vselennoj i pri vseh vozmozhnyh usloviyah zakony prirody obyazany byt' odinakovymi; inache govorya, zakon, ustanovlennyj v odnom meste vselennoj, dolzhen imet' silu i v lyubom drugom e£ meste. Na etom osnovanii nauka pri issledovanii yavlenij na Zemle i v Solnechnoj sisteme predpolagaet sushchestvovanie odinakovyh yavlenij na drugih planetah i v drugih zv£zdnyh sistemah.
Dannyj princip, pripisyvaemyj Aristotelyu, na samom dele nikogda ne ponimalsya im samim v tom smysle, kakoj on priobr£l v nashe vremya. Vselennaya Aristotelya sil'no otlichalas' ot togo, kak my predstavlyaem e£ sejchas. CHelovecheskoe myshlenie vo vremena Aristotelya ne bylo pohozhe na chelovecheskoe myshlenie nashego vremeni. Mnogie fundamental'nye principy i otpravnye tochki myshleniya, kotorye my schitaem tv£rdo ustanovlennymi, Aristotelyu eshch£ prihodilos' dokazyvat' i ustanavlivat'.
Aristotel' stremilsya ustanovit' princip edinstva zakonov, vystupaya protiv sueverij, naivnoj magii, very v chudesa i t.p. CHtoby ponyat' 'princip Aristotelya', neobhodimo uyasnit' sebe, chto emu eshch£ prihodilos' dokazyvat', chto esli vse sobaki voobshche ne sposobny govorit' na chelovecheskom yazyke, to i odna otdel'naya sobaka, skazhem, gde-to na ostrove Krite, takzhe ne mozhet govorit'; ili esli derev'ya voobshche ne sposobny samostoyatel'no peredvigat'sya, to i odno otdel'noe derevo takzhe ne mozhet peredvigat'sya - i t.d.
Vs£ eto, razumeetsya, davno zabyto; teper' k principu Aristotelya svodyat ideyu o postoyanstve vseh fizicheskih ponyatij, takih kak dvizhenie, skorost', sila, energiya i t.p. |to znachit: to, chto kogda-to schitalos' dvizheniem, vsegda osta£tsya dvizheniem; to, chto kogda-to schitalos' skorost'yu, vsegda osta£tsya skorost'yu - i mozhet stat' 'beskonechnoj skorost'yu'.
Razumnyj i neobhodimyj v svo£m pervonachal'nom smysle, princip Aristotelya predstavlyaet soboj ne chto inoe, kak zakon obshchej soglasovannosti yavlenij, otnosyashchijsya k logike. No v ego sovremennom ponimanii princip Aristotelya celikom oshibochen.
Dazhe dlya novoj fiziki ponyatie beskonechnoj skorosti, kotoroe proistekaet isklyuchitel'no iz 'principa Aristotelya', stalo nevozmozhnym; neobhodimo otbrosit' etot princip, prezhde chem zanimat'sya postroeniem novoj modeli vselennoj. Pozzhe ya vernus' k etomu voprosu.
Esli govorit' o fizike, to prid£tsya prezhde vsego podvergnut' analizu samo opredelenie etogo predmeta. Soglasno shkol'nym opredeleniyam, fizika izuchaet 'materiyu v prostranstve i yavleniya, proishodyashchie v etoj materii'. Zdes' my srazu zhe stalkivaemsya s tem, chto fizika operiruet neopredel£nnymi i neizvestnymi velichinami, kotorye dlya udobstva (ili iz-za trudnosti opredelniya) prinimaet za izvestnye, dazhe za ponyatiya, ne trebuyushchie opredeleniya.
V fizike formal'no razlichayutsya: vo-pervyh, 'pervichnye' velichiny, ideya kotoryh schitaetsya prisushchej vsem lyudyam. Vot kak perechislyaet eti 'pervichnye velichiny' v svo£m 'Kurse fiziki' Hvol'son:
'Protyazh£nnost' - linejnaya, prostranstvennaya i ob®£mnaya, t.e. dlina otrezka, ploshchad' kakoj-to chasti poverhnosti i ob®£m kakoj-to chasti prostranstva, ogranichennoj poverhnostyami; protyazh£nnost', takim obrazom, yavlyaetsya meroj velichiny i rasstoyaniya.
Vremya.
Skorost' ravnomernogo pryamolinejnogo dvizheniya.'
Estestvenno, eto lish' primery, i Hvol'son ne nastaivaet na polnote perechnya. Na samom dele, takoj perechen' ochen' dlinen: on vklyuchaet ponyatiya prostranstva, beskonechnosti, materii, dvizheniya, massy i t.d. Odnim slovom, pochti vse ponyatiya, kotorymi operiruet fizika, otnosyatsya k neopredel£nnym i ne podlezhashchim opredeleniyu. Konechno, dovol'no chasto ne uda£tsya izbezhat' operirovaniya neizvestnymi velichinami. No tradicionnyj 'nauchnyj' metod sostoit v tom, chtoby ne priznavat' nichego neizvestnogo, a takzhe schitat' 'velichiny', ne poddayushchiesya opredeleniyu, 'pervichnymi', ideya kotoryh prisushcha kazhdomu cheloveku. Estestvennym rezul'tatom takogo podhoda okazyvaetsya to, chto vs£ ogromnoe zdanie nauki, vozved£nnoe s kolossal'nymi trudnostyami, stalo iskusstvennym i nereal'nym.
V opredelenii fiziki, prived£nnom vyshe, my vstrechaemsya s dvumya neopredel£nnymi ponyatiyami: prostranstvo i materiya.
YA uzhe upominal o prostranstve na predydushchih stranicah. CHto zhe kasaetsya materii, to Hvol'son pishet:
'Upotreblenie termina 'materiya' bylo ogranicheno isklyuchitel'no materiej, kotoraya sposobna bolee ili menee neposredstvenno vozdejstvovat' na nashi organy osyazaniya'.
Dalee materiya podrazdelyaetsya na organicheskuyu (iz kotoroj sostoyat zhivye organizmy - zhivotnye i rasteniya) i neorganicheskuyu.
Takoj metod razdeleniya vmesto opredeleniya primenyaetsya v fizike vsyudu, gde opredelenie okazyvaetsya nevozmozhnym ili trudnym, t.e. po otnosheniyu ko vsem fundamental'nym ponyatiyam. Pozdnee my chasto s etim vstretimsya.
Razlichie mezhdu organicheskoj i neorganicheskoj materiej obuslovleno tol'ko vneshnimi priznakami. Proishozhdenie organicheskoj materii schitaetsya neizvestnym. Perehod ot neorganicheskoj materii k organicheskoj mozhno nablyudat' v processah pitaniya i rosta; polagayut, chto takoj perehod imeet mesto tol'ko v prisutstvii uzhe sushchestvuyushchej organicheskoj materii i sovershaetsya blagodarya e£ vozdejstviyu. Tajna zhe pervogo perehoda osta£tsya sokrytoj (Hvol'son).
