ГЛАВА IV ДИАЛЕКТИКО-ЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ И ЛОГИКА ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

Разработка проблем диалектики, диалектической логики ныне осуществляется на новом уровне. Ушло в прошлое то время, когда абстрактно, вне конкретной системы и логики занимались исследо­ванием отдельных законов и категорий.

В этой связи возникает вопрос о логике современного теоретичес­кого знания. Внимательный анализ метода мышления, способа теоре­тического освоения объекта в специальной теории относительности убеждает нас в том, что диалектическая логика является универсаль­ной для современного научного знания. По принципу и логике постро­ения многие современные теории близки логике «Капитала», в кото­рой в концентрированном виде применена марксистская методология и теория познания. Вопреки рассуждениям буржуазных философов и экономистов «Капитал» не является теорией только XIX в. По методо­логии и принципу построения он представляет собой классическую, развитую форму современного теоретического знания.

В этой связи особый интерес представляет вопрос о логике и ме­тоде теории относительности, являющейся первой физической теори­ей XX века, с созданием и разработкой которой связана крутая ломка старых понятий и представлений в физике. Теория‘относительности Эйнштейна по логике и методу существенно отличается от старых, классических физических теорий. Эйнштейнова ^теория объясняет большой класс физических явлений, не укладывающихся в рамки ста­рых канонов физики. Эти явления настоятельно требовали не только коренного изменения прежних представлений о пространстве и вре­мени, но и радикального пересмотра традиционного образа мышле­ния в физической теории. И важнейшую роль в этом процессе сыграли понимание и осмысление электромагнитных явлений в движущихся средах; Дело в том, что в теоретическом истолковании этих явлений возникли известные трудности, связанные с вопросом взаимоотноше­ния электромагнитных явлений с эфиром.

новой методологией, блестяще разрешил и объяснил все эти труднос­ти. И именно поэтому его теория признана основой дальнейшего развития физического мышления. В теории относительности соеди­нились смелый подход к объяснению большого класса физических яв­лений, глубокое понимание и талантливое применение нового метода и логики мышления.

Было по-новому осмыслено содержание прежде всего таких фун­даментальных понятий в физике, как пространство и время, масса и энергия, относительное и абсолютное. Как совершенно справедли­во отмечал Л.И. Мандельштам, «принцип относительности перерос рамки, которые были ему предначертаны непосредственными физи­ческими заданиями. Вот почему им были захвачены и механика, а в конечном счете вся физика. Вот чем объясняется тот, как вы знаете, огромный интерес, который вызвала теория относительности в среде не только физиков»^[195]. Вокруг теории относительности, как известно, развернулась борьба материализма и идеализма.

Когда говорят о произведенной теорией относительности ломке старых понятий и представлений в физике, то речь, разумеется, идет не о том, что Эйнштейн поставил на место старых, ясных и четких понятий какие-то свои, новые. Теория относительности показала, что многие понятия и представления, которыми оперировали раньше, были отвлеченными, абстрактными, рассудочными, что они не выдер­живают критики с точки зрения новых фактов. Многие высказывания старой физики, как правильно отмечается в литературе, «не имели во­обще никакого смысла и... это главным образом и было причиной тех недоразумений, с которыми сталкивались, когда старались подвести теоретические обоснования под те или иные физические явления»^[196].

Рассудочные и отвлеченные представления о пространстве и вре­мени, их абсолютизирование серьезно препятствовали глубокому по­ниманию физических проблем, связанных с электродинамикой движу­щихся сред, и вступили в явное противоречие с точно установленны­ми фактами. В теории относительности Эйнштейна фундаментально разрешены все эти трудности и противоречия посредством разработки конкретного, диалектического понятия о пространстве и времени.

Возникла ситуация, очень сходная с той, какую вызвало появление грандиозной логики Гегеля с ее принципом развития, самодвижения.

Гегель тоже перевернул старое отвлеченное понимание категорий. Ведь до Гегеля в философии господствовало в основном рассудочное понимание категорий, и всем казалось естественным противопостав­лять случайность необходимости, положительное отрицательному; каждую сторону парной категории определяли по отдельности, без учета ее связи с другой, даже рассматривали их как взаимоисключа­ющие друг друга определенности. Гегель раскрыл внутренние связи этих категорий, опираясь на закон единства противоположностей. По­добным же образом обстоит дело и с теорией относительности Эйн­штейна, и этим объясняется то огромное значение, какое она имеет для диалектико-материалистической логики.

Важность исследования логико-гносеологических проблем теории относительности связана и с тем, что как в философской, так и в физи­ческой литературе временами все еще вспыхивают дискуссии о логике теории Эйнштейна, о внутренней связи и субординации ее категорий. В этом направлении большую работу проделал известный ученый А.Д. Александров, который, правда, считает логику теории относитель­ности «перевернутой». В качестве основания для подобного утверж­дения он указывает на то, что важнейшим понятием теории является понятие инерциальной системы или связанной с нею системы простран­ственно-временных координат: х, у, z, t.И стало быть, и сам Эйнштейн, и всякий, кто систематически излагает теорию относительности, исхо­дит из понятия системы отсчета, или системы координат, так как без определения этих понятий невозможно сформулировать фундаменталь­ные принципы теории. Такая логика, по мнению А.Д. Александрова, не соответствует объективной взаимосвязи предмета, а соответствует питпь логике наблюдения и т.п. «Основной отправной точкой зрения в построении теории, - пишет он, - оказывается точка зрения относитель­ности, когда вопрос ставится прежде всего не о явлениях самих по себе, а об их отношениях к тем или иным системам отсчета.

В отличие от А.Д. Александрова в таком способе: построения тео­рии мы не находим ничего отрицательного. Нет ничего плохого в

том, что при построении теории исходят из понятия системы отсчета, только ее следует понимать не субъективно, а объективно. Подобно тому, как категории «хорошо» и «дурно» не существуют сами по себе (абстрактно), так не существуют и объективные характеристики тел вне пространственно-временных координат. Каждое тело существует реально в своих отношениях, и вне этих отношений оно не более чем пустая абстракция. Поэтому такое рассмотрение вовсе не специфично лишь для теории относительности и уж тем более не есть ее ограни­ченность, а подлинно научный подход к изучению действительности.

Например, при определении такого социального явления как класс, философы-марксисты рассматривают его не сам по себе, а в его от­ношении к средствам производства. И для всякой науки, любой тео­рии точка зрения относительного является важнейшим условием при изучении объекта. Касаясь этой стороны вопроса, А.Д. Александров пишет: «Но во всех случаях так или иначе основным оказывается понятие инерционалъной системы отсчета (координат) и исход­ной - точка зрения относительности, не абсолютная структура (геометрия) пространства - времени, не реальность «сама по Себе», а реальность в ее относительном проявлении. Безотносительное же определяется через относительное, как инвариант преобразования координат»^[198].

Но в чем же здесь порок, где же здесь основания для критики логи­ки теории? Если в построении теории начинают с относительного, то это вовсе не говорит о ее «перевернутости», а свидетельствует лишь о том, что в теории преимущественно реализована одна сторона целост­ного познания предмета - движение от конкретного (относительного) к абстрактному.

Трудность же заключается в том, что невозможно с самого начала постулировать абсолютное, единство пространства - времени, ибо оно есть результат определенного теоретического познания предмета. На этом этапе теоретическое постижение и реальное движение предмета как бы идут в обратном направлении друг другу. То, что является ре­зультатом действительного движения, принимается за исходный пункт теоретического познания, а действительный исходный пункт — за ре­

зультат теоретического анализа предмета. С этого пункта, собственно, и начинается восхождение от абстрактного к конкретному.

Таким образом, в логике теории вполне оправдано движение от относительного к абсолютному (движение от пространства и времени к пространству - времени). На сей счет и А.Д. Александров высказал не вызывающую возражений мысль о том, что «этот подход является вполне правомерным, так как он фактически дал верную теорию. Сам по себе он и не ведет к «растворению предметов в отношениях», и исходные его пункты: системы отсчета и проявления тела и процессов в их отношениях к системам отсчета - ничуть не менее реальны, чем сами тела и процессы, как реальна тень, отбрасываемая предметом и реализующая тем самым его проекцию»^[200].

