 3». В последних главах автор изложил, мастерски уворачиваясь от употребления языка, на котором на самом деле написана книга природы, схему квантовой механики, начиная с главного свойства, составляющего различие с классической механикой, — линейности, интерпретируя ее как дистрибутивность умножения относительно сложения, знакомую нам по правилу раскрытия скобок в выражениях типа c(x + y) = cx + cy. На следующем шаге читателю придется понять, как дистрибутивность проявит себя в уравнении Шрёдингера и откуда там берется линейность квантово-механических состояний. И если тут кто-то сомневается в уместности эпитета «мастерски», то я готов настаивать: столь точного словесного описания уравнения Шрёдингера я не встречал. Целевая аудитория этого «слоя 3», наверное, — все те, кто десятки раз встречал упоминания об этом великом уравнении в популярной литературе, но для кого его «начинка» так и осталась загадкой. Труднее сказать, кому адресованы идущие далее подробности о квантовой запутанности и неравенствах Белла: тем неспециалистам, которые только и мечтали, как познакомиться именно с неравенствами Белла? Но здесь на помощь автору (через два месяца после подписания книги в печать!) пришел Нобелевский комитет, присудив премию по физике 2022 года за экспериментальную проверку именно неравенств Белла и смежные вопросы, касающиеся квантовой запутанности. Я с интересом наблюдал выступление представителя Нобелевского комитета с объяснением работ лауреатов: оно оказалось построенным так же, как и рассказ о запутанности в квантово-механической части рецензируемой книги. А интереснее всего в этой части мне показалось изложение интерпретаций квантовой механики. Если не считать многомировых трактовок, на эту тему на русском языке практически ничего не написано (не исключено, что причина кроется в курсе теоретической физики Ландау и Лифшица, в значительной степени определяющего, кроме прочего, и физиономию российского физического научпопа).
Наивно, конечно, думать, что любой предполагаемый читатель книги слушал разъяснения, кто и за что получил Нобелевские премии в этом году. Будем считать именно это отличие главным в отделении «слоя 3» от «слоя 2». Возможно, для всех тех, для кого якорным будет именно «слой 2», всё сказанное выше останется в основном за кадром, но для них окажутся интересными содержащиеся в той же квантово-механической части наблюдения. Главное наблюдение состоим в том, что в квантовом мире, как будто бы размытом вследствие принципа неопределенностей, существование носит, наоборот, очень жесткий и точный характер: все атомы одного элемента строго одинаковы в своих основных состояниях, одинаковы все кванты одного поля и т. д. Там же читатель встретится с некоторыми (иногда спорными) методическими изобретениями автора. Одно из них — «вражда», что звучит, конечно, выразительнее, чем «некоммутативность эрмитовых операторов», но читатель, впитавший предлагаемый язык, столкнется с некоторыми трудностями за пределами данной книги, где у этого слова нет такого значения. (Есть и другие неологизмы, которые неплохо воспринимаются при чтении, но несколько затрудняют «выход во внешний мир»: БУКО вместо ISCO, смысловое «лепесток–намотка» вместо zoom–whirl, «количество вращения» вместо «момент количества движения». Да, и еще Аня и Яша вместо Алисы и Боба — вот тут я, пожалуй, голосую «за»: ведь именно Аней нарек главную героиню сказочного произведения Льюиса Кэрролла в своем переводе Владимир Набоков; кроме того, Аня и Яша стали почти персонажами книги. И заодно о персонажах: в главах, посвященных различным темам, неоднократно появляется одно и то же реальное лицо — Дж. А. Уилер; он не стал сюжетообразующей фигурой, но его появление создает эффект узнавания. Не знаю, стоило ли автору явно оговориться, что при всем его почтении к Уилеру тот все-таки не является единственным столпом физики своего времени.)
В районе «слоя 2», с отклонениями то вверх, то вниз, лежит рассказ о статистических свойствах окружающих нас вещей, где после небольшой «молекулярной разминки» (включающей броуновское движение) дело переходит к энтропии как измерителю, по существу, потерянного знания о движении (изложение показалось мне несколько неровным — рискну предположить, что это неосознанное отражение страданий Больцмана) и сопутствующей истории про демона Максвелла (рассказанной живо и с интересными поворотами, вплоть до цены за информацию).