S drugoj storony, my vidim, chto organicheskaya materiya legko perehodit v neorganicheskuyu, teryaya te neopredel£nnye svojstva, kotorye my nazyvaem zhizn'yu.
Bylo sdelano nemalo popytok rassmotret' organicheskuyu materiyu kak chastnyj sluchaj neorganicheskoj i ob®yasnit' vse yavleniya, proishodyashchie v organicheskoj materii (t.e. yavleniya zhizni) kak kombinaciyu fizicheskih yavlenij. No vse eti popytki, kak i popytki iskusstvennogo sozdaniya organicheskoj materii iz materii neorganicheskoj, ni k chemu ne priveli. Tem ne menee, oni nalozhili zametnyj otpechatok na obshche-filosofskoe 'nauchnoe' ponimanie zhizni, s tochki zreniya kotorogo 'iskusstvennoe sozdanie zhizni' prizna£tsya ne tol'ko vozmozhnym, no i uzhe chastichno dostignutym. Posledovateli etoj filosofii schitayut, chto nazvanie 'organicheskaya himiya', t.e. himiya, izuchayushchaya organicheskuyu materiyu, imeet lish' istoricheskoe znachenie; oni opredelyayut e£, kak 'himiyu uglerodistyh soedinenij', hotya i ne mogut ne priznat' osobogo polozheniya himii uglerodistyh soedinenij i e£ otlichiya ot neorganicheskoj himii.
Neorganicheskaya materiya, v svoyu ochered', delitsya na prostuyu i slozhnuyu (i prinadlezhit k oblasti himii). Slozhnaya materiya sostoit iz tak nazyvaemyh himicheskih soedinenij neskol'ko prostyh vidov materii. Materiyu kazhdogo vida mozhno razdelit' na ochen' malye chasti, nazyvaemye 'chasticami'. CHastica - eto mel'chajshee kolichestvo dannogo vida materii, kotoroe sposobno proyavlyat', po krajnej mere, glavnye svojstva etogo vida. Dal'nejshie podrazdeleniya materii - molekula, atom, elektron - nastol'ko maly, chto, vzyatye v otdel'nosti, ne obladayut uzhe nikakimi material'nymi svojstvami, hotya na poslednij fakt nikogda ne obrashchali dostatochnogo vnimaniya.
Soglasno sovremennym nauchnym ideyam, neorganicheskaya materiya sostoit iz 92 elementov, ili edinic prostoj materii, hotya ne vse oni eshch£ otkryty. Sushchestvuet gipoteza, chto atomy raznyh elementov sut' ne chto inoe, kak sochetaniya opredel£nnogo kolichestva atomov vodoroda, kotoryj v dannom sluchae schitaetsya fundamental'noj, pervichnoj materiej. Est' neskol'ko teorij o vozmozhnosti ili nevozmozhnosti perehoda odnogo elementa v drugoj; v nekotoryh sluchayah takoj perehod byl ustanovlen - chto opyat'-taki protivorechit 'principu Aristotelya'.
Organicheskaya materiya ili 'uglerodistye soedineniya', v dejstvitel'nosti sostoit iz chetyr£h elementov: vodoroda, kisloroda, ugleroda i azota, a takzhe iz neznachitel'nyh primesej drugih elementov.
Materiya obladaet mnogimi svojstvami, takimi kak massa, ob®£m, plotnost' i t.p., kotorye v bol'shinstve sluchaev poddayutsya opredeleniyu lish' v ih vzaimosvyazi.
Temperatura tela prizna£tsya zavisyashchej ot dvizheniya molekul. Schitaetsya, chto molekuly nahodyatsya v postoyannom dvizhenii; kak eto opredelyaetsya v fizike, oni nepreryvno stalkivayutsya drug s drugom i razletayutsya vo vseh napravleniyah, a zatem vozvrashchayutsya obratno. CHem intensivnee ih dvizhenie, tem sil'nee tolchki pri stolknoveniyah i tem vyshe temperatura tela; takoe dvizhenie nazyvaetsya brounovskim.
Esli by podobnoe yavlenie dejstvitel'no imelo mesto, eto oznachalo by primerno sleduyushchee: neskol'ko soten avtomobilej, dvizhushchihsya v raznyh napravleniyah po bol'shoj gorodskoj ploshchadi, ezheminutno stalkivayutsya drug s drugom i razletayutsya v raznye storony, ostavayas' nepovrezhd£nnymi.
Lyubopytno, chto bystro dvizhushchayasya kinolenta vyzyvaet analogicheuyu illyuziyu. Dvizhushchiesya ob®ekty utrachivayut svoyu individual'nost'; kazhetsya, chto oni stalkivayutsya drug s drugom i razletayutsya v raznyh napravleniyah ili prohodyat drug skvoz' druga. Avtor videl odnazhdy kinofil'm, na kotorom byla snyata ploshchad' Soglasiya v Parizhe s avtomobilyami, letyashchimi otovsyudu i vo vsevozmozhnyh napravleniyah. Vpechatlenie takoe, budto avtomobili kazhdoe mgnovenie s siloj stalkivayutsya drug s drugom i razletayutsya v storony, vs£ vremya ostavayas' v predelah ploshchadi i ne pokidaya e£.
Kak mozhet byt', chtoby material'nye tela, obladayushchie massoj, vesom i ochen' slozhnoj strukturoj, stalkivalis' s ogromnoj skorost'yu i razletalis' v storony, ne razbivayas' i ne razrushayas', - fizika ne ob®yasnyaet.
Odnim iz vazhnejshih zavoevanij fiziki bylo ustanovlenie principa sohraneniya materii. |tot princip sostoit v priznanii togo, chto materiya nikogda, ni pri kakih fizicheskih ili himicheskih usloviyah ne sozda£tsya zanovo i ne ischezaet: obshchee e£ kolichestvo osta£tsya neizmennym. S principom sohraneniya materii svyazany ustanovlennye vposledstvii principy sohraneniya energii i sohraneniya massy.
Mehanika - eto nauka o dvizhenii fizicheskih tel i o prichinah, ot kotoryh mozhet zaviset' harakter etogo dvizheniya v otdel'nyh chastnyh sluchayah (Hvol'son).
Odnako tak zhe, kak i v sluchae inyh fizicheskih ponyatij, samo dvizhenie ne imeet v fizike opredeleniya. Fizika tol'ko ustanavlivaet svojstva dvizheniya: dlitel'nost', skorost', napravlenie, bez kotoryh kakoe-libo yavlenie nel'zya nazvat' dvizhushchimsya.
Razdelenie (i poroj opredelenie) vyshenazvannyh svojstv podmenyaet soboj opredeleniya dvizheniya, prich£m ustanovlennye priznaki otnosyat k samomu dvizheniyu. Tak, dvizhenie razdelyaetsya na pryamolinejnoe i krivolinejnoe, nepreryvnoe i preryvistoe, uskorennoe i zamedlennoe, ravnomernoe i neravnomernoe.