Приведенное положение свидетельствует о том, что подход Эйн­штейна, по существу, дал правильную теорию. О чем говорит этот факт? О том, что логика теории относительности ни в коей мере не является «перевернутой». Кроме того, надо отличать в построении теории логику исследования от логики изложения. В обычной логи­ке теории Эйнштейна эти две стороны переплетаются, что, видимо, дает основание для дискуссий относительно ее логики. Касаясь отли­чия логики исследования от логики изложения, К.Маркс в «Капитале» писал: «Конечно, способ изложения не может с формальной стороны не отличаться от способа исследования.

Способ изложения и способ исследования суть два аспекта едино­го диалектического понимания предмета. Без теоретического анализа и без тщательного освоения предмета невозможно его теоретическое воспроизведение. В теоретическом познании предмета всегда начина­ют с результата, со ставшего предмета; и только в результате анализа выявляется действительное начало^ основание данной предметной ре­альности.

Несмотря на это, А.Д. Александров настойчиво говорит о недос­татках обычной логики теории относительности, о трудностях, кото­рые якобы вызваны эйнштейновским подходом к исследуемой пробле­ме. «Во-первых, - пишет он, - указанный подход не отвечает должным образом объективной логике предмета, потому что, в согласии с этой логикой, первичным должно быть пространство - время как общая форма существования материи, сам предмет с его свойствами, тоїда как его относительные проявления выступают как нечто вторичное. Основным должно быть абсолютное, ибо оно абсолютно, тогда как относительное оказывается лишь стороной, гранью, аспектом абсо­лютного. Когда же за исходное берется относительное, то предмет ставится «с ног на голову»^[202].

На наш взгляд, подход А.Д. Александрова имеет свои теоретичес­кие недостатки, ибо при этом недостаточно внимания уделяется первой половине логики научного познания - логике научного исследования. Данный процесс, как мы говорили, не совпадает с объективной логи­кой движения предмета, но он необходим в теоретическом познании. А.Д. Александров же ратует за то, чтобы логика научного познания с самого начала совпадала с объективной логикой предмета.

Внимательное исследование опыта научно-теоретического поз­нания предмета свидетельствует, что такое требование невозможно реализовать. Никакое познание не начинается с постулирования сущ­ности, абсолютного. Если такое было бы возможно, то, как отмечал К.Маркс, это означало бы «дать науку раньше науки». Поэтому толь­ко теоретический анализ фактов дает возможность напасть на след сущности, всеобщих оснований предметов. Предмет первоначаль­но дается нам по его относительному проявлению. В этой связи без­условно справедливо известное положение В.И. Ленина: «От живого созерцания к абстрактному мышлению и от него к практике - таков диалектический путь познания истины, познания объективной реаль­ности»^[203]. .

Эту же мысль ранее высказывал K,Mapκc в «Замечании к книге А.Вагнера», подчеркнув, что для него исходным пунктом теоретичес­кого восхождения является не понятие, а определенная экономическая конкретность. Прежде всего «...я исхожу не из «понятий», стало быть,

также не из «понятия стоимости», - писал он,- и потому не имею ни­какой нужды в «разделении» последнего. Я исхожу из простейшей общественной формы, в которой продукт труда представляется в сов­ременном обществе, это - «товар». Я анализирую последний, и при­том сначала в той форме, в которой он проявляется... Стало быть, не я подразделяю стоимость на потребительную стоимость и меновую стоимость, как противоположности, на которые распадается абстрак­ция «стоимости», - а конкретная общественная форма продуктов труда, «товар», есть, с одной стороны, потребительная стоимость, а с другой стороны - «стоимость», - а не меновая стоимость, так как одна только форма проявления не составляет ее собственного содер­жания»⁷⁰⁵.

Этого А.Вагнер не понимал, так как знал лишь формальное отно­шение родового понятия к видовому. Для Маркса же все богатство особенного и единичного содержится вовсе не в понятии, как это пока­залось Гегелю, а в тех реальных отношениях, объективно являющихся всеобщими условиями объекта, из которых вытекает и которыми объ­ясняется природа особенного и единичного. Если подойти к вопросу на такой широкой основе, то движение познания от относительного к абсолютному вовсе не означает ставить предмет «на голову», а высту­пает стороной диалектико-логического, целостного воспроизведения физического объекта.

Правомерность такого подхода признает и А.Д. Александров. «Повторяем, - пишет он, - что идти от относительного к абсолютному вполне возможно, как показал самый факт построения теории отно­сительности. Но это не значит, однако, что обратный путь, исходящий из абсолютного, не будет соответствовать более сути дела и не может привести поэтому к лучшему пониманию этой сути»^[204].

Чтобы в какой-то мере решить вопрос о предпочтительности того или иного способа теоретического выражения объекта, обратим вни­мание на содержание марксистского метода познания объективной действительности. При этом мы имеем в виду метод восхождения от абстрактного к конкретному, важное значение которого в отличие от формальных методов состоит в том, что он является целостным ме­тодом и в нем адекватно отражается реально-исторический процесс

возникновения и развития объективно конкретного. Поэтому то, что в объективной действительности является зародышем, первоначальной и нерасчлененной формой предметности, в теоретическом воспроизве­дении служит исходным пунктом, началом теоретического познания.

В ходе реализации метода восхождения от абстрактного к конкрет­ному движение от конкретного к абстрактному постоянно присутству­ет как предварительное условие. Если к логике теории относитель­ности подойти с таких теоретических критериев, то становится ясным следующее: по своей логике предложение А.Д. Александрова не про­тивоположно обычному построению логики теории относительности, а дополняет ее, реализует более строгое изложение. Только так и мо­жет быть построена действительно научная теория. Когда первый этап завершен, выявлены внутренние связи предмета, возникает другая возможность: теорию теперь можно изложить как бы дедуктивно, на­чиная с достигнутого результата, и выводить из него все относитель­ные аспекты. Последнее ни в коей мере не является основанием для утверждения, что предшествующее построение теории субъективно и отвечает перевернутой логике предмета.

В дополнении А.Д. Александрова теория относительности выиг­рывает в некоторой стройности. Но сама концепция А.Д. Александ­рова имеет реальное теоретическое содержание лишь в том случае, когда предполагает всю прежнюю теоретическую нагрузку, открытую А.Эйнштейном. Поэтому их теоретические построения нельзя рас­сматривать как отношение истинной логики к неистинной, «перевер­нутой» логике. Будет более правильно, если мы рассмотрим их как стороны, аспекты единого теоретического постижения предмета.

Если к анализу подойти с такой позиции, то известная критика логики теории относительности лишается своего драматизма. Кроме того, создается реальная возможность проанализировать и выяснить все те философские соображения, которые приводятся обычно в поль­зу критики.

В философском отношении критика логики теории относитель­ности обычно исходит из двух оснований: во-первых, она исходит из философского соображения, что нужно начать изложение с абсо­лютного, поскольку оно первично, существует само по себе, а отно­сительное - сторона, аспект абсолютного, во-вторых, признается, что логика теории относительности «перевернута» и дает основание па­разитировать позитивизму. Однако при ближайшем рассмотрении все

эти доводы не столь убедительны. Из справедливости этих оснований еще строго не следует «перевернутость» логики теории относитель­ности. Дело в том, что позитивизм и идеализм вырастает на живом дереве человеческого познания. Они используют и извращают данные современной науки даже в том случае, если в ее конкретной структу­ре и нет той «перевернутости», о которой говорится здесь. Правда, Эйнштейн дал некоторые поводы для спекуляций позитивистов своей махистской терминологией. Действительный выход из трудности не в критике логики теории относительности, а в диалектико-материа­листическом понимании понятия системы отсчета, позволяющем преодолеть позитивистские извращения логики теории. Позитивизм относительность пространственного и временного отношения счита­ет субъективной. С позиции материалистической диалектики это не выдерживает критики. По своей методологической установке всякий позитивист — непременно метафизик и потому требует показать абсо­лютное, раз навсегда данное свойство тела. Если же это невозможно, то позитивист объявляет все относительным и субъективным. Он не понимает, что относительность есть также объективная характерис­тика предмета.

