книги из ГПНТБ / Кузнецов, Б. Г. Этюды об Эйнштейне

Яенйе (т. е. Такие постоянные, что йх численных значений нельзя менять, не разрушая теории)»'.

В этой мысли выражается одна из самых основ­ ных тенденций науки нового времени. Уже Кеплер хотел найти рациональные основания отношений между орбитами планет солнечной системы. Но это было не под силу X V I—X V II столетиям. В дальней­ шем наука всегда пыталась вывести наблюдаемые соотношения из общей, охватывающей всю природу единой схемы взаимодействий тел. Уже в начале столетия, в годы подготовки специальной теории относительности, Эйнштейн стремился в максималь­ ной степени вывести наблюдаемые физические соот­ ношения из общей гармонии бытия. Для Эйнштейна степень, в которой физической теории удается вы­ полнить такую задачу, измеряет «внутреннее совер­ шенство» теории. Мы скоро столкнемся с этим кри­ терием и увидим, какую решающую роль сыграл он в генезисе теории относительности.

Итак, гармония бытия состоит в универсальной причинной связи, охватывающей всю природу. Эта связь последовательно раскрывается перед исследо­ вателем. Мысль о приближении к объективной истине пронизывала мировоззрение Галилея и Спи­

последней инстанции. Для Эйнштейна, как и для корифеев рационалистической мысли X V II в., позна­ ваемость мира — это отнюдь не тривиальное соот­

20

мышление нанизывает природе эти конструкций или объявляет окончательным решением загадок бытия исторически ограниченные эмпирические знания. Эйнштейн, напротив, видит в познании сложную проблему: мир неисчерпаем, сведения о нем ограни­ ченны, недостаточны, приблизительны, неоконча­ тельны; вместе с тем мир познаваем: сменяющие одна другую картины мира все больше приближают человека к объективной истине. Таков смысл извест­ ной фразы Эйнштейна: «Самое непонятное в мире — это то, что он понятен».

Пора перейти к конкретной демонстрации той роли, которую сыграли изложенные гносеологиче­ ские принципы в создании теории относительности. Но до этого следует остановиться на позиции Эйн­ штейна по отношению к некоторым направлениям философии нового и новейшего времени.

В юности Эйнштейн усердно штудировал Юма и впоследствии неоднократно говорил о влиянии Юма на свои гносеологические воззрения. Здесь нет нуж­ ды поднимать всю проблему отношения гносеологии Эйнштейна к гносеологии Юма, крайне важную для оценки мировоззрения Эйнштейна в целом. Нас ин­ тересует сейчас не общая оценка, а анализ тех гно­ сеологических позиций, которые были непосредст­ венными и исходными для генезиса теории относи­ тельности. С такой точки зрения нужно подчеркнуть глубокое различие между тем, что Эйнштейн вынес из юмовского «Опыта о познании», и тем, что было основным для гносеологии Юма.

Эйнштейн черпал у Юма (как и из других источ­ ников) недоверие к конкретным чувственным вос­ приятиям исследователя, к эмпирической «очевид­ ности», которая предстает перед исследователем при

21

изучении природы. Такая «очевидность», Говорит Эйнштейн, еще не определяет однозначным образом действительную причинную связь процессов приро­ ды. Но Юм выводил отсюда тезис, с которым Эйн­ штейн не мог согласиться. Юм утверждал, будто познание не проникает в глубь объективной причин­ ной связи процессов, что познание должно ограни­ чить свои претензии миром явлений. Эйнштейн, на­ против, говорил о недостаточности феноменологиче­ ской регистрации восприятий, о необходимости и возможности познания объективной причины вос­ приятий.

По отношению к Канту Эйнштейн высказывался определеннее. Критика кантианства в целом, и пред­ ставления об априорном характере пространства и времени в особенности была у Эйнштейна созна­ тельной и крайне существенной предпосылкой его физических построений.

Мы приведем позже некоторые замечания Эйн­ штейна о философии Канта в связи с позицией Эйнштейна в вопросе о математике и физике, а пока ограничимся ссылкой на статью о философии Берт­ рана Рассела, которую Эйнштейн написал для сбор­ ника, посвященного идеям английского философа1. В указанной статье Эйнштейн ищет, в частности, исторические истоки позитивизма (он указывает на позитивистский характер некоторых понятий, вве­ денных Расселом) и находит эти истоки в филосо­ фии Юма и Канта.

В той же статье Эйнштейн пишет, что для пози- тивистов-эмпириков все понятия, не выводимые не­

1А. Э й н ш т е й н . Собр. научных трудов, т. IV.

стр. 248—252.

22

посредственно из наблюдений, должны быть изъяты

«не деградировало в метафизику или в пустой раз­ говор», нужно только, чтобы предложения, выводи­ мые из данной системы понятий, были достаточно тесно связаны с чувственным опытом.