Ustanovlenie principa otnositel'nosti dvizheniya privelo k celoj serii vyvodov; voshchnik vopros esli dvizhenie material'noj tochki mozhno opredelit' tol'ko e£ polozheniem otnositel'no drugih tel i tochek, kak opredelit' eto dvizhenie v tom sluchae, kogda drugie tela i tochki tozhe dvizhutsya? |tot vopros stal osobenno slozhnym, kogda bylo ustanovleno (ne prosto filosofski, v smysle geraklitovskogo panta ret, no vpolne nauchno, s vychisleniyami i diagrammami), chto vo vselennoj net nichego nepodvizhnogo, chto vs£ bez isklyucheniya tak ili inache dvizhetsya, chto odno dvizhenie mozhno ustanovit' lish' otnositel'no drugogo. Vmeste s tem, byli ustanovleny i sluchai kazhushchejsya nepodvizhnosti. Tak, vyyasnilos', chto otdel'nye sostavnye chasti ravnomerno dvizhushchejsya sistemy tel sohranyayut odinakovoe polozhenie po otnosheniyu drug k drugu, kak esli by vsya sistema byla nepodvizhnoj. Takim obrazom, predmety vnutri 'ystro dvizhushchegosya vagona vedut sebya sovershenno tak zhe, kak esli by etot vagon stoyal nepodvizhno. V sluchae dvuh ili bolee dvizhushchihsya sistem, naprimer, v sluchae dvuh poezdov, kotorye idut po raznym putyam v odinakovom ili protivopolozhnom napravleniyah, okazyvaetsya, chto ih otnositel'naya skorost' ravna raznosti mezhdu skorostyami ili ih summe v zavisimosti ot napravleniya dvizheniya. Tak, dva poezda, dvizhushchiesya navstrechu drug drugu, budut sblizhat'sya so skorost'yu, ravnoj summe ih skorostej. Dlya odnogo poezda, kotoryj obgonyaet drugoj, vtoroj poezd budet dvigat'sya v napravlenii, protivopolozhnom ego sobstvennomu, so skorost'yu, ravnoj raznosti mezhdu skorostyami poezdov. To, chto obychno nazyvayut skorost'yu poezda, est' skorost', pripisyvaemaya poezdu, nablyudaemomu vo vremya ego peredvizheniya mezhdu dvumya ob®ektami, kotorye dlya nego yavlyayutsya nepodvizhnymi, naprimer, mezhdu dvumya stanciyami, i t.p.
Izuchenie dvizheniya voobshche, i kolebatel'nogo i volnovogo dvizheniya v chastnosti, okazalo na razvitie fiziki ogromnoe vliyanie. V volnovom dvizhenii uvideli universal'nyj princip; byli predprinyaty popytki svesti vse fizicheskie yavleniya k kolebatel'nomu dvizheniyu.


Odnim iz fundamental'nyh metodov fiziki yavlyaetsya metod izmereniya velichin.
Izmerenie velichin baziruetsya na opredel£nnyh principah; vazhnejshij iz nih - princip odnorodnosti, a imenno: velichiny, prinadlezhashchie k odnomu i tomu zhe poryadku i otlichayushchiesya drug ot druga lish' v kolichestvennom otnoshenii, nazyvayutsya odnorodnymi velichinami; schitaetsya dostupnym sravnivat' ih i izmeryat' odnu po otnosheniyu k drugoj. CHto zhe kasaetsya razlichnyh po poryadku velichin, to izmeryat' odnu iz nih po otnosheniyu k drugoj priznano nevozmozhnym.
K neschast'yu, kak uzhe bylo skazano vyshe, v fizike lish' nemnogie velichiny opredelyayutsya; obychno zhe opredeleniya zamenyayutsya naimenovaniem.
No poskol'ku vsegda mogut vozniknut' oshibki v naimenovaniyah i kachestvenno razlichnye velichiny poluchayut odinakovye naimenovaniya, i naoborot, kachestvenno identichnye velichiny budut nazvany po-raznomu, fizicheskie velichiny okazyvayutsya nenad£zhnymi. |to tem bolee tak, chto zdes' chuvstvuetsya vliyanie principa Aristotelya, t.e. velichina, odnazhdy priznannaya v kachestve velichiny opredel£nnogo poryadka, vsegda ostavalas' velichinoj etogo poryadka. Raznye formy energii peretekali odna v druguyu, materiya perehodila iz odnogo sostoyaniya v drugoe; no prostranstvo (ili chast' prostranstva) vsegda ostavalos' prostranstvom, vremya - vremenem, dvizhenie vsegda ostavalos' dvizheniem, skorost' - skorost'yu i t.p.
Na etom osnovanii bylo resheno schitat' nesoizmerimymi takie velichiny, kotorye yavlyayutsya kachestvenno raznorodnymi. Velichiny, otlichayushchiesya tol'ko kolichestvenno, schitayutsya soizmerimymi.
Prodolzhaya rassmatrivat' izmerenie velichin, neobhodimo ukazat', chto edinicy izmereniya, kotorymi pol'zuyutsya v fizike, dovol'no sluchajny i ne svyazany s izmeryaemymi velichinami. Edinicy izmereniya obladayut tol'ko odnim obshchim svojstvom - vse oni otkuda-to zaimstvovany. Ni razu eshch£ samoe harakternoe svojstvo dannoj velichiny ne prinimalos' za ego meru.
Iskusstvennost' mer v fizike, konechno, ni dlya kogo ne sekret, i s ponimaniem etoj iskusstvennosti svyazany, naprimer, popytki ustanovit' edinicej dliny chast' meridiana. Estestvenno, eti popytki nichego ne menyayut; brat' li v kachestve edinicy izmereniya kakuyu-to chast' chelovecheskogo tela, 'fut', ili chast' meridiana, 'metr', obe oni odinakovo sluchajny. No v dejstvitel'nosti veshchi soderzhat v sebe svoi sobstvennye mery; i najti ih - znachit, ponyat' mir. Fizika lish' smutno ob etom dogadyvaetsya, no do sih por k takim meram dazhe ne priblizilas'.
V 1900 godu prof. Plank sozdal sistemu 'absolyutnyh edinic', v osnovu kotoroj polozheny 'universal'nye konstanty', a imenno: pervaya - skorost' sveta v vakuume; vtoraya - gravitacionnaya postoyannaya; tret'ya - postoyannaya velichina, kotoraya igraet vazhnuyu rol' v termodinamike (energiya, del£nnaya na temperaturu); chetv£rtaya - postoyannaya velichina, nazyvaemaya 'dejstviem' (energiya, umnozhennaya na vremya), kotoraya predstavlyaet soboj naimen'shee vozmozhnoe kolichestvo raboty, e£ 'atom'.