Своей теорией относительности Эйнштейн внес большой вклад в диалектическое понимание категорий пространства и времени. Если до него полагали, что при переходе тела от одной координатной сис­темы к другой пространственные и временные его характеристики не изменяются, то он обосновал принципиально иное понимание про­блемы. По Эйнштейну, пространственно-временные характеристики тел не внешне, а внутренне связаны с материальными процессами. Поэтому и релятивистские эффекты следует рассматривать как следст­вие пространственно-временных изменений, что делает их не кажу­щимися, а реальными изменениями.

Вопрос об относительности свойств тел ставился и до возникнове­ния теории Эйнштейна. Например, скорость тела, и вместе с ней кине­тическая энергия и количество движения относительны, т.е. объектив­но определены не для тела самого по себе, а относительно других тел. Заслуга Эйнштейна состоит в том, что он установил относительность таких свойств материи, которые раньше считались безотносительны­ми. Это - одновременность и, в известных рамках, последователь­ность событий во времени, продолжительность процессов, длина, т.е. расстояние между одновременными положениями концов движуще­

гося стержня, масса и др. Это вовсе не значит, что тела и процессы лишаются присущих им самим по себе свойств. Так, всякое тело, вся­кий процесс, всякая система событий имеет определенные простран­ственно-временные свойства, но эти свойства различно проявляются в разных отношениях.

Абсолютным, безотносительным в теории относительности явля­ется конкретное единство пространства - времени, а стороны, момен­ты этого целого всегда относительны. Например, абсолютно, безотно­сительно электромагнитное поле, а электрическое и магнитное поля в их отдельности относительны.

Здесь естественно напрашивается аналогия. Возьмем гегелевскую логику. Все ее категории относительны, т.е. они и абстрактны и кон­кретны, но абсолютное (конкретность) принадлежит только абсолют­ной идее, так как она вобрала в себя все богатство предшествующей ступени развития. Другими словами, только система в целом абсолют­на, а все моменты, ее составляющие, относительны.

* * *

Выявление предметной области теории, как было отмечено, имеет громадное значение в научном познании. Во второй половине прош­лого века в исследовании физических процессов на первое место выдвинулось изучение электромагнитных явлений в движущихся средах. Теоретическое истолкование этого процесса и разрешение всех его трудностей дано в специальной теории относительности Эйнштейна. Касаясь значения оптических явлений в движущихся средах для возникновения теории относительности, Луи де Бройль в книге «Революция в физике» писал: «Развитие теории относительнос­ти началось, фактически, с изучения некоторых вопросов, связанных с оптическими явлениями, происходящими в движущихся средах. Френелево представление о свете предполагало существование эфи­ра, заполняющего всю Вселенную и проникающего во все тела. Такой эфир играл роль среды, в которой распространялись световые волны. Электромагнитная теория Максвелла несколько ослабила значение его, так как эта теория не требует, чтобы световые колебания были колебаниями какой-либо среды. В теории Максвелла световые колеба­ния полностью определяются заданием векторов электромагнитного поля. После того как все попытки механической интерпретации зако-

нов электродинамики потерпели неудачу, поля в максвелловой теории, в конце концов, стали рассматриваться как исходные понятия, которые бесполезно пытаться перенести на язык механики. С того момента ис­чезла какая бы то ни было необходимость предполагать существова­ние упругой среды, передающей электромагнитные колебания, и мож­но было подумать, что понятие эфира становится бесполезным. В дей­ствительности же это было не совсем так, и последователи Максвелла, в частности Лоренц, вынуждены были снова поднять вопрос об эфи­ре... потому что уравнения электродинамики Максвелла не удовлетво­ряли принципу относительности классический механики»^[207].

Эйнштейну удалось разрешить противоречия и трудности элек­тромагнитных явлений в движущихся средах, исходя из более глу­боких методологических и теоретических оснований, чем это имело место в физике до него. Но для понимания глубокого содержания теории Эйнштейна необходимо изучить предшествующие теорети­ческие воззрения, поскольку они глубоко связаны с раскрытием внут­ренней структуры теории относительности. Касаясь важности и не­обходимости исторического освещения по теории относительности, Л.И. Мандельштам писал: «Знание исторического развития какой-ни­будь основной теории всегда интересно и поучительно, но не всегда необходимо. Например, волновую оптику можно излагать без связи с корпускулярной оптикой Ньютона. Но в вопросе о принципе отно­сительности положение, по моему мнению, несколько иное, и это по целому ряду причин. Надо исподволь прийти к парадоксальным выво­дам теории относительности, надо осознать неизбежность этих выво­дов, надо знать, как пытались обойти трудности крупнейшие ученые и как это действительно не удавалось»^[208].

В начале XIX в. благодаря исследованиям Юнга и особенно Фре­неля утвердилось в физике господство волновой теории света над кор­пускулярной. Волновая теория смогла объяснить все известные интер­ференционные, дифракционные и поляризационные явления. Однако с победой этой теории также связано возникновение проблемы эфира, так как волновая теория предполагала среду, в которой распространя­ются световые волны.

В работах Френеля также ставился и исследовался вопрос о влия­нии движения Земли на оптические явления. Эта важная проблема ре-

11—1165

шалась им на основе волновой теории, опирающейся на предположе­ние, что все пространство заполнено неподвижным эфиром. Если эфир неподвижен, естественно предположить, что движение относительно эфира скажется так или иначе на оптических явлениях в движущихся средах. Так, преломление света в движущихся телах должно отличать­ся от такового в неподвижных телах. Но предположение не оправда­лось в опытах. Отрицательный результат опытов Френель объяснял гипотезой, что ожидаемый эффект в первом порядке относительно v∕c (у - сорость движущегося тела относительно эфира, с - скорость све­та) компенсирован частичным увлечением эфира движущимся телом. При этом предполагалось, что во втором порядке относительно v∕c опыты непременно обнаружат влияние движения тел относительно эфира на оптические явления.

В своих исследованиях Френель еще подчеркнул ту важную мысль, что скорость света с волновой точки зрения не зависит от движения источника, хотя это положение у него содержится лишь как гипотеза.

Таким образом, теория Френеля как будто бы удовлетворительно объясняла все тогда имевшиеся опыты по оптике движущихся сред (они все были лишь первого порядка относительно v∕c).Но благопо­лучие было кажущимся. Попытки охарактеризовать эфир как тело не приводили к успехам и постоянно порождали одну трудность за другой (в вопросах о свободном прохождении планет, об отражении и преломлении света и т.п.).

С созданием электромагнитной теории Максвелла вопрос о приро­де эфира еще более усложнился, так как в ней свет рассматривался част­ным случаем электромагнитных волн. Механические модели эфира теперь должны были охватить не только оптические, но и электромаг­нитные явления, и трудности проблемы эфира резко увеличились. В конце концов физики перестали строить механическую модель эфира, убедившись в невозможности механической интерпретации законов электродинамики. Эфир стали характеризовать электромагнитными свойствами, и как гипотетическая среда он отходил на задний план.

Вопрос об эфире был поднят заново в связи с электромагнитными явлениями в движущихся средах. Уравнения Максвелла относились к явлениям в покоящихся телах, опыты же Роуланда, Рентгена, Эй- хенвальда, Вильсона и других обнаруживали новые эффекты в элек­тромагнитных явлениях в движущихся средах. Кроме того, возникал вопрос: как влияет равномерное поступательное движение Земли на

электромагнитные явления? Имелись опыты Рентгена, Ранкина, Труто- на и других, в которых попытки обнаружить влияние движения Земли давали отрицательный результат. Так появилась необходимость создать теорию электромагнитных явлений в движущихся средах. Другими словами, стояла вполне реальная проблема: как распространить урав­нения Максвелла на движущиеся тела? Если известны эти уравнения в неподвижной системе координат, то как они выглядят в другой систе­ме, движущейся относительно первой прямолинейно и равномерно?

Второй вопрос не являлся специфическим только для электромаг­нитных явлений, он определенным образом рассматривался и в меха­нике. Было установлено, что механические явления в инерциальных системах протекают одинаково (принцип относительности Галилея). Это получило математическое выражение в инвариантности уравне­ний Ньютона относительно преобразования Галилея:

x^,=x-vt

^t~^t,

которое считалось воплощением воззрения Ньютона на пространство и время.

