Альберт Эйнштейн. К электродинамике движущихся тел
Вполне логична фантазия, что теорию относительности могли бы сформулировать и Галилей, и Эйлер, если бы они знали о постоянстве скорости света и независимости ее от собственного движения испускающего лучи тела, что она есть мировая константа. Не зная такого факта, они вдумывались в относительность, вводили специальный принцип, то есть сосредоточивали свои исследования на области видимого относительного движения. Они принимали, договариваясь от том особо, свой знаменитый движущийся корабль за покоящееся тело. В данном случае, действительно, его можно принять за абсолютное и все перемещения внутри него можно относить к его трехмерной системе.
Галилей все основывал на относительности, не рассуждая о некоей предельной абсолютной системе отсчета, сведя время и пространство к местному времени и пространству, вернее сказать, не принимая в расчет движение или покой корабля. Только поэтому он получил возможность измерений и любых операций с местным движением тел. Но особенно близок по своей идеологии Эйнштейну Эйлер, который в отличие от Галилея уже имел перед глазами ньютоновское определение времени и пространства, предлагавшее помнить и различать абсолютную и относительную системы отсчета и считать многие из видимых движений тел кажущимися. Эйлеру понадобились уже в отличие от Галилея некоторые усилия мысли, чтобы противодействовать философам, запутавшим трудное для него и для всех, непонятное ньютоново понятие абсолютного, чтобы преодолеть магию этой логики и сосредоточиться именно и только на условностях. Он предложил ученому сообществу для общепонятности механических расчетов вынести за скобки загадочную дихотомию и считать систему корабля покоящейся или достаточно абсолютной для операций с движением тел, находящихся внутри него. В общем случае следует считать таким кораблем большую Вселенную и договориться полагать все ее пространство покоящимся, а время во всех его частях идущим равномерно и повсюду одинаково. И это оказалось довольно удобно. Вместо того, чтобы всякий раз оговаривать во избежание путаницы, что мы имеем ввиду под понятиями время, пространство, движение, покой и под сотнями производных от них величин и терминов, надо раз и навсегда свести любое относительное к этому всеобщему абсолютному. На том все и согласились, и скоро механика приобрела “эйлеровский” вид. Сравнение двух положений любых движущихся тел представляет собой простую задачу, потому что есть одна всеобщая одновременность, а соседние промежутки времени одинаковы.
И поначалу этого определения было достаточно. То есть механика на этой договорной основе успешно описала огромное количество простых случаев макроскопического движения видимых тел, для которых неизмеримое обширное пространство Вселенной было внешним и в общем случае абсолютным, поэтому при измерении трудностей не возникало. Однако по мере расширения области ведения и особенно при переходе механики в область электромагнитных явлений понятие о большой неподвижной коробке-универсуме, в которой все происходит, было несколько поколеблено, поскольку, как установил Фарадей, кроме воздействия тяготения, электрически заряженные тела продуцировали силовые линии и, следовательно, действовали друг на друга непосредственно, через поле. Его достижения были обобщены Максвеллом, который возродил противоположный ньютоновской картине мира мировой эфир Гюйгенса. Именно с эфиром теперь связалось в общем сознании абсолютное время и абсолютное пространство. Вместо образа большого “корабля”, где тяготеющие тела непонятно как взаимодействуют, возник образ всепроникающей идеальной среды, посредством которой все тела были связаны между собой и по которой распространялись силовые линии поля.
Однако настал тот драматический момент, когда в опытах Майкельсона и Морли было твердо установлено, что скорость света не зависит от собственного движения испускающего свет источника. Оказалось, что никакого эфира нет или его свойства не обязательно было принимать во внимание, поскольку они не влияли на скорость самой тонкой мировой материи – света. То есть подвергалось сомнению ставшее привычным за двести лет великой работы механиков и математиков понятие и единство абсолютного и относительного. Оказалось, что оно держится не на природных закономерностях, а на условных договоренностях. Анри Пуанкаре, как известно, и предложил считать пространство и время не атрибутами мира, а чистыми условностями.
Несколько иначе подошел к проблеме Эрнст Мах в своей “Механике”. Он открыто и прямо заявил, что понятие об абсолютном времени вообще ошибочное, напрасно введенное Ньютоном. “Это абсолютное время не может быть измерено никакими движениями и поэтому не имеет никакого ни практического, ни научного значения, никто не вправе сказать, что он что-нибудь о таком времени знает, это праздное, “метафизическое” понятие”. (Мах, 1909, с. 187). Вот какие резоны приводит Мах в пользу своего твердого заключения. В механике, говорит он, не было бы никаких референтов для сравнения, для измерения самого простого движения в большом пространстве, если бы не было разнообразия тел. Только от взаимного положения, только относительно чего-то внешнего можем мы сравнивать их положения. И это не рассуждение, а опыт, говорит Мах, на данных опыта стоит вся механика. Мы не будем знать, что будет происходить с телом в абсолютном пространстве при отсутствии других тел. Ничего не меняет и введение некоей мировой среды, добавляет он. Отношение земных тел к Земле можно заменить на отношение их к другим небесным телам и никакие формулы механики от того не изменятся.
А что же есть время? Только наши ощущения, утверждает Мах. Это логическая абстракция от усреднения движения множества тел вокруг нас, от взаимной зависимости вещей. Поскольку каждая из них описывается разным количеством уравнений, то возникают впечатления о прошлом и о направлении времени вообще. Направление есть сравнение наших воспоминаний с содержанием поля наших представлений. Поскольку тела неравномерно и не одинаково меняются, то возникает представление, которое мы называем необратимостью. А на самом деле ее нет. Так что время – видимость.
И далее Мах обращается к тому почти единственному примеру абсолютного движения, которое есть в арсенале у Ньютона – к его знаменитому сосуду с водой. Утверждать, что центробежное движение воды, возникающее от закрученной веревки, – абсолютное движение, как это полагает Ньютон, неверно. Это иллюзия. Не будь определенного положения Земли, относительно чего мы считаем его независимым, абсолютным, – будет сфера неподвижных звезд и ничего не изменится. “Для меня существует только относительные движения и я не могу здесь допустить какую-нибудь разницу между движением вращения и поступательным. Если тело вращается относительно неба неподвижных звезд, то развиваются центробежные силы, а если оно вращается относительно какого-нибудь другого тела, а не относительно неба неподвижных звезд, то таких центробежных сил нет. Я ничего не имею против того, чтобы первое вращение называли абсолютным, если только не забывали, что это означает ничто иное как относительное вращение относительно неба неподвижных звезд. Можем ли мы удержать неподвижным сосуд с водой Ньютона, заставить вращаться небо неподвижных звезд и тогда доказать отсутствие центробежных сил?” (Мах, 1909, с.199).
Некоторые предполагают, что эти слова попались на глаза Альберту Эйнштейну и были для него искрой, импульсом к созданию теории относительности. (Веселовский, 1959). Конечно, это весьма правдоподобно. Книга Маха была широко известна. Она издавалась на всех европейских языках. С 1883 года, когда появилось первое издание и по 1907 год только по-немецки она вышла шесть раз и уж конечно, вращалась на всех физических кафедрах всех немецко-говорящих стран, то есть как раз во время учебы и становления Эйнштейна. Так что он не мог ее не знать. Относительность носилась в воздухе. Кто-то должен был сделать решающий шаг и отбросить абсолютное время Ньютона окончательно, потому что наступил момент платить по счетам договора, согласно которому за абсолют молчаливо принимали сначала просто пространство и время бесконечной Вселенной, а затем ее среду – мировой эфир. Но опыт Майкельсона предъявил счет к оплате.
