Глава 11 Всегда есть свидетель

Представим себе далее, что у каждых часов находится движущийся наблюдатель...

Альберт Эйнштейн.

K электродинамике движущихся тел

Вполне логично предположение, 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.

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. B результате он получил возможность измерений и любых операций с местным движением тел. Особенно близок по своей идеологии Эйнштейну Эйлер. B отличие от Галилея он 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. Ему пришлось 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. B 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. Это оказалось удобно. Вместо того, чтобы всякий раз оговаривать во избежание путаницы, что мы имеем ввиду под понятиями время, пространство, движение, покой и под сотнями производных OT них ве­личин и терминов, надо раз и навсегда свести любое относительное к этому всеобщему абсолютному. Ha 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 такого определения было достаточно. To 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.

Это случилось впервые в исследованиях Фарадея. Он не мог, как мы помним, удовлетвориться загадочным дальнодействием, вытекавшим из за­кона всемирного тяготения, и ввел понятие силовых линий, которые проду­цировались электрически заряженными телами.

Однако настал тот драматический момент, когда в опытах Майкель- сона 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. Тем самым 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 рабочими условностями.

Несколько иначе подошел к проблеме Эрнст Max в своей «Механике». Он открыто и прямо заявил, что понятие об абсолютном времени вообще ошибочное, совершенно 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»¹⁴⁷. Вот какие доводы приводит Max в пользу своего столь резкого заяв­ления. B 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 отношением их к другим небесным телам и никакие формулы механики от того не изменятся.

A что же есть время? Только наши ощущения, утверждает Мах. Оно есть 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. A на самом деле ее нет. Так что время - видимость.

И далее Max обращается к тому почти единственному примеру абсо­лютного движения, которое есть в арсенале у Ньютона - к его знаменитому ведерку с водой. Утверждать, что центробежное движение воды, возникаю­щее от закрученной веревки, - абсолютное движение, как это полагает Нью­тон, неверно. Это иллюзия. He будь определенного положения Земли, отно­сительно чего мы считаем его независимым, абсолютным движением, - 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?»¹⁴⁸.

Некоторые предполагают, что эти слова попались на глаза Альберту Эйнштейну и были для него искрой, импульсом к созданию теории относи­тельности ⁴⁹. Конечно, это весьма правдоподобно. Книга Maxa была широко известна. Она издавалась на всех европейских языках. C 1883 года, когда появилось первое издание и по 1907 г., 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 Эйнштейна и становления его как физика-теоретика. 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. Ho 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. Ho призывал помнить, что это услов­ность, что в самой действительности время идет ненарушимо. C моей точки зрения это весьма реалистическая позиция.

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. Это принимается за очевидность. Ho 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. Ho теория его никогда не возникла бы на рассуждениях такого рода как рассуждения Маха, потому что они все еще слова и требование того за­вертеть вокруг ведерка небо неподвижных звезд есть умозрительный опыт. Ho вот есть реальный и твердый эксперимент с измерением скорости света относительно других скоростей и направлений движения и опыт ясно пока­зывает, что скорость света постоянна. Существование эфира сомнительно, во всяком случае, к проблеме времени он не относится, как оказалось. Следова­тельно, без него нет и абсолютного времени, а также - 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 между собой, а время - текущим одновременно для всех тел.

Опыт Майкельсона-Морли и был тем дополнительным козырем в игре, позволившему Эйнштейну вступить, как он был глубоко убежден, в прямую конфронтацию с Ньютоном. Однако, согласно одному из библейских приме­ров, 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. Эйнштейн стал отрицать, преодоле­вать классическое, эйлеровское, материалистическое истолкование времени, которое резко отличается от ньютоновского. B этом его замечательная исто­рическая заслуга, которая пока не оценена по достоинству и существо кото­рой пока установил только один человек, а именно Анри Бергсон. Он пока­зал, какой именно смысл содержался в теории относительности, которого не видели ни Эйнштейн, ни его последователи. Ho об этом - несколько ниже.

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 факт универсальный. Более того, считает положение или принцип постоянства скорости света тем самым отвергаемым им для классической теории абсолю­том. Как и время Ньютона, скорость света становится независимой от какого- либо собственного движения испускающего свет источника. Эйнштейн тем самым просто-напросто передвинут абсолют. Следовательно, если ранее время было независимой переменной, теперь оно, естественно, стало зависимой пере­менной. Формулы Галилея нельзя обмануть. Сделаем абсолютом один пара­метр - «поплывет» другой. Ho Эйнштейн и не пытается обмануть, он возводит изменение в принцип и сознательно заставляет этот параметр - время - «плыть».

