В.И. Вернадский. Из письма Н.Е. Вернадской 29 января 1889
Наверное, это нормально, что снижение уровня, достигнутого великими умами, происходит, по-видимому, всегда. Во-первых, неизбежна некоторая энтропия мысли, закономерное упрощение ее при распространении среди множества несхожих умов, даже не упрощение, а некоторое усреднение. А во-вторых, усвоение научных и философских положений зависит и от потребностей. Недаром же говорят, что человек пришел вовремя или, напротив, опередил свое время, то есть, от его личного достижения возьмут ровно столько, сколько требуется в настоящее время, в чем ощущается потребность для развития наличного общественного сознания, а нечто останется (если оно есть) для освоения еще и в будущем. А в-третьих, личность настолько больше своего творения, настолько сложнее, противоречивее в своих интенциях, недосказанностях и прозрениях, что все излишнее разнообразие и недосказанные искания должны оставаться за пределами актуального движения научной мысли. Важен общепонятный результат и все завоевание научного способа мышления, собственно говоря, и состоит в удержании личного вклада многих в безличной форме, в создании общего идеального тела, строящегося из подобных друг другу блоков, а не в личностной неповторимой форме. Но важно, что изделие сохраняется и используется.
Поэтому философские произведения нужны нам в той личностной “неизреченной” форме, в какой созданы, они хороши вечной тайной и новым каждый раз прочтением. Научные же труды ценны в своем общем и безличном, общепонятном виде, поэтому без труда входят в общее достояние.
Положение Аристотеля, согласно которому причина времени содержалась не в движениях материальных тел, а в душе, чтобы быть понятным, требует вникания во весь строй мысли и учения Аристотеля, оно не самостоятельно, но исходит из более сложных первоначал. Достаточно того, что все восприняли идею о возможности и необходимости с помощью времени измерять перемещения, что время – число движения. Прокл и другие ученики и толкователи упростили представление о неясной и непонятной причине времени и немного упростили мысль учителя, допустив возможность отождествить время с движением. (14). А упрощаясь далее, уже не в обработке специалистов, а просто в среде обучавшихся в школе людей, оно превратилось в расхожее мнения о том, что время просто идет в результате движения далеких небесных тел (связано с движением, значит зависит от движения), потому во всем круге нашего повседневного опыта оно служит образцом равномерности и упорядоченности. Как мы видели, Августину пришлось очищать учение Аристотеля от таких вульгарных наслоений.
Примерно то же произошло и с представлением о времени и пространстве Ньютона, со сформулированным им его знаменитым причинным определением. Оно создано гигантским усилием мысли, содержавшим весь огромный потенциал этой личности, возможно, самой структурно богатой из всех когда-либо приходивших в науку личностей. Это прорыв в вечность. Ньютон создал новое громадное духовное пространство. Он построил не новую науку на некоторых аксиомах, из которых выводятся некоторые доказуемые теоремы. Его книга создала новую реальность, а новые науки понасоздавали в ней его первые ученики.
Им глубокого порыва, такого мощного усилия совершать уже не нужно, зато важно обработать достигнутое, и тут требуются таланты иного рода. И они не замедлили явиться.
На протяжении всего XVIII века совершалось упоительное, радостное и самозабвенное освоение новых пространств. Здесь начинали осматриваться, обустраиваться и жить. Требовалось применить законы движения ко всему возможному кругу опыта, к практике кораблевождения, стрельбы из орудий, к созданию движущих и движимых машин и механизмов. Не такое уж большое количество, зато первоклассных ученых усовершенствовали ньютоновскую механику и сделал ее понятной массам, так сказать. (15).
Один из таких первых учеников Ньютона был механик, математик и физик Леонард Эйлер. Если Ньютон – высший разум науки, то Эйлер – ее земная душа, ее неутомимый и вездесущий работник. Нет такой отрасли математики и механики того времени, которой он не коснулся бы и не развил: теорию упругости, математическую физику, оптику, теорию музыки, теорию машин, баллистику, морское дело, страхование и т.д. и т.п. И повсюду он изумительно продуктивен, обладает какой-то доведенной до высшего выражения избыточностью умственной деятельности. 800 работ, в числе которых монографии, учебники, практические руководства для техников. Его работы переведены на все европейские языки уже тогда, издаются и до сих пор. Им написано около трех тысяч писем к коллегам. Он всех знал и его все знали. Он член всех самых известных ученых обществ Европы, самый известный деятель двух новых тогда академий – Петербургской, где прошла большая часть его научной жизни, и Берлинской, фактическим руководителем которой был 25 лет.
