Вообще сейчас для человечества вся вселенная за пределами Земли — как есть виртуальная реальность. То, как мы себе представляем её отдельные части, разительно отличается от того, как оно всё выглядит для нас на самом деле (см. рис.)

Почему всё-таки этот образ настолько популярен?

«Человечество всегда стремилось к звёздам…»Буллшит. Во-первых, подавляющая часть человечества всегда стремилась к гораздо более прозаичным вещам (нормальное, здоровое поведение!), а во-вторых, большую часть своей истории человечество понятия не имело, что эти звёзды вообще такое.

Вот что, похоже, человечеству действительно всегда было нужно, так это белые пятна. Места, которые вроде как определенно есть, но непонятно, как именно. На которых можно написать here be dragons или что-то еще столь же щекочуще-тревожно-заманчивое.

Когда-то для проживания неведомого было достаточно чащи соседнего леса и омута реки, потом окрепшая цивилизация выгнала песьеголовых на другие континенты за океаном, потом перешла в атаку фотография — и, наконец, в начале двадцать первого века сокрушительный натиск камер смартфонов при плохо организованной поддержке научпопа почти изгнал неизвестное с планеты.

Взамен человечеству дали экзопланеты — сначала надежду на них, а потом и прямое подтверждение. Они точно есть, где-то там, у звёзд. И мы про них ничего не знаем. Прекрасное сочетание свойств. Идеальный полигон мечты, фантазий и страхов, последние надежные белые пятна на карте мира.

(...и, кстати, ведь звёзды так и выглядят. Белые пятна на небе. Очень маленькие. That's cute).

Звёзды — новый миф. Звездолёты — средства навигации в мифе.

Давайте потренируемся. Итак, приходит к вам крошка-сын (или крошка-енот, или еще кто из малых сих), и спрашивает: «как доказывается закон сохранения энергии?»

…возможно, удастся припомнить, что законы сохранения следуют, мол, из симметрий пространства-времени. Что сохранение энергии связано с однородностью времени, импульса — однородностью (сдвиговой симметрией) пространства, а момента импульса — с его же сферической симметрией. Что всё это как-то связано с именем Эмми Нётер, которая доказала чрезвычайно важную теорему. Всё это написано очень много где. Всё это — в зависимости от точности формулировок – в лучшем случае не имеет никакого отношения к заданному вопросу, в худшем — полная хуйня.

…возможно, после некоторых колебаний будет выбрана формулировка «закон сохранения энергии не имеет строгого доказательства, поскольку является эмпирическим». (Неловкая, надо заметить, формулировка, побуждающая потом каждый час ходить и проверять, не приступил ли задававший вопрос к изобретению вечного двигателя под одеялом). По сути этот ответ, поближе к истине, но всё еще рассматривает проблему совершенно не с того конца. Что вполне естественно, потому что соответствующая информация была вставлена не тем концом с самого начала.

«Кинетическая энергия – эм вэ квадрат пополам (1 академический час). Потенциальная энергия — эм-жэ-аш (1 академический час) По закону сохранения энергии сумма кинетической и потенциальной энергии остается постоянной (0,5 академических часа)», помните? Хорошо. Усвоено. Но где-то за авторитетом учебника, учителя и школы потерялся вопрос — ПОЧЕМУ кинетическая энергия равна эм вэ квадрат пополам?

А разгадка, как говорится, одна.

Закон сохранения энергии в принципе не нуждается в доказательстве, потому что энергия сохраняется по определению.

В процессе наблюдения за окружающим миром можно заметить, что, по-видимому, из одних состояний мир может перейти в другие, но не может в третьи. Состояние, в котором есть гиря в руках, может смениться состоянием, в котором есть отбитый палец на ноге. Состояние, в котором в атмосферу Земли входит километровый астероид, не может смениться состоянием, в котором он в том же виде лежит рядом с нетронутым городом. Возникает резонное желание научиться как-то быстро различать эти вторые (возможные) и третьи (невозможные) состояния. Один из возможных способов – приписать каждому состоянию мира некое числовое значение таким образом, чтобы состояния мира с одинаковым его значением могли перейти одно в другое, а с разными – не могли.

Это и есть энергия. Она сконструирована под это техзадание. В формулу кинетической энергии входит «вэ квадрат» потому и только потому, что если бы там стояло «вэ куб», то она не сохранялась бы в упругих столкновениях.

К законам сохранения импульса, момента импульса, ко всем прочим законам сохранения, неубывания и невозрастания относится то же самое. Первичен эмпирический закон, а не упоминаемая в нём величина.

Именно поэтому, если в ходе испытаний перспективных движителей в лаборатории Eagleworks окажутся вдруг нарушенными законы сохранения импульса и энергии — первым делом будут пересмотрены определения импульса и энергии. Так, чтобы они снова сохранялись. Не в рамках цепляния за догму, но в рамках педантичного следования методу. (Может быть, так переопределить не получится. Тогда придется с глубоким сожалением перейти к более сложным и громоздким методам установления реализуемости тех или иных состояний мира).