Ha основе принципа постоянства скорости света Эйнштейн предложил, если можно так выразиться, обналичить физический смысл условного дого­вора об относительности времени. 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»¹⁵⁰.

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 систем две и они не сравнимы. Одна из двух систем - не физиче­ской, иной природы, а другая - вещественная, телесная, физическая. Две системы у Ньютона не равноценны. Движение в системе не физической природы (относимой им к божественному, реальному только для него и дру­гим верующим в Бога миру) - истинно. B обычной физической системе и движение, и время - приблизительно, т.е. относительно. Эйнштейн же гово­рит о состояниях двух подобных, физических систем, и потому не опровер­гает Ньютона, а подтверждает его идею. Эйнштейн опровергает Эйлера, а не Ньютона. B этой тонкости весь смысл.

Для сравнения теорий Ньютона и Эйнштейна следует учесть и эту тон­кость, и также увеличение строгости языка, произошедшее за два с лишним века. Так, вместо термина «тело», употребляющегося Ньютоном, стали гово­рить «физическая система», то есть состав неодушевленных тел. Вместо тер­

мина «положение тела» стали употреблять введенное как раз Эйлером поня­тие «состояние системы». Вместо воображаемых «кораблей» - декартовскую систему координат, фиксирующую положение материальной точки в трех­мерном пространстве данной координатной системы отсчета. Ho 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» ⁵¹.

Ньютон говорит: мы не узнаем, какая система ускорилась, к какой из них 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 неопределенно. Поэтому идущее для нас время и существующее вокруг нас пространство - абсолютная система отсчета, но имеющая не механическую природу. A во внешних вещах движение (как и время, и пространство, и покой) - относительны или не истинны, не име­ют отношения к физическим телам или системам.

Теперь Эйнштейн заявляет: нет абсолютной точки отсчета, и законы движения не меняются OT их переноса от одной системы к другой. Ho две относительные системы, все равно должны связываться, тем не менее, чем- то, что имеет абсолютный и точный смысл. Есть такая константа - скорость света. Таким образом, думая, что вводит полную относительность, Эйн­штейн просто вводит другой абсолют вместо ньютоновского неопределен­ного времени и пространства, 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 относительно 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 не выяснен 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 на самом деле истинное, абсо­лютное движение, или каждое - только относительно своего непосредствен­ного референта, этого взятого для сравнения другого движения.

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 сила воздействует только на это тело и положение его изме­нится, следовательно, движение этого тела абсолютно; его время и его про­странство обладают абсолютной математической истинностью. Тогда мы мо­жем бытъ 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 сохраняться при таких, от которых абсолют­ное изменяется, так что абсолютное движение совершенно не зависит от тех соотношений, которыми определяется движение относительное»¹⁵². Иначе говоря, если есть два движущихся в механическом смысле тела, безразлично, на каком из них установить счетчик времени или пути. Также не имеет значе­ния, какому из них придать ускорение, чтобы относительное движение изме­нилось. Ho есть тела, говорит Ньютон, с которыми нельзя произвести такую процедуру. Этим телам 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 более.

Создатель и в особенности интерпретаторы теории относительности, которые, как обычно бывает, 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, меняется ли движение внешних по отношению K человеку предметов и процессов, то есть абсолютно идет само по себе.

Их всех сбило с толку вот что. Понять эту сентенцию Ньютона B TOM 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. Ho время как инструмент измерения надо использовать, 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. He имея никаких собственных качеств, те движутся в абсолютном времени и пространстве, за которые принималось безграничное и бесконечное мировое вместилище. Правда, постепенно, по мере улучшения изученности вселенной ее все труднее стало идентифицировать с покоем. Тогда физика абсолютной неподвижностью наделила невидимую и неощутимую среду, мировой эфир.

Опыт Майкельсона-Морли покончил с представлением о мировом эфире. Ho, 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. Ero предупреждение, ЧТО BO внешнем мире нет причины абсолютного 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 в каждой такой системе идет независимо от времени других систем. Ho 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 механикой).

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? Константа 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. Он ввел действие наблюдателя в цепочку доказательств, что очень было очень ново для механики. Для него стала важна 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.

Ha 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? Может быть, он карлик или ребенок?