И самое первое определение, которое высказывают исследователи его творчества – удивительная ясность, простота и прозрачность его построений. Он олицетворение математической конкретности. Эйлер относится к тем талантам, которые умеют говорить просто о сложном, всегда показывать не только конечный результат, но и представлять путь, который к нему привел, поэтому полностью открыт и обозрим. Он прирожденный педагог. Он перевел геометрические построения Ньютона на язык математического анализа и в таком виде они стали массовыми, школьными и практическими. И естественно, Эйлер не мог не коснуться идеи разделения основных понятий на абсолютные и относительный, как и времени с пространством и различия между ними.
Итак, в ньютоновской картине мира даны два пространства: абсолютное и относительное, то же и время. Как к этому отнестись, спрашивает Эйлер? Как среди массы относительного найти одно истинное и абсолютное? А вот как. Мы никогда в сущности два сразу не имеем в виду а занимаемся одним чем-нибудь, нам никогда не требуется такой избыток пространств и времен, мы никогда не дойдем до истинного, если начнем перебирать, что относительно чего движется. Следовательно, надо просто договориться, что мы имеем ввиду, и на этом успокоиться.
Что такое пространство или место относительное? Не часть ли абсолютного? Любое место есть часть неизмеримого или бесконечного пространства, в котором находится весь мир. Внимание, вчитаемся еще раз: вместо двух качественно различных по происхождению пространств и времен, вместо неизреченного и непостижимого ньютоновского духовного или идеального источника истинного математического времени и пространства берется одно качество обоих: это материальная вселенная. “Место есть часть неизмеримого и бесконечного пространства, в котором находится весь мир. Принятое в этом смысле место обычно называют абсолютным, чтобы отличить его от места относительного, о котором речь будет ниже”.( Эйлер, 1938, с. 41). Отсюда и вывод: если тело занимает одну за другой части этого пространства, следовательно, оно движется, если не переменяет части – покоится. Но как же отличить в этом случае покой от движения? Эйлер выходит из затруднения так: “Удобнее всего будет в конце концов договориться (подчеркнуто мною – Г.А.) так, чтобы, отвлекаясь от окружающего мира, мы представили себе бесконечное и пустое пространство и допустили, что в нем помещены тела; если они в этом пространстве сохраняют свое место, мы должны заключить, что они находятся в абсолютном покое; если же они переходят из одной части этого пространства в другую, то мы должны сказать, что они находятся в абсолютном движении”. (Эйлер, 1938, с. 43). Значит, все отсчитывается от абсолюта-Вселенной и возникают простые абсолютные движение и покой.
Как видим, отличие от идеологии Ньютона значительное. Твердо и объективно установленное превращается в договорное, в условное, иначе говоря, природное – в конвенциональное. Эйлер и чувствует эту условность, знает о ней, но нет такого недостатка, который нельзя превратить в достоинство. Надо условность и сделать принципом, ведь удобство от того возрастет. В этом труде Эйлера, несмотря на строгость изложения, слышны отголоски неких споров того времени об этих проклятых абсолютных времени и пространстве, об этих загадках, который задал тогда всем профессор Ньютон. В конце концов, говорит Эйлер, обращаясь к безымянным философам и толкователям, вы же не можете объяснить внятно, что они такое. А я предлагаю не объяснять, а работать. Давайте считать время и пространство нашего окрестного окружающего мира как бы вложенным во время и пространство объемлющей его большой Вселенной. Происходит примерно так, говорит Эйлер, как при движении на корабле (Галилеевский корабль продолжает идти на всех парусах). Движение самого корабля следует принять за абсолютное, движение человека или предмета на нем – относительным. И когда мы по отношению к неизмеримому и бесконечному внешнему пространству принимаем корабль покоящимся, то абсолютное и относительное место совпадают. Следовательно, нужно договориться, что большой корабль-Вселенная находится сама в покое, а наблюдаемые и изучаемые движения – единственные, которые нам необходимы. Мы каждый раз третью точку отсчета игнорируем по договоренности.