В механике принцип относительности и инвариантность относи­тельно преобразования Галилея отождествлялись. Инвариантность тесно связана с представлением об однородности и изотропности про­странства. Инвариантность «состоит в том, что если я помещу рас­сматриваемое тело относительно новой системы координат точно так же, как раньше, относительно старой, то уравнения в новой системе будут тождественны уравнениям в старой. В этом и состоит однород­ность и изотропность пространства, наличие которых требует, чтобы один и тот же опыт мог быть воспроизведен в разных координатных системах»^[209]. Если, например, точка покоится относительно одной сис­темы, а относительно другой она движется, то здесь играет роль раз­личие начальных условий. Если они в обеих системах одинаковы, то и движения будут одинаковы. Следовательно, существует бесконечное множество систем, движущихся прямолинейно и равномерно отно­сительно исходной (и относительно друг друга), для которых законы механики одинаковы. Среди таких систем нет какой-либо выделенной системы. Если бы существовала такая система отсчета и уравнения Ньютона были бы справедливы лишь в этой системе, то непременно существовало бы абсолютное движение.

Вернемся теперь к электродинамике движущихся тел. Первую по­пытку в направлении обобщения уравнений Максвелла на движущие­ся тела, как известно, сделал Г.Герц. Он стремился получить урав­нения, инвариантные относительно преобразования Галилея, т.е. со­хранить принцип относительности и для электромагнитных явлений. Но попытка Герца не увенчалась успехом. Его уравнения оказались инвариантными не только относительно преобразования Галилея, но и относительно любого движения рассматриваемой системы. Анализ уравнений Герца приводит к тому же - к точке зрения о полном ув­лечении эфира, что противоречит явлению аберрации и опыту Физо. О результатах теории Герца Л.И. Мандельштам писал: «Громадное число опытов показывает, что поступательное движение Земли дейст­вительно не сказывается на электромагнитных явлениях, и здесь, та­ким образом, все как будто бы обстоит хорошо. Но теория Герца идет дальше: ее уравнения инвариантны при всяком движении системы как твердого тела. Однако имеется целый ряд опытов с телами, движу­щимися относительно Земли (опыты Физо, Эйхенвальда, Вильсона и др.), которые не подтверждают теорию Герца, не объясняются ею совсем или же объясняются только качественно, а количественно по­лучается типичное для теории расхождение»²'⁰.

В последующем развитии физики из теории Герца сделали вывод, что принцип относительности в электродинамике не имеет места, так как допущение его приводит к полностью увлекаемому эфиру. На путь сознательного отказа от принципа относительности при обобщении уравнений Максвелла на движущиеся тела стал Г.А. Лоренц.

Он постулировал существование всепроникающего, однородно­го, изотропного и неподвижного эфира. Система отсчета, связанная с эфиром, является выделенной и преимущественной системой. Поэ­тому по отношению к эфиру имеет смысл абсолютное движение. Эфир, по Лоренцу, существенно отличается от обычного вещества, так как он никогда не приводится в движение и не обладает ни скоро­стью, ни ускорением. Поэтому нельзя говорить о массе эфира или о силах, к нему приложенных. В теории Лоренца эфир выступает толь­ко как переносчик всех сил, действующих на вещество: электромаг­нитных, молекулярных, сил тяготения и др. Вещество же состоит из положительно и отрицательно заряженных частиц. Распределением и движением электронов Лоренц пытался объяснить все элекгромаг- ^[210]

нитные и оптические явления, которые происходят в неподвижном эфире.

Для чистого эфира Лоренц сохранял максвелловские уравнения для пустоты, затем составил систему дифференциальных уравнений для случая, когда имеются заряды, движущиеся относительно эфи­ра. К этой системе уравнений он добавил выражение для плотности силы, действующей на движущиеся заряды. Эти уравнения, так как в них уже учтено движение, и должны были объяснить все электро­магнитные явления, в том числе и в движущихся средах. Надо отме­тить еще раз, что теория Лоренца была им создана главным образом для движущихся тел. По этому поводу он писал: «Электромагнитные и оптические явления в системах, имеющих поступательное движе­ние, - а такими в силу годичного движения Земли являются все тела на Земле, - представляют большой интерес не только сами по себе, но также и потому, что они дают нам возможность проверить различные теории электричества. Электронная теория была развита отчасти со специальной целью охватить и эти явления»^[211].

Усредняя уравнения, написанные для истинного микроскопичес­кого поля, Лоренц получил уравнение для макроскопических величин, с которыми обычно имеют дело при измерениях. Они для неподвиж­ных тел совпадали с уравнениями Максвелла и хорошо объясняли электромагнитные и оптические опыты (Рентгена, Вильсона, Физо и др.) в движущихся телах.

Уравнения Лоренца неинвариантны относительно преобразования Галилея. Это видно непосредственно из того, что они не совпадают с уравнениями Герца, относительно которых было доказано, что они являются единственными, удовлетворяющими требованиям: 1) обра­титься для покоящихся тел в уравнения Максвелла и 2) быть инвари­антными относительно преобразования Галилея.

Из теории Лоренца вытекало, что в принципе движение Земли уже в первом порядке относительно v∕cдолжно оказать влияние, в то вре­мя как опыты первого порядка показывали независимость электромаг­нитных явлений от движения Земли. Тем не менее Лоренц для каждого такого опыта показывал что предсказываемое влияние состоит из час­тей, которые в первом порядке компенсируют друг друга. «Г.А. Лоренц в высшей степени остроумном теоретическом исследовании показал, что относительное движение в первом приближении не влияет на ход

лучей при любых оптических экспериментах»²¹², - писал Эйнштейн по этому поводу.

Лоренц не удовлетворился этим и из чисто математических сооб­ражений написал преобразования: относительно которых при условии'с точностью до первого порядка к - уравнения Лоренца в новых пе­ременных г и tполучаются похожими на максвелловские. В отсутс­твии токов проводимости уравнения имеют вполне максвелловский вид. Эти преобразования представляли для Лоренца лишь чисто мате­матический прием, позволивший облегчить вычисления. Физический смысл, по Лоренцу, имеют только 2и Н в функции от переменных г'и t, а не Ё', Н' и t^,.

г ' - г — v t,

По теории Лоренца, опыты второго порядка относительно - долж­ны обнаружить влияние движения Земли на электромагнитные явле­ния. Но, как показал опыт Майкельсона, явившийся первым опытом второго порядка, такого влияния нет. Опыт Майкельсона повторялся неоднократно, но ожидаемого эффекта не дал. И другие опыты вто­рого порядка (опыт Трутона - Нобля, опыты по поиску двойного луче­преломления в прозрачных телах, обусловленного движением Земли) подтверждали результат опыта Майкельсона. «Оставался только один оптический эксперимент, - писал Эйнштейн, имея в виду опыт Май­кельсона, - в котором исход был настолько чувствительным, что от­рицательный метод опыта оставался непонятным даже с точки зрения теоретического анализа Г.А. Лоренца»²¹³.

Опыт Майкельсона, таким образом, не подтверждал теории Лорен­ца. Но Лоренц, спасая свою теорию, выдвинул гипотезу о продольном сокращении размеров движущегося тела, которая бы объяснила опыт Майкельсона. Действительно, расчеты показали, что при допущении сокращения размеров тела в направлении движения в отношении

_________ ⅛=>F⅛-

²¹² Эйнштейн А. Собр. научных трудов в четырех томах. Т. 1. М, 1965. С. 414.

²¹³ Там же.

где l₁размер движущегося, a l_iразмер покоящегося тела, результат опыта Майкельсона вполне согласуется с теорией Лоренца. Но сама гипотеза сокращения (она до Лоренца была высказана Фицджераль­дом) не вытекает из теории, носит искусственный характер. Лоренц писал: «Эта гипотеза, несомненно, представляется на первый взгляд несколько странной, но нам трудно обойтись без нее, если мы будем настаивать на представлении о неподвижном эфире. Я думаю, мы мо­жем даже утверждать, что при этом допущении опыт Майкельсона доказывает существование указанного изменения размеров тела»^[212] и что это утверждение законно.