Отношение Эйнштейна к философии Маха мож­ но охарактеризовать весьма определенным образом, если иметь в виду итоговые оценки. Это отношение было отрицательным. Если же рассматривать всю эволюцию взглядов Эйнштейна, вопрос становится более сложным: первоначально Эйнштейн сочувство­ вал гносеологическим позициям Маха.

В автобиографии 1949 г. Эйнштейн говорит о кри­ тике ньютоновой концепции абсолютного простран­ ства в «Механике» Маха и добавляет: «В мои мо­ лодые годы на меня произвела сильное впечатление также и гносеологическая установка Маха, которая сегодня представляется мне в существенных пунк­ тах несостоятельной».

Эти изменения оценок существенны для биогра­ фии Эйнштейна, что же касается гносеологических позиций, с которых Эйнштейн подходил к новым фи­ зическим идеям, то здесь существенны итоговые

Мейерсона об отношении к Маху Эйнштейн ответил, что считает Маха «жалким философом»1

23

Эта оценка в устах Эйнштейна кажется неожи­ данной по резкости. Но по существу она повторя­ лась много раз в менее резкой форме, но в еще более категорическом смысле. Самое же главное со­ стоит в том, что антипозитивистская установка Эйн­ штейна связана со всеми его основными физически­ ми идеями. Связь с теорией относительности будет рассмотрена дальше, а теперь следует упомянуть об отношении Эйнштейна к так называемому логи­ ческому позитивизму.

Некоторые махисты, разделявшие (в отличие от самого Маха) основные физические принципы тео­ рии относительности, хотели несколько реформиро­ вать представления Маха об источниках научных понятий, с тем чтобы сгладить противоречие между этими представлениями и новой физикой. Центром логического позитивизма стал так называемый вен­ ский кружок (Филипп Франк, Шлик, Карнап, Нейрат и др.). Однако Эйнштейн относился отрицатель­ но и к реформированному махизму венского кружка'.

Эйнштейн много раз писал, что в физике должны фигурировать понятия, допускающие эксперимен­ тальную проверку. Теория относительности действи­ тельно изгнала из физики понятия, принципиально не допускающие экспериментальной проверки,— од­ новременность событий, координаты которых опре­ делены в движущихся одна относительно другой си­ стемах, движение относительно эфира и самое су-1

24

ществование эфира как универсального тела отсчета. Но, как уже было только что сказано, принципиаль­ ная сопоставимость понятий, описывающих физиче­ скую реальность, с наблюдением не имела у Эйн­ штейна ничего общего с отождествлением наблюде­ ний и реальности. Это видно из гносеологических экскурсов Эйнштейна и еще больше из действитель­ ного содержания теории относительности. Соответ­ ственно неоднократные заявления Эйнштейна о «сво­ бодной деятельности познания» не имели ничего общего с идеей априорного или же условного харак­ тера представлений о природе. Заявления о связи с экспериментом и заявления о «свободной деятель­ ности познания» могут быть поняты только в связи между собой, только как неотделимые одна от дру­ гой стороны одной и той же концепции.

Когда Эйнштейн говорит, что человек может свободно конструировать гипотезы, слово «свобод­ но» означает только одно: гипотезы свободны от феноменологической ограниченности. Никакой уступ­ ки априорным и конвенционалистским тенденциям тут нет. Речь идет, например, об открытии планеты Нептун, существование которой не вытекало фено­ менологически из наблюдений. Подобные факты истории науки служат для Эйнштейна опроверже­ нием всех форм субъективизма. Если познание при­ ходит к выводам, не содержащимся в наблюдениях, и затем эти выводы подтверждаются наблюдениями, значит познание проникает за пределы явлений и находит их объективную причину.

Чтобы увидеть, как «работали» антипозитивистские идеи Эйнштейна при построении теории отно­ сительности, следует остановиться на тесно связан­ ных с этими идеями критериях выбора физической

25

теории, которые Эйнштейн сформулировал в конце жизни, но которыми он руководствовался уже в годы создания теории относительности.

3

Если научные концепции, отражающие объектив­ ную истину, должны сопоставляться с наблюдения­ ми, значит первым критерием при выборе научной концепции должно быть ее согласие с экспери­ ментом.

«Но насколько очевидным кажется это требова­ ние само по себе, настолько тонким оказывается его применение. Дело в том, что часто, если не всегда, можно сохранить данную общую теоретическую осно­ ву, если только приспособлять ее к фактам при по­ мощи более или менее искусственных дополнитель­ ных предположений. Во всяком случае, в этом пер­ вом критерии речь идет о проверке теоретической основы на имеющемся опытном материале»'.

Если научная концепция неизбежно выходит за феноменологические рамки, значит критерием при ее выборе должны быть естественность и минималь­ ное по сравнению с другими теориями число произ­ вольных допущений.

