Истина мифа

Таков был духовный фундамент, на котором возникли его идеи абсолютного пространства и времени, положенные им в основание физики. Данная идея привела его к мысли о том, что необходимо видеть различие между движением тела в абсолютном пространстве и движением тела относительно других тел; первое он называл "абсолютным", второе — "относительным" движением. Вместе с тем он полагал, что данное различие может быть доказано эмпирически. Он наполнял ведро водой и придавал ему быстрое вращение. Первоначально, когда вода перемещалась относительно ведра, а по мнению Ньютона, покоилась, ее поверхность была ровной. Затем, когда она начинала постепенно следовать движению ведра, приходили в действие центробежные силы, и вода начинала подниматься вверх по стенкам. Ньютон делал из этого вывод, что вода осуществляет уже не просто относительное движение, но вместе с ведром движется относительно абсолютного пространства. Такое движение, полагал он, доказывается действием сил, к примеру, в указанном случае центробежной силой; напротив, относительное движение, в котором не действуют силы, очевидно, соответствует инерционному движению, описанному и обоснованному еще Декартом. В дальнейшем из этого возникало понятие равноправия всех инерционных систем. Поскольку они движутся лишь относительно друг друга и на них не действуют силы, то никто не может установить, которая из них движется, а которая покоится. Законы природы имеют в них одинаковый вид. Поэтому они не только между собой равноправны, они также, в отличие от всех прочих систем отсчета, рассматриваются как совершенные. На данном рассуж-

дении Ньютон основывает всю физику. В своих "Математических принципах" естествознания он пишет: "В дальнейшем я исчерпывающим образом учу тому, как умозаключать от причин, действий и наглядных различий к истинным движениям, и, напротив, как сводить истинные и видимые движения к причинам и действиям. В этих целях написал я следующее сочинение"34. Именно в этом учении о движении и содержится новое по сравнению с Декартом, и отсюда в дальнейшем вытекает, помимо всего, ньютоновское революционное понятие силы, так же как и дополнительное определение тела как инертной массы. Однако тем самым получает лишь дальнейшее развитие декартовское определение природного объекта и его отличие от субъекта: объект выступает также и для Ньютона в качестве евклидового и протяженного и осуществляет, не будучи подвергнут внешнему воздействию, инерционное движение. Декарт перешел Рубикон, пусть даже и с сомнительным правом на то, и для Ньютона тоже не осталось дороги назад. Что же изменила к лучшему физическая онтология Ньютона по сравнению с картезианской? Очевидно, что в случае Ньютона мы имеем дело с двумя предшествующими всему допущениями, а именно, во-первых, с допущением абсолютного пространства и времени, и во-вторых, с утверждением об эмпирическом подтверждении различия абсолютного и относительного движения в определенных случаях. Что касается первого утверждения, то оно было подвергнуто изрядному сомнению еще при Ньютоне; никому не удавалось приписать ему необходимый и очевидный характер даже в рамках вышеупомянутой метафизической связи, в которой оно исторически возникло. Что же касается второго утверждения, то оно впервые было поколеблено тогда, когда Мах показал, что ньютоновский опыт с ведром может быть интерпретирован и по-другому. А именно, если бы стенки ведра были достаточно мощными и оказывали бы заметное гравитационное воздействие, то поверхность воды искажалась бы уже при относительном движении, и эмпирический вывод о том, что движется и что покоится, был бы невозможен. И наоборот, искривление поверхности воды во втором случае, когда вода включается в движение ведра, могло быть истолковано так, что вода и ведро покоятся, а вокруг них движется комната вместе с неподвижными звездами, что и вызывает искажение поверхности воды. Здесь мы тоже не'в состоянии отличить абсолютное движение от относительного, так что все сводится к последнему. Эти и подобные рассуждения в дальнейшем привели к отказу от рассмотрения Ньютонова опыта как эмпирически необходимого доказательства различия абсолютного и относительного движения — то есть двух его основных понятий. Если же заранее принять абсолютное пространство, принцип инерции и понятие инерционной системы, то тогда можно понять результат опыта с ведром как следствие различения абсолютного и относительного движения; если же, напротив, подобно Маху, мы отказываемся принять эти предпосылки, то