Гендрик Лоренц был последним, кто полагал, что еще можно обойтись векселями, облигациями или иными формами отсрочки платежей. Он ввел “растяжение секунд” и “сокращение сантиметров” при переходе от одной системы отсчета к другой. Но призывал помнить, что это условность, что в самой действительности время идет ненарушимо.
Если мы видим вдали от себя предмет в уменьшенном согласно перспективе виде, например, идущего вдали от нас маленького человечка, мы обычно не собираемся доказывать, что он примерно того же роста, что и мы. Но если начать доказывать, тогда необходимо решить, есть ли абсолютный, общий масштаб для перехода от одного места к другому, или нет. Этот второй путь доказательств избрал Эйнштейн и родилась теория относительности. Иначе говоря, в отличие от Лоренца он посчитал, что никакого общего времени в физической окружающей действительности нет. Но теория его никогда не возникла бы на такого рода рассуждениях как рассуждения Маха, потому что они все еще слова и требование того завертеть вокруг ведерка небо неподвижных звезд есть умозрительный опыт. Но вот есть реальный и твердый эксперимент с измерением скорости света относительно других скоростей и направлений движения и опыт ясно показывает, что скорость света постоянна. Эфира – нет, следовательно, без него нет и абсолютных времени, пространства, движения, покоя. Есть только процедура перехода от одной системы к другой. Как проверить рост идущего вдали человека? Надо разработать процедуру сравнения, которой пока нет, потому что мы интуитивно считаем все масштабы сопоставимыми, а время – текущим одновременно для всех тел.
Опыт Майкельсона-Морли и был тем дополнительным козырем в игре, позволившему Эйнштейну вступить, как он думал, в прямую конфронтацию с Ньютоном. Однако согласно библейскому примеру, открыв рот, чтобы осудить ньютонову механику, он неожиданно благословил ее. Вернее сказать, думая, что отрицает, он ее подтвердил. Заявив, что нет абсолютного времени, что нет одновременности для двух любых систем, он не замечаемо для себя только присоединился к Ньютону, для которого внешние тела тоже не имеют времени, а стал отрицать, преодолевать классическое, эйлеровское, материалистическое истолкование времени, которое резко отличается от ньютоновского.
Повторим еще раз многократно цитировавшиеся те два знаменитых принципа, на которых зиждется теория относительности и вообще вся идеология релятивистской физики двадцатого века. Второй из них – уже упоминавшийся принцип предела скорости света, который и есть настоящий капитал Эйнштейна. Твердо установленный физический факт он превращает в универсальный и более того, в тот самый отвергаемый им для классической теории абсолютный, то есть в независимый ни от какого собственного движения испускающего свет источника. На его основе Эйнштейн предложил придать такие же твердые реальные основания, обналичить физический смысл условного договора об относительности. Это не условность, заявляет он, а действительность. И он ее “устанавливает” формулировкой, уточняющей, отбрасывающей всякие недоговоренности: “1. Законы, по которым изменяются состояния физических систем, не зависят от того, к которой из двух координатных систем, движущихся относительно друг друга равномерно и прямолинейно, эти изменения относятся”. (Эйнштейн, 1965, с. 10). Нельзя не видеть, что принцип относительности в редакции Эйнштейна сформулирован так, чтобы быть полностью противоположным положению Ньютона об абсолютном движении. Автор не заметил только, что у Ньютона одна из двух систем – не физическая, другой природы, и потому они не равноценны, движение в одной истинно, а в другой – приблизительное, кажущееся. Эйнштейн же говорит о состояниях двух физических систем, и потому не опровергает Ньютона, а подтверждает его идею. В этой тонкости весь смысл.
Для сравнения их теорий надо учесть эту тонкость и естественное развитие строгости языка, произошедшее за два с лишним века. Так, вместо “тела”, употребляющегося Ньютоном, стали говорить “физическая система”, то есть неодушевленное тело; вместо “положения тела” стали употреблять введенное как раз Эйлером “состояние системы”; вместо воображаемых “кораблей” – декартовскую систему координат, фиксирующую положение материальной точки в трехмерном пространстве данной координатной системы отсчета. Но физический смысл от этих уточнений не изменился и во избежание недоразумений следует еще раз процитировать точную формулировку Ньютона, корреспондирующуюся с принципом относительности: “Причины происходящего, которыми различаются истинные и кажущиеся движения, суть те силы, которые надо к телам приложить, чтобы произвести эти движения. Истинное абсолютное движение не может ни произойти, ни измениться иначе, как от действия сил, приложенных непосредственно к самому движущемуся телу, тогда как относительное движение тела может быть произведено и изменено без приложения сил к этому телу; достаточно, чтобы силы были приложены к тем телам, по отношению к которым это движение определяется”. (Ньютон, 1989, с. 34).
Итак, Эйнштейн: нет абсолютной точки отсчета и законы движения не меняются от их переноса от одной системы к другой. Связываются две относительные системы тем не менее чем-то, что имеет абсолютный и точный смысл – движением света.
Ньютон: мы не узнаем, какая система ускорилась, к какой была приложена сила, потому что без абсолютной системы отсчета нечем отличить движение их относительно друг друга. Что именно представляет собой абсолют, в данном случае неважно, надо только знать, что относительное – очень неточно. Поэтому идущее для нас время и существующее вокруг нас пространство – абсолютная, но не механическая система отсчета. А во внешних вещах движение (как и время, и пространство, и покой) – относительны.
Таким образом, думая, что водит полную относительность, Эйнштейн просто вводит другой абсолют вместо ньютоновского неопределенного, имеющего источником Верховное существо, он принимает за истинное и математически точное движение света.
Весь смысл, все затруднения механики и всей физики, которые отчетливо понимали как Ньютон, так и Эйнштейн, и вместе с тем весь могучий потенциал ее развития, заключаются в сомнениях относительности истинности всех наших самых простых, первичных правил движения, которые установил Галилей, а следовательно, и основанных на них всех дальнейших расчетов. Сомнения их – творческая сила. Истинное ли это данное движение или только кажущееся? Соответственно, правила движения нельзя назвать истинными, пока мы не разрешим центральный входящий в них вопрос: а равны ли два соседних промежутка времени, или, что то же самое: как установить на самом деле одновременность двух событий, которые интуитивно, с точки зрения здравого смысла, кажутся одновременными? Есть ли в самом деле истинное, абсолютное движение, или каждое – только относительно своего непосредственного референта.
Установить это никакими рассуждениями нельзя, а нужен опыт, нужна какая-то процедура и вот относительно правил этой процедуры и идет разговор, все остальное – философия. Ньютон говорит, что различить абсолютное и относительное движения можно, только приложив к телу силу. Если при этом приложении положение только этого тела изменится, следовательно, движение этого тела абсолютно и его время и его пространство обладают абсолютной математической истинностью, то есть мы можем быть уверены, что у нас все же есть истинная система, у которой два соседних промежутка времени и два соседних одинаковых отрезка траектории действительно равны между собой. “Таким образом, всякое относительное движение может быть изменено такими действиями, при которых абсолютное движение не меняется и может сохранятся при таких, от которых абсолютное изменяется, так что абсолютное движение совершенно не зависит от тех соотношений, которыми определяется движение относительное”. (Ньютон, 1989, с. 34). Иначе говоря, если есть два движущихся в механическом смысле тела, нам безразлично, на каком установить счетчик времени, пути и т.п., и не имеет значения, которое из них ускорять, чтобы относительное движение изменилось. Но есть тела, говорит Ньютон, с которыми нельзя произвести такую процедуру, которым не безразлично, где стоит счетчик времени, которые изменяют свое состояние относительно всех тел без исключения, то есть абсолютно. Счетчик, следовательно, должен стоять только на нем и нигде кроме.
