 вызванные  к   жизни  исходными
формальными  понЯтиЯми этого стилЯ  в искусстве. Џосле  завершениЯ  развитиЯ
интерес  с необходимостью  снова убывает, ибо слово "интерес" означает "быть
при чем-то, в чем-то", принимать  участие в творческом процессе.  ’огда этот
процесс  приходит к  своему концу. ‡десь  также  нельзЯ решить  на основании
самих формальных правил, насколько  правила стилЯ представлЯют ту реальность
жизни, котораЯ имеетсЯ  в виду в  произведениЯх  искусства. €скусство всегда
есть известнаЯ идеализациЯ; идеал всегда отличен от реальности -- по крайней
мере от реальности
     теней, как говорил Џлатон, -- но идеализациЯ -- необходимаЯ предпосылка
пониманиЯ.
     ќто  сравнение  различных  систем понЯтий естествознаниЯ  с  различными
стилЯми  в искусстве, если рассматривать последние как довольно произвольные
созданиЯ человеческого духа, может показатьсЯ  весьма ошибочным. Њожно  было
бы, например, в таком случае приводить в  доказательство то,  что  различные
системы понЯтий в естествознании отображают объективную реальность,  которую
нам преподносит природа, и что поэтому они не содержат  никакого  произвола,
а,  напротив, представлЯют  собой  необходимые  следствиЯ  нашего все  более
растущего  познаниЯ природы  посредством  эксперимента. ‚  этом  большинство
естествоиспытателей,  пожалуй,  было  бы  согласно. Ќо ЯвлЯютсЯ ли различные
виды  стилей в искусстве  произвольным  созданием человеческого  духа? ‡десь
также  надо  иметь в виду  картезианское разделение на существа  мыслЯщие  и
существа  протЯженные. ‘тиль возникает из  взаимного общениЯ  между миром  и
нами самими, или,  точнее, между  духом времени и  художником. „ух  времени,
вероЯтно,  ЯвлЯетсЯ столь же объективным  фактом,  как  и какой-нибудь  факт
естествознаниЯ, и  этот дух раскрывает определенные черты мира, которые сами
независимы от  времени и  в этом смысле могут быть названы вечными. •удожник
пытаетсЯ  в своем  произведении  сделать  эти  черты  понЯтными, и  при этой
попытке он приходит к формам стилЯ, в котором он и работает.
     Џоэтому оба процесса  в науке и искусстве не так уж различны.  Ќаука  и
искусство за прошедшие  столетиЯ образовали человеческий Язык, на котором мы
можем  говорить  о более  удаленных  сторонах  действительности,  и  свЯзные
системы  понЯтий  представлЯют  собой.  точно так  же  и  различные стили  в
искусстве, в известной степени только различные слова или  группы слов этого
Языка.


        VII. ’…Ћђ€џ Ћ’ЌЋ‘€’…‹њЌЋ‘’€

     ’еориЯ относительности всегда играла  в современной физике особо важную
роль. ‚  ней  впервые была  показана необходимость периодического  изменениЯ
основополагающих  принципов физики. Џоэтому  обсуждение тех проблем, которые
были   поднЯты   и   отчасти  решены  теорией  относительности,  существенно
необходимо длЯ  рассмотрениЯ  философских  аспектов  современной  физики.  ‚
известном  смысле  можно  сказать, что создание  теории относительности -- в
противоположность  квантовой  теории  --  потребовало  сравнительно  немного
времени с момента окончательного осознаниЯ  трудностей,  о  которых в данном
случае  шла речь,  до их разрешениЯ.  Џовторение опыта Њайкельсона Њорлеем и
Њиллером в 1904 году  Явилось первым  надежным доказательством невозможности
обнаружить  поступательное  движение  ‡емли с помощью  оптических методов, а
решающаЯ работа  ќйнштейна поЯвилась  менее  чем два года  спустЯ. ‘  другой
стороны, опыт ЊорлеЯ и Њиллера и работа ќйнштейна Явились все-таки, пожалуй,
лишь последними фазами развитиЯ,  которое началось гораздо  ранее и которое,
по-видимому, можно свЯзать с проблемой "электродинамики движущихсЯ сред".