данное различие исчезает и мы везде имеем дело лишь с относительным движением. Таким образом, не эксперимент устанавливает здесь истину, а способ априорного обоснования посылок. Итак, корни нью гоновского обоснования понятий абсолютною пространства и времени, поскольку они не покоятся на предполагавшемся опыте, а задаются априори, обнаруживаются в некоторой метафизике, а именно в уже упомянутой метафизике Мора и Барроу.

Однако никто не станет утверждать, что сегодня она способна хоть кого-то убедить. Основания ньютоновской физики тем самым в действительности оказываются онтологией, то есть неким априорным определением того, какова природа объекта; и эта онтология отнюдь не имеет необходимого обоснования, но может быть понята лишь из того времени, в котором возникла.

3. Эйнштейн

Я начну сперва с краткого описания того положения, в котором застал Эйнштейн значительную часть физики.

Это положение характеризовалось противоречием между максвелловской теорией света, с одной стороны,· и ньютоновским понятием равноправия всех инерционных систем — с другой. Из максвелловской теории света следует, что, согласно законам распространения света, его скорость является постоянной величиной; однако равноправие всех систем отсчета предполагает, что для систем такого типа все законы природы, в том числе и законы распространения света, являются неизменными.

Если в лаборатории, которая движется равномерно и прямолинейно и тем самым представляет собой инерционную систему, происходит измерение скорости света в ходе соответствующего эксперимента, то ожидаемый результат должен существенно отличаться от того, который получается в лаборатории, движущейся в направлении распространения света или противоположном. Если она движется в направлении распространения света, то его измеряемая скорость должна быть меньше, чем при измерении в лаборатории, движущейся навстречу ему, подобно тому как если мы сидим в вагоне поезда и перегоняющий нас поезд движется относительно нас медленнее, чем идущий навстречу. В таком случае в противоположность утверждению Ньютона о равноправии всех инерционных систем, согласно которому законы природы неизменны во всех подобных системах, следовало было бы допустить, что наблюдатели в различных системах придут к различным результатам по поводу скорости света и тем самым по поводу закона его распространения. Известны две основные и противостоящие друг другу попытки разрешить это противоречие. Первая связана с Лоренцем и Фицжеральдом, вторая — с Эйнштейном. Первоначально обе стороны были согласны в том, что таким образом сформулированное и на

первый взгляд проясняющее ожидание не оправдается и различие в скорости распространения света в различных инерционных системах никогда не будет зафиксировано.

Они, однако, давали противоположные объяснения данного положения дел. Допустим, к примеру, что мы находимся в прямолинейно и равномерно движущейся лаборатории и измеряем скорость света, который движется нам навстречу. Тогда, согласно Лоренцу и Фицжеральду, благодаря движению лаборатории возникает так называемый эфирный ветер. Этот эфирный ветер вызывает противодействующие силы, которые так сокращают все размеры и расстояния в направлении движения, что это компенсирует ожидаемое замедление скорости света. Эйнштейн мыслил совершенно иначе.

Хотя и он допускал сокращение размеров тел, он относил это не к действию каких-либо сил, а к изменению пространственновременной структуры.