Pol'zuyas' etimi velichinami, Plank poluchil sistemu edinic, kotoruyu schitaet absolyutnoj i sovershenno nezavisimoj ot proizvol'nyh reshenij cheloveka; on prinimaet svoyu sistemu za natural'nuyu. Plank utverzhdaet, chto eti velichiny sohranyayut svo£ estestvennoe znachenie do teh por, poka ostayutsya neizmennymi zakon vsemirnogo tyagoteniya, skorost' rasprostraneniya sveta v vakuume i dva osnovnyh principa termodinamiki; oni budut odnimi i temi zhe dlya lyubyh razumnyh sushchestv pri lyubyh metodah opredeleniya.
Odnako zakon vsemirnogo tyagoteniya i zakon rasprostraneniya sveta v vakuume - dva samyh slabyh punkta v fizike, poskol'ku na samom dele oni yavlyayutsya vovse ne tem, za chto ih prinimayut. Poetomu vsya sistema mer, predlozhennaya Plankom, ves'ma nenad£zhna. Interesen zdes' ne stol'ko rezul'tat, skol'ko sam princip, t.e. priznanie neobhodimosti otyskat' estestvennye mery veshchej.
Zakon vsemirnogo tyagoteniya byl sformulirovan N'yutonom v ego knige 'Matematicheskie principy natural'noj filosofii', kotoraya vyshla v Londone v 1687 godu. |tot zakon s samogo nachala izvesten v dvuh formulirovkah: nauchnoj i populyarnoj.
Nauchnaya formulirovka takova:
'Mezhdu dvumya telami v prostranstve nablyudayutsya yavleniya, kotorye mozhno opisat', predpolagaya, chto dva tela prityagivayut drug druga s siloj, pryamo proporcional'noj proizvedeniyu ih mass i obratno proporcional'noj kvadratu rasstoyaniya mezhdu nimi.'
A vot populyarnaya formulirovka:
'Dva tela prityagivayut drug druga s siloj, pryamo proporcional'noj proizvedeniyu ih mass i obratno proporcional'noj kvadratu rasstoyaniya mezhdu nimi.'
Vo vtoroj formulirovke sovershenno zabyto to, chto sila prityazheniya predstavlyaet soboj fiktivnuyu velichinu, prinyatuyu lish' dlya udobstva opisaniya yavlenij. I sila prityazheniya schitaetsya real'no sushchestvuyushchej, kak mezhdu Solncem i Zeml£j, tak i mezhdu Zeml£j i broshennym kamnem.
(Poslednyaya elektromagnitnaya teoriya gravitacionnyh polej dogmatiziruet vtoruyu tochku zreniya.)
Prof. Hvol'son pishet v svo£m 'Kurse fiziki':
'Kolossal'noe razvitie nebesnoj mehaniki, polnost'yu osnovannoj na zakone vsemirnogo tyagoteniya, priznannogo kak fakt, zastavilo uch£nyh zabyt' chisto opisatel'nyj harakter etogo zakona i uvidet' v n£m okonchatel'nuyu formulirovku dejstvitel'no sushchestvuyushchego fizicheskogo yavleniya.'
V zakone N'yutona osobenno vazhno to, chto on da£t ochen' prostuyu matematicheskuyu formulu, kotoruyu mozhno primenyat' vo vsej vselennoj i na osnovanii kotoroj s porazitel'noj tochnost'yu vychislyat' lyubye dvizheniya, v tom chisle dvizheniya planet i nebesnyh tel. Konechno, N'yuton nikogda ne utverzhdal, chto on vyrazhaet fakt dejstvitel'nogo prityazheniya tel drug k drugu; ne opredelil on i togo, pochemu oni prityagivayut drug druga i posredstvom chego.
Kakim obrazom Solnce mozhet vliyat' na dvizhenie Zemli cherez pustoe prostranstvo? Kak voobshche ponimat' vozmozhnost' dejstviya cherez pustoe prostranstvo? Zakon tyagoteniya ne da£t otveta na etot vopros, i sam N'yuton vpolne eto ponimal. I on sam, i ego sovremenniki Gyujgens i Lejbnic predosteregali protiv popytok videt' v zakone N'yutona reshenie problemy dejstviya cherez pustoe prostranstvo; dlya nih etot zakon byl prosto formuloj dlya vychislenij. Tem ne menee, ogromnye dostizheniya fiziki i astronomii, vozmozhnye blagodarya ispol'zovaniyu zakona N'yutona, stali prichinoj togo, chto uch£nye zabyli eti predosterezheniya; i postepenno ukrepilos' mnenie, chto N'yuton otkryl silu prityazheniya.
Hvol'son pishet v svo£m 'Kurse fiziki':
'Termin 'dejstvie na rasstoyanii' oboznachaet odnu iz samyh vrednyh doktrin, kogda-libo voznikavshih v fizike i tormozivshih e£ progress; eta doktrina dopuskaet vozmozhnost' mgnovennogo vozdejstviya odnogo predmeta na drugoj, nahodyashchijsya na takom rasstoyanii ot nego, chto neposredstvennyj ih kontakt okazyvaetsya nevozmozhnym.
V pervoj polovine XIX veka ideya dejstviya na rasstoyanii gospodstvovala v nauke bezrazdel'no. Faradej byl pervym, kto ukazal na nedopustimost' vozdejstviya kakogo-to tela na nekotoruyu tochku, v kotoroj eto telo ne raspolozheno, bez promezhutochnoj sredy. Ostaviv v storone vopros o vsemirnom tyagotenii, on obratil osoboe vnimanie na yavleniya elektrichestva i magnetizma i ukazal na chrezvychajno vazhnuyu rol' v etih yavleniyah 'promezhutochnoj sredy', kotoraya zapolnyaet prostranstvo mezhdu telami, kak budto by dejstvuyushchimi drug na druga neposredstvenno.
V nastoyashchee vremya ubezhdenie o nedopustimosti dejstviya na rasstoyanii v lyuboj sfere fizicheskih yavlenij poluchilo vseobshchee priznanie'.
Odnako staraya fizika smogla otbrosit' dejstvie na rasstoyanii lish' posle togo, kak prinyala gipotezu universal'noj sredy, ili efira. |ta gipoteza okazalas' neobhodimoj i dlya teorii svetovyh i elektricheskih yavlenij, kak oni ponimalis' staroj fizikoj.
V XVIII veke svetovye yavleniya ob®yasnyalis' gipotezoj izlucheniya, vydvinutoj v 1704 godu N'yutonom. |ta gipoteza predpolagala, chto svetyashchiesya tela izluchayut vo vseh napravleniyah mel'chajshie chasticy osoboj svetovoj substancii, kotorye rasprostranyayutsya v prostranstve s ogromnoj skorost'yu i, popadaya v glaz, vyzyvayut v n£m oshchushchenie sveta. V etoj gipoteze N'yuton razvival idei drevnih; u Platona, naprimer, chasto vstrechaetsya vyrazhenie: 'svet napolnil moi glaza'.
