3. Эйнштейн

3. Эйнштейн

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

в нее очередную, важнейшую часть классической физики. Итак, если при построении общей теории относительности эксперименты играли такую же подчиненную роль, как и при построении специальной теории относительности, если здесь вновь дело состоит в первую очередь в новой интерпретации наличного положения вещей в свете некоторой весьма древней метафизики и новейшей философии, то Эйнштейн не видел в этом недостатка. И хотя позже оказалось, что общая теория относительности превосходит ньютоновскую теорию гравитации, он подчеркивал, что им отнюдь не руководила надежда на подобный успех. Он называл "примитивным идеалом"41 то, что сегодня стало обычным для многих физиков и ученых вообще, а именно рассмотрение вывода правильных предсказаний в качестве единственной задачи физики; ему и в самом деле казалось возможным "построение произвольно большого числа равноправных систем теоретической физики"42. Но в этом случае выбор между ними обусловлен уже неэмпирическими основаниями. Помимо этого "аксиоматические основания теоретической физики не могут быть выведены из опыта"43, но в большей степени должны быть "свободно изобретены"44.

"Поскольку чувственные восприятия... дают лишь опосредованное знание о "реальности", то реальность может быть постигнута нами лишь спекулятивным образом"45. В качестве важнейшего значения этих неэмпирических оснований, этих "изобретения" и "спекуляции", Эйнштейн высказывает намерение "искать наиболее простую понятийную систему, которая сводит воедино наблюдаемые факты"46. "Главная цель, которую я постоянно держал в уме, — пишет он далее, — есть создание логического

единства в сфере физики"47.

Здесь лежит го самое "рацио"48, с помощью которого он

строил свою систему и которое стало для него "совершенно очевидным"49 еще тогда, когда он верил, что должен исходить из "двух существенно различных оснований" (то есть общей теории относительности и ньютоновской теории), "которые глубоко соответствуют опыту"50. То, что позже теория Эйнштейна оказалась в отдельных случаях более необходима, чем ньютоновская, очевидно могло подтверждать правоту Эйнштейна; решающей же роли это, согласно его собственным словам, не играло.

"В известном смысле, — писал он, — я считаю истиной то, что чистое мышление может постигать действительность, как об этом мечтали древние"51, при этом он намека.. на тех философов, которых всегда осуждали за отправление не от эмпирических фактов, а от априорных спекуляций. Эйнштейн был убежден в истинности общей теории относительности, поскольку он верил в гармонию мира. И здесь, на этапе построения общей теории относительности, мы видим духовный фундамент Эйнштейна в специфическом двойном свете. Так, отныне исчезают все ранее показанные противоречия, которые были связаны с его принятием выделенности инерционных систем. И лишь противоречие

между позитивизмом Маха, с одной стороны, и унаследованным объединением физики и метафизики, с другой, осталось неразрешенным.

Картина становится, однако, еще более запутанной, если привлечь ранее упомянутые цитаты. Ибо акцентирование и оправдание "чистого мышления" в физике не только противопоставляет себя философии Маха, но в данной связи напоминает, скорее, о Канте.

Именно Кант разделил познание на две сферы — чисто априорную и эмпирическую, возвращая Эйнштейна к двум фундаментальным ресурсам мышления и чувственности.

Эта двойственность возникла потому, что Эйнштейн в значительно большей мере, чем многие догадываются, находился в состоянии чрезвычайного напряжения на рубеже революционного преобразования и еще почти нетронутой исторической преемственности. Эта двойственность также показывает, что онтология Эйнштейна, как и онтологии Декарта и Ньютона, не может быть рассмотрена в качестве fundamentum inconcussum и не может быть объяснена исходя из множества духовно-исторических условий и отношений, которым она обязана своим рождением.