Создатель и в особенности интерпретаторы теории относительности, которые как и любые интерпретаторы, часто культивируют не сильные, а слабые стороны оригинала, пропустили, или отбросили, или не обратили внимания на предупреждение Ньютона: в физических телах нет источника времени, оно идет независимо от того, что происходит с движением внешних по отношению к человеку предметов и процессов, то есть абсолютно идет само по себе. Их всех сбило с толку вот что.
Понять эту сентенцию Ньютона в том состоянии знаний, которое имелось к концу семнадцатого века, было очень трудно, практически невозможно. Он один, в одиночестве, дошел до этой мысли. Доказывать ему ее было в том состоянии знаний – еще труднее. Потому он в одиночестве и остался. Но с временем как инструментом измерения надо работать, надо измерять динамические процессы. И физики начали создавать логически и опытно приемлемую систему интерпретации абсолютного времени и пространства. Образно говоря, они заменили Верховное Существо, с которым связано образование абсолютного времени у Ньютона, физической системой, постарались сконструировать “искусственную”, то есть выделенную абсолютную, ни от каких объектов и процессов независимую систему отсчета, с нею и связали время и пространство.
Так произошло, когда за дело взялся изобретательный математик Эйлер и превратил ньютоновские движущиеся тела в геометрические точки. Не имея никаких собственных качеств, те движутся в абсолютном времени и пространстве, за которые принималось безграничное и бесконечное мировое вместилище, которое, правда, постепенно, по мере изучения оказалось трудно идентифицировать с покоем, и тогда физика абсолютной неподвижностью наделила среду, мировой эфир.
Опыт Майкельсона-Морли покончил с представлением о мировом эфире. Но выплеснув эту идеальную жидкость, автор теории относительности, а за нею и все мировое сообщество ученых с нею вместе выплеснули и ребенка, то есть ньютоновское представление об абсолютном, не зависимом от физических систем времени. Его предупреждение, что во внешнем мире нет времени и пространства, столь же непонятное в начале нашего века, как и в конце семнадцатого, зачеркнули. Раз нет эфира, значит, нет выделенной системы, есть только время и пространство данной, отдельно взятой, системы. Время идет в каждой такой системе независимо от времени других систем. Но чисто логически из того, что эфира действительно нет, что его нельзя никакими опытами обнаружить, вовсе не вытекает, что и выделенной системы нет. И измерение скорости света тут же это доказало, опровергло всех ниспровергателей ньютоновской физики (хотелось бы еще раз предупредить, что в истолковании времени ее нельзя отождествлять с классической).
Установление того кардинального факта, что течение времени и свойства длин не зависят от источника света, от его собственного движения, поэтому как бы мы ни складывали скорости двух светящихся систем, скорость света остается константной, это установление означает что? Константной относительно чего? – Приходится признать: не чего, а кого – относительно наблюдателя. Константна скорость света только относительно человека с часами, измерителя времени. Вот тут Эйнштейн прав: всегда нужен кто-то, кто измеряет. Нужна процедура установления одновременности. И с какой бы собственной скоростью наблюдатель ни передвигался, скорость света относительно него всегда будет одна и та же ( в вакууме, разумеется, потому что в средах начинаются всяческие взаимодействия света с веществом). Таким образом, принцип относительности следует уточнить (чуть-чуть, но эта тонкость решающая): в реальности двух систем не бывает, это идеализация, которую не следует принимать за действительность. Законы движения тел не меняются от переноса их из одной системы в другую, если эти системы – безжизненные. Две физические системы всегда связаны между собой третьей – наблюдающим человеком, который обладает теми познавательными рычагами, которых ни в одной из этих систем нет – временем и пространством.
На этом моменте следует еще задержаться, потому что он важен для всего дальнейшего. Еще раз возьмем самый простой случай относительности: возле нас стоит человек и вдали за полкилометра стоит человек, который кажется маленьким в перспективе. Как нам решить: одного и того же он роста с нами?
Мы решаем это интуитивно, по здравому смыслу: да, того же, несмотря на то, что кажется меньше. Что означает эта интуитивность? Мы предполагаем, не обсуждая этого специально, что у нас с тем далеко стоящим человеком одна и та же абсолютная система отсчета для измерения. А это означает без всяких специальных процедур, что у нас есть общая универсальная база для измерений – абсолютное время и абсолютное пространство, с помощью которой мы оцениваем на глаз соотношения расстояний и даже пропорции тела (чтобы понять, что стоящий далеко – не стоящий вблизи ребенок, нам нужно сообразить относительные размеры его головы и туловища, ведь у ребенка голова больше относительно тела).
Но наука – враг интуитивности в таких вещах как измерения. Чувства могут обманывать, это знают все. И тогда оценка заменяется процедурой точных измерений, которую применил Гендрик Лоренц. Предполагаем, что у нас не одна, а две системы отсчета, и чтобы учесть смещение, мы пользуемся переходом от одной к другой не с бесконечной мгновенной скоростью нашей интуиции, а вполне с определенной конечной – скоростью света. Одновременность исчезла, мы увидели, что расстояние между нами – не пустяк, на его преодоление свету требуется некоторое, пусть и небольшое, время. Появилась поправка на переход, на сдвиг во времени в направлении движения, но ее можно определить только с помощью абсолюта – появившейся твердой константы, временная составляющая которой синхронизирована с нами. Если заменить в процедуре скорость света на скорость звука, например, сдвиг во времени увеличится, что все знают по опыту.
Иначе говоря, универсальность времени и пространства осталась, но с небольшой поправкой для тех случаев, когда мы не уверены в интуиции. Для масс и скоростей в окрестностях нашего тела и привычного мира со сравнимыми с нами телами нам ее достаточно, мы считаем все вокруг себя одновременным и систему координат единой. Для перехода от одной системы к другой достаточно галилеевской относительности, простого сложения или вычитания времени или расстояний. Но для тел с очень большими скоростями ее уже недостаточно и мы вводим сдвиг Лоренца, отсчитывая его от нашей системы, которая остается абсолютной. Этот сдвиг происходит не на самом деле, считал Лоренц, а как прием измерения. Иначе говоря, с телами ничего не происходит даже при больших скоростях, происходит с приборами для определения этих больших скоростей.
Примерно так толковал этот сдвиг один из самых настойчивых пропагандистов теории относительности астроном Артур Эддингтон: “Длина и продолжительность не являются вещами, присущими внешнему миру; они суть отношение вещей внешнего мира к некоторому определенному наблюдателю”. (Эддингтон, 1923, с. 35). Следовательно, продолжает он, меняются размеры в направлении движения приборов, а не внешних предметов. То есть сокращение длин есть факт процедуры измерений, а есть ли такое сокращение на самом деле (вспомним Канта) – неважно.
Так происходит в специальной теории относительности, для общей – абсолют еще более нагляден. Ее мы обсудим в главе 14.