Pozdnee, glavnym obrazom v XIX veke, kogda vnimanie issledovatelej obratilos' na te posledstviya svetovyh yavlenij, kotorye nevozmozhno ob®yasnit' gipotezoj izlucheniya, shirokoe rasprostranenie poluchila drugaya gipoteza, a imenno, gipoteza volnovyh kolebanij efira. Vpervye ona byla vydvinuta gollandskim fizikom Gyujgensom v 1690 godu, odnako v techenie dolgogo vremeni ne prinimalas' naukoj. Vposledstvii issledovanie difrakcii vs£-taki kachnulo chashu vesov v pol'zu gipotezy svetovyh von i protiv gipotezy izlucheniya; a posleduyushchie trudy fizikov v oblasti polyarizacii sveta zavoevali etoj gipoteze vseobshchee priznanie.
V volnovoj gipoteze svetovye yavleniya ob®yasnyayutsya po analogii so zvukovymi. Podobno tomu, kak zvuk est' rezul'tat kolebanij chastic zvuchashchego tela i rasprostranyaetsya blagodarya kolebaniyam chastic vozduha ili inoj uprugoj sredy, tak, soglasno etoj gipoteze, i svet est' rezul'tat kolebanij molekul svetyashchegosya tela, a ego rasprostranenie proishodit blagodarya kolebaniyam chrezvychajno uprugogo efira, zapolnyayushchego kak mezhzv£zdnye, tak i mezhmolekulyarnye prostranstva.
V XIX veke teoriya kolebanij postepenno stala osnovaniem vsej fiziki. |lektrichestvo, magnetizm, teplo, svet, dazhe myshlenie i zhizn' (pravda, chisto dialekticheski) ob®yasnyalas' s tochki zreniya teorii kolebanij. Nel'zya otricat', chto dlya yavlenij sveta i elektromagnetizma teoriya kolebanij davala ochen' udobnye i prostye formuly dlya vychislenij. Na osnove teorii kolebanij byl sdelan celyj ryad blestyashchih otkrytij i izobretenij.
No dlya teorii kolebanij trebovalsya efir. Gipoteza ob efire voznikla dlya ob®yasneniya samyh raznorodnyh yavlenij, i potomu efir priobr£l dovol'no strannye i protivorechivye svojstva. On vezdesushch; on zapolnyaet vsyu vselennuyu, pronizyvaet vse e£ tochki, vse atomy i mezhatomnye prostranstva. On nepreryven i obladaet absolyutnoj uprugost'yu; odnako on nastol'ko razrezh£n, tonok i pronicaem, chto vse zemnye i nebesnye tela prohodyat skvoz' nego, ne ispytyvaya zametnogo protivodejstviya svoemu dvizheniyu. Ego razrezh£nnost' nastol'ko velika, chto esli by efir sgustilsya v zhidkost', vsya ego massa v predelah Mlechnogo Puti pomestilas' by v odnom kubicheskom santimetre.
Vmeste s tem, ser Oliver Lodzh schitaet, chto plotnost' efira v milliard raz vyshe plotnosti vody. S etoj tochki zreniya, mir okazyvaetsya sostoyashchim iz tv£rdoj substancii - 'efira', - kotoraya v milliony raz plotnee almaza; a izvestnaya nam materiya, dazhe samaya plotnaya, vsego lish' pustoe prostranstvo, puzyr'ki v masse efira.
Bylo predprinyato nemalo popytok dokazat' sushchestvovanie efira ili obnaruzhit' fakty, podtverzhdayushchie ego sushchestvovanie.
Tak, dopuskalos', chto sushchestvovanie efira mozhno bylo by ustanovit', esli by udalos' dokazat', chto kakoj-to luch sveta, dvizhushchijsya bystree, chem drugoj luch sveta, opredel£nnym obrazom menyaet svoi harakteristiki.
Izvesten sleduyushchij fakt: vysota zvuka vozrastaet ili ponizhaetsya v zavisimosti ot togo, priblizhaetsya slushatel' k ego istochniku ili udalyaetsya ot nego. |to tak nazyvaemyj princip Doplera; teoreticheski ego schitali primenimym i k svetu. On oznachaet, chto bystro priblizhayushchijsya ili udalyayushchijsya predmet dolzhen menyat' svoj cvet - podobno tomu, kak gudok priblizhayushchegosya ili udalyayushchegosya parovoza menyaet svoyu vysotu. No iz-za osobogo ustrojstva glaza i skorosti ego vospriyatiya nevozmozhno ozhidat', chto glaz zametit peremenu cveta, dazhe esli ona dejstvitel'no imeet mesto.
Dlya ustanovleniya fakta izmeneniya cveta neobhodimo bylo ispol'zovat' spektroskop, t.e. razlozhit' luch sveta i nablyudat' kazhdyj cvet v otdel'nosti. No eti eksperimenty ne dali polozhitel'nyh rezul'tatov, tak chto dokazat' s ih pomoshch'yu sushchestvovanie efira ne udalos'.
I vot, chtoby raz i navsegda reshit' vopros o tom, sushchestvuet efir ili net, amerikanskie uch£nye Majkel'son i Morli v seredine 80-h godov proshlogo stoletiya predprinyali seriyu eksperimentov s priborom sobstvennogo izobreteniya.
Pribor pomeshchalsya na kamennoj plitke, ukrepl£nnoj na derevyannom poplavke, kotoryj vrashchalsya v sosude so rtut'yu i sovershal odin oborot za shest' minut. Luch sveta iz osoboj lampy padal na zerkala, prikrepl£nnye k vrashchayushchemusya poplavku; etot svet chast'yu prohodil skvoz' nih, a chast'yu imi otrazhalsya, prich£m odna polovina luchej shla po napravleniyu dvizheniya Zemli, a drugaya - pod pryamym uglom k nemu. |to znachit, chto v sootvetstvii s planom eksperimenta polovina lucha dvigalas' s normal'noj skorost'yu sveta, a drugaya polovina - so skorost'yu sveta plyus skorost' vrashcheniya Zemli. Opyat'-taki soglasno plana eksperimenta, pri soedinenii rasshchepl£nnogo lucha dolzhny byli obnaruzhit'sya opredel£nnye svetovye fenomeny, voznikayushchie vsledstvie razlichiya skorostej i pokazyvayushchie otnositel'noe dvizhenie mezhdu Zeml£j i efirom. Takim obrazom, kosvenno udalos' by dokazat' sushchestvovanie efira.
Nablyudeniya proizvodilis' v techenie dlitel'nogo vremeni, kak dn£m, tak i noch'yu; no obnaruzhit' kakie-libo yavleniya, podtverzhdayushchie sushchestvovanie efira, tak i ne udalos'.
S tochki zreniya pervonachal'noj zadachi prishlos' priznat', chto eksperiment okonchilsya neudachej. Odnako on raskryl drugoe yavlenie (gorazdo bolee vazhnoe, chem to, kotoroe pytalsya ustanovit'), a imenno: skorost' sveta uvelichit' nevozmozhno. Luch sveta, dvigavshijsya vmeste s Zeml£j, nichem ne otlichalsya ot lucha sveta, dvigavshegosya pod pryamym uglom k dvizheniyu Zemli po orbite.
