Владимир Львов - Альберт Эйнштейн

• Название: Альберт Эйнштейн
• Автор: Владимир Львов
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1959

Это книга о жизни и научных открытиях одного из величайших физиков нашего времени. Альберт Эйнштейн, мужественный ученый, смело пролагавший новые пути в науке, творец теории относительности, коренным образом изменившей научные взгляды на законы природы, выдающийся борец за мир, изображен автором на широком историческом фоне, в окружении близких ему людей, в борьбе с научными противниками. Рассказывая о сложном и противоречивом жизненном пути ученого, книга в общедоступной форме знакомит читателя с существом замечательных открытий Эйнштейна.

---

Подчеркнув правильно относительность движения и покоя, классическая механика вскрыла вместе с тем и нечто большее.

Относительность перемещения тел влечет за собой, очевидно, и равноценность (в механическом смысле) всех равномерно и прямолинейно перемещающихся «площадок» в природе. Это значило, что нельзя приписать любой из «площадок» какую-то особенную, ей одной принадлежащую, «абсолютную» скорость. Напротив, всем площадкам в равной мере соответствует бесконечный набор скоростей[3] (в зависимости от того, к какому из бесконечного числа внешних объектов соотносится перемещение). Нельзя, в частности, выделить из многообразия материальных тел некий «привилегированный» объект, приписав ему состояние абсолютного покоя…

Как раз этим и объяснялась — в рамках классической механики — независимость законов природы от состояния движения материи. Законы природы возникали перед взором исследователя как нечто устойчивое и твердое в пестром хаосе относительных скоростей, как нечто господствующее над этим хаосом, цементирующее его в объективно-реальном единстве.

Относительность движения тел не исключает в итоге, а, наоборот, предполагает абсолютный, безотносительный характер законов механического движения.

Это и понятно.

Сущность диалектического метода познания природы состоит в раскрытии абсолютного содержания внутри любого относительного явления. Диалектика не противопоставляет относительное и абсолютное, не отрывает их друг от друга. Наоборот, она рассматривает всякое относительное как момент, как грань абсолютного.

Возьмем простейший пример — два человека идут навстречу друг другу на улице. Перемещение каждого из пешеходов есть факт относительный. Можно считать, что один пешеход покоится, а второй движется по отношению к первому или наоборот. Это зависит от «точки зрения». Но тот факт, что оба пешехода сближаются между собой (то есть, что расстояние между ними с течением времени уменьшается), этот факт уже не зависит от точки зрения. Этот факт остается в силе при любых обстоятельствах.

В относительном заключено абсолютное.

Достаточно ясное и четкое понимание этих ведущих идей — впоследствии они получили название «принципа относительности классической механики»[4] — восходит еще к трудам великого Галилея.

Напрашивалась мысль о том, что этот принцип, помимо частного своего применения к области механики, выражает и более общее положение, верное для всех явлений природы.

Но вот, приблизившись в этом пункте к стихийно диалектическому подходу к реальному миру, механика Ньютона попадала немедленно в противоречие сама с собой.

Ибо если ограничиваться изображением мира из «пустоты» и перемещающихся в ней тел, тогда пустое пространство тотчас может быть возведено в ранг привилегированной механической «площадки». Неважно при этом, что пространство, о котором идет речь, лишено, так сказать, материального каркаса (некоторые старались представить его себе, как бесконечную «комнату без стен, потолка и пола»!). Мудрено также вообразить это пространство движущимся. Но достаточно того, что его можно было пытаться изобразить «абсолютно покоящимся» и относить к нему движения реальных тел. Все тела оказывались тогда наделенными абсолютными скоростями перемещения «относительно пустого пространства». На долю означенного «пространства» выпадала, кроме того, нелегкая нагрузка — как-то оправдать и объяснить факт движения тел по инерции, то общеизвестное правило (так называемый «первый закон Ньютона»), с изложения которого обычно начинают изучение механики. Всякое материальное тело, гласит этот закон, будучи предоставлено самому себе, сохраняет неопределенно долгое время состояние покоя или равномерно-прямолинейного движения. Но почему? Что именно заставляет предметы двигаться по инерции? Вразумительного ответа на этот вопрос не было, и может быть именно поэтому картина мира древних вообще не знала ничего о «движении по инерции». Физика Аристотеля и его последователей, вопреки опытным фактам, отрицала такое движение. Сам Ньютон в конце концов отнес первоисточник инерциальных движений за счет все того же многотерпеливого «абсолютного пространства». Что получалось отсюда? Прежде всего вторжение в науку элементов, враждебных науке, элементов религии и мистики. Это положение вещей выпукло изложено реакционным, но хорошо знающим факты английским историком науки Бэртом (в книге «Метафизические корни новейшей физики»).

