Ньютон

Эта историко-философская и историко-научная концепция Эйнштейна освещает проблему соотношения теоретического мышления и эмпирии в философии и науке XVII в., и в частности проблему соотношения индуктивного знания и «физики принципов» Ньютона. Творчество Галилея, Кеплера и вся наука первой половины и середины XVII в. — это отнюдь не отказ от Логоса в пользу Сенсуса, отнюдь не индуктивизм. «Все познание реальности исходит из опыта и возращается к нему», ни на минуту не теряя своей логической структуры. Чистый эмпиризм — такая же иллюзия, как и чисто логическое постижение бытия. Но если наука до Возрождения ставила акцент на Логосе, а научная революция XVI—XVII вв. перенесла акцент на Сенсус, то наука XX в. акцентирует единство того и другого. В той же Спенсеровской лекции Эйнштейн указывает на общую теорию относительности для подтверждения зависимости логико-математических конструкций от опыта. Как только эти конструкции начинают претендовать на реальное значение, они теряют свой чисто логический характер. Во всякой теории требуется, чтобы из некоторых фундаментальных принципов были строго логически выведены некоторые следствия. Общая теория относительности, допустив, что мировое пространство подчинено не геометрии Эвклида, а геометрии Римана, объяснила ряд астрономических явлений с большей точностью, чем ньютонова теория тяготения. Тем самым геометрия перестает быть чисто логической дисциплиной и возвращается к своим эмпирическим истокам. Геометрические законы привлекаются на суд эмпирии, воплотившись в экспериментально проверяемые концепции. Рассматривая место логического мышления и опыта в системе теоретической физики, Эйнштейн заключает: «...логическое мышление определяет структуру этой системы; то, что содержит опыт и взаимные соотношения опытных данных, должно найти свое отражение в выводах теории. В том, что такое отражение возможно, состоит единственная ценность и оправдание всей системы, и особенно понятий и фундаментальных законов, лежащих в ее основе. В остальном эти последние суть свободные творения человеческого разума, которые не могут быть априори оправданы ни природой этого разума, ни каким-либо другим путем» (там же, 182—183).

Это замечание о «свободных творениях человеческого разума» очень важно. Для средневековой мысли существовало априорное оправдание разума, выведенное из его провиденциальной гармонии и из его совпадения с ratio scripta. Для «физики принципов» разум конструирует фундаментальные понятия путем простого обобщения наблюдений, простой индукции, заключения от частного к общему. Общая теория относительности показала, что опыту могут соответствовать различные системы фундаментальных понятий и, следовательно, «всякая попытка логического выведения основных понятий и законов механики из элементарного опыта обречена на провал» (там же, 184).

Иллюзорность прямого выведения фундаментальных понятий и законов из фактов могла быть в полной мере показана лишь неклассической физикой, но, как замечает Эйнштейн (с удивительным историко-научным чутьем), уже сам Ньютон не мог не чувствовать произвольности допущений абсолютного пространства и дальнодействия. Эти понятия, как и критика абсолютного пространства и дальнодействия в XVIII—XIX вв., были залогом последовавшего гораздо позже отказа науки от однозначных, вытекающих якобы непосредственно из опыта фундаментальных понятий.

Вернемся к ньютоновым «Правилам философствования». Ньютон утверждает, что законы, выведенные из опыта, должны считаться истинными, пока им не противоречат другие наблюдения. Это еще отнюдь не принципиальное ограничение тезиса о чисто индуктивной природе законов, но это — допущение некоторой изменчивости уже установленных законов. Действительный выход за пределы индуктивизма — неоднозначные законы, которых так много в «Оптике». Законы, выведенные из опыта, нужно считать верными, «чтобы доводы индукции не уничтожались предположениями».

Каково рациональное содержание этого требования, получившее у Ньютона абсолютизированную, крайне антикартезианскую форму?

Вспомним о «внешнем оправдании» и «внутреннем совершенстве». Последнее состоит в минимальном числе допущений, необходимых для выведения данного эмпирически проверяемого заключения, в исключении гипотез ad hoc, в естественности теории. Здесь в неявной форме выражен очень важный постулат, неявно присутствующий и в «Началах»: постулат простоты мироздания, единства управляющих им законов и связанной с этим возможности понять мироздание на пути растущего «внутреннего совершенства» физических теорий. Бесконечность познания не противоречит вере в такую возможность, она вытекает из бесконечной сложности мироздания, управляемого едиными законами. Декарт допустил возможность единых законов и формулировал их, но при построении картины мира он не останавливался перед нагромождением моделей, выдвинутых ad hoc, специально для объяснения отдельных явлений. Действительное стремление к тому, что можно назвать историческим антецедентом критерия «внутреннего совершенства», — особенность творчества Ньютона, его вклад в развитие методов науки, в поиски единства законов мироздания. «Физика принципов» противостояла «физике гипотез», потому что «принципы» были более общими основами знания, а картезианские модели — частными, дополнительными, нарушающими единство картины мира.