В дальнейшем Лоренц попытался вложить в эту гипотезу физичес­кое содержание, обосновать ее исходя из своей теории. При этом он сделал очень много для подготовки идей теории относительности.

Согласно Лоренцу, чтобы тело имело определенную длину, его мо­лекулы должны находиться в равновесии. Это равновесие достигается не одними толыю электромагнитными силами, но и межмолекуляр­ными силами. «Мы поймем возможность постулируемого изменения размеров, - пишет Лоренц, - если будем помнить, что форма твердит тела зависит от сил, действующих между его молекулами, и что, по всей вероятности, эти силы передаются через окружающий эфир спо­собом, более или менее похожим на распространение через эту среду электромагнитных действий. Стоя на этой точке зрения, естественно предположить, что, подобно электромагнитным силам, молекулярные притяжения и отталкивания тоже получают некоторое изменение при сообщении телу поступательного движения; в результате весьма легко может последовать изменение размеров тела»^[213].

В ходе обоснования гипотезы Лоренц довел свои вышеупомяну­

тые преобразования до вида (1904 г.)

, y¹=y, z^l=z, t^,=

3

, х — vt X =

в которых сокращение размеров тела уже учтено и относительно которых электромагнитные уравнения еще более инвариантны. Впоследствии эти преобразования, названные Пуанкаре «преобразованиями Лоренца», со­хранились и в теории относительности и получили в ней свое физическое истолкование. По Лоренцу же, эти преобразования не имеют физического

смысла. Физический смысл имеет лишь «преобразование Галилея», ко­ординаты x^,, у’, г’ Лоренц назвал «эффективными», а время t^,в отличие от истинного времени t - «местным временем». Позднее по этому поводу сам Лоренц писал: «Главная причина моей неудачи заключалась в том, что я всегда придерживался мысли, что только переменную tможно при­нимать за истинное время и что мое местное время t^,должно рассматри­ваться не более как вспомогательная математическая величина»^[214].

Значение работ Лоренца для создания теории относительности ог­ромно. М.Борн писал: «Важные статьи Лоренца 1892 и 1895 годов по электродинамике движущихся тел содержат значительную часть ма­тематического аппарата теории относительности. Однако его основ­ные предположения были совершенно нерелятивистского характера. Он считал, что существует абсолютно покоящийся эфир, некий вид «материализации» ньютоновского абсолютного пространства, он пе­ренимал также и ньютоново абсолютное время»^[215].

Физики того времени понимали неудовлетворительность теории Лоренца. Так, Пуанкаре высказал идею, что отрицательный результат опыта Майкельсона должен быть объяснен на основе более общих принципов. Он же в 1905 г. за несколько месяцев до появления пер­вой работы Эйнштейна по теории относительности написал статью «О динамике электрона», в которой провозгласил «постулат относи­тельности» и для электромагнитных явлений. Но он, как и Лоренц, не смог выйти за пределы ньютоновского воззрения на пространство и время и физически правильно истолковать преобразования Лоренца. Отмечая значение работ Лоренца и Пуанкаре, Эйнштейн писал: «Уже Лоренц заметил, что для анализа максвелловских уравнений сущест­венны преобразования, которые позднее стали известны под его име­нем, а Пуанкаре еще более углубил это знание»^[216].

Теория относительности Эйнштейна радикальным образом раз­решила все трудности электродинамики движущихся тел. Эйнштейн показал, что Лоренцовы преобразования затрагивают сущность про­странства и времени и что «Лоренц-инвариантность» есть общее ус­ловие для любой физической теории.

. Итак, в физике до Эйнштейна стремились понять, теоретически воспроизвести оптические и электромагнитные явления в движу­

щихся системах Френель, Герц, Лоренц и Пуанкаре. Их теоретичес­кие положения были опровергнуты экспериментами. Гипотеза Герца противоречила опыту Физо, который свидетельствовал, что полного увлечения эфира нет, а есть только частичное. Теория же Лоренца оп­ровергнута опытом Майкельсона.

Все эти теории содержали также методологические недостатки. Как правильно отмечал Луи де Бройль, до теории относительнос­ти электромагнитные и оптические явления не рассматривались как принципиально самостоятельные явления, которые подчинены своим имманентным закономерностям. В этих явлениях недостаточно под­черкивались субстанциальность поля и бесполезность перевода их на язык механики. Поэтому важное место в гипотезах по электродинами­ке занимало отношение к эфиру и его понимание.

Правда, со времени Максвелла механической характеристики эфира придерживались все меньше и меньше. Развитие физической мысли и эксперимента убеждало в несостоятельности механической трактовки электромагнитных явлений.

Касаясь этой стороны вопроса, Луи де Бройль писал: «Эфир не был для них уже упругой средой с особыми свойствами, способной передавать световые колебания. Он стал некоей абстрактной, весь­ма условной средой, служащей лишь для фиксации систем отсчета, в которых справедливы уравнения электродинамики Максвелла- Дело обстоит так, как если бы существовала некая среда, заполня­ющая всю Вселенную, такая, что уравнения Максвелла справедливы только в одной, связанной с этой средой, системе отсчета. Именно с этой средой отсчета ассоциировали последователи Максвелла поня­тие эфира»^[217].

Однако понятие эфира все же сохранялось в этих физических теориях. Система отсчета, связанная с эфиром, трактовалась как пре­имущественная. Поэтому действительный шаг вперед в области фи­зической мысли был сделан лишь Эйнштейном, решительно отказав­шимся от понятия эфира. В работе «Эфир и теория относительности» Эйнштейн писал: «Электромагнитное поле является первичной, ни к чему не сводимой реальностью, и поэтому совершенно излишне пос­тулировать еще и существование однородного изотропного эфира и представлять себе поле как состояние этого эфира»^[218].

Принципиальное отрицание эфира и самостоятельное рассмот­рение электромагнитного поля имело важное значение в генезисе теории относительности, так как выделение предметной области (це­лого) является важным условием научного познания. Без такого объ­ективного выделения невозможно теоретическое воспроизведение и понимание предмета. Реальной основой выявления первоначального целого (предметной области) является человеческая практика. «Вся человеческая практика, - писал В.И. Ленин, - должна войти в полное «определение» предмета и как критерий истины и как практический определитель связи предмета с тем, что нужно человеку»^[219].

В физике только субстанциальное рассмотрение электромагнитно­го поля (предметной области), несводимое™ к эфиру дало возмож­ность правильно понять принципы электромагнитных явлений в дви­жущихся системах. Такое рассмотрение теоретически (методологи­чески) верно, поскольку разные системы имеют свои специфические, внутренне связанные закономерности. Например, социальная жизнь подчиняется иным закономерностям, чем органическая природа. Сама социальная жизнь также образует несколько систем, которые не сво­димы друг к другу. Это верно и в пределах общей теории. Так, материя существует в специфических формах: физической, химической и т.д. Каждая определенная ее форма имеет свою субстанцию, не сводимую к другим формам существования материи. Гносеологической основой неудачи теории Френеля, Герца, Лоренца является то, что они не смог­ли последовательно провести мысль о субстанциальности электромаг­нитного поля.

Этот методологический недостаток тесно связан с другим, гос­подствовавшим до теории относительности рассудочным, односто­ронним пониманием пространства и времени. Пространство и время считались тогда абсолютными, невзаимосвязанными сущностями. Преобразование Галилея понималось как незыблемое воплощение этого взгляда на пространство и время. Однако уравнения Максвелла неинвариантны относительно преобразований Галилея. Поскольку инвариантность относительно преобразований Галилея отождествля­лась с принципом относительности, постольку выводы из уравнений Максвелла трактовались как отрицание принципа относительности. Поэтому признавалась преимущественная система отсчета, которая ассоциировалась с неподвижным эфиром. Физикам того времени эфир

представлялся, по меткому выражению М.Борна, «неким видом «ма­териализации» ньютоновского абсолютного пространства»^[220].

