Эксперимент - критерий истины

В 1919 году во время экспедиции Эддингтона было получено первое подтверждение теории Эйнштейна, согласно которой гравитация изгибает луч света, когда он проходит вблизи массивной звезды. Собственно экспедиций по изучению солнечного затмения было две: одна наблюдала затмение из бразильского городка Собраль, вторая проводила исследования на острове Принсипи, расположенном у берегов Западной Африки. Обе группы имели предварительные расчеты. Они были готовы присудить победу Ньютону, если угол отклонения составит порядка 0,8 угловой секунды, или Эйнштейну, если значение будет близко к 1,7 угловой секунды.

Помимо того, что нужно было измерить невероятно малые величины, обе группы столкнулись с огромным количеством и совершенно иных проблем. Самой большой из них оказалось сравнение видимого положения звезд, сфотографированных в разных участках неба и в разное время года, при разной температуре, а разница в фокусном расстоянии холодного и теплого телескопа легко могла внести искажение, сопоставимое с измеряемыми величинами. Кроме того, фотографирование солнечного затмения нужно было проводить днем, а остальное фотографирование - ночью. Помимо температуры окружающей среды на точность измерений влияла также атмосферная турбулентность. Вдобавок обе группы столкнулись с неблагоприятными погодными условиями, мешала частичная облачность. В дополнение ко всему солнечное затмение нужно было наблюдать в отдаленных районах, и доставка любого современного оборудования была делом нелегким. Обеим группам приходилось довольствоваться небольшими инструментами, значительно увеличивавшими время экспонирования.

Группа, прибывшая в Собраль, смогла получить 19 фотографий с помощью своего астрографического телескопа и 8 фотографий - с помощью четырехдюймового телескопа. Очень четкие снимки с помощью четырехдюймового телескопа позволили определить, что отклонение луча Солнцем происходит в диапазоне от 1,86 до 2,1 угловой секунды при среднем значении 1,98 угловой секунды. (Эйнштейн предсказывал величину порядка 1,7 угловой секунды.) Фотографии же, полученные с астрографа, были хуже, и дали средний угол 0,86 угловой секунды, близкий к значению 0,8, которую дает теория Ньютона.

Группе Эддингтона на Принсипи помешала облачность – удалось получить только 16 снимков, из которых лишь два были пригодны для анализа. На их основе Эддингтон рассчитал смещение луча, лежавшее в пределах от 1,31 до 1,91 угловой секунды. Однако качество этих фотографий оставляло желать лучшего, а математическая формула, которую он использовал для расчетов, сама по себе была не совсем корректна. Но как бы там ни было, две фотографии плохого качества, полученные группой Эддингтона, дали среднее значение 1,62 угловой секунды, что недопустимо меньше расчетной величины Эйнштейна.

Совершенно очевидно, что такое ненадежное и противоречивое доказательство не могло разрешить спор между двумя теориями. Эддингтон начал с того, что подверг сомнению результаты, полученные в Собрале. Полностью проигнорировав 18 фотопластин по весьма сомнительным причинам, он упоминал только четыре фотографии, полученные с помощью четырехдюймового телескопа группой в Собрале, и две свои фотографии очень низкого качества. Собральская группа пришла к выводу, что их звезды сместились на 1,98 угловой секунды, а у группы на острове Принсипи звезды сместились на 1,6 угловой секунды. Близость среднего значения к 1,74, предсказанному Эйнштейном, оказалась достаточной, чтобы подтвердить его теорию.

В 1918 году американская экспедиция отправилась в штат Вашингтон, чтобы наблюдать солнечное затмение. Она доложила, что отклонения света на 1,7 угловой секунды «не существует». Между 1922 и 1952 годами наблюдалось еще 10 затмений и только для одного из них были получены, как казалось, высококачественные данные, которые дали отклонение луча в 2,224 угловой секунды - значительно большее, чем предсказывал Эйнштейн.

Вера в то, что Артуру Эддингтону удалось доказать правоту Эйнштейна, быстро крепла благодаря прочным позициям в науке новых сторонников теории относительности. 6 ноября 1919 года сэр Джозеф Дж. Томсон, президент Королевского научного общества, заявил представителям английской научной элиты: «Присутствующим трудно оценить значение цифр, которые были представлены нам, однако королевский астроном и профессор Эддингтон тщательно изучили материал и считают, что доказательств большего угла отклонения света было получено вполне достаточно». На следующее утро в газетах появились следующие заголовки: «Революция в науке», «Новая теория Вселенной», «Идеи Ньютона опровергнуты».

Поскольку Томсон огласил свое решение, научное сообщество решительно перешло на сторону руководства. По большей части ученые делали это, не имея представления о данных, полученных экспедициями. Более того, они сохранили свою позицию, несмотря на последующие критические публикации. Получается, что хотя бы на короткое время научная правда - это правда научного большинства.

[Уоллер Д. Правда и ложь в истории великих открытий, Москва, Колибри, 2011 г.]

0 комментариев

Еще нет комментариев.

Оставить ответ

%d bloggers like this: