Почва была: она дала всходы в концепциях Паладия, Эйнштейна, Минковского.
22. И Паладий, и Минковский ясно понимали производимый ими величайший переворот в человеческом сознании, в нашем понимании реальности.
Сейчас нам важно не конкретное содержание понятия пространства-времени, резко различного у Паладия и Эйнштейна, но само вхождение в научную мысль новой концепции времени, производимое этим коренное изменение основной картины научно построяемого Космоса, всей научной мысли.
Прежде всего пространство-время становится объектом научного исследования наравне со всем остальным содержимым реальности. Какую именно форму надо придать пространству-времени – именно это должна сейчас выяснить наука. Это новая и важнейшая ее проблема. Мы возвращаемся, их развивая, к доньютоновским построениям – к Галилею и к другому великому представителю науки XVII в. – Христиану Гюйгенсу.
Стало конкретной научной задачей то, что больше 150 лет стояло вне рамок научной мысли.
Не менее важно и другое следствие. Очевидно, раз пространство и время являются частями, проявлениями и разными сторонами одного и того же неделимого целого, то нельзя делать научные выводы о времени, не обращая внимания на пространство. И обратно: все, что отражается в пространстве, отражается так или иначе во времени.
И, наконец, третье, в науке впервые научно прочно стал вопрос, охватывает ли пространство-время всю научную реальность? Или могут быть научно охвачены и есть явления вне времени и вне пространства?
В квантах мы имеем, мне кажется, дело с такого рода научными представлениями.
23. Сейчас, когда научная критическая мысль подошла вплотную к основной идее системы мира Ньютона, к абсолютному пространству и к абсолютному времени, мы видим, что в науке реальное физическое пространство давно уже не является абсолютным.
За 244 года оно претерпело коренное изменение.
Научная мысль в своей текущей работе по мере нужды вносила в реальное понимание пространства глубочайшие изменения, не считаясь с тем, насколько это понимание логически стройно, насколько оно совместимо с абсолютным пространством.
Эти изменения были произведены одновременно по двум пересекаемым путям научной мысли, перед которыми все и все должны склоняться как перед научной истиной – ростом математической мысли, менявшей пространство древней геометрии, единственное известное Ньютону, и ростом эмпирического знания, коренным образом перерабатывавшим физическое пространство.
24. Ньютон в основу понимания природы положил абстрактное пространство геометра, характеризуемое в этом аспекте, в конце концов, метрикой геометрии древних.
Он определил его так: «Абсолютное пространство по своей собственной природе и безотносительно ко всему остается всегда неподвижным и неизменным».
Научный исследователь природы сталкивается в действительности с пространством и в других его проявлениях помимо метрических его свойств. Пространство геометрии времени Ньютона неизбежно является пространством изотропным и однородным. Ему отвечает абсолютная пустота.
С таким абсолютным пространством – пространством древней геометрии трех измерений – пустым, однородным, изотропным – исследователь природы реально не встречается.
Может идти речь только о небольших относительно участках, где к такому состоянию физическое пространство приближается, но и то по мере уточнения научной методики давно стало ясным, что такие части пространства неизменно уменьшаются в размерах, сходят на нет. К середине XIX столетия выяснилось, что они и геометрически не реальны.
25. В течение всего XIX столетия, с его начала и даже с конца XVIII столетия, шла огромная творческая работа геометрической мысли, связавшая, с одной стороны, геометрию по-новому с числом и, с другой стороны, изменившая в корне ту однородность пространства, которая логически неизбежно приводила к отождествлению в представлении натуралиста геометрического пространства с абсолютной пустотой.
Новая геометрия – создание XIX в., стоявшая вне кругозора и сознания Ньютона, – подготовила почву для того коренного перелома в понимании пространства и времени, которое мы сейчас переживаем в науке[314].
Лишь на фоне ее развития могут быть ясно осознаны и могли проявить свою научную мощь те изменения, какие эмпирическая научная работа заставила внести в понимание физического пространства, единственного, с которым она имела дело.
26. Идеи Ньютона входили в жизнь с большим трудом; борьба шла десятки лет; лишь через 20–30 лет после его смерти, в 1730–1750 гг., его представления окончательно охватили научную мысль. Долго держались и царили научные гипотезы и теории Рене Декарта и картезианцев, крупных современников Ньютона, как Гюйгенс, Лейбниц, Роберт Гук и др. Они все были резко противоположны абсолютному пространству.