Такое понимание пространства и времени не давало хода принци­пу относительности и другим образом. Из теории Максвелла-Лоренца получалось, что скорость света в пустоте не зависит от движения ис­точника. Но по закону сложения скоростей, вытекавшему из ньюто­нова понимания пространства и времени, этот закон распространения света не будет иметь места в других системах, движущихся прямоли­нейно и равномерно относительно эфира. Здесь закон независимости скорости света от движения источника рассматривается как нечто не­совместимое с принципом относительности. Ввиду того, что отрица­ние первого приводило к отрицанию всей теории Максвелла-Лоренца, физики были склонны отрицать принцип относительности. Никто из физиков до Эйнштейна не отвергал ньютоново понимание простран­ства и времени, галилеево преобразование. Даже тогда, когда имелись преобразования Лоренца, физики не уловили их связи с пониманием пространства и времени.

Теоретическим недостатком теории Герца и Лоренца является не­понимание диалектической связи всеобщего, особенного и единич­ного в построении теоретического знания. В физике того времени, с одной стороны, существовал классический принцип относительнос­ти, как теоретический результат громадного количества фактов, с другой - факт конечности и постоянства скорости света, электромаг­нитных излучений. До Эйнштейна многие физики видели здесь анти­номию. Они рассуждали, что справедливо: принцип относительности или постоянство скорости света. На самом деле это было противоре­чие всеобщего с единичным, субстанции с формами проявления.

Герц в своей теории пытался исходя из общего (принципа отно­сительности) при помощи уравнений Максвелла-Герца объяснить все единичное в области электродинамики. Но теория Герца потерпела неудачу, так как в его понимании принцип относительности отождест­влялся с принципом относительности Галилея и механически перено­сился на электромагнитную область. Если провести аналогию с исто­рией политической экономии, то Герц поступал примерно так же, как в свое время Рикардо, который хотел непосредственно вывести кон­кретные формы (прибыль, процент и т.д.) из субстанции СТОИМОСТИ. Герц в своей теории так же неспособен разрешить противоречия, как

Рикардо в политической экономии. Герц не понимал единства всеоб­щего, особенного и единичного и, по существу, сводил единичное ко всеобщему. Получилась не конкретная, диалектико-логическая дедук­ция, а метафизическая редукция и угасание единичного во всеобщем.

В теории Лоренца выявилась другая крайность. Если Герц непос­редственно, механически свел единичное ко всеобщему, то Лоренц неудачу теории Герца понимал как важный аргумент против принци­па относительности. В этой теории отрицалось всеобщее в угоду еди­ничному. Невозможность непосредственного выведения единичного из всеобщего трактовалась как недостаток, несостоятельность всеобщего.

В теории относительности все основные теоретические недостат­ки прежних теорий принципиально преодолены. Прежде всего Эйн­штейн, как было показано, четко выделил предметную область, само­стоятельно рассмотрел электромагнитные явления, исходя из опыта Майкельсона. «Ситуация, - писал М.Борн, - впервые сделалась яс­ной только тогда, когда Эйнштейн стал рассматривать эту невозмож­ность наблюдения эфира в качестве исходного пункта, а тот факт, что скорость света не зависит от движения наблюдателя, возвел в прин­цип»^[221].

Эксперимент Майкельсона имел такое же значение для теории Эйнштейна, какое исследование английского капитализма имело для теории Маркса. В английском капитализме многие связи, специфич­ные для этой социально-экономической системы, проявились в клас­сической форме, получили наибольшее развитие, а связи внешние, случайные не сохранились, угасли. Таким же образом обстояло дело и с экспериментом Майкельсона. Многие определенности электро­магнитных явлений в движущихся средах в нем не проявились (это прежде всего относится к эфиру), зато эксперимент подтвердил спра­ведливость принципа относительности и постоянства скорости света.

Рассмотрение наиболее развитого объекта имеет фундаментальное значение в логической теории Маркса, в которой учитывается принцип развития. Диалектико-логический принцип построения знания (метод восхождения от абстрактного к конкретному) является адекватным принципом познания развивающегося органического объекта. Поэто­му возникает вопрос о применимости этого метода в физике, так как физическая теория в основном имеет дело с объектом, который сам по себе является относительно постоянным. В отличие от органических

и социальных систем в физике имеются определенные трудности в применении понятия развития.

Действительно, со времени А.Смита и Д.Рикардо изменилось не только наше знание о капитализме, но и сам он существенно изме­нился. Это имеет важное значение для теоретического анализа трудов Маркса. Если во времена А.Смита и Д.Рикардо капитализм был в за­чаточной форме и многие его определенности являлись еще бытием в себе, то в XIX в. в такой развитой стране, как Англия, он достиг сво­ей классической зрелости. Поэтому Маркс в соответствии со своим логическим методом исследовал и анализировал именно английский капитализм, что позволило ему выявить глубокие закономерности ка­питализма.

Но возможно ли применение логического метода Маркса в иссле­довании физической реальности? Дело в том, что природа электро­магнитных явлений, их поведение в движущихся системах со времени Галилея, Ньютона, Френеля и Максвелла почти не изменились, одна­ко серьезно изменились, стали полнее их проявления в эксперименте. Развитие и изменение нашего знания о предмете отражает изменение и развитие эксперимента. Главное различие здесь в полноте экспери­мента, в котором эмпирически, реально наблюдались электромагнит­ные явления в движущихся средах (например, аберрация, опыт Физо, опыт Майкельсона и т.д.).

Все это свидетельствует о том, что изменение и развитие присуще не только общественной реальности, но характерно и для физичес­ких явлений. Особенность этой проблемы в физике состоит в том, что здесь понятие развития в основном относится к эксперименту. Хотя физические процессы сами по себе, в том числе электромагнитные яв­ления, относительно постоянны, но как объект, предмет исследования они выступают на самых различных уровнях в зависимости от разви­тия эксперимента. Поэтому надо четко различать бытие физических явлений само по себе и их объективное (предметное) обнаружение в эксперименте.

Если в должной мере учитывать это, то, несомненно, имеется не­что общее между органическими, социальными объектами и физичес­кими явлениями. Органические и социальные объекты развиваются и тем самым ясно показывают, что для них внутренне и что имеет лишь побочное и внешнее значение. То же самое происходит в области фи­зики, если исходить из развития экспериментов в анализе физических

явлений. Распространенные утверждения о том, что предмет естест­венных наук остается всегда одним и тем же, видимо, надо считать заблуждением, вызванным отождествлением бытия предмета с его объективностью и предметностью. Из сказанного вытекает заключе­ние, что логический метод Маркса и анализ развитой формы объекта применимы и в области физики.

В создании теории относительности Эйнштейна опыт Майкельсона следует считать решающим экспериментом. Правда, это утверждение не общепризнано. Так, М.Борн оспаривает значение опыта Майкель­сона как основного в генезисе теории относительности на том осно­вании, что Эйнштейн не упоминает о нем в своей первой работе по теории относительности. Он считает, что «путь Эйнштейну, по-ви­димому, указывали скорее законы электромагнитной индукции, чем эксперимент Майкельсона»^[222]. Такое утверждение нельзя считать пра­вильным, ибо уже тогда Эйнштейн знал работы Лоренца середины 90­х годов XIX в., в которых рассмотрение опыта Майкельсона занимает одно из центральных мест. Как известно, именно опыт Майкельсона нанес решающий удар теории Лоренца и создал условия для новых теоретических поисков. Однако любой, в том числе самый важный, эксперимент автоматически не приводит к новой теории. После опыта Майкельсона (1881 г.) прошло более 20 лет, прежде чем была создана теория относительности. В течение этого времени вызревали основ­ные идеи новой теории. В момент создания теории относительности (1905 г.), видимо, недостаточно подчеркивалась ее связь с опытом Майкельсона, хотя впоследствии сам Эйнштейн придавал должное значение этому опыту^[223].

В создании и обосновании теории велика роль эксперимента. Именно эксперименты выделили электромагнитные явления в ка­честве самостоятельной реальности как первоначальное целое. Но их значение в создании теории относительности различно. Отноше­ние опытов второго порядка к опытам первого порядка такое же, как и отношение более развитой формы капитализма к менее развитой. Действительно, опыты первого порядка так или иначе охватывались

теорией Лоренца, исходящей из допущения неподвижного эфира, тог­да как опыт Майкельсона отверг ее вместе с эфиром. Лоренц пытался примирить опыт Майкельсона со своей теорией, выдвинув на этом пути гипотезу сокращения.

