Была ли напрасной борьба за систему мира коперника?

Для общей теории относительности характерно то, что она не имеет в узком смысле слова непосредственного практического приложения. Однако это, разумеется, не означает, что общую теорию относительности вообще ни­где нельзя применять. Напротив, эта теория позволяет ре­шить самые трудные принципиальные вопросы. Рассмот­рим, например, проблему стабильности солнечной систе­мы. Имеется ли опасность столкновения планет между собой либо с Солнцем, или же гарантировано сохранение теперешнего состояния солнечной системы? Этим вопро­сом в XVIII столетии занимался французский математик Лаплас, который пришел к выводу, что не следует опа­саться гибели солнечной системы. Он показал, что все движения в солнечной системе будут такими же, как сей­час, и в невообразимо далеком будущем. Лаплас в своих вычислениях основывался на законе тяготения Ньютона, описывающем, как известно, движение небесных тел толь­ко приближенно. Проблему стабильности солнечной си­стемы следует заново решить с помощью теории относи­тельности.

Для общей теории относительности характерно то, что она не имеет в узком смысле слова непосредственного практического приложения. Однако это, разумеется, не означает, что общую теорию относительности вообще ни­где нельзя применять. Напротив, эта теория позволяет ре­шить самые трудные принципиальные вопросы. Рассмот­рим, например, проблему стабильности солнечной систе­мы. Имеется ли опасность столкновения планет между собой либо с Солнцем, или же гарантировано сохранение теперешнего состояния солнечной системы? Этим вопро­сом в XVIII столетии занимался французский математик Лаплас, который пришел к выводу, что не следует опа­саться гибели солнечной системы. Он показал, что все движения в солнечной системе будут такими же, как сей­час, и в невообразимо далеком будущем. Лаплас в своих вычислениях основывался на законе тяготения Ньютона, описывающем, как известно, движение небесных тел толь­ко приближенно. Проблему стабильности солнечной си­стемы следует заново решить с помощью теории относи­тельности.
Общую теорию относительности нужно учитывать не только при решении некоторых конкретных вопросов, но и при рассмотрении общих проблем. Одной из таких проб­лем является поставленная в самом начале книги пробле­ма предпочтения системы мира Коперника системе мира Птолемея. Оправдано ли такое предпочтение?
Выше мы видели, что система мира Коперника отлича­ется от системы Птолемея только выбором тела отсчета. Так как общая теория относительности утверждает, что все системы отсчета равноправны, то отсюда непосредст­венно следует, что с точки зрения общей теории относи­тельности система мира Коперника равноправна с систе­мой Птолемея. Другими словами, безразлично, как ска­зать: «Земля обращается вокруг Солнца» или «Солнце обращается вокруг Земли».
Некоторые читатели могут не согласиться со сказан­ным и возразят: «Мы привыкли представлять себе, что Солнце заставляет Землю обращаться вокруг себя. Как же теперь понять утверждение, что с тем же правом мы мо­жем сказать: «Земля принуждает Солнце обращаться вок­руг себя?» Они могут заявить, что такое утверждение кажется до смешного необоснованным по сравнению с первым. «Как может карлик-Земля заставить двигаться гигант-Солнце?!».
Как же сторонники релятивистской теории рассчитыва­ют объяснить, что маленькая Земля принуждает большое Солнце двигаться вокруг себя?
С точки зрения общей теории относительности можно ответить, что Земля вовсе не заставляет Солнце обра­щаться вокруг себя, равно как и Солнце не заставляет Землю обращаться вокруг себя. Солнце, а также Земля, Марс и другие планеты движутся в пространстве естест­венно, т. е. так, что в центре масс этих тел нельзя обна­ружить гравитационное поле других небесных тел. Такое естественное движение можно сравнивать с инерциаль-ным движением. Естественное движение есть не что иное, как «инерциальное» движение в искривленном простран­стве. В случае инерциального движения мы не говорим, что одно тело заставляет другое двигаться равномерно и прямолинейно. Так же не имеет смысла говорить, что одно небесное тело заставляет другое двигаться естест­венно. Естественное движение происходит так, что тело совершает его без воздействия посторонних сил, подчи­няясь конкретным свойствам (например, конкретной кри­визне) пространства. Свойства же пространства, в свою очередь, определяются расположением и движением всех остальных небесных тел.
Почему все же представление о Земле, обращающейся вокруг Солнца, кажется нам более приемлемым, чем ка­кая-нибудь другая картина движения солнечной систе­мы? Потому, что мы заучили это с детства и настолько при­выкли к этому, что нам трудно от него отказаться. Впро­чем, отказываться от этих представлений нет никакой не­обходимости, надо только уяснить себе, что в принципе возможны и верны другие представления о движении сол­нечной системы (например, если связать систему отсчета с планетой Юпитер). В природе существуют движущиеся тела солнечной системы. Картина, получаемая при описании этой системы зависит от выбора тела отсчета. Так как в принципе все системы отсчета равноправны, то и получаемые картины движения будут также равноправ­ными. Любая из них правильно отражает движение сол­нечной системы. С этой мыслью нам неизбежно прихо­дится мириться. К системе Коперника люди тоже ведь не сразу привыкли. Представление о том, что в центре мира находится Земля, на первый взгляд казалось слишком естественным и очевидным и от него отказаться было нелегко.
