Давайте коротко суммируем их.

Сначала было то, что можно назвать подготовительным периодом. Во-первых, Эйнштейн был озадачен вопросом о скорости света в том случае, когда наблюдатель движется. Во-вторых, он связал этот вопрос с вопросом об «абсолютном покое». В-третьих, он попытался развить одну альтернативу (является ли скорость света в уравнениях Максвелла переменной?) и получил отрицательный результат. В-четвертых, существовал эксперимент Майкельсона, который подтверждал другую альтернативу, и, в-пятых, гипотеза ad hoc Лоренца — Фицджеральда, которая, по-видимому, не затрагивает существа дела. До сих пор все, включая значение и структурную роль времени, пространства, измерения, света и т. д., понималось в терминах традиционной физики — исходной структуры I. В этой тревожной ситуации возник вопрос: «Понимаю ли я по-настоящему саму ситуацию, в которой результат Майкельсона кажется противоречивым? Это было революционным событием. Эйнштейн чувствовал, что нужно рассмотреть это противоречие беспристрастно, что нужно подвергнуть сомнению эту освященную временем структуру. Была ли исходная структура адекватной? Была ли она понятной в отношении критического пункта — вопроса о свете в связи с вопросом о движении? Была ли она ясна в ситуации эксперимента Майкельсона? Все эти вопросы задавались Эйнштейном, горячо стремившимся добиться полного понимания. А затем процедура шаг за шагом конкретизировалась.

Как измерить скорость света в движущейся системе?

Как в этих условиях измерить время?

Что значит одновременность в такой системе?

Но что тогда означает одновременность, если это понятие относится к различным местам?

Смысл одновременности ясен в том случае, когда два события происходят в одном и том же месте. Но Эйнштейна неожиданно поразила мысль, что это не столь же ясно, если события происходят в различных местах. Вот где находился пробел при действительном понимании. Он понял: нельзя слепо применять привычное понятие одновременности к этим случаям. Чтобы одновременность имела какой-нибудь смысл, следует поставить вопрос о ее физическом определении, так чтобы в конкретных случаях мы могли сказать, применимо ли это понятие. (Ясно, что это была фундаментальная логическая проблема.)

Смысл одновременности должен основываться на понятии одновременности событий, происходящих в одном месте. Но это требовало, чтобы в каждом случае различной локализации двух событий принималось во внимание относительное движение. Таким образом, смысл, структурная роль одновременности в ее отношении к движению претерпели коренное изменение. Отсюда сразу же следовало соответствующее требование к измерению времени вообще, скажем к значению секунды, и к измерению пространства, поскольку теперь они должны зависеть от относительного движения. В результате радикально изменился смысл понятий времени, пространства, а также измерения как времени, так и пространства.

Введение наблюдателя и его системы координат, казалось, вносило совершенно произвольный или субъективный фактор. «Но реальность, — чувствовал Эйнштейн, — не может быть столь произвольной и субъективной». Желая избавиться от этого произвольного элемента и в то же время получить конкретную формулу преобразования для различных систем отсчета, он понял, что необходим основной инвариант, некий фактор, который будет оставаться неизменным при переходе от одной системы к другой. Очевидно, что оба эти требования действовали в одном и том же направлении.

Это привело к решающему шагу — к введению в качестве инварианта скорости света. Как будет выглядеть физика, если сделать центральной инвариантность скорости света? Один за другим следовали смелые выводы, и в результате возникла новая структура физики. Когда на основе этого инварианта Эйнштейн получил конкретную формулу преобразования, преобразование Лоренца выступило как вывод — но теперь оно понималось более глубоко, совершенно по-новому, как необходимая формула в новой структуре физики. Результат Майкельсона также предстал теперь в совершенно новом свете, как необходимый результат, возникающий, если принять во внимание взаимосвязь всех относительных измерений в движущейся системе. Не этот результат вызывал беспокойство — Эйнштейн чувствовал это с самого начала, — а поведение различных элементов ситуации до того, как было найдено решение. При более глубоком понимании этих элементов результат был необходимым следствием. Теперь картина была усовершенствована. Эйнштейн мог приступить к экспериментальной верификации. Короче говоря, горячо желая добиться ясности, Эйнштейн непосредственно рассмотрел отношение между скоростью света и движением системы и сопоставил теоретическую структуру с результатом Майкельсона.