Согласно его концепции, мы более не можем исходить из всегда неизменных евклидового пространства и мирового времени, а должны положить в основание универсума различные пространственно-временные метрики. Они приводят к тому, что в разных инерционных системах действуют разные пространственно-временные масштабы, однако законы природы, в том числе и распространения света, принимают везде одинаковый вид. В отличие от этого Лоренц и Фицжеральд преодолевали указанное противоречие тем, что они отбрасывали понятие равноправия всех инерционных систем и тем самым жертвовали одной из частей противоречия. Так, действие противодействующих сил эфирного ветра должно де-факто вести к тому, что различие скорости света в различных инерционных системах не поддается измерению; в действительности же для Лоренца и Фицжеральда существуют такие инерционные системы, которые выделены по отношению к остальным, то есть покоящиеся в отношении эфира и сохраняющие скорость света постоянной величиной даже без сокращения размеров. Эйнштейн, напротив, твердо придерживался равноправия всех инерционных систем; хотя пространственно-временные отношения и тем самым расстояния и размеры тел могут, как он полагал, быть абсолютно различными для разных инерционных систем, однако эта относительность пространства и времени состоит лишь в том, что ни одна из систем не может претендовать на сохранение истинных и будто бы неподдельных размеров тел и лелеять свое преимущество перед остальными. Благодаря этому Эйнштейн, в противоположность Лоренцу и Фицжеральду, не отказался ни от одной части противоречия: ни от равноправия всех инерционных систем, ни от теории Максвелла, но обе, как он полагал, истинным образом соединил друг с другом; для этого он в то же время пожертвовал кое-чем другим, а именно ставшими классическими представлениями о пространстве и времени. Необходимо подчеркнуть,

что знаменитый эксперимент Майкельсона—Морли, подтверждавший постоянство скорости света для движущихся по отношению друг к другу инерционных систем, исходя из данных рассуждений, не играл сколько-нибудь значимой роли. Он также не мог быть использован в качестве experimentum crucis, но в определенном смысле оправдывал обе концепции; различие состояло лишь в том, что ему каждый давал свою интерпретацию. Для истории науки, в которой experimentum crucis играет значительно меньшую роль, чем полагает большинство современных философов науки, он являлся как раз типичным примером, как это показывает и наше предшествующее рассмотрение. И точно так же очерченная нами идея Эйнштейна, положенная в основание специальной теории относительности и служившая ее формированию, вовсе не имела необходимого экспериментального обоснования, даже если и не находилась в противоречии с опытом.

Что же, если не эмпирические основания, побудило Эйнштейна никоим образом не отбрасывать классическое положение о равноправии всех инерционных систем и вместе с тем принести ему в жертву классическую идею пространства и времени, а не поступить наоборот, как Лоренц и Фицжеральд? Ответ гласит: для этого у него было два основания, первое — метафизического, а второе — теоретико-познавательного характера. Метафизическим основанием служила его глубоко религиозная убежденность, что природа отражает божественную гармонию и тем самым обнаруживает всепроникающую, умопостигаемую, логическую связь. Эта гармония должна быть найдена также и в физике. И потому обнаруживаемое в ней противоречие двух столь значительных и подтверждаемых теорий, как классическая механика и максвелловская теория света, не может быть преодолено просто предпочтением принципов одной из них за счет принципов другой. Эйнштейн верил, что в его специальной теории относительности примиряются обе теории, что и было внутренним основанием для признания ее истинной. Необходимое при этом жертвование классическим представлением о пространстве и времени казалось ему, как и Маху, обоснованным в силу теоретикопознавательного убеждения, согласно которому идеи абсолютного времени и пространства, лежащие в основе лоренц-фицжеральдовской теории эфира, не могут быть предметом опыта и потому должны быть отброшены как простые фикции. Не требуется какого-то особенного доказательства того, что в теории относительности также обнаруживается фундаментальный образ картезианской онтологии, специфическое разделение на внешний, определяемый физикой мир объектов и относящийся к субъективности внутренний мир. И так же нетрудно увидеть, что метафизика Эйнштейна происходит из того же исторического контекста, который роднит между собой картезианскую и ньютоновскую метафизику. Мысль о некоторой соединяющей все воедино, логической и разумной связи как выражении математической мировой гармонии была характерна именно для Ренессанса и имеет в нем свои исторические корни. И Кеплер, и Галилей жили в мире образов, определяемом этой идеей.