До некоторой степени параллелен квантово-механическому куску рассказ о теории относительности: здесь дело доходит до словесного описания того, как устроены уравнения Эйнштейна (что я тоже вижу впервые). Правда, в предваряющей главе, посвященной специальной теории относительности, больших откровений я не нашел. По построению она несколько «аксиоматическая»: сообщается, что из-за абсолютности скорости света (и принципа относительности, акцент на котором, на мой взгляд, недостаточный) пространство-время и энергия обладают, оказывается, свойствами, противоречащими нашему опыту медленных передвижений. Да, кинетическая энергия «сходит с ума» при приближении относительной скорости к скорости света, а время с точки зрения внешнего наблюдателя течет медленнее. И вот, кстати, «слой 1»: оба указанных эффекта проявляют себя вместе в релятивистском обобщении уравнения Циолковского, которое само по себе остается за кадром, но его следствия подробно обсуждаются в применении к дальним космическим путешествиям на фотонной ракете.
Описание смысла и структуры уравнений Эйнштейна — достижение автора, хотя от читателя требуется тоже не так мало: уравнения содержат тензор энергии-импульса (с введением которого автор обошелся довольно ловко) и комбинацию кривизн; кривизна же определяется через расхождение геодезических («уровень опасности со стороны приливных сил»), поэтому изложение построено на идее свободного падения и склейки искривленного пространства-времени из локальных карт. Всё это «слой 3» — для тех, кто «всегда хотел узнать, что такое уравнения Эйнштейна». В нужный момент автор честно признается, что за все необходимые построения отвечают десять компонент метрики (разумеется, конструкция компонент кривизны из метрики не описывается формулами, но лежащая в ее основе логика изложена достаточно внятно). Эти десять компонент — тот самый Агент, отвечающий за передачу гравитации на расстоянии, о существование которого подозревал Ньютон. Заполучив метрику и уравнения Эйнштейна в свое распоряжение, автор может позволить себе ясное (нечастое для популярных изложений) описание и фридманова расширения, и идеи темной энергии именно как добавки в уравнения, отвечающей за наблюдаемое «антифридманово» ускорение. Есть в главах про общую теорию относительности и немало материала из «слоя 2»: черные дыры (в первую очередь горизонт и экстремальное замедление времени с точки зрения удаленного наблюдателя), некеплеровы орбиты вблизи черной дыры, траектории света, гёделева вселенная, ворп-драйв (warp drive) и гравитационные волны.
И, наверное, «слой 1» — это первые четыре главы книги, посвященные в основном (хотя и не исключительно) «ближнему космосу» — по существу, тому, как достигнутые знания о движении объясняют работу Солнечной системы (от резонансов между спутниками до предсказания планет) и как мы этими знаниями пользуемся для путешествий по Солнечной системе. И заодно для наблюдений за тем, что делается подальше (сюда относится поиск экзопланет).
Я, конечно, не буду утверждать, что существуют читатели чистых типов, вырезающие по своему вкусу и образованности тот или иной слой из содержания книги. Даже если такие и существуют, вряд ли чтение лишь соответствующей части книги принесет им удовлетворение. Я думаю, что всякий читатель представляет собой смесь, в которую каждый из типов входит с неким коэффициентом, вообще говоря комплекснозначным. И я думаю также, что для большинства читателей, одолевших эту книгу, приведенное рассуждение будет понятно. Хочется надеяться, что эта суперпозиция слоев в конструкции книги достаточно точно соответствует ожидаемому портрету читателя.
И раз уж рассказ о книге шел от конца к началу, настала пора прокомментировать заглавие. До некоторой степени это дань почтения: большинство средневековых комментариев к «Физике» Аристотеля снабжались подзаголовком «О движении». Той же традиции отдавали дань и Галилей, в одном из диалогов которого собеседники обсуждают сочинение анонимного Академика «О местном движении», и Ньютон, предварительная версия «Начал» которого называлась «О движении тяжелых тел». Но в данной книге заявленный предмет — это в первую очередь предлог для рассказа о фундаментальной физической картине мира, о правилах, по которым живет Вселенная. Главный недостаток книги — ее немалый объем, но хотя бы отчасти его извиняет невероятно широкий охват.
Дмитрий Баюк, канд. физ.-мат. наук,
Финансовый университет (Москва), Университет Пари-Сите (Париж)
Лекция Алексея Семихатова «Всеобщее свободное падение: путешествие от Пизанской башни до черных дыр»
в рамках цикла лекций памяти Дмитрия Борисовича Зимина:
youtu.be/J0uJm11QDHE
(2 оценок, среднее: 4,50 из 5)
Загрузка...