И наоборот, совпадение с опытом неправильной теории не делает ее более убедительной. О качестве теории нужно судить по ее внутренней стройности, то есть по тому, насколько убедительно и непротиворечиво она построена.
И еще одна опасность. Как только научный работник начинает работать чужими руками, наступает научная старость, независимо от возраста и чина, теряется способность удивляться и радоваться каждому малому шагу, исчезает желание учиться, появляется важность и стремление решать только мировые проблемы. Как это ни странно, число публикуемых работ при этом увеличивается. Очень легко возникает уверенность в том, что достаточно посидеть десять минут в лаборатории и дать несколько советов, чтобы приобрести право быть соавтором работы. Можно было бы указать и другие подводные камни, лежащие на пути к обнаружению научной истины.
Наконец, можно было бы рассказать о практических следствиях того или иного открытия.
Я хочу поступить иначе, хотя это и потребует от читателя значительно больших усилий. Я попробую, несмотря на все трудности, говорить с науке, а не по поводу науки. И постараюсь показать на одном примере, как извилист путь к научно доказанной истине, как иногда приходится отказываться от утверждений, казалось бы незыблемых, и как внезапно возникают неожиданные связи между совершенно разнородными явлениями. Словом, попытаюсь хоть в малой степени дать представление о красоте науки. Вопрос, о котором пойдет речь, касается самых глубинных свойств вселенной — связи законов природы со свойствами пространства и времени. Чтобы привлечь внимание читателей, скажу, что это один из тех вопросов, которые определяют характер нашего понимания мира. Я расскажу, по возможности, без того обмана, который вызывается чрезмерными упрощениями, об открытиях последнего времени, касающихся одного важнейшего свойства законов природы — свойства симметрии.
Мы убеждены, и опыт всегда подтверждает это убеждение, что любая экспериментальная установка работает совершенно одинаково в разных точках пространства, если нет физических причин, которые отличают эти точки.
Например, часы идут почти одинаково на Земле и на Солнце. Небольшое отличие мы относим за счет различного поля тяготения на поверхности этих небесных тел. Электрическая лампочка одинаково светит, как бы мы ни переносили и как бы мы ни поворачивали всю установку.
То же относится и к сдвигу во времени. Время течет равномерно.
Что же ход времени и что означает его равномерность?
Ход времени определяется относительным ритмом различных процессов в природе. Ход часов можно определить числом периодов колебания света, излучаемого атомом, за время перемещения стрелки на одно деление. Любое измерение интервала времени означает сравнение ритмов разных процессов.
Если бы все явления в природе изменили одинаково свой ритм, то изменился бы только масштаб измерения времени, и этого никак нельзя было бы заметить.
Равномерность хода времени означает, что во всякое время, и сегодня, и завтра, и через год, относительная скорость всех процессов в природе одинакова.
Если какая-либо машина или лабораторная установка в этом году работает не так, как в прошлом, то нам всегда удается это объяснить износом деталей или изменением климата, но не изменением в ходе времени.
Равномерность хода времени установлена с колоссальной точностью на примере излучения атомов. Атомы на звезде, излучают свет такой же длины волны, как и атомы сегодняшнего дня, даже, если — был испущен миллиард лет тому назад.
Все, о чем мы говорим, относится ко всем явлениям в природе, в том числе и биологическим. Таким образом, речь идет о всеобъемлющем свойстве природы. На научном языке это звучит следующим образом: все законы природы инвариантны (неизменны) относительно операций переноса в пространстве и времени и относительно поворота в пространстве. Это обстоятельство и называется симметрией законов природы.
Существует поразительная и вместе с тем естественная связь между свойствами пространства и времени и так называемыми законами сохранения, такими, как закон сохранения энергии или закон сохранения количества движения.
Каждому виду симметрии соответствует свой закон сохранения. Так, например, закон сохранения энергии является следствием симметрии природы относительно сдвигов во времени. Симметрия относительно сдвигов в пространстве приводит к закону сохранения количества движения.