Однако ее чистейшее философское выражение обнаруживается, согласно Эйнштейну, который ясно представлял себе эту ситуацию, в труде Спинозы. "Я верю в бога Спинозы, — писал он, — который являет себя в законосообразной гармонии бытия"35. "Мои убеждения роднят меня со Спинозой: восхищение красотой и вера в логическую простоту порядка и гармонии"36. Этот бог Эйнштейна, подчеркивал его биограф Хоффман, "был руководящим принципом его научной деятельности"37. Я хотел бы процитировать здесь небольшой отрывок письма, который принадлежит к другому контексту и носит даже шутливый оттенок, но тем не менее характерен для Эйнштейна. Когда Вейль сделал набросок своей "единой теории поля", Эйнштейн направил ему следующее, попадающее в самую точку критическое замечание: "Можно ли в самом деле осуждать Господа Бога за непоследовательность, если он упустил найденную Вами возможность гармонизации физического мира? Я думаю, нет. Если бы Он создал мир по Вашей теории, то тогда бы пришел Вейль Второй, чтобы ему укоризненно выговорить: "Боже мой, если в твоем решении не было заложено, чтобы придать объективный смысл конгруэнции бесконечно малых твердых тел, то почему же ты, о непостижимый, не постеснялся придать углу данные свойства?"38 Однако послушаем еще раз Хоффмана: "Искомая Эйнштейном космическая красота действительно существует"39, и его вера может быть подытожена так: "Бог един"40. Как историческое происхождение эйнштейновской метафизики из Ренессанса, так и истоки его теории познания и философии имели несомненно определяющее значение в обосновании специальной теории относительности. Последнюю мы находим в работах Маха. Внимание Эйнштейна на этого мыслителя и выдающегося представителя так называемого позитивизма обратил его друг Бессо, и влияние, которое оказал на Эйнштейна Мах, как мы еще увидим, сыграло решающую роль не только в возникновении специальной теории относительности. Было при этом ошибкой считать, что основания эйнштейновской теории по крайней мере потому имеют эмпирический характер, что они находятся в созвучии с философией Маха. Ибо если его философия и учит, что всякое обоснование познания может состоять лишь в его сведении к чувственным восприятиям и потому все, что, подобно абсолютному пространству и времени, выходит за пределы восприятия, должно быть отброшено как простая фикция, то такая философия никоим образом не опирается на опыт. Можно знать благодаря опыту, что опыт дает знание, но то, что только опыт дает знание, ни на каком опыте установить невозможно. Как только мы выявляем таким образом метафизико-гносеологические основания, на которых взрастает специальная теория относительности, то сразу при ближайшем рассмотрении вырисовывается странная двойственная картина. Хотя Эйнштейн и придерживался общей метафизической идеи, которой следовали еще Декарт и Ньютон, однако он руководствовался еще и идеей гармонической связи целого как такового, а не просто его частей. Эйнштейн, в отличие от Декарта и Ньютона, больше не ищет последнего обоснования ни для принципа инерции, ни для выделения всех инерционных систем. Они воспринимаются, так сказать, непроблематично из остатков ньютоновской концепции и включаются в новый гармонический синтез, в новое единство классической механики и максвелловской теории света как часть старой метафизической идеи. Тем самым в стремлении обосновать определенные новые отношения с помощью заимствованных средств другие связи лишаются такого обоснования и существуют в дальнейшем как бы без руля и ветрил. Далее, философия Маха никак не продемонстрировала выделение инерционных систем на опыте Эймера, но, напротив, показала равноправие всех систем координат, поскольку она свела всякое движение к относительному и тем самым отменила различие между инерционным и гравитационным ускорением. В конце концов возникло непреодолимое противоречие между описанной идеей математикофизической гармонии мира и требованием Маха отбросить все то, что не может быть проверено на опыте, поскольку данная идея вообще не проверяема эмпирически. Предположим теперь, что мы пытаемся проверить теорию, которая возникает из этой идеи. Допустим далее, что эта теория не выдержала испытания опытом. Следует ли в таком случае считать противоречащей опыту и лежащую в ее основе идею? Никоим образом. Мы могли бы объяснить разочаровывающий результат испытания тем, что испытываемая теория описывает как раз не ту гармонию, которая в действительности лежит в фундаменте природы. Идея Эйнштейна о гармонии природы именно потому не может прийти в столкновение с опытом, что она совместима с любым произвольным опытом. Здесь идет речь, таким образом, об идее, которая сыграла фундаментальную роль в физическом мышлении Эйнштейна и придала ему внутреннюю уверенность в споре против Лоренца и Фицжеральда, об идее, являющей собой некую онтологическую веру — не менее, но и не более. И хотя Мах настаивает также на некоей простой физике, уже имя, которое он дает своему замыслу, показывает глубокую пропасть, отделяющую его от Эйнштейна. То, что он свое требование простой физики называет "принципом экономии", характеризует его чисто методологические намерения; это не имеет ничего общего с метафизически понимаемой идеей Эйнштейна, относящейся к подлинной структуре природы, а не определенному и более или менее практическому подходу при ее описании. Двойственная картина, продемонстрированная выше, отсылает нас лишь к тому новому, что характеризует связь теории Эйнштейна с духовно-историческим контекстом. Можно даже сказать, что эта связь как раз типична для духовно-исторических процессов, в которых старое и новое тесно связаны и вместе с тем находятся отчасти в неразрешимом противоречии между собой.