Именно поэтому принятое однажды решение не рассматривать проекты вечных двигателей — мудро. Нет, это не отрицание нового и непризнанного. Ключевое слово тут не «вечный двигатель», а именно «проект». Просто-таки арифметически невозможно корректно обосновать работоспособность такого двигателя в рамках системы, в которой закон сохранения энергии первичен. Несите прототип.

… и именно поэтому наивные попытки приплести закон сохранения энергии к обоснованию вечности любви или бессмертия души — не просто выход далеко за границы применимости аналогии, но полное непонимание смысла самого закона.

Всё так или иначе упирается в законы сохранения. Всё отрицание, гнев и торг по поводу звездолётных перспектив человечества хочет как-то эти законы обмануть. Мы цивилизация, мы разум, закон нам не указ, наше дело правое, победа будет за нами.

…Почему вообще это называется «законами»?

Наверняка что-то по этому поводу писали еще древние греки, но, судя по всему, до четкой формулировки «The rules according to which these changes take place I call the 'laws of nature'» первым около 1630 г. дошел Рене Декарт, а математическую формулу вида F=-kx назвал «законом» Роберт Гук в 1660. Ньютон в «Началах» в 1687 г. уже совершенно определенно и недвусмысленно пишет «Lex I, Lex II, Lex III».

Мне кажется, Гук и Ньютон подложили колоссальную свинью замедленного действия современному человеку, пытающемуся осознать, что такое «закон физики».

В их картине мира — по крайней мере, в той, иметь которую на публике было социально одобряемо — одна и та же высшая сила раздавала законы природе и человеку. «Притягивайся с силой, обратной пропорционально квадрату расстояния» и «не воруй» были указаниями одной природы, и выбор единого термина для них был вполне логичным, хотя второе и нарушалось куда чаще.

Сейчас ситуация очевидным образом другая. Совершенно неважно, существует ли высшая сила и в каких отношениях она находится со Стандартной моделью, значениями физических констант и пространством Минковского — каждый волен верить во всё, что хочет. Существенно, что к законам общества она наблюдаемо не имеет никакого отношения. Систем законов много. Законы меняются. Законы игнорируются. Законы нарушаются — с последствиями или без, не так уже важно. Нарушение законов неизбежно в той или иной степени романтизируется, особенно если с благими целями или из высоких побуждений.

И «законы физики» оказываются очень, очень провокативной терминологией для визионеров, указывающих на межзвездные просторы. Слишком велик соблазн видеть учёных толстыми копами с недожеванными пончиками в руках, защитниками закосневшей системы, а себя — Робин Гудом, собирающимся отобрать энергию и импульс у богатых и раздать бедным.

Это не те законы. Ну совсем, вообще, однозначно не те.

Невозможно, конечно, что-то изменить — да, честно говоря, и непонятно, на что. Можно стереть «закон», поставить курсор перед словами «сохранения энергии» — но что туда вписывать-то? Какое слово описывает то, чем эта концепция является на самом деле? Как дать понять, что это не брошенный нам вызов, а наша попытка как-то разобраться в том, что тут вообще происходит?

No idea. Разве что…

«Лайфхак сохранения энергии».

Ewhhh. Just kidding.

(Самое то, конечно, просыпаться и вскрывать эту тему в надломившую мир пандемию, в дни, про которые непонятно — это излёт её, пик или только начало?

«Границы откроются (может быть), но смотрите, мы всё равно заперты здесь, у этой звезды. Навсегда. А если будем так тупить, то и на этой планете. Интересно, правда?

В рамках общемирового принудительного экспресс-курса разных наук вы подробно ознакомились с понятием экспоненты. Так вот: в формуле Циолковского тоже экспонента. Примерно с теми же последствиями…»

Очаровательно. То, что надо для поднятия духа.)

«…учите физику и, может, когда-нибудь вы будете строить корабли, которые отправятся к звездам». Помните? Узнаете?

Haha. Fat chance.

Добудь, говорят тебе, этот сверкающий меч, овладей им, рассеки саму реальность, открой неизведанное, приведи мечту в мир, призови драконов, что полетят через галактику.

А потом ты держишь этот меч и понимаешь, что драконы здесь, драконы мертвы, драконы — его цель.

Что не выбросить его в озеро. Что всегда он лежит поперек твоей постели. Что он, зараза, тяжел, задевает о предметы и не проходит в нормы багажа. Красив, да.

Как-то бестолково вышло, кажется.

Well, dragons are waiting.

Как вообще так получилось, что эта идея возникла? Кого упрекать, на кого хмуро смотреть — на фантастов двадцатого века? Что-то неаккуратно пообещавших ракетостроителей? Журналистов? Публику? Как мы обзавелись этими полупрозрачными образами звездолётов? Чья это мечта? Кто хозяин?

I'm the pain. I'm the fury.Очень, знаете ли, хочется с головой погрузить человека в увлекательный мир физики и держать его там, пока он не перестанет мечтать.

I'm science. I'm death.