Думая, что вводит более строгую систему рассуждений, требуя специального установления одновременности, Эйнштейн тем самым незаметно для себя требует установить точку абсолютного отсчета, просто перемещает абсолют и делает его более простым, чем у Ньютона. Абсолютна скорость света, которая ни от чего не зависит, когда она измеряется нами. Установление одновременности происходит не как-нибудь, а с помощью светового сигнала. В этом взаимодействии света и человека есть одна тонкость, на которой настаивает Эйнштейн и в чем его нужно всемерно поддерживать. Оно не просто взаимодействие, а измерение. Измерение скорости.
А скорость, в отличие например, от веса или абсолютной температуры, – понятие сложное, составное, она измеряется отношением пройденного пути к времени, затраченного на это преодоление. Следовательно, постоянство скорости света свидетельствует ни много ни мало, а о постоянстве по крайней мере одного масштаба измерения – времени, длительности. Поскольку пройденный путь согласно галилеевой модели измеряется только временем, масштаб взят для этого человеческий. Время связано только с жизнью человека и ни от каких безжизненных физических систем не зависит, о чем очень недвусмысленно и предупреждал (в отрицательном определении) Ньютон. И Кант тоже, когда говорил, что сами по себе (в себе) физические системы не обладают никаким временем, оно неопределенно. По Канту человек неустраним из реальности, это научный факт и теория относительности его подтвердила. От сложения двух скоростей двух физических систем скорость испускаемого ими света не измениться, потому что она измеряется в человеческом времени, с которым ничего не происходит, его темп остается всегда и везде постоянным. Потому и скорость света постоянна.
Что и было использовано в теориях Лоренца и Эйнштейна. Время и пространство будут растягиваться или сокращаться как угодно при наших попытках сравнить две двигающиеся относительно друг друга физические системы, если мы ничтоже сумняшеся примем одну из них за абсолютную, то есть относительно нее будем измерять скорость света. Скорость света можно измерять только относительно наблюдателя, где бы он ни находился и как бы ни передвигался. Она будет константной. А это означает, что время идет в том темпе, в каком оно идет для человека, не сокращаясь и не растягиваясь. Так теория относительности подтвердила ньютоновскую форму физики (но не обыденную классическую).
И как мы видели, столетнее накопление опытных данных в механике, в геологии, биологии и обобщение их двумя своеобразными мыслителями Кантом и Бергсоном, дали неожиданный вывод, что во всем круге нашей практики только человек как живое существо обладает этим счетчиком, который нельзя передать никуда, потому что он и есть абсолютная система отсчета. Алгоритм изменения действует только в отношении него, в то время как безжизненные физические системы изменяются по-другому, без участия времени и пространства как физических признаков.
Кажется издевательством над здравым смыслом, что в серьезные научные споры и размышления, ведущиеся солидными людьми, вдруг внедрился ненаучный фактор – сам человек и его психология как явление природы. Это кажется внесением какого-то волюнтаризма и произвола. К этому фактору и относились всегда, как к чувствам, то есть к отражению “физического времени” в нашей психике, которое конечно, может быть и разным и вовсе необязательным. “Если мы хотим понять само время, а не только психологические реакции на него, то нам следует обратиться к физике”, – указывает нам один из видных теоретиков нашего века Г. Рейхенбах. (24), превращая тем самым психику не в факт природы, а в ненадежное зеркало “объективных” процессов. Однако можно обойтись и вообще без зеркала и поставить в пример не человека с часами на руке, а другой, чисто физический факт: корова идет вверх по склону холма в поисках сочного корма. Он, этот факт, покажется еще более издевательским, и тем не менее от него нельзя отмахнуться. Без всякой психологии, не зная о том, что в теле у нее есть счетчик времени, который диктует ей чувство голода и заставляет делать усилия (прилагать к своему телу силу), корова свободно бредет против силы гравитации, чего никогда не произойдет ни с одним из камней, встречающихся ей на ее пути. Ее движение абсолютно, их – относительно. То есть согласно Ньютону, изменяется от приложения силы только положение этого коровьего тела.
Перед Эйнштейном стоит та же проблема установления одновременности. И вместо ньютоновской процедуры приложения силы для различия принципиально качественно разных видов движения, которая, конечно, не так уж строга и подходит даже примеру с коровой, он предлагает посылать световой сигнал вдоль измеряемого движущегося стержня с одного конца на другой и принимать там его другим наблюдателем, часы которого синхронизированы с тем, который посылает сигнал, или, обойдясь без второго, установить на его месте зеркало, которое будет отражать сигнал назад и наблюдатель будет фиксировать его приход по своим часам. По обычной формуле скорости получается, что в пути “туда” скорость света складывается со скоростью всей системы (V + v), а в пути “обратно” скорость системы из скорости света вычитается (V - v). С точки зрения каждого наблюдателя у него с часами все в порядке, но первому кажется, что часы второго спешат, потому что к скорости света что-то прибавилось, а второму представляется, что часы первого отстают, поскольку убавилось. Но и прибавление и убывание есть иллюзия, так как скорость света не менялась, она универсальна и не зависит ни от направления, ни от скорости движения системы (все рассуждения сохранились бы, если бы поезд стоял). И если мы примем, что нет главных часов, нет никакой выделенной, привилегированной системы, они все равноценны, тогда при измерении время чисто относительно к местным условиям, к местному движению. Принцип № 1 верен. Относительны и все остальные связанные с ним базовые понятия: движение, покой, пространство. “Итак, мы видим, что не следует придавать абсолютного значения понятию одновременности. Два события, одновременные при наблюдении из одной координатной системы, уже не воспринимаются как одновременные при рассмотрении из системы, движущейся относительно данной системы”. (Эйнштейн, 1965, с. 13).
Фактически Эйнштейн сильно и последовательно уточнил галилеевский принцип относительности, элиминировав абсолютное время, потому что его объект – движение совсем неизвестных семнадцатому веку микротел, двигающихся со световыми скоростями. Он, как и Галилей, ввел местное время для каждой такой безжизненной системы. И тем самым он совершил новый прорыв в изучаемую реальность, расширил познанную область действительности. Уже в следующей статье на основе своей теории Эйнштейн делает свое главное открытие: устанавливает эквивалентность массы и энергии. (Эйнштейн, 1967, с. 36 - 38). И большая часть физики двадцатого века пошла по новому пути, хлынув в открытую область больших скоростей и ничтожных масс, которую оказалось возможным свести к процедуре измерения скоростей и масс. На самом деле можно сказать и так: теория относительности нашла форму приспособления новых фактов к тому же принципу относительности, который выражен теперь более отчетливо.
Теория относительности в огромной степени улучшила теорию движения Ньютона, вернее сказать, сделала ее частным случаем движения, отнеся ее только к движению макротел с низкими скоростями. Она провела в мире границу, что исключительно важно для познания. За годы и годы работы сравнение абсолютного и относительного отброшено для простоты, они объединены и называются просто время, просто движение, просто пространство, просто покой, принимая их принадлежностью всеобщего вместилища, где мы все находимся. И пока скорости, с которыми мы все работали, были небольшими, различие между абсолютным и относительным никого не волновало. Но оно существует и обнаружилось в опытах Майкельсона и Морли, а в теории Лоренца и в теории относительности эти противоречия нашли обобщения и объяснения. “Нельзя сказать, – предупреждает нас автор теории относительности, – что время имеет абсолютный, т. е. независимый от состояния движения системы отсчета смысл. Это и есть произвол, который содержался в нашей кинематике”. (Эйнштейн, 1967, с. 182).