Самое непонятное для Эйлера в ньютоновой концепции, возмущавшее и Лейбница, – отсутствие связи пространства с движением обычных осязаемых и видимых твердых тел. Как это понять: если убрать все тела, то пространство сохранится или нет? Он считает такой вопрос абстрактным и пытается сделать построение конкретным. “Но мы, решительно отвергая подобного рода абстракции, должны рассматривать вещи в том виде, в каком они непосредственно воспринимаются нашими чувствами. (Именно против такой обманчивой видимости и выступали, как помним, и Аристотель, а в особенности вся начавшаяся наука семнадцатого века, и Ньютон – Г.А.). В соответствии с этим мы о движении любого тела будем судить лишь на основании одного признака, а именно – относя его к другому телу, расположенному по соседству с ним; до тех пор, пока по отношению к последним данное тело сохраняет неизменным свое положение, мы обычно говорим, что это тело пребывает на одном и том же месте; а когда оно перешло в другое положение, мы говорим, что оно переменило свое место”. (Эйлер, 1938, с. 267).
Иначе говоря, уточняет он, следует различать, чем – абсолютным или относительным – мы в данный момент пренебрегаем.
Идею Эйлера о конвенциальном значении первоначальных постулатов механики довел до своего логического завершения Анри Пуанкаре. Наука сводится к измерению, говорит он. А при перемещении объекта невозможно найти критерий изменения, потому что точно такое же и соразмерное изменение вместе с объектом будет претерпевать инструмент измерения. Поэтому условием измерения должен служить принцип относительности. (16).
Для того, чтобы сделать сложное объективное простым конвенциальным и, следовательно, удобным, Эйлер элиминирует наш главный предмет: причину времени и пространства. Он не принимает, что в теле (кстати, он использует более удобный, вероятно, по сравнению с ньютоновским термином “положение тела” термин – “состояние тела”) могут происходить некие изменения, а с остальными того не будет происходить, то есть не признает самую сердцевину различия между абсолютным и относительным. Другой природы движения, кроме как механического перемещения, он не знает, не хочет знать, потому что вступил бы на шаткую, не поддающуюся математическому анализу, почву. Я не отрицаю, говорит Эйлер, что есть различие между покоем и движением, когда трудно отличить одно от другого. “Но в то же время я с полным основанием отрицаю то, что движение и покой связаны хотя бы с каким-нибудь внутренним изменением тела”. (Эйлер, 1938, с. 277). Вот главный пункт упрощения. Иначе говоря, тел с собственным поведением, с собственной программой движения для него, совершенно естественно, не существуют. Пусть философы спорят об изменениях внутренней сущности тела, от этого оно не перестанет двигаться по галилеевским правилам движения, говорит он. Силы, о которых только и можно составить себе какой-нибудь внятный по процедуре отчет, надо считать внешними, потому что внутренние изменения не меняют состояния движущегося тела.
А поскольку внутренние изменения не влияют на движение тела, последнее принимается твердым и все части его относительно друг друга сохраняют положение. Следовательно, так же, как целое тело, ведет себя и любая часть, и мелкая частица его. И вот Эйлер совершает как бы и небольшой, но важнейший шаг: вводит в механику хорошую математическую абстракцию, принимая любое тело уже не за тело со своей сложной конфигурацией или объемом, а за двигающуюся или покоящуюся точку, не имеющую внутренних свойств, собственных измерений, не говоря уж о собственном поведении. А по отношению к точке любые и все силы будут внешними, изменяющими ее поведение понятными и строго вычисляемыми способами. Образовалась кинематика как часть механики, еще более строгая ее часть.
Правда, так же легко расправиться с абсолютным временем, как с пространством, Эйлеру не удалось. Здесь вообще нет никаких новых обоснований и время им принято за обыденное. Он меньше о нем рассуждает, чем об абсолютных пространстве, движении и покое. Конечно, время труднее для понимания, а ньютоновское двойное и подавно. Он осознает ту же проблему, которая мучила Ньютона – равномерности времени и отсутствие всякого внятного референта этой равномерности. Чем сравнить два соседних момента времени – одинаковы ли они на самом деле? Нечем, решительно нечем. Поэтому и здесь надо утешится договором. “Поэтому, независимо от споров, какие могут вести философы по поводу течения времени, нам следует для изучения движения применить некоторую меру времени; при этом следует допустить, что время протекает независимо от движения, так что можно себе представить отдельные части его, между которыми существует равенство или же неравенство в любой пропорции. Кто отказал бы нам в этой возможности, тот вообще уничтожил бы возможность какого-либо познания движения.
