одит нечто, напоминающее искривление координат, искривление пространства. Если уж продолжить такую аналогию, то изменение историко-научного анализа и его системы отсчета напоминает переход от декартовых координат к более общей системе отсчета. По-видимому, воздействие неклассической науки на историческую ретроспекцию направляет историко-научный анализ на подобное обобщение исходных направлений, на общие, исходные, основные принципы и методы познания, трансформация которых придает процессу постижения мира необратимый характер. Такое направление соответствует гносеологической функции истории науки и техники, на которую указал В. И. Ленин в "Философских тетрадях" [11]. Если история науки и техники так близка диалектической теории познания, то эволюция базовых направлений - гносеологической системы отсчета научных теорий - становится объектом историко-научного анализа.

11 См.: Ленин В. И. Полн. собр. соч., т. 29, с. 229.


Это не значит, что объектом становятся только такие исходные генеральные принципы и методы познания и их трансформации - научные революции. Познание идет по спирали, происходит повторение кругов, в каждом круге развитие науки включает частные отрасли и проблемы, применение и эффект науки. Но каждый круг готовит переход к следующему, более высокому кругу - научной революции, и история науки, включая все детали научного прогресса, становится все в большей степени учением о подготовке, содержании и результатах научных революций.

Мне кажется, отношение теории относительности к классической науке, которое часто и с полным основанием именуют завершением и которое делит право на такой титул с квантовой механикой, бросает свет на более об-

474

щую проблему - на роль необратимого преобразования исходных коллизий каждого периода, на роль научных революций и на отношение к повторяющей свои круги, но включающей новые и новые уровни, необратимой спиральной "мировой линии" познания. При этом, по-видимому, понятие завершения требует некоторого разграничения: смысл этого понятия модифицируется, когда речь идет о теории относительности, о квантовой механике и о современных квантово-релятивистских тенденциях в теории элементарных частиц. В случае теории относительности классическая физика становится законной для определенных масштабов апроксимаций. При этом постулаты классической физики в указанных масштабах не претерпевают внутренней модификации, а вне этих масштабов представляются целиком неприемлемыми. В нерелятивистской квантовой механике соотношение классических и неклассических понятий иное. Здесь классические понятия и образ классического тела, освобожденного от корпускулярно-волнового дуализма, - необходимое условие самой формулировки неклассической теории [12]. Насколько можно судить о квантовой релятивистской теории, здесь соединяются оба тина завершения: квантовые критерии, корпускулярно-волновой дуализм, распространяются на поле, взаимодействующее с данным; классические постулаты в своей квантовой функции, т.е. как условие неклассических соотношений, получают ограниченное применение, они сохраняют указанное значение в области, где можно игнорировать релятивистские эффекты. Конечно, во всех случаях речь идет о завершении классической пауки как сложного фарватера познания, пронизанного апориями, незавершенного по своему основному содержанию.

12 См.: Ландау Л., Лифшиц Е. Квантовая механика. Нерелятивистская теория. 2-е изд. М., 1963, с. 15-16.


Необратимость подобных завершений, необратимость процесса познания в целом; "стрела времени" в истории науки, вытекает из того, что при повторяющихся кругах познания необратимо эволюционирует его арсенал. В. Паули в предисловии к новому изданию своей книги о теории относительности возражает против оценки последней как завершения классического детерминизма, в отличие от начинающей новую неклассическую эпоху

475

квантовой механики. Паули говорит о теоретико-групповых свойствах пространства, анализ которых и их обобщение в теории относительности сделали возможной квантовую физику в ее современной форме [13]. Новое представление о связи теоретико-групповых соотношений с физической реальностью - это пример "погружения разума в самого себя", при котором он испытывает больше трудностей, "чем при продвижении вперед", о чем писал Лаплас в "Аналитической теории вероятностей". Противоречия и апории перипатетической физики были преодолены радикальным обновлением логико-математического аппарата и общих представлений о мире, достигнутом в классической науке. Это было титаническим усилием разума, преодолением титанических трудностей погружения разума в самого себя. Не меньшим усилием была теория относительности, освобождающая пауку от апорий классической физики и в этом смысле оказавшаяся ее завершением.



















Эйнштейн и Фарадей

Со времени обоснования теоретической физики Ньютоном наибольшие изменения в ее теоретических основах, другими словами, в нашем представлении о структуре реальности, были достигнуты благодаря исследованиям электромагнитных явлений Фарадеем и Максвеллом.
Эйнштейн

Способ, которым Фарадей использовал свою идею силовых линий, чтобы координировать явления электромагнитной индукции, доказывает, что он был математиком высокого порядка - одним из тех, у кого математики будущего могут черпать ценные и плодотворные методы.
Максвелл

13 См.: Жизнь науки. Антология вступлений к классике естествознания. М., "Наука", 1973, с. 573.