Ретроспективный взгляд позволяет нам сказать, что Лоренц не оценил всего значения опыта Майкельсона. Он своей попыткой как бы ставил его в ряд опытов первого порядка. Эйнштейн, наоборот, принципиально опирается на данные решающего эксперимента. Эйн­штейн рекомендовал не просто общее всем экспериментам как перво­го, так и второго порядка, а исходил из наиболее развитого опыта, из эксперимента Майкельсона. В нем эфир не проявляется, и Эйнштейн констатирует это положение.

В теории относительности, таким образом, ясно выкристаллизова­на мысль о том, что эфир в решающем эксперименте не обнаружива­ется по той причине, что в природе он вовсе не существует. «В этом вопросе, - писал Эйнштейн в работе «Эфир и теория относительнос­ти», - можно встать на следующую точку зрения. Эфира вообще не существует. Электромагнитные поля представляют собой не состоя­ния некоторой среды, а самостоятельно существующие реальности, которые, подобно атомам весомой материи, не связаны ни с какими носителями»^[224].

Отрицание эфира у Эйнштейна тесно связано с положительным утверждением - принципом относительности. Как известно, уже опы­ты первого порядка показали, что электромагнитные явления незави­симы от равномерного прямолинейного движения системы в целом. Но они не смогли привести к принципу относительности, так как эта независимость была объяснена теорией Лоренца как нечто случайное, имеющее место лишь в явлениях первого порядка. Именно опыт Май­кельсона показал, что эта независимость есть нечто большее, чем слу­чайное совпадение. В своей теории Лоренц также пытался объяснить результат опыта Майкельсона с помощью гипотезы сокращения.

Гениальность Эйнштейна в том и состоит, что он эту независи­мость поднял до уровня закона природы, исходя из классической фор­мы эксперимента. В данном случае еще раз проявилась в физической теории продуктивность логического метода Маркса, согласно которо­му содержание, сущность исследуемого объекта обнаруживается не в результате выявления общего многим формам, а в процессе иссле­

дования определенной единичности, классической формы объекта. В классической форме явления себя проявляют такими, какими они яв­ляются на самом деле. В этом состоит значение крылатой фразы Марк­са: «Анатомия человека - ключ к анатомии обезьяны».

Спрашивается, почему старая физика все время хваталась за эфир, даже после опыта Майкельсона? Потому, что уравнения Максвелла при переходе от одной системы координат к другой неинвариантны от­носительно преобразования Галилея. Следовательно, они имеют пре­имущественный вид только в системе, связанной с эфиром. Подобно тому, как Маркс при исследовании английского капитализма интере­совался главным образом не его особенностями, а всеобщими зако­нами капитализма, которые проявляются в этой единичной, развитой форме, так и Эйнштейна в эксперименте Майкельсона интересовали не его особенность, не желание просто объяснить этот эксперимент, как это сделал Лоренц, а возможность объяснить через этот опыт об­щие законы электромагнитных явлений в движущихся средах.

Эйнштейн ставил перед собой вопрос: что же является исходным при обобщении уравнений Максвелла на равномерно и прямолинейно движущиеся системы, если эфира нет? Таким исходным, по Эйнштей­ну, является принцип относительности, который гласит: все явления, как механические, так и электромагнитные, протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчета. Таким образом, научное разви­тие лишь в результате мучительного и трудного поиска приходит к истинному и действительному исходному пункту (Маркс). Правда, у Эйнштейна (во всяком случае, в первой его работе) тот путь, по кото­рому он приходит к исходному, всеобщему основанию, остается не­раскрытым, так как не дает ему полного исторического обоснования. Зато этот путь можно проследить в более поздних работах Эйнштей­на, в которых он вскрывает исторические корни теории относитель­ности^[225].

В основе теории относительности лежит наряду с принципом от­носительности принцип постоянства скорости света. Обычно при та­кой констатации создается впечатление, что эти два принципа играют одинаковую роль и в этом смысле они будто равноценны. На самом деле подобное рассуждение едва ли соответствует истине. Принцип относительности выступает в структуре теории относительности как всеобщее основание, исходный пункт, из которого можно понять все

другие определенности и категории теории. Но связь исходного все­общего с формами проявления (единичностью) не непосредственна. Поэтому для перехода необходимо особенное, которое является опос­редствующим звеном между всеобщим и единичным. Такое особен­ное Эйнштейн находит в принципе постоянства скорости света.

До Эйнштейна исходили из несовместимости принципа относи­тельности и постоянства скорости света. Эйнштейн доказал их сов­местимость. В ходе распространения принципа относительности на электромагнитные явления выявилась также истинная продуктив­ность принципа относительности.

Необходимо заметить, что нахождение внутренней связи всеоб­щего с единичным путем выявления особенного, опосредствующих звеньев, является не спецификой толью теории относительности Эйн­штейна, а логическим принципом всякой истинной теории.

Принцип постоянства скорости света вытекал из существа теории Максвелла-Лоренца и получил в то время лишь косвенное подтверж­дение —через подтверждение других следствий теории. Как известно, это обстоятельство послужило Ритцу поводом, чтобы отрицать пра­вомерность принципа постоянства скорости света. Действительно, казалось, что этот принцип несовместим с принципом относитель­ности, что признание одного из них приводит к отрицанию другого. Каргину, создавшуюся в определенный период развития физики, хо­рошо передает сам Эйнштейн: «Читатель, внимательно следивший за изложенными выше рассуждениями, несомненно, считает, что прин­цип относительности, являющийся почти неоспоримым в силу своей естественности и простоты, должен быть сохранен, тогда как закон распространения света в пустоте следует заменить более сложным за­коном совместимым с принципом относительности. Однако развитие теоретической физики показало, что этот путь неприемлем. Глубокие теоретические исследования электродинамических и оптических про­цессов в движущихся телах, выполненные Г.А. Лоренцом, показали, что опыты в этих областях приводят к необходимости такой теории электромагнитных явлений, неизбежным следствием которой являет­ся закон постоянства скорости света в пустоте. Поэтому ведущие тео­ретики были скорее склонны отказаться от принципа относительнос­ти, хотя и не удавалось найти ни одного экспериментального факта, противоречащего этому принципу»^[226].

По существу, в ходе развития электродинамики движущихся сред создалась такая же ситуация, как и в политэкономии капитализма. Там, с одной стороны, было налицо довольно глубокое понимание закона стоимости как закона товарных тел, с другой - в качестве эмпиричес­кого факта существовали прибыль, процент, рента и т.д.

Все эти трудности разрешены Марксом в «Капитале» путем от­крытия и обоснования понятия прибавочной стоимости.

Подобным же образом Эйнштейн разрешил трудности электро­динамики. Он показал, что противоречие между принципом относи­тельности и принципом постоянства скорости света разрешимо. Эйн­штейн писал, что «в действительности принцип относительности и закон распространения света совместимы и что, систематически придерживаясь обоих этих законов, можно построить логически без­упречную теорию»^[227]. .

Принцип относительности у Эйнштейна не тождествен принци­пу относительности Галилея. Эйнштейн обогащает общее (принцип относительности) путем нахождения особенного (принципа посто­янства скорости света). Последний первоначально формулируется для одной системы отсчета (по выражению Эйнштейна, для «непод­вижной»), как независимость скорости света от движения источника в ней, затем к нему предъявляется требование принципа относитель­ности. От такого взаимодействия обогащается как общее, так и осо­бенное: принцип относительности распространяется и на электро­магнитные явления, а принцип независимости скорости света возво­дится в принцип постоянства скорости света во всех инерциальных системах.

В теории относительности постоянство скорости света имеет суб­станциальное значение. Данный принцип не просто постулируется, а глубоко и внутренне увязывается с формулировкой принципа относи­тельности. Причина неудачности попытки Герца применить принцип относительности в электродинамике теперь понятна: Герц пытался связать общее с единичным непосредственно, а потому его принцип относительности не вышел за рамки галилеевского. Если до Эйнштей­на принцип относительности выступает как нечто узкое, как принцип механических явлений, то в теории Эйнштейна он тракіуется как все­общий принцип движения, способствующий радикальному пересмот­ру всех старых физических представлений и выводов.

