Сама постановка вопроса об одновременности и определение этого понятия на основе постоянства скорости света — все это совпадало с объяснениями, приведенными впервые Пуанкаре еще в 1898 году в статье «Измерение времени». А мысленное оперирование вместо времени более конкретным понятием — часами, синхронизация которых производится световым сигналом, — это уже были детали, характерные исключительно для того истолкования «местного» времени Лоренца, которое было дано Пуанкаре в работе 1900 года и повторено затем на конгрессе в Сент-Луисе. Но в статье Эйнштейна изложение этих пунктов непосредственно предшествовало рассмотрению электродинамики движущегося тела, что значительно облегчало усвоение всей теории. Вот почему работа молодого ученого обратила на себя внимание и в дальнейшем способствовала усвоению идей теории относительности в большей мере, чем труды его знаменитых предшественников.
Самое существенное отличие работы Эйнштейна от предыдущих состояло в понимании того факта, что те же самые релятивистские эффекты возникают и для «покоящейся» системы, если, в свою очередь, ее сопоставить с движущейся системой. Об этом в статье была сказана всего одна фраза: «Ясно, что те же результаты получаются для тел, которые находятся в покое в «покоящейся» системе и которые рассматриваются из равномерно движущейся системы». Но именно эта фраза характеризовала другой уровень понимания открытых ранее эффектов теории относительности.
Вопрос, связанный с обратными преобразованиями, в основной работе Пуанкаре получил лишь формальное освещение. Отмеченные им групповые свойства преобразований Лоренца включали и условие обратимости всех результатов. Кроме того, при выводе самих преобразований Лоренца он непосредственно использовал сопоставление с обратным преобразованием. Однако Пуанкаре ни одним словом не пояснил, что из этого свойства группы Лоренца вытекает обратимость всех необычных свойств новых пространственно-временных соотношений. В своем теоретическом трактате он обошел этот вопрос молчанием, хотя его более ранние работы содержали все необходимые данные, чтобы прийти к такому выводу.
Дальнейшее существенное развитие теория относительности получила в работах геттингенского математика Германа Минковского. В 1907 году он выступил в Геттингене с докладом «Принцип относительности», а в следующем году опубликовал на эту тему обширный трактат. Минковский существенно дополнил результаты Лоренца и Эйнштейна, внес в физику новое понимание необходимости синтеза пространственных и временных представлений. Но его работа в значительной мере перекрывалась ранее опубликованной статьей Пуанкаре. В исследовании инвариантов новой теории работа Пуанкаре превосходила даже более поздние выступления Минковского. Последний ни в одной из своих статей не отметил выдающихся результатов Пуанкаре в развитии математического аппарата теории относительности и ни словом не упомянул предложенную им идею четырехмерного представления этой теории.
Предлагаемые вниманию читателя книги Пуанкаре включают те его работы, в которых содержатся идеи, относящиеся к первому этапу создания новой физической теории. Но именно этот первый этап, этап зарождения новых идей — исходного пункта будущего теоретического построения — имеет особое значение для научных открытий, представляющих собой неожиданные скачки и резкие повороты в развитии ученой мысли. Об этом важнейшем периоде становления теории относительности принято порой говорить как о времени, когда необходимые, не неосознанные еще до конца идеи носились в воздухе, и недоставало лишь гения, который бы воспользовался ими для разработки новой физической теории. В действительности же само появление этих идей уже представляло собой решающий шаг, потребовавший коренного пересмотра основных положений классической физики.
В этот период становления теории относительности наибольший вклад в создание ее основ внес, несомненно, Пуанкаре. Он выдвинул принцип относительности, как обобщение опытных данных, и высказал убеждение, что именно электромагнитную теорию Лоренца необходимо согласовать с этим принципом, чтобы получить окончательное решение проблемы. Пуанкаре показал условность понятия одновременности, центрального понятия теории относительности, и предложил определение этой величины на основе постулата о постоянстве скорости света. Он дал также правильную физическую интерпретацию «местного» времени Лоренца. И хотя работы известного французского ученого, содержащие эти новаторские мысли, не были осмыслены подавляющим большинством физиков, не подготовленных еще к восприятию столь радикально новых взглядов, влияние их несомненно сказалось на тех немногих исследователях, которые участвовали затем в построении теории относительности. Например, Лоренц отмечал, что разработка теории, строго удовлетворяющей принципу относительности, была предпринята им под влиянием критики его прежних работ со стороны Пуанкаре.
Хоть мы и не находим в работах Эйнштейна аналогичного признания, однако известный из его биографии факт изучения им с товарищами книги Пуанкаре «Наука и гипотеза» объясняет детальные совпадения развиваемых в его последующих статьях положений с оригинальными новаторскими установками, высказанными французским ученым. Ведь в этой книге, в главе «Классическая механика», автор выделил в виде тезисов категорические утверждения об отсутствии абсолютного пространства и абсолютного времени, а к тезису о невозможности непосредственно установить одновременность двух разноместных событий дал ссылку на свою статью 1898 года.
