Курт Хюбнер - Истина мифа Страница 7

дении Ньютон основывает всю физику. В своих "Математических принципах" естествознания он пишет: "В дальнейшем я исчерпывающим образом учу тому, как умозаключать от причин, действий и наглядных различий к истинным движениям, и, напротив, как сводить истинные и видимые движения к причинам и действиям. В этих целях написал я следующее сочинение"34. Именно в этом учении о движении и содержится новое по сравнению с Декартом, и отсюда в дальнейшем вытекает, помимо всего, ньютоновское революционное понятие силы, так же как и дополнительное определение тела как инертной массы. Однако тем самым получает лишь дальнейшее развитие декартовское определение природного объекта и его отличие от субъекта: объект выступает также и для Ньютона в качестве евклидового и протяженного и осуществляет, не будучи подвергнут внешнему воздействию, инерционное движение. Декарт перешел Рубикон, пусть даже и с сомнительным правом на то, и для Ньютона тоже не осталось дороги назад. Что же изменила к лучшему физическая онтология Ньютона по сравнению с картезианской? Очевидно, что в случае Ньютона мы имеем дело с двумя предшествующими всему допущениями, а именно, во-первых, с допущением абсолютного пространства и времени, и во-вторых, с утверждением об эмпирическом подтверждении различия абсолютного и относительного движения в определенных случаях. Что касается первого утверждения, то оно было подвергнуто изрядному сомнению еще при Ньютоне; никому не удавалось приписать ему необходимый и очевидный характер даже в рамках вышеупомянутой метафизической связи, в которой оно исторически возникло. Что же касается второго утверждения, то оно впервые было поколеблено тогда, когда Мах показал, что ньютоновский опыт с ведром может быть интерпретирован и по-другому. А именно, если бы стенки ведра были достаточно мощными и оказывали бы заметное гравитационное воздействие, то поверхность воды искажалась бы уже при относительном движении, и эмпирический вывод о том, что движется и что покоится, был бы невозможен. И наоборот, искривление поверхности воды во втором случае, когда вода включается в движение ведра, могло быть истолковано так, что вода и ведро покоятся, а вокруг них движется комната вместе с неподвижными звездами, что и вызывает искажение поверхности воды. Здесь мы тоже не'в состоянии отличить абсолютное движение от относительного, так что все сводится к последнему. Эти и подобные рассуждения в дальнейшем привели к отказу от рассмотрения Ньютонова опыта как эмпирически необходимого доказательства различия абсолютного и относительного движения — то есть двух его основных понятий. Если же заранее принять абсолютное пространство, принцип инерции и понятие инерционной системы, то тогда можно понять результат опыта с ведром как следствие различения абсолютного и относительного движения; если же, напротив, подобно Маху, мы отказываемся принять эти предпосылки, то

данное различие исчезает и мы везде имеем дело лишь с относительным движением. Таким образом, не эксперимент устанавливает здесь истину, а способ априорного обоснования посылок. Итак, корни нью гоновского обоснования понятий абсолютною пространства и времени, поскольку они не покоятся на предполагавшемся опыте, а задаются априори, обнаруживаются в некоторой метафизике, а именно в уже упомянутой метафизике Мора и Барроу.

Однако никто не станет утверждать, что сегодня она способна хоть кого-то убедить. Основания ньютоновской физики тем самым в действительности оказываются онтологией, то есть неким априорным определением того, какова природа объекта; и эта онтология отнюдь не имеет необходимого обоснования, но может быть понята лишь из того времени, в котором возникла.

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.