Более глубокое изучение проблемы показывает, что при известных допущениях все же можно предпочесть систему отсчета, связанную с Солнцем (т. е. систему Ко­перника), другим системам.
Предположим, что в мире нет ничего, кроме солнечной системы. В этом случае искривляющее действие этой сис­темы практически не распространяется неограниченно; достаточно далекое от солнечной системы пространство бу­дет уже неискривленным. Для такого пространства   при изучении движений можно использовать   инерциальные системы и применять специальную теорию относитель­ности. Если рассматривать движение тел солнечной систе­мы в этих инерциальных системах, то оказывается, что Солнце движется практически без ускорения (т. е. равно­мерно и прямолинейно), тогда как движение всех планет является криволинейным, т. е. ускоренным. Только Солн­це можно считать инерциальным телом, это значит, что только связанная с ним система будет инерциальной29, а системы, связанные с планетами, не будут инерциаль­ными. С точки зрения специальной теории относительно­сти выбор Солнца в качестве тела  отсчета  безусловно оправдан. Система мира Коперника действительно находится в предпочтительном положении по сравнению с другими системами мира.
В приведенных выше рассуждениях мы исходили из предположения, что солнечная система существует совер­шенно изолированно от других систем. Это предположе­ние не согласуется с действительностью. Солнце вместе с другими звездами Млечного Пути образует единую звезд­ную систему — Галактику, в которой каждая звезда дви­жется естественно. Это естественное движение может быть рассмотрено как обращение вокруг центра Галакти­ки; Солнце, например, совершает полный оборот в тече­ние приблизительно 230 млн. лет. Поэтому неточен сделанный выше вывод, что при описании солнечной систе­мы система мира Коперника предпочтительнее других. Иное дело, конечно, предпочтение на практике.
С практической точки зрения всегда целесообразно предпочесть какую-то определенную систему отсчета дру­гим системам. В повседневной жизни мы говорим, напри­мер, о восходе или заходе солнца, о движении солнца по небосводу. Другими словами, в повседневной жизни мы пользуемся геоцентрической системой Птолемея. Астроно­мы, напротив, считают целесообразным использование сис­темы Коперника; в этой системе движение тел солнечной системы выглядит проще всего. Но такой выбор системы отсчета делается исключительно из практических сообра­жений. В принципе все системы отсчета при описании солнечной системы равноправны. Быть может, у некото­рых читателей возникнет вопрос: если система Коперни­ка и система Птолемея принципиально равноправны, так не была ли никчемной борьба коперниканцев за эту систему? Разве Джордано Бруно взошел на костер толь­ко из-за того, что не знал общей теории относительности? Разве борьба Галилео Галилея с церковниками была вы­звана только заблуждением обеих сторон, не знавших, что их точки зрения равноправны? На все эти вопросы можно ответить категорическим «нет». В наше время системы мира Птолемея и Коперника являются только различны­ми  системами  отсчета,  но  в  XVII  столетии  первая олицетворяла мертвое и схоластическое учение, тогда как борьба за другую была борьбой во имя нового, научного мировоззрения. Под знаменем системы Коперника шло на­ступление на всесильную католическую церковь и ее дог­мы. Это был один из самых героических этапов в истории человеческого общества. Напомним пламенные слова Сальвиатти из произведения Галилея «Диалог», которые звучат очень современно: «Разве не достойно посмеяния, когда на диспуте о каком-то предмете, подлежащем дока­зательству вдруг кто-нибудь приведет цитату, часто отно­сящуюся совсем к другому предмету, и ею затыкают рот противнику? Если Вы хотите так продолжать в деле нау­ки, то не называйтесь философами, зовитесь историками, докторами зубрения. Кто никогда не философствует, не имеет права на почетный титул философа».
Общая теория относительности показывает, что прин­ципиально системы мира Птолемея и Коперника равно­правны, но это нисколько не принижает исторического значения борьбы Галилея и его сторонников. Напротив, Галилей боролся за свободу науки и научной мысли и ни­когда не согласился бы на превращение своего учения в догму. В «Диалоге» Сальвиатти говорит: «Не сомне­ваюсь, что Аристотель переменил бы свои воззрения, ес­ли бы он жил в наше время». То же самое можно сказать и о Галилее. Он не стал бы горевать, что его борьба за систему Коперника формально оказалась бессмысленной, а сумел бы оценить историческое значение этой борьбы. Кто не хочет стать ренегатом в начатой Галилеем борьбе, тот должен смело развивать науку, не взирая на то, будут ли согласовываться полученные научные результаты со взглядами Галилея или с каким-либо другим учением. Наука должна всегда идти вперед, не считаясь с преду­беждениями.