По отношению ко времени, когда Максвелл писал приведенные строки, Эйнштейн был одним из таких математиков будущего. Больше, чем кто-либо, он превратил математику из науки, в которой, по словам Бертрана Рассела, "мы никогда не знаем, о чем говорим, и никогда не знаем, верно ли то, что мы говорим", в науку, обладающую критерием истины. Иначе говоря, в науку о бытии. Принцип бытия, каким он выкристаллизовался у Эйнштейна и каким он представляется в прогнозах дальнейшего развития идей Эйнштейна, означает для математики, что ее выводы и, более того, аксиомы являются не только основой "внутреннего совершенства" картины мира, но обладают "внешним оправданием" или по крайней мере ищут "внешнего оправдания", экспериментального, эмпирического сенсуального подтверждения.

Если говорить о геометрии, то она в руках Эйнштейна превратилась из учения о "небытии" в том смысле, который придал этому слову Демокрит, т.е. из учения о пустом, сенсуально непостигаемом пространстве, в учение о бытии. Бытии, нетождественном демокритову "бытию" - атомам, частям гомогенной материи, движущимся в пустоте. Геометрия стала учением о гетерогенном бытии.


477

О физическом поле, которое в работах Фарадея стало таким бытием.

Демокритово "небытие", пустое пространство - необходимая часть реального мира, потому что без него нельзя себе представить движение атомов. Для античной атомистики и для ее позднейших адептов и реформаторов пустое пространство - это совокупность прошлых и эвентуальных, будущих положений атомов. Эвентуальных и поэтому сенсуально не регистрируемых, предоставленных чистой геометрической мысли, которая здесь конструирует свои объекты.

Декарт устранил различие между "бытием" и "небытием" Демокрита и соответственно между физикой и геометрией. Материя геометризировалась, потеряла все свойства, кроме протяженности, была отождествлена с пространством, но и пространство в свою очередь "физикализировалось", его части приобрели непроницаемость, начали двигаться по отношению друг к другу, стали телами.

Несколько аналогичной и в то же время обратной по направлению была другая научная революция, стремившаяся объединить демокритово "бытие" и демокритово "небытие", физику и геометрию. Само "небытие" однородное и бескачественное, само пространство - арена чисто геометрических конструкций - приобрело сенсуально постижимые, экспериментально регистрируемые предикаты, отличающие одну точку пространства oт другой. При этом пространство уже не отделяется от времени, поскольку речь идет о событиях в каждой его точке, об актуальных, а не эвентуальных событиях, происходящих не в спекуляции, а в определенные моменты.

В статье "Относительность и проблема пространства" Эйнштейн говорит об исторической подготовке и реализации этой повой концепции бытия [1].

1 Эйнштейн, 2, 744-759. Эта статья была напечатана в качестве приложения к 15-му английскому изданию книги "О специальной и общей теории относительности". В предисловии к этому изданию Эйнштейн писал:


"В этом издании я добавил Приложение V, в котором изложил свои взгляды на проблему пространства вообще и па изменения наших представлений о пространстве, возникающие под влиянием релятивистской точки зрения. Мне хотелось показать, что пространству и в'ремени нельзя с необходимостью приписать раздельное существование независимо от действительных объектов физической реальности. Физические объекты находятся не в пространстве, но эти объекты являются пространственно протяженными. На этом пути концепция "пустого пространства" теряет свой смысл".



478

В механике Ньютона пространство и время, с одной стороны, и материальные частицы, с другой - существуют раздельно.



"При этом существенным обстоятельством, - пишет Эйнштейн, - является то, что "физическая реальность", существующая независимо от познающих ее субъектов, представлялась состоящей, по крайней мере в принципе, из пространства и времени, с одной стороны, и из постоянно существующих материальных точек, движущихся по отношению к пространству и времени, с другой. Идея независимого существования пространства и времени может быть выражена следующим образом: если бы материя исчезла, то остались бы только пространство и время (своего рода сцена, на которой разыгрываются физические явления)".