     ќлектродинамика  движущихсЯ  сред оказалась  важным разделом  физики  и
техники  с  того  времени,  как  начали  строить  электромоторы.   ‘ерьезнаЯ
трудность  выЯвилась в  этой  области  только  тогда, когда  Њаксвелл вскрыл
электромагнитную   природу  световых  волн.  ќти  волны  одним  существенным
свойством  отличаютсЯ  от  других, уже  известных  ранее  волн,  например от
звуковых волн. Ћни могут распространЯтьсЯ в пустом пространстве. …сли звонок
заставить звучать в сосуде, из которого откачан воздух, то звук не достигает
пространства  вне  сосуда.  ‘вет  же свободно  проходит сквозь  безвоздушное
пространство. Џоэтому  предположили, что световые волны можно  рассматривать
как  упругие  волны  в  очень легкой субстанции, называемой  эфиром, которую
нельзЯ  ни  видеть,  ни  ощущать,  но  котораЯ  заполнЯет  как  безвоздушное
пространство,  так  и  пространство,  занЯтое  другим  веществом,   например
воздухом или стеклом. Њысль о том, что электромагнитные волны обладают своей
собственной  реальностью, независимой ни  от  каких  тел, в  то времЯ еще не
приходила физикам в голову. ’ак как это гипотетическое вещество  -- эфир  --
могло проникать во  все  другие  тела, то встал вопрос: что происходит, если
тело приведено в движение? Џринимает ли эфир участие в этом движении, и если
да, то как распространЯетсЯ световаЯ волна в этом движущемсЯ эфире?
     ќксперименты, которые дают  ответ  на этот вопрос, трудны  по следующей
причине:  скорости  движущихсЯ  тел обычно чрезвычайно малы по сравнению  со
скоростью  света.  Џоэтому  движение  этих  тел  может вызвать только  очень
незначительные эффекты, приблизительно  пропорциональные  отношению скорости
тела  к  скорости  света   или  более   высокой  степени  этого   отношениЯ.
ђазнообразные эксперименты ‚ильсона, ђоуланда, ђентгена,  ќйхенвальда и ”изо
позволили измерить такие эффекты с точностью, соответствующей первой степени
этого отношениЯ. ќлектроннаЯ  теориЯ,  развитаЯ  ‹оренцом в 1895 году,  дала
удовлетворительное  описание этих эффектов "первого порЯдка". Ќо эксперимент
Њайкельсона, ЊорлеЯ и Њиллера создал новую ситуацию.
     ќтот  эксперимент следует  обсудить подробно.  —тобы  получить  большие
эффекты, а  тем  самым  и более точные  результаты, казалось  целесообразным
экспериментировать с телами, двужущимисЯ очень быстро. ‡емлЯ движетсЯ вокруг
‘олнца со скоростью около 30 км/сек.  …сли эфир покоитсЯ относительно ‘олнца
и не увлекаетсЯ ‡емлей,  то это быстрое движение эфира  относительно ‡емли с
необходимостью должно проЯвлЯтьсЯ в изменении скорости распространениЯ света
на ‡емле. ’огда должны  получатьсЯ различные значениЯ скорости света, смотрЯ
по  тому,  как распространЯетсЯ  свет  --  в  направлении движениЯ ‡емли или
перпендикулЯрно  к  этому  направлению. „аже  если  эфир  увлекаетсЯ  ‡емлей
частично, должен еще получатьсЯ некоторый эффект, так как имел бы место, так
сказать, эфирный  ветер, и этот  эффект должен тогда зависеть, вероЯтно,  от
высоты  над  уровнем  морЯ,  на  которой проводитсЯ  эксперимент. ‚ычисление
эффекта, который следует ожидать, показывает, что он  в данном случае должен
быть очень малым,  так как оказываетсЯ пропорциональным  квадрату  отношениЯ
скорости  ‡емли  к  скорости  света.  Џоэтому  необходимо  поставить  точные
эксперименты  по   интерференции  двух  световых  пучков,  один  из  которых
направлен  параллельно,  а другой -- перпендикулЯрно к направлению  движениЯ
‡емли. Џервый эксперимент такого рода, выполненный Њайкельсоном в 1881 году,
был  недостаточно  точен.   Ќо  и  последующие  повторные   эксперименты  не
обнаружили ни малейших  следов ожидаемого эффекта. ’акого рода окончательным
доказательством того, что эффект ожидаемого порЯдка величины не имеет места,
ЯвлЯютсЯ в особенности эксперименты ЊорлеЯ и Њиллера 1904 года.
     €х  результат казалсЯ сначала непонЯтным, но  он  имеет  отношение  и к
другому  вопросу,   незадолго   до  этого  уже  обсуждавшемусЯ  физиками.  ‚
ньютоновской  механике   справедлив  определенный  принцип  относительности,
который  можно  характеризовать  следующими  словами:  если  в  определенной
системе  отсчета законы ньютоновской  механики выполнЯютсЯ длЯ механического
движениЯ  тела,  в  таком  случае это имеет место  и  в любой другой системе
отсчета, движущейсЯ  относительно первой системы  равномерно и прЯмолинейно.