По Эйнштейну, действительности соответствует лишь такая тео­рия, которая исходит из необходимой совместимости принципа от­носительности с постоянством скорости света и распространяет этот принцип на исследование электромагнитных явлений. В подобной трактовке принцип относительности является уже условием посто­янства скорости света. Но сама продуктивность данного принципа реально доказывается, когда сформулировано субстанциальное пос­тоянство скорости света. «Для Эйнштейна постоянство скорости света было не феноменологическим результатом компенсирующих друг друга эффектов абсолютного движения, а объективным законом природы, независимым от эксперимента субстанциальным свойством материальных систем, движущихся прямолинейно и равномерно одна относительно другой»^[228]. В данном случае реализуется та же причин­ность, которая имеет место в «Капитале» Маркса. Товар является все- обпщм условием капитализма, но реально это осуществляется лишь при капитализме, когда и рабочая сила становится товаром.

Единство этих двух принципов, взаимопроникновение общего и особенного, получает свое математическое выражение в преобразова­ниях Лоренца. О результатах теории относительности Эйнштейн пи­сал: «Что бьшо при этом нового, так это признание того, что. значение лоренцовых преобразований выходит за цределы связи с уравнениями Максвелла; они затрагивали сущность пространства и времени вооб­ще. Новым был также и взгляд, что «Лоренц-инвариантность» есть об­щее условие для любой физической теории»^[229]. В теории Эйнштейна исключительно важное значение имеют преобразования Лоренца, од­нако их роль и место в ней иные, чем исходные положения теории относительности, из которых генетически вытекают все другие ее определенности. Лармор и Лоренц сделали много для будущей тео­рии, написали новое уравнение, но, оставаясь в пределах старых фи­зических представлений, они не поняли истинного значения того, что обнаружили.

Преобразования Лоренца не могут быть исходным пунктом тео­рии относительности, они представляют сложную ее категорию. Так, Лоренц, имея их под рукой, не посягал ни на эфир, ни на абсолютное движение, ни на абсолютность пространства и времени. Преобразо­вания Лоренца дают такие радикальные следствия только тогда, когда

правильно понимается их всеобщее основание и исходный пункт - принцип относительности. По свидетельству М.Борна, «сам Лоренц никогда не претендовал на авторство в открытии принципа относи­тельности» и «считал основоположником принципа относительности Эйнштейна»^[230]. Примерно то же можно сказать и о Пуанкаре. Хотя он сформулировал «постулат относительности», установил полную инвариантность уравнений электродинамики относительно «преоб­разований Лоренца», исследовал их групповые свойства, но не смог связать принцип относительности с субстанциальным постоянством скорости света, а значит не смог глубоко понять его. Он все еще при­давал определенный смысл гипотезе Лоренца, и поэтому его «посту­лат относительности» не противоречит ей.

В этой связи глубокий смысл имеет замечание Лоренца: «Заслуга Эйнштейна состоит в том, что он первый высказал принцип относи­тельности в виде всеобщего строгого и точного действующего зако­на»^[231]. Ведь сам Лоренц подходил в своих работах, особенно в статье «Электромагнитные явления в системе, движущейся с любой скоро­стью, меньшей скорости света» (1904 г.), к принципу относительнос­ти. «Постулат относительности», провозглашенный Пуанкаре в его работе «О динамике электрона», является непосредственным логичес­ким завершением работ Лоренца. Тем более примечательно признание Лоренца, показывающее не только его научную честность, но и глубо­кое понимание им сути дела.

При первой же попытке совместить принцип относительности и постоянство скорости света Эйнштейн натолкнулся на парадокс - от­носительность одновременности.

Эйнштейн разрешил этот парадокс радикальным образом: од­новременность не абсолютна. То, что одновременно в системе К, не одновременно в К’, и наоборот. Эйнштейн понял, что он стоит у ис­токов нового воззрения на пространство и время. Ход рассуждений Эйнштейна примерно таков: если первое же соприкосновение двух принципов приводит к относительности одновременности, то систе­матическое их слияние, единство общего и особенного должно при­вести к новому пониманию пространства и времени, что отражено в преобразованиях Лоренца: время не абсолютно, пространство, время и движение связаны между собой. Такое понимание пространства и

времени приводит к необходимости нового определения одновремен­ности явлений, пространственных и временных их характеристик.

Иногда положение дел в теории относительности изображают так, будто Эйнштейн сначала дал эти новые определения, которые необ­ходимо привели к пространству и времени теории относительности. Причем эти определения представляются взятыми из головы, удоб­ными соглашениями. Тогда и теория, исходящая из них, оказывается результатом соглашения между людьми (Эддингтон, Пуанкаре). Такая точка зрения переворачивает с ног на голову объективное существо вещей. Эйнштейн смог дать эти определения только потому, что нашел субстанциальную основу - постоянство скорости света в его единстве с принципом относительности, в которой в зародыше выражена связь пространства и времени.

Таким образом, теория относительности есть физическая теория пространства и времени. Здесь уместна некоторая аналогия с фунда­ментальным трудом Маркса. Если Маркс разработал глубокие логи­ческие и методологические проблемы научного познания в ходе эко­номического анализа капитализма, то Эйнштейн, исходя из проблем электродинамики движущихся сред, создал теорию пространства и времени, которая лежит в основе всей современной физики; Правиль­но замечание Л.И. Мандельштама: «Вся теория Эйнштейна далеко вышла за рамки первоначальных задач»^Г4. Действительно, теория относительности позволила наиболее полно, насколько это возмож­но в рамках классической (неквантовой) электродинамики, охватить все электромагнитные явления. Кроме того, она релятивизировала и механику. Она привела к соотношению фундаментальной важности: E=mc².Огромное методологическое значение для физики имеет и то, что Эйнштейн называет «Лоренц-инвариантностью»: все законы должны быть ковариантны относительно преобразований Лоренца.

Эйнштейн высоко ценил метод Минковского, давшего наиболее адекватное математическое представление пространства и времени тео­рии относительности. Минковский вводит на основе этой теории четы­рехмерное пространство-время, в котором пространство и время тесно взаимосвязаны и абсолютно неразделимы. Они лишь относительны, о пространстве самом по себе и времени самом по себе можно говорить лишь относительно тех или иных инерциальных систем. В классической же физике ввиду абсолютности пространства и времени они представля- ™ Мандельштам Л.И. Поли. собр. трудов. Т. 5. С. 181.

лись абсолютно невзаимосвязанными. «После отказа от абсолютности времени, и особенно одновременности, сразу проявилась четырехмер­ность пространственно-временного представления»^[232], - писал Эйн­штейн. Представление Минковского в дальнейшем помогло Эйнштейну создать математический аппарат общей теории относительности.

Идея пространственно-временного континуума подтверждает то положение, что объективной истинностью прежде всего обладает целое, конкретное, которое является системой внутренне связанных отношений. Пространство и время есть лишь моменты этого целого. Подобная трактовка истинна не только для теории относительности, но и для всякой другой истинной теории. Гегель неоднократно подчер­кивал, что истина заключается не в общем, которое рассматривается в отрыве от особенного, а в их диалектическом единстве. Эту мысль Гегель последовательно применил ко всем философским категориям.

Подобно тому как Гегель с помощью закона единства противопо­ложностей рассмотрел в единстве то, что до него мыслили раздельным, так и Эйнштейн, признав всеобщность и истинность преобразований Лоренца, рассмотрел в единстве то, что считалось раздельным. Заме­чательным примером этого является раскрытие синтетической приро­ды пространства и времени, массы и энергии и т.д.

Заслуга Эйнштейна в том, что он не только рационально разре­шил огромные трудности в развитии электродинамики, но сделал это в результате коренного изменения пространственно-временного пред­ставления вследствие изменения старого стиля мышления. Поэтому Эйнштейн создал цельную законченную теорию и стал зачинателем нового направления в физическом мышлении.