Представим себе мир, различные части которого обладают столь совершенной теплопроводностью, что между ними постоянно поддерживается тепловое равновесие. Жители этого мира не имели бы никакого представления о том, что мы называем разностью температур; в их сочинениях по физике совершенно отсутствовала бы глава, посвященная термометрии. За исключением этого пункта, их теории могли бы быть довольно полными и содержали бы множество законов, даже более простых, чем наши.
Предположим теперь, что этот мир медленно охлаждается вследствие излучения: температура его остается везде одинаковой, но понижается с течением времени. Допустим, что один из обитателей этого мира впадает в летаргический сон и просыпается лишь через несколько веков; предположим еще, раз уж мы так щедры на предположения, что он может жить в охладевшем мире и что он сохранил память о прошлом. Он увидит, что его потомки по-прежнему пишут сочинения по физике и, как и раньше, ничего не говорят о термометрии, но законы, которые они учат, совершенно отличны от тех, которые были ему известны. Например, в свое время его учили, что вода кипит при давлении в 10 миллиметров ртутного столба, тогда как по наблюдениям новых физиков вода закипает лишь, если понизить давление до 5 миллиметров. То тело, которое он прежде знал в виде жидкости, теперь будет встречаться лишь в твердом состоянии и т. д. Все взаимодействия между различными частями Вселенной зависят от температуры, и с изменением температуры все изменяется до неузнаваемости.
Спрашивается: а нет ли такой физической сущности, столь же непознаваемой для нас, как температура для обитателей нашего фантастического мира? Не подвержена ли эта сущность постоянному изменению, подобно температуре шара, теряющего тепло через излучение, и не влечет ли это изменение за собой изменение всех законов?
Вернемся к нашему воображаемому миру и спросим себя: не могли бы его обитатели, не повторяя истории спящих жителей Эфеса, заметить эту эволюцию? Как бы ни была совершенна теплопроводность на их планете, она, несомненно, не была бы абсолютной, так что чрезвычайно малые разности температур на ней были бы еще возможны. Долгое время они ускользали бы от наблюдения, но однажды могли бы изобрести более чувствительные измерительные приборы, и какой-нибудь гениальный физик доказал бы существование этих ничтожных разностей. Была бы построена теория, и оказалось бы, что эти разности температур влияют на все физические явления, и, наконец, какой-нибудь философ, взгляды которого показались бы большинству его современников смелыми и безрассудными, выступил бы с утверждением, что в прошлом могло произойти изменение средней температуры Вселенной, а вместе с ней и всех известных законов.
Не могли бы и мы сделать нечто подобное? Например, долгое время основные законы механики считались абсолютными. В настоящее время многие физики утверждают, что они должны быть изменены или, лучше сказать, расширены, что они верны приблизительно, только для тех скоростей, к которым мы привыкли, и что они теряют силу для скоростей, сравнимых со скоростью света; в подкрепление своих взглядов они ссылаются на некоторые опыты, выполненные с помощью радия. Тем не менее старые законы динамики остаются практически верными для окружающего нас мира. Нельзя ли, однако, с некоторой правдоподобностью утверждать, что вследствие постоянного рассеяния энергии скорости тел должны стремиться убывать, так как их живая сила стремится превратиться в тепло, и что, возвращаясь к достаточно отдаленному прошлому, мы дошли бы до эпохи, когда скорости, сравнимые со скоростью света, не были исключением, так что законы классической динамики тогда не были верны?
Допустим, с другой стороны, что законы, открываемые наблюдением, имеют лишь характер результирующих, зависящих как от молекулярных законов, так и от расположения молекул. Со временем, когда мы благодаря прогрессу науки постигнем эту зависимость, мы, несомненно, сможем прийти к выводу, что в силу самих молекулярных законов расположение молекул в прежнее время должно было быть не таким, как теперь, и, следовательно, законы, открываемые наблюдением, не всегда были одинаковыми. Мы пришли бы к заключению об изменяемости законов, но, отметим это особо, основанием для такого заключения послужило бы не что иное, как принцип их неизменности! Мы утверждали бы, что видимые законы изменились, но делали бы это лишь в силу того, что молекулярные законы, которые мы отныне рассматривали бы как истинные, были бы признаны постоянными.
Итак, нет ни одного закона, о котором мы могли бы с уверенностью сказать, что в прошлом он был верен с той же степенью приближения, что и сейчас. Больше того, не существует ни одного закона, про который мы могли бы с уверенностью сказать, что невозможно доказать его несправедливость в прошлом. Тем не менее в этом нет ничего такого, что могло бы помешать ученым сохранить свою веру в принцип неизменности, так как всегда, когда закон низводится до степени временного закона, он заменяется другим законом, более общим и более универсальным; своим разжалованием всякий закон обязан именно воцарению нового закона, и, таким образом, не может наступить междуцарствие, и принципы остаются неприкосновенными; только для них и совершаются перемены, и сами перевороты служат лишь блестящим подтверждением принципов.
