Тибо Дамур - Мир по Эйнштейну. От теории относительности до теории струн

• Название: Мир по Эйнштейну. От теории относительности до теории струн
• Автор: Тибо Дамур
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2016
• ISBN: 978-5-9614-2389-1

Как зарождалась теория относительности? Как повлияли революционные идеи Эйнштейна на представления о пространстве и времени, на науку и технику? Каково их место и значение в сегодняшней науке? Книга дает читателю возможность проникнуть в мир Эйнштейна, разделить те особые моменты, когда ему удавалось приподнимать краешек большой завесы, постигая скрытые механизмы Вселенной. Автор шаг за шагом скрупулезно, но занимательно и доступно рассказывает об истоках и формировании идей Эйнштейна, показывает их борьбу с устоявшимися представлениями, непростой путь внедрения этих идей в головы физиков и философов и значение для нашего времени.

---

«Гениальный ученый-профессор Эйнштейн приедет в Париж», «Научное событие – Эйнштейн в Париже», «Приедет ли Эйнштейн в Париж?», «Эйнштейн отрицает пространство и время, но верит в демократию», «Эйнштейн и относительность – новая эра в науке», «“Время не существует”, – говорит Эйнштейн. “Но часы существуют”, – сказал месье Андре Оннора. И сегодня вечером мы их переведем», «Эйнштейн и теория относительности эпохи», «Как понять Эйнштейна: что есть время? Что есть пространство?», «Эйнштейн ожидается в Париже сегодня вечером», «Эйнштейн прибыл в полночь на Северный вокзал», «Вчера вечером немецкий физик Эйнштейн прибыл в Париж».

17 часов, 31 марта 1922 г. Зал номер 8 в Коллеж де Франс переполнен. Зал, рассчитанный на 350 мест, не может вместить всех желающих. Люди не могут пройти в зал и вынуждены стоять в дверях. Редкое явление – такое количество зрителей, теснящихся в стенах колледжа Франции. Как это было в случае знаменитых уроков философа Анри Бергсона, огромное количество людей пытались получить пригласительные билеты. Но Поль Ланжевен, профессор колледжа и организатор визита Эйнштейна, был бескомпромиссен в своем стремлении распределить большую часть пригласительных билетов среди ученых, студентов и молодых специалистов. Конечно, научная и культурная элита Франции вся здесь. Пришли физики П. Ланжевен, Ж. Беккерель, Л. Бриллюэн, Ж. Перрен; математики Э. Борель, Э. Картан, Ж. Адамар, П. Леви, П. Пенлеве; философы А. Бергсон, Л. Брюнсвик, Е. Леруа и Е. Мейерсон. Среди молодежи, приглашенной на это исключительное событие, обратим внимание на 20-летнего Альфреда Кастлера, студента Эколь Нормаль (он станет обладателем Нобелевской премии по физике в 1966 г. за открытие, связанное с понятиями, введенными Эйнштейном в 1916 г.). Тут мало женщин. Многим светским дамам, выразившим желание принять участие в этой беспрецедентной пленарной конференции, было отказано. Тем не менее, кроме Марии Кюри, выдающегося ученого и личного друга Эйнштейна (а также близкого друга Ланжевена), в зале можно заметить княгиню Эдмон де Полиньяк, урожденную Виннаретту Зингер, игравшую важную роль в культурной и научной жизни Франции как создательницу салона и благотворительницу, графиню Анри Греффюль, еще одну важную покровительницу науки и искусств, и графиню Анну де Ноай, выдающуюся поэтессу.

17:10. Атмосфера становится все более наэлектризованной. Наконец, с 10-минутным опозданием Эйнштейн входит в зал в сопровождении Поля Ланжевена и Мориса Круазе, администратора Коллеж де Франс. Чтобы почувствовать атмосферу начала этой сессии и более живо представить лекцию Эйнштейна (прочитанную на французском), дадим слово журналисту Раймонду Люлю, сделавшему скрупулезный отчет о заседании во французском журнале L’OEuvre от 4 апреля 1922 г.:

«Неистовые овации, к которым присоединяются даже те, кто предполагает решительно противостоять сегодняшнему герою. Вступительная, очень простая и тактичная речь месье Круазе, который обращает внимание на то, что Коллеж де Франс всегда приветствовал мэтров человеческого познания.

После этого он дает слово Эйнштейну, который, будучи весьма взволнован, не знает, как начать. Соседство Ланжевена, кажется, придает ему уверенности, и он приступает к предмету своей лекции».

Прежде чем выслушать речь Эйнштейна, вообразим Ланжевена, расположившегося непосредственно позади Эйнштейна и готового подсказать, если докладчику не будет хватать французских слов. Эйнштейн начинает свою речь, напоминая, что, хотя математические методы являются рабочим инструментом физики, неправильно думать, что физику можно свести к набору уравнений и потом просто жонглировать ими.

«Также необходимо сопоставлять эти уравнения с реальностью и анализировать факты, которые скрывает за собой математика».

«Можно в совершенстве освоить математический аппарат относительности и совершенно не понимать саму теорию».