Переход от такого представления о пространстве и времени как о сцене, на которой разыгрываются физические явления, к новому представлению, состоит в утверждении: когда физические процессы не разыгрываются, сцены нет, она не существует, Это кажется некоторым возвратом к картезианской концепции пространства, последнее сводится к протяженности тел и без тел не существует. Теория относительности Эйнштейна примыкает к идее неразрывности: 1) пространства и времени, т.е. "сцены", и 2) "разыгрывающихся явлений" - физических процессов, обладающих сенсуальной постижимостью и поэтому становящихся явлениями. Она примыкает в этом смысле к общей тенденции классического рационализма, которая вела его к науке, к слиянию рационального, спекулятивного анализа с сенсуальным постижением мира. Но теория относительности в то же время исходит из тенденции противоположного направления по сравнению с физикой Декарта.

Декарт свел пространство к протяженности тел - физических объектов, которые движутся по отношению друг к другу. У Декарта нет общего, привилегированного тела отсчета. Но заполняющие пространство и тождественные

479


частям пространства тела - механическая картина мира в ее картезианском варианте - в XIX в. оказались недостаточным физическим представлением, недостаточным для объяснения новых открытых в то время явлений. Понадобилось совершенно новое, полевое представление. Здесь уже пространство и время приобретают физическое бытие не потому, что они заполнены телами и их движениями - актуальными (физика Декарта) или эвентуальными (все концепции, допускавшие реальность пустоты). Здесь, напротив, тела представляются сгустками пространства, обладающего в каждой точке некоторыми физическими, экспериментально обнаруживаемыми свойствами.

Динамическими свойствами. Воздействием на тела. Пространство - это не сумма тел, а сумма точек, в которых тела получают импульсы. Такова концепция силового поля. Существует ли оно независимо от этих тел? Существует ли помимо тел, фигурирующих в механике, другая физическая субстанция? На эти вопросы и ответила устами Фарадея наука XIX в. Ответила утвердительно. Тогда появился другой вопрос: не является ли эта субстанция сама всеобъемлющим телом, обладающим функцией других тел, способным служить телом отсчета? На этот вопрос ответила устами Эйнштейна наука XX в. Ответила отрицательно.

Несколько замечаний о генезисе теории поля как физической субстанции.

Ньютон говорил в "Началах" о двух проблемах. Первая - определение положений тел по заданным силам. Это исходный пункт механики, которая не проникает в причины сил. Вторая проблема - определение сил по заданному расположению тел. Это исходный пункт теории поля, физики в собственном смысле. Физики как области механики, если силы сводятся к перемещению тел и толчкам со стороны тел в каждой данной точке. Физики, независимой от механики, если импульс существует в данной точке и в данный момент без сведения его к кинетическим процессам, в которых участвуют некие непроницаемые тела.

Фарадей создал концепцию силового поля, которая в конце концов, развиваясь, привела к представлению о процессах, в которых тела вовсе не участвуют, где одно силовое поле - электрическое - своим изменением вы-

480

зывает к жизни другое поле - магнитное и, наоборот, возникающие при этом электромагнитные волны демонстрируют независимость реального физического поля от поведения и наличия тел в точке, где появляется поле.

В рамках атомистического представления, т.е. в картине дискретных тел, движущихся в пустоте, концепция континуальной физической среды появилась сначала как формальный образ распределения в пространстве и во времени некоторых средних величин, например средней скорости молекул, т.е. температуры. Приведем несколько выдержек из уже цитировавшейся статьи Эйнштейна "Относительность и проблема пространства".

После упоминавшейся уже концепции пространства и времени как "сцены" Эйнштейн продолжает:

"Эта точка зрения была преодолена в результате возникновения новых идей, которые сначала, казалось, не вносили никаких изменений в проблему пространства-времени, а именно: в результате появления понятия поля и возникновения требования заменить им в принципе понятие частицы. В рамках классической физики понятие поля появилось как вспомогательное понятие в тех случаях, когда вещество трактовалось как некоторый континуум. Например, при рассмотрении теплопроводности в твердом теле состояние этого тела описывалось путем задания температуры в каждой точке тела для каждого определенного момента времени. Математически это означает, что температура Т представляется как функция пространственных координат и времени t (поле температуры). Закон теплопроводности представляется как некоторое локальное соотношение (дифференциальное уравнение), которое охватывает все частные случаи передачи тепла. Температура здесь представляет собой простой пример понятия поля. Это некоторая величина (или некоторый комплекс величин), являющаяся функцией координат и времени" [2].

2 Эйнштейн, 2, 750-751. 