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. A это озна­чает без всяких специальных процедур, что у нас есть общая универсальная база для измерений - абсолютное время и абсолютное пространство. При помощи них мы оцениваем на глаз соотношения расстояний и 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, чем у взрослого).

Ho 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 галилеевских преобразований, простого сложения или вычитания времени или расстояний. Ho для материи, двигающейся с очень большой скоростью, т.е. для света, ее уже недостаточно и Лоренц вводит сдвиг, отсчитывая его от нашей системы, которая остается абсолютной. Этот сдвиг происходит не на самом деле, считал Лоренц, а как прием измерения. Иначе говоря, с самими телами ничего не происходит даже при больших скоростях, они не меняются, не сокращаются в направлении движения.

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»¹⁵³. Следовательно, продолжает он, сокращение длин есть факт процедуры измерений, а есть ли такое сокращение на самом деле (вспомним вещь в себе Канта) - неважно.

Так происходит в специальной теории относительности, в общей - абсо­лют еще более нагляден. 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. B 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.

A скорость, в отличие, например, от 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, о постоянстве одного, по крайней мере, 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. Она в лице Эйнштейна, впрочем, не ставила себе такой цели. Он, повторим, намеревался опровергнуть ньютоновское абсолютное время. A опроверг Эйлера. 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. Вычисляе­мые 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. A 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: 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, B 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. K этому фак­тору и относились всегда, как 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. Рейхенбах¹⁵⁴. Ho тем самым он превращает 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, 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. Корова - система с собственным поведением, ее движение абсолютно, их - относительно. To есть согласно Ньютону, изменяется от приложения силы только положение этого коровьего тела. A все камни одинаково подчиняют­ся силе тяжести, и ни один из них не обладает собственным поведением.

Перед Эйнштейном стоит проблема установления одновременности. И вместо ньютоновской процедуры приложения силы для различия принци­пиально качественно разных видов движения, он предлагает посылать све­товой сигнал вдоль измеряемого движущегося стержня с одного конца по­езда на другой и принимать там его другим наблюдателем. Часы отдален­ного наблюдателя синхронизированы с тем, который посылает сигнал. 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). C точки зрения каждо­го наблюдателя у него с часами все в порядке, но отдаленному кажется, что часы первого спешат, потому что к скорости света что-то прибавилось, а тому представляется, что часы отдаленного отстают. Ho и прибавление, и убывание есть иллюзия или условность, 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 относится к местным условиям, к местному движению. Так возника­ет новый принцип относительности по сравнению с галилеевским. 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»^{1 5}. Принцип № 1 осуществляется при измерении.

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 энергии¹⁵⁶. И заметная 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. Ha 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 физики работали с небольшими скоростями, различие между абсолютными и относительными параметра­ми никого не волновало. Ho оно существует, и обнаружилось в опытах Майкельсона и Морли, а в теории Лоренца и в теории относительности эти противоречия нашли обобщения и описание. «Нельзя сказать, - предупре­ждает нас автор теории относительности, - что время имеет абсолютный, т. e. независимый от состояния движения системы отсчета смысл. Это и есть произвол, который содержался в нашей кинематике»¹⁵⁷.

Еще раз хотелось бы уточнить, чтобы все дальнейшее было понято: у Ньютона никакого произвола не содержалось, произвол введен обычной практикой отождествления абсолюта и относительности, сведения обеих сис­тем к физическим мирам. Повторим еще раз: ньютоновский Абсолют имеет нематериальный смысл. 0 нем Эйнштейн, естественно, что обычно для стро­гой науки, не говорит ничего в своих работах, хотя и знает об этом смысле. Ho из этого вовсе не следует, что абсолют из духовной сферы переместился в ма­териальную область. Нет, в сфере материи движения могут быть только отно­сительные. B этом вопросе и Ньютон как автор теории движения, и Эйн­штейн как автор теории относительности заодно. Ньютон о том говорит пря­мо, Эйнштейн более уклончиво. Он не обсуждает абсолют, он отбрасывает его и сосредоточивается на относительности физических, то есть тех же внешних вещей, для которых отрицал абсолют и Ньютон. Ho тем самым про­изошло то, чего автор теории относительности не ожидал и что он в течение всей своей жизни затем отрицал. Введя неустранимого наблюдателя в систему, он непроизвольно, не желая того и не думая о том, присвоил его системе прежний статус. Т.е. она по-прежнему обладала ранее отброшенным физиками абсолютным временем. Построения автора теории относительности ведут к такому выводу.. Bce измерения происходят только из системы с наблюдателем.