«Своеобразный символ веры из уст того, кого многие считают предпочитающим исключительно логические рассуждения. Становится очевидной гигантская пропасть, отделяющая его от некоторых наших математиков. […]»

«Язык очень ясный и, даже несмотря на ограниченный словарный запас, оставляет впечатление. И, наконец, жестикуляция: как у скульптора, чьи руки ласкают совершенно реальные, хотя и фантастические формы. Наполненные этими формами, его руки перемещают их и управляют ими. И он виртуозно играет со своими воображаемыми моделями. Его лицо озаряется светом радости, как у ребенка, показывающего фокусы».

На протяжении всего визита Эйнштейна лейтмотивом газет становятся фразы: «Времени больше нет!», «Время не существует!» «Иллюзорное время», «…время просто иллюзия…» Эти цитаты демонстрируют интерес, возникший тогда в отношении возможного влияния науки на основные философские и экзистенциальные концепции{37}. И не только журналы восприняли всерьез потенциальные последствия теории относительности Эйнштейна для человеческого познания. По всему миру философы задавались вопросом о влиянии идей Эйнштейна на базовые философские понятия. Философы – члены «Венского кружка» Мориц Шлик, Рудольф Карнап, Филипп Франк и Карл Поппер и немецкие философы Ганс Рейхенбах и Эрнст Кассирер – с энтузиазмом принялись развивать новые воззрения, возникшие в результате влияния образа мысли, предложенного Эйнштейном. Во Франции Леон Брюнсвик, Эмиль Мейерсон и Гастон Башляр задумались о философских последствиях теории относительности. И, наконец, last but not least, Анри Бергсон, который был в зале 8 в Коллеж де Франс в пятницу, 31 марта 1922 г., и который, конечно, почувствовал для себя особый вызов в докладе Эйнштейна, напоминающем о влиянии теории относительности на понятие времени.

Бергсон и Эйнштейн

Философ Анри Бергсон строил всю свою философию на тонком понимании течения времени, воспринимаемом в своем постоянном движении, как на «непосредственной данности сознания». Он углубил это понимание в серии книг: «Опыт о непосредственных данных сознания» (1889), «Материя и память» (1896), «Творческая эволюция» (1907) и др. Бергсон и его идеалистическая философия, основанная на концепции длительности, царила на философской сцене Франции. Вся парижская интеллигенция стремилась посетить его лекции в Коллеж де Франс, где он преподавал с 1900 по 1921 г. Бергсон, таким образом, воспринял как особый вызов выступление физика Поля Ланжевена на Международном конгрессе по философии 1911 г. в Болонье, посвященном «Эволюции пространства и времени». В своем выступлении Ланжевен резюмировал изменения, возникшие в понятиях пространства и времени благодаря идеям Эйнштейна. В частности, как мы уже говорили, он продемонстрировал парадокс близнецов в виде метафоры о путешественнике, заключенном в пушечном ядре, выпущенном с Земли, и затем вернувшемся назад на очень высокой скорости. Путешественник проживает только два года за время своего путешествия, в то время как на Земле проходит 200 лет.

Это упругое поведение времени, в том виде как оно воспринимается, разрушает общепринятое понятие универсального времени, задающее темп развития Вселенной. Бергсон, который основал всю свою философию на понимании времени, рассматриваемом как длительность, т. е. как поток, как движение, схваченное в данное мгновение, должен был чувствовать с 1911 г., что эйнштейновское время, по-видимому, конфликтует с основной концепцией его философского подхода. Переворот Эйнштейна в понимании времени не вызывал озабоченности широкой публики вплоть до 1919 г., т. е. до того момента, когда Эйнштейн и его теории начали привлекать интерес средств массовой информации. И, как показывают приведенные выше цитаты, заголовки многочисленных газетных статей, посвященных визиту Эйнштейна в Париж, журналисты вынесли из того, что они поняли из его теории, а именно, что «время не существует», что его поток, по-видимому, не что иное, как «иллюзия». Поэтому интерпретация философского смысла теории Эйнштейна стала серьезным вызовом для Бергсона. Более того, в течение нескольких месяцев, предшествующих визиту Эйнштейна в Париж, Бергсон был погружен с головой в редактирование новой книги, озаглавленной «Длительность и одновременность. По поводу теории относительности А. Эйнштейна»{38}. Процитируем несколько фраз из написанного Бергсоном предисловия к этой книге:

«Мы хотели понять, в какой степени наша концепция длительности согласуется с представлениями Эйнштейна о времени. Наше восхищение этим ученым, убеждение, что он привнес не только новую физику, но и определенный новый способ мышления, идея, что наука и философия, будучи разными дисциплинами, тем не менее существуют, чтобы дополнять друг друга, все это внушало нам желание и даже обязывало продолжить противостояние. Но наши исследования, как нам вскоре показалось, представляют более общий интерес. Наша концепция продолжительности предполагала фактически прямой и непосредственный опыт. Не требуя в качестве необходимого следствия предположения о существовании универсального времени, она очень естественно согласовывалась с этой верой. Таким образом, это были в некоторой степени обывательские идеи, которые мы собирались противопоставить теории Эйнштейна. И та сторона, с которой эта теория выглядит неприемлемой для обывателя, вышла на первый план: требовалось найти более глубокое осознание “парадоксов” теории относительности – наличие множества времен, текущих быстрее или медленнее, одновременностей, становящихся последовательностями, и последовательностей – одновременностями при изменении точки зрения. Эти положения имеют ясный физический смысл: они сообщают то, что Эйнштейн заключил благодаря своей гениальной интуиции из уравнений Лоренца. Но каков их философский смысл?»