Prishlos' priznat' kak zakon, chto skorost' sveta predstavlyaet soboj postoyannuyu i maksimal'nuyu velichinu, uvelichit' kotoruyu nevozmozhno. |to, v svoyu ochered', ob®yasnyalo, pochemu k yavleniyam sveta ne primenim princip Doplera. Krome togo, bylo ustanovleno, chto obshchij zakon slozheniya skorostej, kotoryj yavlyaetsya osnovoj mehaniki, k skorosti sveta ne primenim.
V svoej knige ob otnositel'nosti prof. |jnshtejn ob®yasnyaet, chto esli my predstavim sebe poezd, nesushchijsya so skorost'yu 30 km v sekundu, t.e. so skorost'yu dvizheniya Zemli, i luch sveta budet dogonyat' ili vstrechat' ego, to slozheniya skorostej v etom sluchae ne proizojd£t. Skorost' sveta ne vozrast£t za sch£t pribavleniya k nej skorosti poezda, i ne umen'shitsya za sch£t vychitaniya iz ne£ skorosti poezda.
V to zhe vremya bylo ustanovleno, chto nikakie sushchestvuyushchie instrumenty ili sredstva nablyudeniya ne mogut perehvatit' dvizhushchijsya luch. Inymi slovami, nel'zya ulovit' konec lucha, kotoryj eshch£ ne dostig svoego naznacheniya. Teoreticheski my mozhem govorit' o luchah, kotorye eshch£ ne dostigli nekotorogo punkta; no na praktike my ne sposobny ih nablyudat'. Sledovatel'no, dlya nas s nashimi sredstvami nablyudeniya rasprostranenie sveta okazyvaetsya mgnovennym.
Odnovremenno fiziki, kotorye analizirovali rezul'taty eksperimenta Majkel'sona-Morli, ob®yasnyali ego neudachu prisutstviem novyh i neizvestnyh yavlenij, porozhd£nnyh vysokimi skorostyami.
Pervye popytki razreshit' etot vopros byli sdelany Lorencom i Ficdzheraldom. Opyt ne mog udat'sya, - tak sformuliroval svoi polozheniya Lorenc, - ibo kazhdoe telo, dvizhushcheesya v efire, samo podvergaetsya deformacii, a imenno: ono sokrashchaetsya v napravlenii dvizheniya (dlya nablyudatelya, prebyvayushchego v pokoe). Osnovyvaya svoi rassuzhdeniya na fundamental'nyh zakonah mehaniki i fiziki, Lorenc s pomoshch'yu ryada matematicheskih postroenij pokazal, chto ustanovka Majkel'sona i Morli podvergalas' sokrashcheniyu i razmery etogo sokrashcheniya kak raz takovy, chtoby uravnovesit' smeshchenie svetovyh voln, kotoroe sootvetstvovalo ih napravleniyu v prostranstve, i chto eto annulirovalo razlichiya v skorosti dvuh luchej.
Vyvody Lorenca o predpolagaemom smeshchenii i sokrashchenii dvizhushchegosya tela, v svoyu ochered', dali tolchok mnogim ob®yasneniyam; odno iz nih bylo vydvinuto s tochki zreniya special'nogo principa otnositel'nosti |jnshtejna. No eto uzhe oblast' novoj fiziki.
Staraya fizika byla nerazryvno svyazana s teoriej kolebanij.
Novoj teoriej, kotoraya poyavilas', chtoby zamenit' staruyu teoriyu kolebanij, stala teoriya korpuskul'nogo stroeniya sveta i elektrichestva, rassmatrivaemyh kak nezavisimo sushchestvuyushchaya materiya, sostoyashchaya iz kvantov.
|to novoe uchenie, govorit Hvol'son, oznachaet vozvrashchenie k teorii izluchenij N'yutona, hotya i v znachitel'no izmen£nnom variante. Ono daleko eshch£ ot zaversheniya, i vazhnejshaya ego chast', ponyatie kvanta, do sih por osta£tsya ne opredel£nnym. CHto takoe kvant - etogo novaya fizika opredelit' ne mozhet.
Teoriya korpuskul'nogo stroeniya sveta i elektrichestva sovershenno peremenila vozzreniya na elektrichestvo i svetovye yavleniya. Nauka perestala videt' glavnuyu prichinu elektricheskih yavlenij v osobyh sostoyaniyah efira i vernulas' k staroj teorii, soglasno kotoroj elektrichestvo - eto osobaya substanciya, obladayushchaya real'nym sushchestvovaniem.
To zhe samoe proizoshlo i so svetom. Soglasno sovremennym teoriyam, svet - eto potok mel'chajshih chastic, nesushchihsya v prostranstve so skorost'yu 300 000 km v sekundu. |to ne korpuskuly N'yutona, a osobogo roda materiya-energiya, sozdavaemaya elektromagnitnymi vihryami.
Material'nost' svetogo potoka byla ustanovlena v opytah moskovskogo professora Lebedeva. Lebedev dokazal, chto svet imeet ves, t.e. padaya na tela, on okazyvaet na nih mehanicheskoe davlenie. Harakterno, chto, nachinaya svoi eksperimenty po opredeleniyu svetogo davleniya, Lebedev ishodil iz teorii kolebanij efira. |tot sluchaj pokazyvaet, kak staraya fizika sama sebya oprovergla.
Otkrytie Lebedeva okazalos' ochen' vazhnym dlya astronomii; ono ob®yasnilo, naprimer, nekotorye yavleniya, nablyudavshiesya pri prohozhdenii hvosta komety okolo Solnca. No osobuyu vazhnost' ono priobrelo dlya fiziki, poskol'ku predostavilo novye dovody v pol'zu edinstva stroeniya luchistoj zhnergii.
Nevozmozhnost' dokazat' sushchestvovanie efira, ustanovlenie absolyutnoj i postoyannoj skorosti sveta, novye teorii sveta i elektrichestva i, prezhde vsego, issledovanie stroeniya atoma - vs£ eto ukazyvalo na samye interesnye linii razvitiya novoj fiziki.
Iz etogo napravleniya fiziki razvilas' eshch£ odna disciplina novoj fiziki, poluchivshaya nazvanie matematicheskoj fiziki. Soglasno dannomu ej opredeleniyu, matematicheskaya fizika nachinaetsya s kakogo-to fakta, podtverzhd£nnogo opytom i vyrazhayushchego nekotoruyu uporyadochennuyu svyaz' mezhdu yavleniyami. Ona oblekaet etu svyaz' v matematicheskuyu formu, posle chego kak by perehodit v chistuyu matematiku i nachinaet issledovat' pri pomoshchi matematicheskogo analiza te sledstviya, kotorye vytekayut iz osnovnyh polozhenij (Hvol'son).