Дело обстоит не так, что изменения законов обнаруживаются сначала путем индукции и опыта, а мы лишь потом стараемся их объяснить, подводя их во что бы то ни стало под более или менее искусственный синтез. Нет, синтез идет прежде всего, и если мы приходим к заключению об изменении законов, то лишь для того, чтобы не нарушить синтеза.
До сих пор мы не задавали вопроса о том, изменяются ли законы в действительности, мы лишь спрашивали, могут ли люди считать, что законы изменяются. Но являются ли законы неизменными сами по себе, если рассматривать их как существующие вне разума, который их создал или наблюдал? Такой вопрос не только неразрешим, но и не имеет никакого смысла. К чему нам задаваться вопросом, могут ли законы изменяться со временем в мире вещей в себе, если в таком мире само понятие времени, может быть, не имеет смысла? О том, что собой представляет этот мир, мы ничего не можем ни сказать, ни думать, мы можем только говорить о том, чем он представляется или может представляться уму, не слишком отличающемуся от нашего.
Вопрос, поставленный таким образом, может быть решен. Представим себе два ума, сходные с нашим и наблюдающие Вселенную в две различные эпохи, например, отделенные друг от друга миллионами лет; каждый из них построит науку, т. е. систему законов, выведенных из фактов, открываемых наблюдением. Вполне возможно, что эти науки будут сильно отличаться одна от другой, и в этом смысле можно будет сказать, что законы эволюционировали. Но как бы ни было велико различие, мы всегда можем вообразить ум, который, как и первые два, имеет ту же природу, что и наш, но гораздо большую силу или наделен гораздо большей долговечностью, чем мы; такой ум будет в состоянии произвести синтез и соединить в одну-единственную формулу, лишенную противоречий, обе частные и приближенные формулы, полученные нашими двумя недолговечными исследователями за тот короткий промежуток времени, которым они располагали. Для этого ума законы останутся неизменными и наука будет непреложной, лишь окажется, что ученые не располагали достаточным материалом.
Разъясним это геометрическим сравнением. Предположим, что изменение мира можно представить аналитической кривой. Каждый из нас видит лишь очень малую дугу этой кривой. Если бы кто-то обладал точным знанием кривой, то он мог бы составить ее уравнение и неограниченно продолжать ее. Но он имеет только приближенное знание дуги и может ошибиться в уравнении кривой; если он попытается продолжить кривую, то линия, которую он проведет, будет отклоняться от действительной кривой и тем сильнее, чем меньше протяжение известной ему дуги и чем дальше он будет продолжать эту дугу. Другой наблюдатель будет знать только другую дугу и притом лишь приближенно.
Если оба наблюдателя будут находиться на большом удалении друг от друга, то продолжения дуг, которые они проведут, не совпадут; но это вовсе не значит, что новый, более дальнозоркий наблюдатель, который непосредственно видит более длинный отрезок кривой и, таким образом, охватывает своим взглядом одновременно обе дуги, не будет в состоянии написать более точное уравнение и согласовать обе формулы; как бы ни была замысловата действительная кривая, всегда можно найти такую аналитическую кривую, которая на протяжении произвольно заданной длины будет сколь угодно мало отклоняться от действительной кривой.
Многие читатели, несомненно, будут возражать против того, что я постоянно заменяю мир системой простых символов. Но я это делаю не только лишь по профессиональной привычке математика, к этому меня вынуждает и сама природа рассматриваемого вопроса. Мир Бергсона[86] не имеет законов, иметь их могут лишь более или менее искаженные картины мира, которые создают ученые. Когда говорят, что природа подчиняется законам, под этим подразумевают, что такой портрет обладает достаточной степенью сходства. О нем и только о нем мы можем размышлять, не опасаясь, что сама идея закона, составляющая предмет нашего изучения, обратится в ничто. С другой стороны, эта картина мира может быть разложена: ее можно разбить на элементы и отличить в ней один от другого разные внешние признаки, независимые части. Если я иногда эти элементы упрощал и сводил рассуждения к очень малому числу элементов, то это только вопрос сложности; это ничего не изменяло ни в природе, ни в содержании моих рассуждений, лишь изложение становилось более сжатым.
Глава IIПространство и время
Одной из причин, побудивших меня вернуться к вопросу, которым я занимался неоднократно, является происшедший недавно переворот в наших взглядах на механику. Разве принцип относительности, как его понимает Лоренц, не должен заставить нас принять совершенно новые представ