«Ньютон, — пишет Бэрт, — понимал, что идея о движении планет относительно абсолютного пространства не имеет физического смысла, и дополнил поэтому свое физическое учение некоторыми теологическими положениями… Бог (согласно Ньютону) есть первоисточник движения. Истинное или абсолютное движение происходит в конечном итоге за счет затраты божественной энергии. Движение поэтому следует считать абсолютным в той мере, в какой оно происходит за счет бога…»

Как видим, физика уходит здесь и впрямь в глубокую трясину метафизики!

И одновременно с контрабандным проникновением в физику абсолютных движений и скоростей оказывается полностью невозможным удержать и тот принцип независимости законов механики от состояния движения («принцип относительности»), который, как мы видели, был выдвинут самой классической механикой и опирался на гранитный фундамент фактов…

Этот провал был не единственным.

2

Картина мира, составленного из «пустоты» и материальных тел, влекла за собой еще нечто, столь же неправомерное и уродливое — идею взаимодействия тел на расстоянии, через пустоту.

Солнце, для примера, «притягивает» к себе Землю, хотя оба небесных объекта разделены промежутком в 150 миллионов километров. Но как может тело действовать там, где оно не находится? В машинах или в станках, правда, зубчатые колеса и валы зацепляются, трутся друг о друга — пустот в машинах нет. Но если учесть, что и колеса, и валы, и вся машина в целом состоят из частиц — из мельчайших атомов, разделенных хоть малыми, но «пустыми» промежутками, — если вспомнить это, окажется, что мы остаемся на прежнем месте…

Чтобы исправить это положение — на словах по крайней мере — ньютоновская физика ввела понятие «силы». Роль передатчика действия между Землей и Солнцем была возложена на «силу тяготения», посредником межатомных влияний сделалась «сила молекулярного сцепления», и так далее. Неполноценность такой словесной подстановки хорошо понимал и сам Ньютон. С предельной ясностью охарактеризовал это положение вещей Энгельс: «Мы ищем… прибежище в слове «сила» не потому, что мы вполне познали закон, но именно потому, что мы его не познали… Прибегая к понятию силы, мы этим выражаем не наше знание, а недостаточность нашего знания о природе закона и о способе его действия…» И дальше: «Ни один порядочный физик не станет называть электричество, магнетизм, теплоту просто силами… Сказать: теплота обладает силой расширять тела — это простая тавтология,, избавляющая от необходимости всякого дальнейшего изучения явлений теплоты… И уж лучше сказать, что магнит (как выражается Фалес) имеет душу, чем говорить, что он имеет силу притягивать…»

Все это, отмечал Энгельс, не исключает, конечно, возможности пользоваться в физике величинами «силы» как удобным математическим приемом вычисления, как средством расчетного аппарата науки.

Размышляя над слабыми сторонами учения о «силе» и о «действии на расстоянии», Рене Декарт в середине XVII века предложил возобновить древнюю идею о непрерывной материальной среде, заполняющей всю вселенную. Вихри и воронки, невидимо клубящиеся в такой среде — эфире, могли бы, думал Декарт, передавать «действие» от одного тела к другому.

Этой идее, при всей ее гениальной смелости, не хватало убедительной связи с опытом. К тому же — и это главное — вихри и воронки в эфире возможны лишь при условии, что сам эфир устроен наподобие жидкости или газа — из частиц, разделенных пустотами. Изгнанное через дверь «действие на расстоянии» все равно возвращалось через окно!

Все эти мучительные теоретико-познавательные конфликты могли до поры до времени не очень тревожить физиков. Кризис должен был начаться лишь тогда, когда втиснутая в прокрустово ложе объективная реальность, мстя за себя, стала бы тормозить прогресс науки.

Это произошло, как только были сделаны первые попытки углубиться в электрические и магнитные явления.

Известное еще древним притяжение намагниченного железа, опыты с янтарем и т. д. дополнились в тридцатых годах прошлого века опытами взаимодействия тока и магнита. Поразительной чертой этих (фарадеевых) опытов было то, что в них не только появлялось пресловутое «действие на расстоянии», но законы этого «действия» решительно отличались от всего, с чем имела дело классическая механика. Для примера: сила, тянущая Землю к Солнцу, действует вдоль прямой линии, соединяющей их центры. Сила же, исходящая, скажем, от кольцевого электрического тока и влияющая на магнитную стрелку, помещенную в центре, заставляет стрелку встать под прямым углом к плоскости кольца. Но этого мало. «Силы», о которых идет речь, оказались сосредоточенными главным образом не в самих прерывных телах — не в проволоках, сердечниках, стрелках и т. д., — а в пространстве между ними. Но как может, спрашивается, что-нибудь быть сосредоточенным в пространстве, лишенном материи? И может ли быть вообще такое пространство?