Еще раз хотелось бы уточнить, чтобы все дальнейшее было понято: у Ньютона никакого произвола не содержалось, произвол введен расхожей практикой отождествления абсолюта и относительности. Ньютоновский Абсолют имеет нематериальный смысл, его Эйнштейн естественно, что обычно для строгой науки, не рассматривает, как и сам Ньютон, но из этого вовсе не следует, что абсолют из духовной сферы переместился в материальную область и вот тут уже автор теории движения и автор теории относительности заодно и неумолимы: в сфере материи движения могут быть только относительные. Иначе говоря, автор своей теорией относительности (не заявляя о том явно) говорит то же, что и Ньютон своей геометрической схемой: в области движения материальных предметов времени и пространства нет. Ньютон о том говорит прямо, Эйнштейн более уклончиво. Он не обсуждает абсолют, отбрасывает его и сосредоточивается на относительности физических, то есть тех же внешних вещей, для которых отрицал абсолют и Ньютон. Но если для классики абсолют интуитивен, то для теории относительности более строг: у нее получилось невольно, что он четко отнесен к наблюдателю, обладающему константой скорости света относительно только него самого. Что столь же четко доказывает правоту Ньютона.
В теории относительности утверждается, что нельзя абсолютизировать ни время, ни движение данной физической системы, оно имеет смысл только относительно другой системы, с которой мы сравниваем ее. Если есть (строго!) только две системы, то законы движения ни одной из них нельзя абсолютизировать, они только относительны друг к другу. Принцип относительности, который можно формулировать разнообразно, например, так как Эйнштейн сделал это в докладе 1911 г.: “Согласно принципу относительности законы природы не зависят от движения системы отсчета” (Эйнштейн, 1967, с. 175), не может не быть справедлив. Он был уже справедлив и у Галилея с его кораблем и у Эйлера, и если бы теория относительности ограничивалась бы указанием, что ни одну из двух движущихся систем нельзя превращать в абсолют, она была бы набором банальностей. На таком положении особенно настаивал, помнится, Ньютон в “Началах”, но тогда оно было ново и необходимо. Теория относительности усиливает рассуждения об относительности, но продолжает суждения и прорывается в область около- и световых скоростей, чем осваивает новую реальность. И только второй принцип – постоянства скорости света -- делает ее вовсе небанальной, потому что введен тот самый необходимый и достаточный абсолют, на котором настаивал и Ньютон. Только вместо ньютоновского Бога в качестве источника абсолюта у Эйнштейна есть наблюдатель, неопределенно-малое подобие Его. Абсолют не только сохранился, он стал строже, элегантнее, если можно так сказать.
Возьмем самый простой для наглядности мысленный опыт. Вот две физические, то есть неодушевленные системы, которые мы наделили своими соответственно координатными системами отсчета. Кто решает, движутся они относительно друг друга или находятся в состоянии покоя относительно друг друга? Некому это решить кроме третьей стороны – наблюдателя, который или сам, или совместно с другими наблюдателями устанавливает некоторую процедуру, с помощью которой они будут определять относительное положение двух первых. Не вдаваясь в детали процедуры или использования приборов, и во все тонкости установления процедуры измерения одновременности, мы со стопроцентной уверенностью всегда знаем, что для любых измерений обязательно будут применены мерные единицы двух основных параметров – пространство и время, эти две независимые переменные. Независимые от чего? Ни от одной из этих данных двух систем. Если у нас есть две системы отсчета, непременно обязана быть третья, чтобы сравнить их показания, нужна абсолютная точка отсчета. Так, глядя в окно вагона, мы не можем решить, наш поезд двинулся или соседний относительно него – неизвестно, пока не дать себе отчет, что есть еще станция, рельсы и т.п., то есть третья система.
Сделав такую относительность принципом природы, убрав как бы – только как бы – наблюдателя, хотя он никуда не исчез, надо все же решать, чьи часы отстают, а чьи спешат. Приходится все время перепрыгивать мысленно с одной системы на другую. И пока скорости движения были небольшими, человек смело отождествлял себя с одной из них, устанавливал в ней часы и отсчитывал все остальные многообразные движения относительно их хода по интуиции, считая что время идет сразу для всех окрестностей одинаково. Но почему Эйнштейн так настаивает на таком, казалось бы, тривиальном научном положении, почему так упорно повторяет его и более того – возводит относительность в принцип, то есть в общенаучное базовое бесспорное утверждение? Да только потому, что в другой руке у него принцип постоянства скорости света, который заставляет уже не молча подразумевать договор о совпадении в большинстве случаев относительного с абсолютом, а сознательно отделить одно от другого, помнить об относительности двух систем без человека, потому что настали суровые времена больших скоростей, сделавшие ньютоновскую интуицию об абсолюте заметной. И для этих скоростей нужны преобразования времени и расстояния, зафиксированные как правила в преобразованиях Лоренца.
Они сделали заметной и интуицию Канта и сознательный интуитивизм Бергсона о неотделимости человека с часами от опыта. Часы эти измеряют только то, чего в окружающей природе нет – внутреннюю жизнь человеческого существа. Течение его внутренней жизни есть единственная реальность в мире, которая не зависит ни от каких перемещений с места на место, темп движения прибора под названием “часы” синхронизирован с темпом внутренних процессов в человеческом организме, синхронизирован долгими веками строительства и конструирования часов, и успешно применяется для расчетов всяких движений во вне. А там – во вне – никаких часов не существует, там нет действующей причины времени и пространства, а без нее все параметры портятся и становятся иллюзорными. Любые процедуры установления одновременности правомерны и полезны, всегда стоит сверять часы, но и без всяких часов и до их изобретения время всех землян синхронизировано раз и навсегда – рождением. Все живут в одном темпе.
*********************
Таким образом, принцип относительности говорит только то, что говорит: время в любой физической системе надо считать относительным, то есть кажущимся. Нельзя продолжать эту логику ни на шаг далее и делать отсюда вывод, что время в физических системах вообще существует само по себе. Это будет неправомерная экстраполяция. А вот эту операцию все в общем-то и делают. В результате оказалось – при логическом следствии из этой мысли, что времен вообще столько, сколько существует материальных процессов, то есть неограниченно много. (25). Каждый материальный предмет “живет” в своем времени. Или его вообще нет, что тоже логично в рамках данной идеологии. Не удержался от этой экстраполяции, к сожалению, и сам автор теории, нарушив ее стройность, попустив вмешательство в нее популярных мнений.
На том парижском диспуте о теории относительности Бергсон пытался доказать Эйнштейну истинный смысл его же теории примерно так же, как объяснено выше: новая теория сообщает человеческому уму ощущение единственности времени и отнесения его к собственному существованию, о чем и написал по итогам диспута в книге “Дление и одновременность”. Однако Бергсон встретил непонимание своего коллеги, для которого этот научный диспут был одним из проходных эпизодов в его многочисленных публичных выступлениях, он даже не нашел отражения в биографиях и в изложениях истории и невероятной славы, обрушившейся на дотоле никому неизвестную скромную науку электродинамику. Бергсон тогда же и объяснил источник внезапной славы. Именно потому что каждый человек, ученый он или не ученый, интуитивно и правильно чувствует, что время – это его собственная бренная жизнь и вот нашлась теория, которая что-то такое говорит о ее отношению к скорости: “Слышали, секунды-то можно растянуть, достаточно быстрее полететь” и т.п. Никто не понимал и до сих пор не понимает, как это секунды растягиваются, но надеется на них, тайно уповает на преодоление гнетущей личность конечности. Таким образом, пытаясь избавиться от человеческих чувств и в соответствии с позитивистской традицией “объективно” рассматривая научные истины, Эйнштейн еще больше увязает в чувствах, даже идет на поводу у них. (26).