Takim obrazom, predstavlyaetsya, chto uspeh ili neuspeh vyvodov matematicheskoj fidiki zavisit ot tr£h faktorov: vo-pervyh, ot pravil'nosti ili nepravil'nosti opredeleniya ishodnogo fakta; vo-vtoryh, ot pravil'nosti ego matematicheskogo vyrazheniya; i v tret'ih, ot tochnosti posleduyushchego matematicheskogo analiza.
'Bylo vremya, kogda znachenie matematicheskoj fiziki sil'no preuvelichivali, - pishet Hvol'son. - Ozhidalos', chto imenno matematicheskaya fizika opredelit prinicipial'nyj kurs v razvitii fiziki, no etogo ne sluchilos'. V vyvodah matematicheskoj fiziki nalico mnozhestvo sushchestvennyh oshibok. Vo-pervyh, oni sovpadayut s rezul'tatami pryamogo nablyudeniya obychno tol'ko v pervom, grubom priblizhenii. Prichina etogo ta, chto predposylki matematicheskoj fiziki mozhno schitat' dostatochno tochnymi lish' v samyh uzkih predelah; krome togo, eti predposylki ne prinimayut vo vnimanie celyj ryad soputstvuyushchih obstoyatel'stv, vliyaniem kotoryh vne etih uzkih predposylok nel'zya prenebregat'. Poetomu vyvody matematicheskoj fiziki otnosyatsya tol'ko k ideal'nym sluchayam, kotorye nevozmozhno osushchestvit' na praktike i kotorye zachastuyu ochen' daleki ot dejstvitel'nosti'.
I dalee:
'K etomu neobhodimo dobavit', chto metody matematicheskoj fiziki pozvolyayut reshat' special'nye problemy lish' v samyh prostyh sluchayah. No prakticheskaya fizika ne v sostoyanii ogranichivat'sya takimi sluchayami; ej to i delo prihoditsya stalkivat'sya s problemami, kotorye matematicheskaya fizika razreshit' ne mozhet. Bolee togo, rezul'taty vyvodov matematicheskoj fiziki byvayut nastol'ko slozhnymi, chto prakticheskoe ih primenenie okazyvaetsya nevozmozhnym.'


V dopolnenie k skazannomu nuzhno upomyanut' eshch£ odnu harakternuyu osobennost' matematicheskoj fiziki: kak pravilo, e£ vyvody mozhno sformulirovat' tol'ko matematicheski; oni teryayut vsyakij smysl, vsyakoe znachenie, esli popytat'sya istolkovat' ih na yazyke faktov.
Novaya fizika, razvivshayasya iz matematicheskoj fiziki, obladaet mnogimi e£ chertami. Tak, teoriya otnositel'nosti |jnshtejna yavlyaetsya novoj glavoj novoj fiziki, voznikshej iz fiziki matematicheskoj, no neverno otozhdestvlyat' teoriyu otnositel'nosti s novoj fizikoj, kak eto delayut nekotorye posledovateli |jnshtejna. Novaya fizika mozhet sushchestvovat' i bez teorii otnositel'nosti. No s tochki zreniya novoj modeli vselennoj teoriya otnositel'nosti predstavlyaet dlya nas bol'shoj interes, potomu chto ona, pomimo prochego, imeet delo s fundamental'nym voprosom o forme mira.
Sushchestvuet ogromnaya literatura, posvyashch£nnaya izlozheniyu, ob®yasneniyu, populyarizacii, kritike i razrabotke principov |jnshtejna; no po prichine tesnoj svyazi mezhdu teoriej otnositel'nosti i matematichnskoj fizikoj, vyvody iz etoj teorii trudno sformulirovat' logicheski. Neobhodimo prinyat' vo vnimanie i to, chto ni samomu |jnshtejnu, ni komu-libo iz ego mnogochislennyh posledovatelej i tolkovatelej ne udalos' ob®yasnit' smysl i sushchnost' ego teorii yasnym i ponyatnym obrazom.
Odna iz glavnyh prichin etogo ukazana Bertranom Rasselom v ego populyarnoj knizhke 'Azbuka otnositel'nosti'. On pishet, chto nazvanie 'teoriya otnositel'nosti' vvodit chitatelej v zabluzhdenie, chto |jnshtejnu pripisyvayut tendenciyu dokazat', chto 'vs£ otnositel'no' togda kak na samom dele on stremitsya otkryt' i ustanovit' to, chto ne yavlyaetsya otnositel'nym. Bylo by eshch£ pravil'nee skazat', chto |jnshtejn staraetsya ustanovit' vzaimootnosheniya mezhdu otnositel'nym i tem, chto ne yavlyaetsya otnositel'nym.


Dalee Hvol'son pishet v svo£m 'Kurse fiziki':
'Glavnoe mesto v teorii otnositel'nosti |jnshtejna zanimaet sovershenno novaya i, na pervyj vzglyad, neponyatnaya koncepciya vremeni. CHtoby privyknut' k nej, neobhodimy opredel£nnye usiliya i prodolzhitel'naya rabota nad soboj. No beskonechno trudnee prinyat' mnogochislennye sledstviya, vytekayushchie iz principa otnositel'nosti i okazyvayushchie vliyanie na vse bez isklyucheniya oblasti fiziki. Mnogie iz etih sledstvij yavno protivorechat tomu, chto prinyato (hotya i ne vsegda spravedlivo) nazyvat' 'zdravym smyslom'. Nekotorye takie sledstviya mozhno nazvat' paradoksami novogo ucheniya'.
Idei |jnshtejna o vremeni mozhno sformulirovat' sleduyushchim obrazom:
Kazhdaya iz dvuh sistem, dvizhushchihsya drug otnositel'no druga, imeet svo£ sobstvennoe vremya, vosprinimaemoe i izmeryaemoe nablyudatelem, dvizhushchimsya vmeste s odnoj iz sistem.
Ponyatiya odnovremennosti v obshchem smysle ne sushchestvuet. Dva sobytiya, kotorye proishodyat v raznyh sistemah, mogut kazat'sya odnovremennymi nablyudatelyu v kakom-to odnom punkte, a dlya nablyudatelya v drugom punkte oni mogut proishodit' v raznoe vremya. Vozmozhno, dlya pervogo nablyudatelya odno i to zhe yavlenie proizojd£t ran'she, a dlya vtorogo - pozzhe (Hvol'son).
Dalee Hvol'son vydelyaet sleduyushchie iz idej |jnshtejna:
|fira ne sushchestvuet.
Ponyatie prostranstva, vzyatoe v otdel'nosti, lisheno smysla. Tol'ko sosushchestvovanie prostranstva i vremeni real'no.
|nergiya obladaet inertnoj massoj. |nergiya analogichna materii; imeet mesto preobrazovanie togo, chto my nazyvaem masoj osyazaemoj materii, v massu energii, i naoborot.
Neobhodimo otlichat' geometricheskuyu formu tela ot ego kineticheskoj formy.