В одной части это представление никогда целиком не могло охватить научную мысль. Пространство абсолютное, пустота, признавалось в научной работе всегда немногими.
Идеи Ньютона вошли в физику без принятия пустого пространства. Еще при жизни Ньютона для объяснения явлений света в научную мысль X. Гюйгенсом было введено понятие эфира, непрерывно заполняющего все пространство. Движение материальных тел системы мира должно происходить в эфире.
Тот же эфир проникает все тела и объясняет те явления передач энергии, которые мы, например, наблюдаем в явлениях света.
История идеи эфира – создания древнеэллинской мысли – имеет длинное прошлое, но на ней я здесь останавливаться не буду.
Важно лишь отметить, что это понятие позволило X. Гюйгенсу и поколениям ученых, шедших по его пути, внести в картину мира ряд явлений, по-новому захваченных количественно законами механики, законами движения. Гюйгенс еще более, чем Ньютон, считал, что в науке все должно быть сведено к движению, и он был тот человек, который применением законов маятника к исчислению времени, созданием удобных и точных в человеческом быту часов глубочайшим образом повлиял на наше чувство времени, выражаемое в числе. Несовместимый по существу с абсолютным пространством, световой, всемирный эфир охватил физическую мысль рядом с всемирным тяготением.
27. Волнообразные явления, дававшие объяснения свету, широко позже использованные в геометрических представлениях о других проявлениях энергии, резко по существу отличны от движений материальных тел системы мира Ньютона. Материальные тела в этой системе реально передвигались с определенной скоростью в абсолютном пространстве под влиянием мгновенно (вне времени) действующей силы всемирного тяготения.
Понятие о силе тяжести, быстро перешедшее в понятие всемирного тяготения, не было дано Ньютоном. Он публично и в частной переписке против него возражал.
Оно было введено в научную мысль в 1713 г. в предисловии ко второму изданию «Philosophiae Naturalis Principia» кембриджским профессором Роджером Котсом, редактором этого второго издания, как одно из возможных логически связанных с математическими выводами Ньютона представлений.
Ньютон высоко ценил Котса, вскоре умершего молодым, но этого предисловия он, официально по крайней мере, не читал[315].
Я не могу здесь вдаваться в изложение причин такого отношения Ньютона к появлению идеи, против которой он всегда возражал, в предисловии к его труду. Но именно идея всемирного тяготения наложила печать на всю научную мысль следующих двух столетий, была принята как следствие достижений Ньютона, как ньютонова идея.
Мысль Ньютона склонялась к другим физическим представлениям о всемирном тяготении. Недавно (1928) одно из них, швейцарца Николая Фатио де Дюлье (N. Fatio de Duillier – 1664–1753)[316], Ньютоном одобренное, найдено и напечатано.
28. В отличие от движения материальной среды, движения эфира – волнообразные движения света – проявляются в передаче состояний энергии без переноса на всем протяжении в направлении движения каких бы то ни было реальных частиц. Здесь скорость движения определяет скорость передачи состояния материальных частей, которые могут оставаться неподвижными или меняться очень незначительно в своем положении. Ясным представляется, что скорость такой передачи состояний вещества (в направлении движения) и скорость реального материального его переноса (в направлении движения) не могут a priori быть рассматриваемы как явления и как понятия одного ряда, как явления, до конца сравнимые. Это требует доказательства.
Логический и теоретико-познавательный анализ этих двух разных понятий о скорости явлений приобретает сейчас особое значение, так как он тесно связан с философскими и научными исканиями нашего времени, высказанными теорией относительности. Больше того, он связан с критикой и пониманием самой теории относительности.
Здесь я могу это лишь отметить.
Для нас сейчас важно, что заполненное эфиром пространство не есть пространство Ньютона и что так выраженное пространство в дальнейшем подверглось еще более глубокому изменению.
Это изменение связано с выявлением его особого строения – прежде всего его неоднородности, но также его анизотропности.
29. В 1800 г. Алессандро Вольта, создатель вольтова столба, поставил в центр внимания проблему проявлений электричества при простом соприкосновении разнородных тел.
Его объяснение не удержалось для того частного случая, для которого оно было дано, но оно возбудило длительные споры, решавшиеся не логикой, а опытом и наблюдением и приведшие в конце концов к познанию новых свойств пространства, к проявлению его неоднородности.
На границах неоднородной среды, в самых разнообразных ее случаях, развиваются разнообразные силы, могущие производить работу.