Нечто подобное произошло на заседании общества естествоиспытателей в Цюрихе в 1911 г., когда Эйнштейн излагал свою теорию и излагал чуть более популярно, чем в журнальных публикациях. Это “чуть” обычно все и решает. Желая доходчиво объяснить слушателям релятивистский эффект, он говорил: “Положение становится еще более поразительным (подчеркнуто мною - Г.А.), если представить себе следующее” (Эйнштейн, 1967, с. 184): если часы, синхронизированные с другими подобными, заставить двигаться в одном направлении с большой скоростью, приближающейся к скорости света, а затем вернуть к первым, то окажется, что на двигавшихся прошло меньше времени чем на покоившихся. “Следует добавить, что выводы, которые справедливы для этих часов, взятых нами в качестве простой системы, представляющей все физические процессы, остается в силе и для замкнутой физической системы с каким-либо другим устройством. Например, если бы мы поместили живой организм в некий футляр и заставили бы всю эту систему совершить такое же движение вперед и обратно, как описанные выше часы, то можно было бы достичь того, что этот организм после возвращения в исходный пункт из своего сколь угодно далекого путешествия изменился бы сколь угодно мало, в то время как подобные ему организмы, оставленные в пункте отправления в состоянии покоя, давно бы уже уступили место новым поколениям. Для движущегося организма длительное время путешествия будет лишь мгновением, если движение будет происходить со скоростью, близкой к скорости света! Это – неизбежное следствие наших исходных принципов, к которым нас приводит опыт”. (Эйнштейн, 1967, с. 185).
Эйнштейн, не отдавая себе отчета, мне кажется, подставил на место часов живой организм. И его увлечение позволило вскоре последователям еще чуть-чуть упростить мысленный эксперимент, заменив просто абстрактный живой организм человеком, и возникли знаменитые релятивистские близнецы, которые начали свое путешествие по всем научным и популярным книгам. (27)
И вот, оставив все эти шутки с близнецами фантастам, надо твердо заявить, что в теории относительности сказано в неявной форме и не осознается: там всегда присутствует третий. Всегда есть наблюдатель возле часов, иногда возле каждых часов по наблюдателю. И освободиться от него никак, даже мысленно теории не удается. А это не значит ничего более как постоянное присутствие системы с абсолютным временем для того, чтобы иметь эталон для сравнения, для прикладывания масштабов времени и пространства к двигающимся безжизненным системам. И никакие процедуры установления одновременности этому третьему не помеха. Наоборот, он-то их и устанавливает.
Возьмем даже не наблюдателя, а просто три системы, существующие разом. И нам нетрудно это вообразить, потому что в реальности мимо нас и через нас несутся с разными скоростями, в том числе и со скоростью света во всех направлениях разные частицы и с массой покоя и без оной, двигаются макротела тоже во всех направлениях. И ничего с нашим временем не происходит, календарь шествует плавно. Иные думают, что так происходит из-за вращения Земли, с которым исторически синхронизировали время. Но достаточно улететь за пределы атмосферы, что уже стало обычным фактом, чтобы обнаружить, что с временем ничего не произойдет. Космонавты давно уже повторяют опыт Иисуса Навина, солнце для них останавливается, а время все идет в том же темпе, как и на летящем к Марсу корабле.
Отвлечемся от всех тел и изолируем только три из них, двигающиеся в разных направлениях и с разными скоростями. И никакой теории относительности сразу же у нас не будет, она просто рассыплется на глазах, а будет не решаемая удовлетворительно никогда астрономическая задача трех тел. Вся сила теории и ее применимости – в идеализации, в элиминации мешающих обстоятельств и в более строгой формулировке исходных принципов. Что и сделал Гендрик Лоренц своими преобразованиями, где появились растягивающиеся секунды и сокращающиеся сантиметры, но для него они были только теоретическими преобразованиями, чем и должны были остаться в теории относительности и от того, что автор их заявил, будто так и происходит на “самом деле”, надо различать физические и не физические системы. Относительно первых теория бесподобно верна, относительно вторых – нет. Все близнецы на свете состарятся одинаково, куда бы и с какой скоростью их ни отправляли бы.
И поэтому принцип относительности нужно дополнить некоторым уточнением, с котором он станет более строгим: в реальном мире не существует систем меньше чем три, на одной из которых всегда находится наблюдатель с часами, которые показывают время его жизни. От того, что обобщение Канта и развитие его теории Бергсоном не стало еще строгой наукой, еще не формализовано, оно не перестало быть истиной, поправки на которую делал и Эйлер, и делает Эйнштейн, потому что вводит другой абсолют – скорость света, который основан в свою очередь на абсолюте Ньютона и Канта.
**************
Что же в таком случае понимает под временем сам Эйнштейн? В полном согласии с идеями Бергсона в теории относительности используется не время жизни, конечно, которое невозможно пока отчетливо реферировать, а только точки одновременностей. То есть все те же преобразования числового ряда, которые используются в науке всегда и всеми и просто по традиции называются временем. Здесь за время, как и во всей механике, принимаются временные точки, между которыми нет ничего определенного, никаких промежутков, иначе их пришлось бы заполнять какой-то реальной длительностью. А с точками, между которыми нет ничего, можно поступать как угодно: считать, что они идут вперед или назад, пустые промежутки между точками можно растягивать или сокращать в зависимости от конкретной задачи, действующих масс, сил и т.п.
Нигде о природе времени Эйнштейн не рассуждает и не определяет, что такое время, но, решая ту же старую проблему сравнения двух соседних отрезков времени, он явно и совершенно отчетливо пишет, что в сущности под временем имеет ввиду установление совпадения двух точечных событий. “Мы должны обратить внимание на то, что все наши суждения, в которых время играет какую-нибудь роль, всегда являются суждениями об одновременных событиях. Если я, к примеру, говорю: “Этот поезд прибывает сюда в 7 часов”, – то это означает, примерно следующее” “Указание маленькой стрелки моих часов на 7 часов и прибытие поезда суть одновременные события” (Эйнштейн, 1965, с. 8). А обсуждая проблему сравнения времени двух движущихся систем, он специально оговаривает в сноске: “Здесь “время” означает “время покоящейся системы” и вместе с тем “положение стрелки движущихся часов, которые находятся в том месте, о котором идет речь””. (Эйнштейн, 1965, с. 12). Недаром слово “время” в начальных главках основной статьи стоит в кавычках, то есть оно суть квази – время. Оно означает отметки одновременности, положение часов, а не промежутки между отметками, не тот темный поток времени жизни, идущий в том наблюдателе, который повсюду то зримо, то скрытно присутствует в рассуждениях автора.
Но постепенно при дальнейшем изложении и вообще во всех остальных работах Эйнштейн кавычки отбрасывает и начинает считать для удобства “положение стрелки” за подлинное время, чем вводит в заблуждение и нас всех остальных, потому что интуитивно считает устройство “часы” вместо измерителя времени его генератором.