Кроме того, вновь обнаруживается недостаточность простого признания и фиксации метафизических оснований физики. Применительно к Эйнштейну и другим крупным физикам только тогда становятся явными значение, глубина, возможности, а также и оправдание данных оснований наряду с их проблематичностью в полном объеме, когда они рассматриваются в своем историческом измерении. И в переходе от специальной к общей теории относительности, к которому я теперь обращаюсь, никакой новый эксперимент не играл сколько-нибудь решающей роли; этот переход состоял в большей мере и по существу в имманентном и последовательном развитии уже готовых метафизических и философских предпосылок и в их решительном применении к уже наличной физике. А именно Эйнштейн должен был вскоре установить, что специальная теория относительности и классическая теория гравитации (как ранее классическая механика и максвелловская теория света) несовместимы. И вновь его убеждения потребовали от него преодолеть это противоречие физики, привести ее в соответствие с предполагаемой гармонической простотой и единством природы; и снова он связал эту метафизически понятую идею с философией Маха. На этот раз он расстался с одним из противоречий по отношению к этой философии, о котором выше шла речь, и освободился от последнего классического реликта, а именно от выделенности инерционных систем. Теперь он констатировал вместе с Махом, что, по существу, различие между чисто относительным инерционным ускорением и абсолютным гравитационным ускорением эмпирически не фиксируется и поэтому все системы координат должны рассматриваться как равноправные. Однако если это так, то, продолжает он, пути перемещения инерционных систем должны быть идентичны тем, которые подчинены некоему полю тяготения. Различие между прямолинейным и криволинейным движением, как оно существует в, евклидовом пространстве, отпадает вместе с различием между инерционной и гравитационной массой. Это возможно, однако, лишь в рамках неевклидовых, искривленных "пространственно-временных миров", так называемой римановой геометрии, где искривления зависят от распределения тяжелых масс. Эти размышления привели Эйнштейна к общим уравнениям в общей теории относительности, из которых в принципе можно вывести, каково искривление пространствавремени в зависимости от данного конкретного распределения массы и какие не зависимые от сил движения могут быть наблюдаемы с позиции избранной системы. Таким образом, Эйнштейну удалось преобразовать классическую теорию гравитации в чисто релятивистскую теорию и тем самым гармонически включить