Poslednee polozhenie ukazyvaet na opredel£nnuyu svyaz' mezhdu teoriej |jnshtejna i polozheniyami Lorenca i Ficdzheral'da otnositel'no sokrashcheniya dvizhushchihsya tel. |jnshtejn prinimaet eto polozhenie, hotya govorit, chto osnovyvaet ego na drugih principah, nezheli Lorenc i Ficdzherald, a imenno: na special'nom principe otnositel'nosti. Vmeste s tem, teoriya otnositel'nosti prinimaet, kak neobhodimoe osnovanie, teoriyu sokrashcheniya tel, vyvodimuyu ne iz faktov, a iz preobrazovanij Lorenca.
Pol'zuyas' isklyuchitel'no preobrazovaniyami Lorenca, |jnshtejn utverzhdaet, chto zh£stkij sterzhen', dvizhushchijsya v napravdenii svoej dliny, budet koroche togo zhe sterzhnya, prebyvayushchego v sostoyanii pokoya; chem bystree dvizhetsya takoj sterzhen', tem koroche on stanovitsya. Sterzhen', dvizhushchijsya so skorost'yu sveta, utrachivaet tret'e izmerenie i prevrashchaetsya v svo£ sobstvennoe svechenie.
Sam Lorenc utverzhdal, chto, kogda elektron dvizhetsya so skorost'yu sveta, on ischezaet.
|ti utverzhdeniya dokazat' nevozmozhno, poskol'ku takie szhatiya, esli oni dejstvitel'no proishodyat, slishkom neznachitel'ny pri vozmozhnyh dlya nas skorostyah. Telo, kotoroe dvizhetsya so skorost'yu Zemli, t.e. 30 km v sekundu, dolzhno, soglasno rasch£tam Lorenca i |jnshtejna, ispytyvat' szhatie v 1:100000 svoej dliny; inymi slovami, telo dlinoj v 100 m sokratitsya na 1 mm.
Interesno otmetit', chto predpolozheniya o szhatii dvizhushchegosya tela korennym obrazom protivorechat ustanovlennomu novoj fizikoj principu vozrastaniya energii i massy dvizhushchegosya tela. |tot princip veren, hotya vs£ eshch£ ne razrabotan. Pozdnee budet pokazano, chto etot princip, smysl kotorogo eshch£ ne raskryt novoj fizikoj, yavlyaetsya odnim iz osnovanij dlya novoj modeli vselennoj.


Perehodya k fundamental'noj teorii |jnshtejna, izlozhennoj im samim,my vidim, chto ona sostoit iz dvuh 'principov otnositel'nosti': 'special'nogo' i 'obshchego'.
Predpolagaetsya, chto 'special'nyj princip otnositel'nosti' ustanavlivaet na osnove obshchej zakonomernosti vozmozhnost' sovmestnogo rassmotreniya faktov obshchej otnositel'nosti dvizheniya, kotorye s obychnoj tochki zreniya kazhutsya protivorechivymi; tochnee, zdes' imeetsya v vidu to, chto vse skorosti yavlyayutsya otnositel'nymi, hotya skorost' sveta osta£tsya bezotnositel'noj, konechnoj i 'maksimal'noj'. |jnshtejn nahodit vyhod iz zatrudnenij, sozdannyh vsemi etimi protivorechiyami, vo-pervyh, blagodarya ponimaniyu vremeni, soglasno formule Minkovskogo, kak voobrazhaemoj velichiny, vyrazhaemoj otnosheniem dannoj skorosti k skorosti sveta; vo-vtoryh, blagodarya celomu ryadu sovershenno proizvol'nyh predpolozhenij na grani fiziki i geometrii; v tret'ih, blagodarya podmene pryamyh issledovanij fizicheskih yavlenij i ih vzaimootnoshenij chisto matematicheskimi operaciyami s preoboazovaniyami Lorenca, rezul'taty kotoryh, po mneniyu |jnshtejna, vyyavlyayut zakony, upravlyayushchie fizicheskimi yavleniyami.
'Obshchij princip otnositel'nosti' vvoditsya tam, gde neobhodimo soglasovat' ideyu beskonechnosti prostranstva-vremeni s zakonami plotnosti materii i zakonami tyagoteniya v dostupnom nablyudeniyu prostranstve.
Koroche govorya, 'special'nyj' i 'obshchij' principy otnositel'nosti neobhodimy dlya soglasovaniya protivorechivyh teorij na granice mezhdu staroj i novoj fizikoj.
Osnovnaya tendenciya |jnshtejna sostoit v tom, chtoby rassmatrivat' matematiku, geometriyu i fiziku kak odno celoe.
|to, konechno, sovershenno pravil'no: vse tri dolzhny sostavlyat' odno. No 'dolzhny sostavlyat'' eshch£ ne znachit, chto oni dejstvitel'no ediny. Smeshenie etih dvuh ponyatij i est' glavnyj nedostatok teorii otnositel'nosti.
V svoej knige 'Teoriya otnositel'nosti' |jnshtejn pishet: 'Prostranstvo est' tr£hmernyj kontinuum... Shodnym obrazom, mir fizicheskih yavlenij, kotoryj Minkovskij kratko nazyvaet 'mirom', yavlyaetsya chetyr£hmernym v prostranstvenno-vremennom smysle. Ibo on sostoit iz otdel'nyh sobytij, kazhdoe ih kotoryh oboznachaetsya chetyr'mya chislami, a imenno: tremya prostranstvennymi koordinatami i vremennoj koordinatoj...
To, chto my ne privykli rassmatrivat' mir kak chetyr£hmernyj kontinuum, - sledstvie togo, chto do poyavleniya teorii otnositel'nosti vremya v fizike igralo sovsem inuyu i bolee nezavisimuyu rol' po sravneniyu s prostranstvennymi koordinatami. Imenno poetomu my privykli podhodit' ko vremeni kak k nezavisimomu kontinuumu. Soglasno klassicheskoj mehanike, vremya absolyutno, t.e. ne zavisit ot polozheniya i uslovij dvizheniya v sisteme koordinat...
CHetyr£hmernyj sposob rassmotreniya 'mira' yavlyaetsya estestvennym dlya teorii otnositel'nosti, poskol'ku soglasno etoj teorii, vremya lisheno nezavisimosti'.
No otkrytie Minkovskogo, predstavlyavshee osobuyu vazhnost' dlya formal'nogo razvitiya teorii otnositel'nosti, zaklyuchaetsya ne v etom. Ego skoree sleduet usmotret' v priznanii Minkovskim togo obstoyatel'stva, chto chetyr£hmernyj prostranstvenno-vremennoj kontinuum teorii otnositel'nosti v svoih glavnyh formal'nyh svojstvah demonstriruet yavnoe rodstvo s tr£hmernym kontinuumom evklidova geometricheskogo prostranstva. CHtoby nadlezhashchim obrazom podcherknut' eto rodstvo, my dolzhny zamenit' obychnuyu vremennuyu koordinatu t mnimoj velichinoj q - 1 ct, kotoraya proporcional'na ej. Pri etih usloviyah estestvennye zakony, udovletvoryayu