Очень хорошо эта условность видна на представлении о пространстве, которое употребляется в теории вероятности. Это вовсе не ньютоновская дихотомия, не суждение об относительном пространстве, существующем в качестве неточного около абсолютного точного, дающего точку отсчета, то есть не два разных пространства, а одно мировое пространство в смысле Эйлера, тот самый всеобщий корабль, обыденное представление о котором и употребляется в обыденной механике. В небольшой работе, написанной в конце жизни, в некоторой степени отражающей итоговое и продуманное понимание вопроса, Эйнштейн справедливо утверждает, что есть две основных концепции пространства. “Эти два понятия пространства могут быть противопоставлены друг другу следующим образом: а) пространство является свойством положения (positional quality) мира материальных предметов, б) пространство является вместилищем всех материальных предметов. В случае (а) пространство без материального предмета немыслимо. В случае (б) материальный предмет может быть понят только как существующий в пространстве. В этом случае пространство понимается как реальность, которая в некотором смысле выше реальности материального мира. Оба понятия пространства являются свободными творениями человеческого воображения, средствами, изобретенными для более легкого понимания нашего чувственного опыта”. (28). Эйнштейн очень четко обрисовывает достоинства и недостатки каждой концепции, первая из которых представлена в самом развитом виде Лейбницем и Гюйгенсом, а вторая – Ньютоном.
Ньютон, по его мнению, вынужден был ввести понятие абсолютного пространства, потому что иначе нельзя обосновать классический принцип инерции и классический принцип движения, но самостоятельная роль этого независимого от материальных предметов пространства составляла трудность теории, потому что “ему приписывалась также абсолютная роль во всей каузальной структуре теории. Эта роль абсолютна в том смысле, что пространство (как инерциальная система) действует на все материальные предметы, в то время как последние не оказывают какого-либо обратного действия на пространство”. (Эйнштейн, 1957, с. 126). Эту трудность Эйнштейн деликатно не называет, поскольку она связана со всем мировоззрением Ньютона, о котором мы говорили выше и в рамках которого пространство зависит не от материальных безжизненных вещей, а зависит от Творца вселенной, и является абсолютной системой отсчета для всех материальных предметов. Как же обсуждать и что можно сказать о таком повороте мысли Ньютона? Теологическая точка зрения, говорит Эйнштейн, принадлежит к чисто историческому аспекту проблемы. И постепенно, говорит Эйнштейн, наука преодолела трудность концепции абсолютного пространства, (которая была преодолена, как мы помним, введением безразмерной точки вместо тела, гипотезы эфира и сведением двух времен и пространств в одно), потому что система Ньютона, бывшей единственно правильной в тех условиях и для той эпохи, доказала свою замечательную эффективность. И впоследствии понадобились не менее значительные усилия, продолжает он, чтобы в новых условиях преодолеть теперь уже концепцию Ньютона. Для этого понятие материального предмета заменилось понятием поля. “Если законы этого поля в общем ковариантны, то есть не зависят от специального выбора координатной системы, то введение независимого (абсолютного) пространства уже не является необходимым”. (Эйнштейн, 1957, с. 126).
Но от того, что оно не вводится в теорию, оно не перестает существовать. Ньютон ведь тоже не вводил причину абсолютного пространства в теорию и теория неплохо работала, но он о ней помнил и предупреждал что во внешних вещах материя есть, а истинного пространства нет. Конечно, несмотря на всю свою эрудицию и проницательность, выходящую далеко за средний уровень научного сообщества, Эйнштейн не стал вдумываться в теологический аспект проблемы. В респектабельной науке, действительно, такое не принято, да и как можно ввести его в формулы? А тот странный и слишком невероятный поворот темы путем сведения теологического аспекта к вполне земному, но человеческому измерению пространства и времени, который предпринят Кантом и Бергсоном, относился к чистой философии и тоже не мог оказать существенного влияния на теорию относительности, развивавшейся исторически в рамках предложенных условий и того нового вызова, который связан с трудностями понимания постоянства скорости света.
Теория относительности есть дочь своего времени, несмотря на всю свою неожиданность. Общая позитивистская атмосфера науки начала двадцатого века предполагала презумпцию невмешательства человека в строй природы и потому идеи Бергсона о роли человека в формировании пространства и времени и единственности их казались, конечно, чем-то совершенно посторонним науке и некоторыми “психологическими вывертами”. Лишь в наши дни, когда стала осознаваться для кого пугающая, для кого вдохновляющая, но неустранимая экологическая роль человека в природе, эта концепция начинает всерьез обсуждаться и служить эвристическим материалом для рассуждений о времени. Цитируемость концепции увеличивается, книги Бергсона издаются. Но к сожалению, убежденность Бергсона, что теория относительности подтвердила абсолютную концепцию Ньютона, в те дни показалась неким курьезом. Как это подтвердила, восклицали все в один голос, когда она опровергла ее. Тогда как на самом деле опровергла она то, что в концепции Ньютона не содержалась, а приписывалось ему – пространство как материальное вместилище и время как всеобщий фон механического движения, а подтвердила интуицию о пространстве и времени как природном реальном произведении нематериального существа. Разумеется, такое было трудно осознать как творцу теории, так и ее интерпретаторам.
*************************
Ощущение того, что время есть просто-напросто человеческая жизнь – с большим трудом, в лице немногих мыслителей начинает пробивать себе дорогу. Зато это сознание уже отчетливое, а самое главное – весьма обоснованное. Оно уже не просто голословное убеждение, но подкреплено развитием естественных наук.
В начале ХХ века незаметно нарастало противоречие между разными отраслями естествознания, между теми отделами его, которые изучают неживые объекты и теми, которые изучают жизнь. Их кардинальное различие проходит по границе отношения к времени и пространству.
Науки, изучающие мертвое вещество как таковое – физика, химия, их многочисленные ветви, изучающие движение вплоть до технических приложений - механико-математические науки, дисциплины, изучающие внешнюю вселенную – астрономия, все они используют главную парадигму, сложившуюся на основе интерпретации ньютоновой механики. Абсолютное и относительное (время, пространство, покой, движение), различавшееся самим основателем механики, перестало различаться, и его генеральное убеждение, что причины времени и следовательно самого времени в окружающих механически движущихся предметах не содержится, что в формулах механики, используется не истинное, а относительное время, бледное отражение действительного и математически верного, это сложное представление поблекло, “затерлось” от употребления, упрощено. Была введена наспех, так сказать, гипотеза всеобщего заполняющего мировое пространство эфира, относительно которого происходят все измерения. Иначе говоря, относительному присвоено звание абсолютного и под этим именем пущено в оборот.
В результате за два века развития такого знания, доказавшего свою эффективность в исследовании довольно простых форм движения, которые раньше тем не менее не поддавались освоению, образованные люди прививали себе примерно такую же мировоззренческую схему, которую они имели на выходе из античности, когда также неверно был понят Аристотель. Время – это свойство движущихся вещей. Все в мире движется: звезды, планеты, земные стихии. Теперь к ним добавились открытые наукой малые тела: молекулы, атомы, электроны. Поэтому время есть как бы совокупный, усредненный результат этого всеобщего мирового движения. У Вселенной есть некий временной и пространственный фон, вроде задника на театральной сцене – Вселенная длится и у нее есть такое свойство как протяженность. Относительно них все якобы и измеряется, как от всеобщей точки отсчета. С эфиром так представлять было легко, хотя доказать его физическое существование оказалось невозможным, без эфира – психологически труднее, но математически, геометрически – значительно проще. Получалось, что нельзя сказать, что такое конкретно время и пространство, поскольку нельзя ими самими измерить себя, зато все остальное прекрасно измеряется и наука занимается тем, что с их помощью все измеряет и ее задача совершенствовать процедуры измерений.