B 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 относительно-

158

сти законы природы не зависят от движения системы отсчета» , не может не быть справедлив. Он был также 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. Ha 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. He вдаваясь в детали процедуры или использования приборов, и во все тонкости установления процедуры измерения одновременности, МЫ CO стопроцентной уверенностью всегда знаем, что для любых измерений обяза­тельно будут применены мерные единицы двух основных параметров - про­странство и время, эти две независимые переменные. Они не зависят ни от одной из этих двух данных физических, т.е. безжизненных систем. Если у нас есть две системы отсчета, непременно обязана быть третья, чтобы сравнить их показания, нужна абсолютная точка отсчета. Если наблюдатель поместится в одну из систем, он не перестанет бытъ этой третьей. Так, глядя в окно ваго­на, мы не можем решить, наш поезд двинулся или соседний относительно не­го - неизвестно, пока не датъ себе отчет, не сделать наблюдения и отождест­виться на секунду с теми, кто стоит возле станции, перрона, рельсов и т.п.

Если же возвели относительность в принцип и как бы убрали - только как бы - наблюдателя, хотя он никуда не исчез, не миновать 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. Ho 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. Он заставляет нас уже не молча подразумевать договор о совпадении в большинстве случаев относительных параметров с абсолютны­ми параметрами, а сознательно отделять одно от другого. Нам надо понимать, что относительность для двух систем без человека буцет существовать, как кантовская вещь в себе. Теперь, когда наука стала заниматься большими ско­ростями и далекими системам, ньютоновская интуиция об абсолюте стала за­метной. И для этих расстояний и скоростей нужны преобразования времени и расстояния, зафиксированные как правила в преобразованиях Лоренца.

Таким образом, принцип относительности говорит только то, что го­ворит: время в любой физической системе надо считать относительным, то есть кажущимся. Однако, из верного положения нельзя делать вывод, что время в физических системах вообще существует само по себе. Это будет неправомерная экстраполяция. B обыденной жизни, вне науки все такую операцию и делают, как показал нам Бергсон, когда принимают всяческие отметки и приметы времени за источник времени.

Ho то, что простительно обывателю, нельзя допускать в точной науке. A именно такую экстраполяцию и провел Эйнштейн. Вслед за Эйлером он приписал время системам с материальными безжизненными процессами¹⁵⁹. Вот так произошло различие между субъективным намерением Эйнштейна «отменить» абсолютное время и тем, что получилось у него на самом деле. Введя в систему отсчета наблюдателя, он четко доказал правоту Ньютона. Ho сам о том не узнал. Ero мысль пошла по другому руслу и завела его в область парадоксов, по которым все и знают теорию относительности. Нельзя отделаться от ощущения, что мы вступили здесь в область психоло­гии творчества. Отрицание абсолютного времени Ньютона было для Эйн­штейна idee fixe. Он увлекся его отрицанием, что совсем ничего не меняло в самой теории, было не обязательно для нее. Он как бы подсознательно боролся с Ньютоном, уходя в область идеологических обоснований своей теории. Пытаясь еще и еще раз доказать полную относительность, Эйн­штейн вышел за пределы точной науки в область обыденных рассуждений.

Вероятно, это произошло впервые на заседании общества естествоис­пытателей в Цюрихе в 1911 г.. 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 сказал: «Положение становится еще более поразительным (курсив мой. - Г. Л.)₉ если представить себе следующее [состояние]»¹⁶⁰. Допустим, есть пара строго синхронизированных часов. Заставим одни из них дви­гаться со скоростью, приближающейся к скорости света. Затем вернем к первым. Тогда окажется, что первые покажут меньше времени, чем покоя­щиеся часы. «Следует добавить, что выводы, которые справедливы для этих часов, взятых нами в качестве простой системы, представляющей все физические процессы, остаются 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»¹⁶¹.

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, войдя даже в школьные учебники¹⁶².

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 естъ наблюдатель возле часов, иногда возле каждых часов по наблюдателю. И освободиться от него никак, даже мысленно теории не удается. A 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. Ho достаточно улететь за пределы атмосферы, что уже стало обычным фактом, чтобы обнаружить, что со временем ничего не случится. Космонавты давно уже повторяют опыт Иисуса Навина, солнце для них останавливается, а время все идет в том же темпе. Солнце стояло на месте, а время шло и для библейского героя, который не успевал разбить врага. Так же идет оно и на летящем к Луне 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. Ho для него они были только теоретическими преобразованиями, чем и должны были остаться в теории относительности. Эйнштейн заявил, будто сокращения происходят на «самом деле». Ho надо различать физические и не физические системы. Относительно первых теория бесподобно верна, относительно вторых - нет. Bce близнецы на свете состарятся одинаково, куда бы и с какой скоростью их ни отправляли бы.