Подобные представления о поле укладывались в рамки картины дискретных тел как участников игры на пространственно-временной сцене. Поля располагались в весомых телах и указывали на состояния частиц, из которых сложены эти тела. "На ранней стадии развития понятия поля, - пишет Эйнштейн, - считалось, что там,

481

где нет вещества, не может существовать и поля. Однако в первой четверти девятнадцатого столетия было показано, что явления интерференции и распространения света могут быть объяснены с изумительной ясностью, если свет рассматривать как волновое поле, совершенно аналогичное полю механических колебаний в некотором упругом твердом теле. Таким образом, возникла необходимость ввести поле, которое могло бы существовать в пустом пространстве, в отсутствие весомой материи" [3].

Тем самым было предрешено освобождение концепции поля от прямой связи с механическими моделями. Такая прямая связь состояла в кинетических моделях движений некоторых тел, причем непрерывно распределенные в пространстве физические величины обозначают состояние этих тел, их поведение в пространстве и во времени Но существовала другая связь континуального поля с механикой - с континуальными механическими представлениями, с гипотезой некоторого заполняющего все пространство тела, т.е. с эфиром. Механика эфира могла заключаться либо в смещениях одних частей эфира относительно других частей (концепция увлечения эфира движущимися телами), либо в смещениях тел относительно неподвижного эфира; в этом случае эфир рассматривается как привилегированное тело отсчета, к которому отнесено движение тела (концепция Лоренца).

Концепция эфира сохранялась в течение второй половины XIX в., несмотря на то, что электродинамика Максвелла уже содержала в зародыше новую концепцию поля. Создание электромагнитной теории света в сущности уже продемонстрировало возможность объяснить явления без механических моделей. "Один психологический эффект этого огромного успеха состоял в том, что концепция поля в противоположность механической картине классической физики постепенно приобретала все большую самостоятельность" [4].

3 Эйнштейн 2, 751.

4 Ibid.


Но континуальное, по существу также механическое, представление сохранялось. Идея эфира как общего не-подвижпого тела отсчета для весомых тел либо как тела отсчета для самих частей, увлекаемых движущимися телами, сохранялась. Когда оказалось, что обе концепции эфира противоречат результатам эксперимента, теория поля потеряла связь и с этой континуальной классической картиной.

482

Теперь, познакомившись с некоторыми особенностями эволюции представлений о поле, можно вернуться к Фарадею и отчетливее увидеть, что в его творчестве было вопросом, адресованным современной науке. Прежде всего это мысль об атомах как о центрах физических объектов, охватывающих все пространство, в котором распространяются силовые поля. Атом Фарадея - непротяженный точечный центр, который не существует, если нет исходящих из него силовых линий. Фарадей обозначает через а непротяженный центр сил, а через т - поле. Атом - это не нечто независимо существующее, а конец силовых трубок. "Поэтому, - пишет Фарадей, - для меня а, или ядро, исчезает, а вещество состоит из сил, или m; в самом деле, какое представление мы можем составить себе о ядре независимо от его сил? Все наши наблюдения и знания об атоме, самое наше воображение ограничиваются представлениями о его силах: на какую же мысль можно еще опереть наше представление о некоем а, независящем от признанных сил? Мозг, только что приступивший к этому вопросу, возможно, найдет затруднительным думать о силах материи, независимых от чего-то отдельного, что должно называться материей, но, конечно, гораздо труднее и даже невозможно думать или воображать эту материю независящей от сил. Но силы нам известны, и мы узнаем их в каждом явлении Вселенной, а отвлеченную материю - ни в одном; зачем же тогда предполагать существование того, чего мы не знаем, чего мы не можем себе представить и для чего нет никакой научной необходимости?" [5]


5 Фарадей М. Экспериментальные исследования по электричеству, т. II. М. - Л., 1951, с. 400.


Таким образом, Фарадей переходит от чисто кинетической концепции материи Декарта к динамическому представлению: атом - это нечто связанное с другими атомами силовыми линиями, и именно в этих линиях - бытие атома. Материя, не обладающая динамическими свойствами, лишена в принципе сенсуальной постижимости: "Все наши наблюдения и знания об атоме ограничиваются представлениями о его силах". Здесь еще раз


483

видна сенсуальная, эмпирическая компонента рационализма. Заполнение пространства материей, лишенной иных свойств, кроме пространственных, лишенной индивидуализации тел, - это чисто мысленная операция, здесь нечего делать экспериментатору. Следует обратить внимание на эту в общем ускользавшую от внимания связь экспериментального гения и экспериментального темперамента Фарадея с произведенным его "Экспериментальными исследованиями по электричеству" переворотом в представлениях о физической субстанции. Субстанция, обладающая сенсуально постижимыми и экспериментально регистрируемыми свойствами, - это для Фарадея совокупность силовых линий.

Форма атома, продолжает Фарадей, обозначает только