Появившаяся в начале двадцатого века теория относительности могла бы восстановить истину и вернуться к ньютоновскому представлению, поскольку она стоит на доказательстве относительности механических движений. Однако вследствие отчасти позиции самого автора теории, не удержавшегося в рамках своих построений и допустившего неправомерную экстраполяцию, ничего, кстати, не добавляющую к ним, отчасти вследствие действий интерпретаторов произошло дальнейшее углубление всеобщего заблуждения относительно времени и пространства. Образованный мир теперь решил, что произошло преодоление ньютоновского воззрения на время. Наука стала, мол, более совершенной, она стала различать детали и весь усредненный мировой темпоральный фон рассыпался на частности. Нет никакого единого абсолютного времени и пространства, решила образованная публика. Есть относительные времена и относительные пространства. Проще, наверное, говорить, что в мире множество различных качественно разнообразных движений и форм вещества. Поэтому есть множество времен и пространств, и чтобы их сравнить, надо вводить сложные процедуры измерения и сравнения их. Все подвижно, текуче, в общем, все относительно и пусть наука, которую теперь трудно понять, с каждым видом движения разбирается отдельно.
Таково усредненное мнение, внушенное человеку развитием наук, изучавших безжизненную часть мира.
Но людям, шедшим в описательное естествознание, изучавшим наличную природу Земли, приходилось с трудом преодолевать это мнение в своей собственной работе. Более двухсот лет натуралисты испытывали, описывали гигантское разнообразие живой и неживой природы планеты. Заложены основы геологии и биологии, они разделились на множество дисциплин. И незаметно стало складываться представление, что пространство и время, которое описывается в науках о Земле – не совсем те же, что описываются физическими дисциплинами, не те же самые, какими они представляются в астрономии, в науках, изучающих глубину атомного строения вещества.
При описании с их помощью своих объектов биология и геология шли другим путем, нежели в механическом естествознании. Они исходила не из общих теоретических концепций, которых не было, а из некоторых частных обобщений, отдельных эмпирических принципов, таких как принцип актуализма в геологии. Те факты, которые связывались обобщениями, были наблюдательными фактами. Они были наглядны, доступны химическим, микроскопическим, как в петрологии, кристаллографическим, минералогическим и другим измерениям, и потому были эмпирическими, непосредственными. И характер кантовских “априорных форм чувственности” здесь был другой нежели в механике. Они выступали именно как причина времени.
А потом Ламарк, за ним Дарвин привили образованному обществу мысль о прогрессивном характере направленности эволюции и вообще о самой эволюции. Теория Дарвина произвела, как известно, впечатление сенсации, изменила весь строй мышления образованных людей. Именно тогда подспудно, интуитивно они стали понимать время как нечто связанное с их собственной, земной жизнью и потому такое неожиданное, не вытекающее из существа нее самой, произведет вскоре на всех теория относительности. Никогда никакая физическая дисциплина не выделилась бы вдруг из соседних, если бы она не затронула глубинных чувств, тайных размышлений, надежд и опасений человека о течении его собственной жизни. Или представим себе, что теория относительности появилась бы на век раньше. Она никогда не произвела бы такого общественного и мировоззренческого резонанса, какой сделала в начале двадцатого, поскольку к этому времени создалась совершенно другая – динамическая умственная атмосфера. Комплекс мыслей и чувств создан и сформирован описательным естествознанием девятнадцатого века и в особенности теорией эволюции, вообще человеческим мышлением, приобретшим на рубеже веков эволюционный характер. Теория относительности упала на новое, не статическое, не циклическое, как в прошлые эпохи, а динамическое мышление человека, находящееся под влиянием идей о движении жизни. И произвела ошеломляющий эффект. Теория Эйнштейна, причем в популярном изложении, естественно, сложилась с теорией Дарвина и тоже в популярном изложении.
Биология явилась демиургом конструктивных опор сознания человека в девятнадцатом веке. Совершенно новое понимание, точнее сказать, неясное ощущение, кантовское “до-опытное созерцание” времени, поскольку впрямую рассудочному сознанию оно еще не поддавалось, оказалось связано с течением из прошлого в будущее, которое вырисовывалось из фактов эволюции, из прохождения родов и видов в историческом прошлом, из вдруг открывавшихся на протяжении всего века все новых и новых фактов необратимого наполнения геологического прошлого странными и заманчивыми мирами прошедшей, окаменевшей теперь жизни, о которой свидетельствовали ископаемые кости. И вся эта вымершая жизнь в теории Дарвина вдруг оказалась не посторонней как известняки или мраморы, а предшественницей человека разумного, то есть нашими собственными предками. Земля представилась кладбищем предков Homo sapiens.
Еще более странными и неожиданными оказались достижения в области постижения пространства. Кроме банальных представлений о его трехмерности в геологии возникли пространственные отношения, слагающие прошлое, а в биологии совершенно новое и неизвестное в традиционной механике чрезвычайно широкое, выходящее за пределы частных биологических закономерностей свойство – диссимметрия пространства. Оно провело резкую и не переходимую границу между живым и неживым, открыло выход в реальный и осязаемый, но чрезвычайно странный, ни на что не похожий мир живой материи. Одна планета летит в одном направлении по своей орбите, другая в противоположном, и ничего в свойствах их движений от того не меняется, кроме математического знака. Но для живых организмов решительно не все равно, в каком направлении внутри себя, в создании своих структур идти – в левом или в правом. Оказалось, что организмы в пространственном смысле не живут в нем, а имеют отношение к его построению. Они его не заполняют, а производят, например, создают левое пространство и не производят правое. Этот открытый Пастером факт, как он все время чувствовал, создает такое глубокое противоречие с миром неживой материи, что оно приведет со временем к подлинной революции во всем естествознании. Пока же следовало сказать, что из самых точных терминов, характеризующих поведение живого организма по отношению к пространству, подошел бы тот, который употребляют геометры, например, русский кристаллограф Евграф Степанович Федоров: выполнение пространства. (Федоров, 1915). Не заполнение готового пространства, а создание, изобретение пространства. Правда, мы еще не в состоянии воспринять эту идею: создание живыми организмами пространства, в котором направления не равноценны, их нельзя поворачивать произвольно. Создание тел, синтез – это понятно. Но пространство? Незаметно пока для всей остальной науки, которая довольствуется физическим истолкованием пространства, равноценного во всех направлениях, или загадочно искривленного в общей теории относительности гравитацией, биология создавала своей диссимметрией представление о выделенном направлении пространства. Живому существу при синтезе своих структур не все равно, в какую сторону идти. Пространство не равноценно относительно поворотов и смещений – и в этом таился, пока скрыто, факт глобального значения. В те же годы – в первой четверти века – в географии возникла новая концепция, названная хорологией. Ее автор немецкий теоретик и географ Альфред Геттнер выдвинул идею географии как науки не о распределении природных комплексов и ландшафтов в пространстве, а о заполнении ими пространства. (Геттнер, 1930). Идея, близкая Федорову.
Наведенная биологическими исследованиями, инициированная достижениями Бергсона, идея жизненного времени начинает на рубеже веков циркулировать в философии. Его последователями были Георг Зиммель в Германии, Валериан Муравьев в России. (29). Они оказали заметное влияние на развитие динамического сознания у мыслящих, следящих за последней философией людей.
Конечно, не осталась в стороне за два века развития науки и обыденная жизнь. Самая главная черты, которой эти перемены можно охарактеризовать – внедрение времени в жизнь, быт, в сознание человека.