Поэтому да будет нам позволено ввести в расчет время наравне с линиями и другими геометрическими величинами”. (Эйлер, 1938, с. 279).
Таким образом, сложная литургия Ньютона свелась до простого возгласа “Господи, помилуй!” Но ведь литургия совершается только в храме и по праздникам, а для повседневной жизни и краткой молитвы достаточно. Нельзя жить на той горней высоте, куда залетел высокий ум. Практическая жизнь в тысячах случаев требует простоты. Надо, чтобы было удобно, а не правильно. Вернее, правильно (но не истинно) – как раз то, что удобно, что сопряжено с опытом и с правдой обыденного мира, а не с истиной потустороннего. Сложная мысль Ньютона упрощена и явилась механика. Не та, что написана в “Началах”, а та, что на их основе изложена в учебниках физики, прежде всего в книгах Эйлера о движении точки.
Ни в одном учебнике нет упоминания о религиозной основе мировоззрения Ньютона, а если где и упоминается, то или для критики, или в виде исторического курьеза, или для научной полноты представления о гении: он еще был и теологом, и алхимиком, и членом парламента, и директором Английского монетного двора. Но – теология отдельно, механика – отдельно. Для учебников взята сама механика, но ее обоснования, то есть представление Ньютона о двуединых времени и пространстве, отброшены. В механике используются формулы, но не их философские и тем более религиозные обоснования. Поиск причины времени, абсолютного пространства, абсолютного покоя отставлены, прекращены, оборвались. Механика пошла по тому пути, куда ее направили Эйлер и другие механицисты того века.
Вскоре ньютоновская механика приобрела законченность и легкость в употреблении в предложенных продолжениях, была приспособлена для решения множества механических задач. И при этом два ньютоновских времени превратились в одно, они слились. Корабль-Земля для большинства обыденных случаев все принимают неподвижным. Или Корабль – солнечная система, внутри которой, как в отдельных каютах, бегут по кругу планеты. А когда требуется измерения в солнечной системе, таким кораблем становится та идеальная “коробка”, что образована сферой неподвижных звезд, в которой тикает единый маятник. Так и принято. А когда вспоминают об определении времени и пространства, принимают их за одно и называют, как назвал его Лейбниц: субстанциональным, выделенным и свойственным неизмеримому необъятному внешнему универсуму. Дело здесь, по-видимому, в том, что для решения дифференциальных уравнений требуется переход от одной точки, в которой находится тело или идеализированная материальная точка, к другой точке и этот переход невозможен, если полагать движение, как полагал его Галилей – местным движением. Требуется связь, которая может осуществиться только в одном и том же непрерывном, одновременно длящемся повсюду времени. Время связывает между собой два соседних положения тела или точки на траектории движения. Такое общее время, которое Ньютон и считал божественным, абсолютным, для других физиков и математиков было просто абсолютным, выделенным временем, без участия божества. Чтобы действовать, надо не думать, с какой ноги начинать ходить. С какой системой отсчета отождествить движения? – с абсолютной, общей для всего и решать все необходимые задачи.
Исследователи архива Гюйгенса установили, что он пришел к тем же законам движения, что и Ньютон, значительно раньше него, но не смог решить проблему отличия абсолютного движения и относительного, которая легко решается только в случае прямолинейного и равномерного движения, когда человеку нетрудно вообразить себя рядом с движущимся телом и отсчитывать все от себя. Но уже в случае кругового или орбитального движения это сделать затруднительно и нужно каждый случай оговаривать. Не случайно для решения центробежного движения Гюйгенс помещал своего наблюдателя в точку начала движения тела по касательной к окружности. Он не смог завершить законы движения, потому что считал все движения относительными, а из такого полного релятивизма никаких правил вывести было нельзя. Вскоре после выхода в свет “Начал” Ньютона Гюйгенс писал Лейбницу: “Скажу Вам только, что в Ваших заметках. относительно Декарта я нашел, что Вы считаете “нелепым, чтобы не имелось истинного движения, но существовали бы лишь относительные”. Но это как раз то, что я считаю вполне установленным: меня не останавливают ни рассуждения, ни эксперименты Ньютона в его “Началах философии”, я знаю, что он ошибается, и мне хочется посмотреть, не отречется ли он в новом издании этой книги”. (17). Гюйгенс не думал специально об относительности и абсолютности времени, также как Галилей, он считал его обыденным, т. е. физическим явлением, признаком движения и потому не поднялся до теоретических обобщений.