Оправдание таких гипотетических моделей состоит в том, что критерий «внутреннего совершенства» — идеальный критерий, всегда допускающий некоторое число гипотез, противоречащих идеальному «внутреннему совершенству». Достаточно напомнить о множественности моделей в современной теории элементарных частиц. Были такие модели и у Ньютона. Он сделал то, что было возможно в его время, — отграничил неоднозначные модели от достоверных принципов.

Можно думать, что напряженное, достигшее масштаба, свойственного гению, стремление к однозначности отразилось и в особенностях личности Ньютона. Его нежелание вступать в споры вытекало из глубокого убеждения в незыблемости индуктивно выведенных принципов и в неизбежной неоднозначности моделей.

Уверенность в фундаментальности выводов, полученных путем индукции, в какой-то мере исключает полемический подтекст научных работ. Такой подтекст, а чаще даже открытый текст был в «Диалоге» Галилея, его почти не было в «Беседах» и вовсе не было в «Началах» Ньютона. Правда, не было до тех пор, пока «Начала» не попали в руки Р. Котса — фанатичного антикартезианца, который вписал в предисловие ко второму изданию весьма темпераментные филиппики против вихрей Декарта и против идей французского мыслителя в целом. Как отмечает С. И. Вавилов, стиль Котса далек от «величавого и всегда спокойного стиля автора „Начал“» (6, 201). Стиль Ньютона спокоен и величав там, где речь идет о достоверных и кажущихся непосредственными констатациями фактов законах механики. Он становится менее уверенным там, где речь идет о физической природе сил. Но не эти уступки «модельному» мышлению свидетельствуют о картезианских корнях ньютонианства. Основные разделы «Начал», идеи динамизма в их наиболее отчетливой форме раскрывают смысл выражения «картезианские корни ньютонианства», которое показалось бы парадоксальным во времена ожесточенной борьбы между двумя мировоззрениями.

Перейдем теперь к анализу ньютоновской трактовки пространства, времени и движения. Рассмотрим сформулированные Ньютоном понятия относительного и абсолютного времени и пространства. После исходных определений массы, количества движения, силы и т. п. в «Началах» помещено «Поучение», в котором содержатся определения.

Абсолютное время, говорит Ньютон, не имеет отношения к каким-либо событиям, оно существует само по себе и протекает равномерно. Напротив, «относительное, кажущееся или обыденное время есть или точная или изменчивая, постигаемая чувствами, внешняя, совершаемая при посредстве какого-либо движения мера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни вместо истинного математического времени как-то: час, день, месяц, год» (3, 30).

По определению Ньютона, «абсолютное пространство по самой своей сущности безотносительно к чему бы то ни было внешнему остается всегда одинаковым и неподвижным. Относительное есть его мера или какая-либо ограниченная подвижная часть, которая определяется нашими чувствами по положению его относительно некоторых тел и которая в обыденной жизни принимается за пространство неподвижное...» (там же).

Ньютон доказывает, что путем непосредственного наблюдения ни при каких условиях невозможно установить различие между отдельными частями абсолютного пространства и абсолютного времени. Восприятию доступны лишь относительные положения предметов, т. е. расстояния их от других тел, принимаемых за неподвижные. Поэтому практически приходится пользоваться определением относительных мест предметов. «В делах житейских, — писал Ньютон, — это не представляет неудобства, в философских необходимо отвлечение от чувств» (там же. 32). Таким образом, Ньютон отделяет анализ пространства от непосредственного наблюдения. Он отличает понятие абсолютного пространства и от понятия реального неподвижного тела. «Может оказаться, — продолжает Ньютон, — что в действительности не существует покоящегося тела, к которому можно было бы относить места и движения прочих» (там же).

Ньютон формулирует чрезвычайно важный принцип неоднозначности относительных движений. Если к телу приложена сила, то его относительное движение может быть любым, даже нулевым, в зависимости от движения тел отсчета. В частности, если к телу вовсе не приложена сила, оно может двигаться с любой скоростью относительно других тел. Поэтому заключение об абсолютном характере движения не может быть сделано на основе наблюдения относительных движений. Мы можем наблюдать лишь относительные движения; абсолютное движение остается ненаблюдаемым и с кинематической точки зрения непредставимым.

Абсолютное движение можно обнаружить по силам инерции, в частности по центробежным силам, которые возникают во вращающемся теле и не могли бы возникнуть при вращении мира относительно тела. Ньютон приводит знаменитый пример вращающегося сосуда с водой. Вода поднимается к краям сосуда, но если бы он был неподвижен, а вращался окружающий мир, этого бы не произошло, следовательно, утверждение о вращении сосуда неэквивалентно противоположному утверждению, и существует привилегированная система отсчета: мировое пространство неподвижно в абсолютном смысле, а сосуд с водой движется в столь же абсолютном смысле.