«Второй критерий можно кратко характеризовать как критерий „внутреннего совершенства“ теории, тогда как первый относится к ее „внешнему оправ­

26

ется нам более ценной тогда, когда она не является логически произвольным образом выбранной среди приблизительно равноценных и аналогично построен­ ных теорий».

Неотделимость критериев «внешнего оправда­ ния» и «внутреннего совершенства» один от друго­ го вытекает из общей гносеологической установки Эйнштейна. В основе дела — представление о един­ стве мира, об универсальной каузальной связи, об­ разующей объективное ratio мира, его гармонию. Научная концепция приближается к этой гармонии, согласуя свое содержание с наблюдениями и макси­ мально избегая произвольных посылок.

Критерии «внешнего оправдания» и «внутренне­ го совершенства» были применены к классической картине мира именно в таком, по существу едином, смысле. Логическая структура теории относитель­ ности, неизбежный переход от специальной теории к общей, отношение новой идеи к классическому идеа­ лу науки — все это можно увидеть, если учитывать единство «внешнего оправдания» и «внутреннего со­ вершенства». Эйнштейн столкнулся с нарушением «внешнего оправдания» — результатами опыта Майкельсона и аналогичных опытов. Разрыв можно было устранить специально выдвинутыми для этого доба­ вочными предположениями. Но такой путь противо­ речил «внутреннему совершенству» теории. Эйн­ штейн начал с основ научного мировоззрения. Связь с исходными гносеологическими посылками оказа­ лась поэтому совершенно явной.

Эйнштейн воспринял в рационалистической фило­ софии и в классической физике представление о мире, в котором поведение каждого тела определяет­ ся его взаимодействием с другими телами. Такое

27

представление должно все в большей степени господ­ ствовать в науке — в этом состоит то, что Эйнштейн называл программой Ньютона. Поведение тел обус­ ловлено их взаимодействиями с другими телами; в зависимости от положения тела и его скорости не­ прерывно меняется воздействие данного тела на дру­ гие, в зависимости от положений и скоростей других тел меняются от точки к точке и от мгновения к мгно­ вению их воздействия на данное тело. Подобные из­ менения описываются дифференциальными уравне­ ниями. После Максвелла физика достигла необычай­ ных успехов в применении дифференциальных урав­ нений при описании электромагнитного поля. Поэто­ му Эйнштейн назвал программой Максвелла общую мысль о полной зависимости поведения тел от зако­ номерностей, описываемых дифференциальными уравнениями.

Таков был для Эйнштейна идеал научного позна­ ния, лежавший в основе классической физики. Эйнш­ тейн был убежден, что наука, конструируя понятия, наиболее естественные, в наибольшей степени исключающие субъективный произвол и допускаю­ щие в принципе экспериментальную проверку, приб­ лижается к классическому идеалу. Но классическая наука отличается от классического идеала: она вклю­ чает притиворечащие ему понятия, и устранение этих понятий позволяет достичь большого «внутрен­ него совершенства» и вместе с тем «внешнего оправ­ дания».

Классическая механика как основа физики лиши­ лась «внешнего оправдания» в результате развития электродинамики. Уже во времена господства клас­ сических представлений эфир (по выражению План­

ка, «дитя классической науки, зачатое во скорби»)

28

приходилось наделять свойствами, противоречащими опыту: иначе он не укладывался в механическую картину мира.

«С точки зрения первого критерия (проверка на опыте) включение волновой оптики в механическую картину мира должно было вызывать серьезные сомнения. Если считать, что свет должен рассмат­ риваться как волновое движение в упругом теле (в эфире), то это тело должно быть всепроникаю­ щей средой. В силу поперечности световых волн сре­ да эта должна быть в основном подобна твердому телу, однако она должна быть несжимаемой, чтобы продольные волны не существовали. Этот эфир дол­ жен был вести рядом с обычной материей призрачное существование, поскольку он как будто не оказывал никакого сопротивления движению «весомых» тел. Чтобы объяснить показатели преломления прозрач­ ных тел, а также процессы испускания и поглоще­ ния света, пришлось бы принять путаные взаимодей­ ствия между двумя родами материи, это не только не было выполнено, но даже никто этого серьезно и не пробовал»'.

Энергичные попытки предпринимались в другом направлении. Хотели дать механическое истолкова­ ние максвелловым уравнениям электромагнитного поля. «Над этим и стали трудиться усерднейшим об­ разом, но совершенно бесплодно, тогда как самые уравнения во все большей степени выявляли свою плодотворность. Люди привыкли оперировать этими полями, как самостоятельными реальностями, не вдаваясь в их механическую природу. Так, почти

'А . Э й н ш т е й н . Собр. научных трудов, т. IV,

стр. 267.

29