После 1905 года Пуанкаре больше не возвращался к развитию новой механики больших скоростей. Для его научного творчества вообще была характерна быстрая и безболезненная смена тем и интересов. Однако он неоднократно выступал в последующие годы с лекциями и статьями по поводу новой механики. Например, в апреле 1909 года его лекции слушают в Гёттингене, куда он был приглашен Д. Гильбертом. Одна из этих лекций, шестая, включена в настоящее издание книги «Последние мысли».
Гёттингенская лекция Пуанкаре содержала лишь элементарное изложение особенностей новой механики и ее связи с принципом относительности. Но в упрощенную форму изложения автор облек более глубокое понимание всей проблемы по сравнению с широко распространенным тогда ее толкованием. «Принцип относительности в новой механике не допускает никаких ограничений, — категорически заявил докладчик. — Он имеет, если так можно выразиться, абсолютное значение» (с. 647–648).
Пуанкаре обсуждает некоторые направления, в которых, по его мнению, будет расширяться область действия принципа относительности. Он говорит о необходимости связать новую механику с современными воззрениями на вещество, с представлениями об атоме, рассматривает также ее отношение к астрономии. Новая теория тяготения, отмечает Пуанкаре, должна учесть несостоятельность прежнего представления о постоянстве массы тел; она должна считаться и с тем, что притяжение не мгновенно. Он предвидит, что новый закон притяжения двух тел, зависящий от их скоростей, может привести к незначительному отличию от закона Ньютона и что наибольшая разница должна обнаружиться в теории движения Меркурия, самой быстрой из всех планет. Пуанкаре указывает на необъясненную до сих пор аномалию в движении этой планеты. «Новая механика несколько исправляет ошибку в теории движения Меркурия, но не дает полного соответствия между наблюдением и вычислением», — подводит итоги докладчик (с. 653). И снова Пуанкаре даже не ссылается на свою работу 1906 года, в которой был изложен не только первый, но и единственный тогда вариант релятивистской теории притяжения.
Несовпадение теоретических результатов с астрономическими наблюдениями Пуанкаре расценивает как предостерегающий сигнал о том, что не следует торопиться с окончательным признанием справедливости новой механики. Еще более осторожен он в статье 1908 года, которая и легла в основу его гёттингенской лекции.
Заключительные слова этой статьи раскрывают истоки сомнений автора. Они были навеяны неясной тогда ситуацией с основным проверочным опытом Кауфмана по измерению отклонения электронов электрическими и магнитными полями. Столь же осмотрителен Пуанкаре в окончательной оценке новой теории и в своей берлинской лекции, с которой он выступил в марте 1910 года.
В этих двух лекциях по новой механике, обращенных к немецким научным кругам, Пуанкаре противопоставил свое мнение по ряду вопросов, связанных с новой физической теорией, тому освещению происшедшего в науке переворота, которое начало распространяться тогда в Германии.
Пуанкаре не мог не знать о попытках немецких авторов представить развитие Эйнштейном и Минковским пространственно-временного аспекта теории Лоренца, как создание новой физической теории. Но, видимо, такие притязания немецкой науки представлялись ему настолько необоснованными, что он не считал нужным делать специальные заявления по этому поводу. Французский ученый полагал, что достаточно рассказать об истинной сути происшедшего в науке переворота, чтобы развеять всякие недоразумения. А суть решения всей проблемы, по его глубокому убеждению, состояла в пересмотре Лоренцем механики с целью приведения ее в соответствие с электродинамикой и в создании нового по форме принципа относительности. Все же остальное, он причислял к естественному развитию этой главной идеи и к развертыванию необычных следствии новой теории. Точно так же оценивалась им и его собственная работа.
Не признавая пространственно-временной аспект главным в решении проблемы абсолютного движения, Пуанкаре обходит полным молчанием работы Эйнштейна и Минковского. Даже в двух своих лекциях для немецких ученых он не произносит эти имена. Чтобы понять, насколько несвойственна его характеру эта позиция, достаточно вспомнить с какой предупредительностью признавал он малейшие заслуги любых авторов. В своих статьях Пуанкаре непременно упоминает всех, кто добился хоть каких-нибудь результатов в избранной им самим области исследования. Сколько ученых обязаны ему тем, что их имена увековечены в научных названиях! Именно по его инициативе в физику и математику вошли преобразования Лоренца, числа Бетти, клейновы группы и функции, устойчивость по Пуассону. Молчание его по отношению к Эйнштейну и Минковскому, столь усиленно превозносимым в то время немецкой школой физиков в качестве единственных создателей теории относительности, не имеет прецедента. Оно выглядело вопиющим и говорило красноречивее всяких слов. Такой поступок со стороны прославленного ученого мог быть вызван только глубоко принципиальными соображениями. Пуанкаре всегда воздавал должное заслугам немецких математиков и никогда не унижался до болезненной национальной конкуренции. Причина его молчания в данном случае была совсем иной.