Но Ньютон обо всех трудностях, связанных с временем, думал. И потому отречения не произошло и остальным надо было смиряться и применять к измерениям движений систему законов с абсолютным движением и временем. Следует подчеркнуть, что в результате обработки его идей никакого искажения собственного учения Ньютона не произошло. Упростить не значит исказить, а просто взять то, что можно переварить сейчас, при данном уровне общих знаний. Просто для механики оказалось необходимо и достаточно одной длительности и одной протяженности, о которых и говорит определение Ньютона. Если в небесной механике и в теориях движения земных тел свести тела к математическим точкам, не имеющим измерений, то у них ничего более и не останется во временном смысле, кроме длительности и никакого иного движения она совершать не будет, кроме как последовательно проходя все положения своей траектории, преодолевать пространство. У точки нет внутренней жизни, что прекрасно и логично уловил Эйлер и волевым актом свел все небесные тела и все земные обычные тела в механике к точкам, с которыми удобно осуществлять любые преобразования и расчеты. Эйлер и другие механицисты XVIII века построили великолепное здание, вызывавшее зависть всех других ученых, вынужденных возиться с своим приблизительными, аморфными, выскальзывающими из рук (или из внимания) объектами. А точка – хороша в этом смысле.
И если бы наука не была связана с другими сферами человеческой личности, этим сведением сложного к простому можно было бы ограничиться. Однако хитрость разума состоит в том, что он не может обойтись без обоснований и обобщений, хотя бы и за пределами чистого знания (потому -то так неистребимы и религия, и вообще мифы, хотя религия и более сложное состояние сознания, чем миф). Разум должен генерировать другой план (абсолют), потому что человеку присуще жгучее стремление к полноте и завершенности картины мироздания, к цельности знания при любом их уровне. У большинства людей мировоззрение всегда завершено, закруглено. Истинное оно или ложное, но все промежутки между точными знаниями или собственными наблюдениями все равно заполняются мнениями и священными коллективными представлениями, обрывками всяческих учений, связываясь в один узел по неким логическим правилам. И если отброшена религиозная идея, значит, на место Бога подставляется нечто иное. В данном случае – материя.
Что произошло? Механика объединила для своих построений абсолютное и относительное. Так удобнее и механики договорились между собой считать их заодно. Но другие не знают, что так происходит только по условности, по конвенции и принимают все за чистую монету. Так чеховский мелкий чиновник был уверен, что начальство, чины, звания и ордена есть нечто естественное и безусловное, а не государственное установление, вернее, государство со всеми его атрибутами он считает явлением природы такого же свойства как море или закат. На месте духовной основы абсолютного времени Эйлер и другие подставили условно движение материального мира с его относительным временем. Это время при множественном употреблении стало чем-то абсолютным, всеобщим и естественным, хотя и непонятным. Такая именно мысль воспринята другими слоями населения из механики, из самой образцовой науки, лучшего детища человечества. Поэтому одни принимают ее спокойно и всю жизнь считают, что в космосе ничего другого кроме движущейся по законам Ньютона материи нет. Другие категорически не согласны с этим и посвящают жизнь борьбе с этим плоским учением. Но ведь ни Ньютон, ни Эйлер за него не отвечают. Просто так получилось, так развивалось знание.
В результате долгого употребления формул механики сложилось усредненное мнение: время идет в результате движения. Какого движения? А вообще движения: небесных тел, полей, атомов, молекул. Все в мире движется и создает абсолютный мировой временной фон, одновременную длительность всех тел, событий и явлений. Наряду с нею существует абсолютное, то есть самое большое мировое пространство, нечто вроде общей сцены действия. Они, как сложилось в усредненном школьном мнении, и есть “абсолютное время и абсолютное пространство”, о котором толкует этот странный Ньютон в своем странном определении.
С ним потом боролась и теория относительности и вся наука нашего века.
Но ведь мы уже увидели, что оно, учение Ньютона, не было таким примитивным. И хорошо, что нашелся мыслитель, который поддержал сложную мысль творца механики, не дал человечеству опуститься до простых решений, спас положение. Конечно, речь идет о мыслителе по имени Иммануил Кант.
Глава 6
Восстановление сложности
На долю человеческого разума в одном из видов его познания выпала странная судьба: его осаждают вопросы, от которых он не может уклониться, так как они навязаны ему его собственной природой; но в то же время он не может ответить на них, так как они превосходят возможности человеческого разума.