* * *

Что же в таком случае понимает под временем сам Эйнштейн? Нигде о природе времени Эйнштейн не рассуждает. Он не дает четкого научного оп­ределения времени. Решая ту же старую проблему сравнения двух соседних отрезков времени, явно и совершенно отчетливо пишет, что, в сущности, OT времени ему нужна только процедура установленім 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»¹⁶³. Обсуждая проблему сравнения времени двух дви­жущихся систем, он специально оговаривает в сноске: «Здесь «время» озна­чает «время покоящейся системы» и вместе с тем «положение стрелки дви-

164

жущихся часов, которые находятся в том месте, о котором идет речь»» .

Недаром слово «время» в начальных главках его основной статьи стоит в кавычках, то есть оно суть квазивремя. 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. Ho постепенно при дальнейшем изложении и вообще во всех остальных ра­ботах Эйнштейн кавычки отбрасывает и начинает считать для удобства понятие «положение стрелки часов» 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. Оно означает не пространст­во в ньютоновском дихотомическом смысле, 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 классической меха­нике. B небольшой работе, написанной в конце жизни, в некоторой степени отражающей итоговое и продуманное понимание вопроса, Эйнштейн спра­ведливо утверждает, что есть две основные 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. B случае (а) пространство без материального предмета немыслимо. B случае (б) материальный предмет может быть понят только как существующий в пространстве. B 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»¹⁶⁵.

Эйнштейн, мне кажется, обрисовывая достоинства и недостатки каж­дой концепции, знает твердо об авторах первой, первоначально развитой Лейбницем и Гюйгенсом. Ho во второй он смешивает две позиции, вернее сказать, раздваивает ее. Пункт «б» относится к Эйлеру, а слова «реальность, которая в некотором смысле выше реальности материального мира» мы можем отнести к Ньютону, к его понятию о нематериальной природе про­странства. Да он и сам туда его относит. 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» /Там же/.

Эту трудность Эйнштейн отчетливо осознает. 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. Теологическая точка зрения, говорит Эйнштейн, принадлежит теперь уже к чисто историческому аспекту проблемы. И по­степенно, полагает он, 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»¹⁶⁶.

Однако, если абсолютное пространство не было введено в теорию, а элиминировано, то в реальности оно не перестает существовать. Ньютон ведь тоже не ввел причину абсолютного пространства в теорию. Причем, теория неплохо работала. Вместе с тем он помнил о причине 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 специаль­но вдумываться в теологический аспект проблемы. B респектабельной науке, действительно, такое не принято, да и как можно ввести его в формулы?

Вся критика в этой главе направлена не против теории относительно­сти, а против ее обоснований и истолкований. Критика основана на двух принципах:

1) Реальность мира не сводится к физической картине. Когда физика говорит: так устроен мир, она допускает неправомерную экстраполяцию. Ee объекты есть то, на что мир можно разложить для удобства описания. Ho не сложить обратно. Целостный он, наш мир, сложен помимо объектов физики более сложными вещами. И если принимать мир таким, как он есть, из него нельзя исключать эти более сложные вещи. A если оставаться в пределах физического описания, данное положение можно выразить так: в реально­сти систем для описания всегда больше двух, нет двух выделенных приви­легированных систем, они есть только в идеализации. Идеализируя, мы не имеем права говорить, что так устроен мир. Это мы его разложили так.

2) Критика допустима, потому что к моменту появления теории относи­тельности уже состоялись, появились более целостные теории, прежде все­го - Канта и Бергсона. И они позволяют сразу отделить намерения авторов теории относительности от полученного результата. Тем самым восстано­вить целостность мира и, прежде всего, - причину текущего в нем времени.

Кант, а за ним Бергсон, как мы видели, свели теологический аспект к земному, человеческому измерению. И хотя он считался чисто философ­ским решением, тем не менее, настал удивительный и единственный в ис­тории науки момент, когда две точки зрения столкнулись напрямую. Это не могло не произойти.

Эта вспышка смысла произошла 6 апреля 1922 г. И к этому событию в истории науки о времени мы теперь и переходим.