Часть этого поля стала критической и была подвергнута основательному исследованию. В результате такого тщательного изучения был обнаружен значительный пробел (в классической трактовке времени). Были осознаны шаги, необходимые для того, чтобы справиться г, этим затруднением. В результате изменился смысл всех используемых понятий. Когда из ситуации была окончательно устранена всякая произвольность, выкристаллизовалась новая структура физики. Намечалось подвергнуть новую систему экспериментальной проверке. Процесс вызвал коренные структурные изменения: отделение внешних факторов, образование внутренних связей, группировку, центрирование и т. д., тем самым в результате перехода от структуры I к структуре II углублялись, изменялись значение и смысл составных элементов, их структурная роль, место и функция. Возможно, полезно еще раз объяснить, в каком смысле достижение Эйнштейна означало изменение структуры.

1) В опыте Майкельсона — как и вообще в классической физике — время считалось независимой переменной и, следовательно, независимым средством процедур измерения, полностью отделенным от движения, которое имело место в ситуации наблюдения, и никак функционально не связанным с этим движением. Поэтому природа времени не представляла никакого интереса в связи с этим явно парадоксальным результатом.

В мышлении Эйнштейна возникла тесная связь между значением времени и собственно физическими событиями. Таким образом, принципиально изменилась роль, которую время играло в структуре физики.

Это коренное изменение сначала было ясно замечено при рассмотрении одновременности. Появилось некоторым образом два понятия одновременности: отчетливая одновременность событий, происходящих в данном месте, и связанная с ней, но связанная посредством конкретных физических событий, одновременность событий, происходящих в разных местах и особенно в условиях движения системы.

2) В результате изменились также смысл и роль пространства в структуре физики. В традиционном подходе оно также было полностью отделено и независимо от времени и физических событий. Теперь была установлена тесная связь между ними. Пространство больше не было пустым и совершенно нейтральным вместилищем физических событий. Геометрия пространства была интегрирована с параметром времени в четырехмерную структуру, которая в свою очередь образовала новую единую структуру с происходящими физическими событиями. 3) До сих пор скорость света была одной из многих скоростей. Хотя она была известна физикам как наибольшая скорость, она играла такую же роль, что и остальные скорости. Она была принципиально не связана со способом измерения пространства и времени. Теперь же считалось, что она тесно связана со значениями времени и пространства и является фундаментальным фактом физики в целом. Ее роль изменилась: она перестала быть одним из многих частных фактов и стала центральным элементом системы.

Можно упомянуть еще много других величин, в ходе этого процесса изменивших свой смысл, например массу и энергию, которые теперь оказались тесно связанными. Однако нет необходимости обсуждать дальнейшие детали.

Оценивая эти трансформации, мы не должны забывать о том, что они имели место на фоне гигантской существующей системы. Каждый шаг должен был быть направлен против очень сильного гештальта — традиционной структуры физики, с которой согласовывалось огромное число фактов, очевидно столь безупречных, столь ясных, что любое локальное изменение должно было столкнуться с сопротивлением всей мощной и хорошо разработанной структуры. Возможно, именно поэтому прошло так много времени — семь лет, — прежде чем произошло решительное продвижение вперед.

Можно подумать, что некоторые необходимые изменения Эйнштейн произвел случайно, в ходе проб и ошибок. Тщательное исследование мышления Эйнштейна всякий раз показывало, что каждый шаг осуществлялся потому, что он был необходим. И вообще тот, кто понял, как Эйнштейн мыслил, знает, что ему были совершенно чужды какие бы то ни было слепые и случайные действия.

Единственным местом, которое в этом отношении вызывает сомнение, было введение константы скорости света в общие эйнштейновские формулы преобразования. У мыслителя не столь высокого уровня это могло произойти в результате простой попытки обобщения формулы Лоренца. Но в действительности важнейший шаг был сделан не таким образом; он не был связан с математической догадкой.

В последние годы Эйнштейн часто рассказывал мне о проблемах, над которыми он в то время работал. У него никогда не встречались слепые шаги. Когда он переставал работать в каком-нибудь направлении, это происходило только потому, что он понимал, что это приведет к введению непонятных, произвольных факторов.

Иногда случалось, что Эйнштейн сталкивался с затруднением, для преодоления которого математические средства были недостаточно разработаны; несмотря на это, он не упускал проблемы из виду, и ему часто удавалось в конце концов найти способ побороть трудности, казавшиеся прежде непреодолимыми.