ђавномерное и прЯмолинейное движение не вызывает, таким образом, никаких
     механических  эффектов  в  этой системе, и поэтому эти эффекты не могут
служить средством обнаружениЯ такого движениЯ.
     Џодобного  рода принцип  относительности, как казалось физикам, не  мог
быть справедлив в оптике и электродинамике. €бо если перваЯ система покоитсЯ
относительно  эфира,   то  движущаЯсЯ  система,  напротив,  не  находитсЯ  в
состоЯнии  покоЯ,  и  отсюда  следует,  что  движение  этой  второй  системы
относительно эфира  можно наблюдать  благодарЯ  эффектам  того рода, которые
были  исследованы  Њайкельсоном.  Ћтрицательный  результат  опыта  ЊорлеЯ  и
Њиллера 1904 года позволЯл поэтому  снова воскресить идею о том, что принцип
относительности такого рода все-таки, вероЯтно,  мог быть также справедлив в
электродинамике, как и ранее в ньютоновской механике.
     ‘ другой стороны, имелсЯ старый опыт ”изо 1851 года, который, казалось,
непосредственно противоречил этому принципу относительности. ”изо исследовал
скорость света  в движущейсЯ жидкости. …сли бы  принцип  относительности был
справедлив, то суммарнаЯ скорость света в движущейсЯ жидкости должна была бы
быть равной сумме скорости жидкости  и скорости света в покоЯщейсЯ жидкости.
Ћднако  это было  не  так.  Ћпыт ”изо  показал, что суммарнаЯ  скорость была
несколько меньше, чем указаннаЯ сумма.
     ЌесмотрЯ   на  это,  отрицательный  результат  всех   новейших  попыток
обнаружить движение относительно эфира побуждал физиков и математиков искать
такое математическое  толкование этих  опытов, которое могло бы  согласовать
друг  с  другом  волновое  уравнение длЯ  распространениЯ  света  и  принцип
относительности.  Џоэтому  ‹оренц   предложил  в  1904  году  математическое
преобразование, которое удовлетворЯло  этому требованию9. Ћн должен  был длЯ
этого ввести гипотезу,  что движущиесЯ тела сокращаютсЯ в направлении своего
движениЯ  (причем  коэффициент сокращениЯ зависит от скорости тела), а также
что в различных системах отсчета измерЯютсЯ различные  кажущиесЯ  промежутки
времени, которые во многих опытах играют ту же роль, какую до сих пор играли
реальные  промежутки  времени. Ќа  таком пути он смог прийти к  результатам,
соответствующим  принципу  относительности;  кажущаЯсЯ скорость  света  была
теперь в каждой  системе отсчета одной и той же.  Џодобные  идеи обсуждались
Џуанкаре, ”ицджеральдом и другими физиками.
     ђешающий шаг был сделан в 1905 году ќйнштейном, истолковавшим кажущеесЯ
времЯ  в  преобразованиЯх  ‹оренца  как  времЯ  реальное  и  исключившим  из
рассмотрениЯ  времЯ,  которое  ‹оренц   называл   "истинным".  ќто  означало
изменение  оснований  физики   --  совершенно   неожиданное   и  радикальное
изменение, длЯ  которого  именно  и  была  необходима  смелость  молодого  и
революционного  гениЯ.  —тобы  сделать  этот  шаг  в  плане  математического
описаниЯ  природы, надо было лишь применить  к опыту  преобразование ‹оренца
непротиворечивым  образом.  Ћднако   благодарЯ  новому  истолкованию   этого
преобразованиЯ  изменЯлись представлениЯ физиков о структуре  пространства и
времени, и многие  проблемы физики предстали  поэтому  в новом свете ќфирнаЯ
субстанциЯ,
     например,  оказывалась  ненужной  и могла  быть  просто  вычеркнута  из
учебников физики. ’ак  как в таком случае  все системы отсчета,  находЯщиесЯ
относительно  друг друга в состоЯнии равномерного и прЯмолинейного движениЯ,
при  описании природы эквивалентны друг другу, то  более  не  имеет никакого
смысла высказывание о том,  будто есть такаЯ  эфирнаЯ  субстанциЯ, котораЯ в
одной  определенной  системе  из  этих  систем  отсчета  находитсЯ  Якобы  в
состоЯнии покоЯ. Ќа самом деле принимать во внимание такую субстанцию больше
не имеет смысла и много проще говорить, что  световые волны распространЯютсЯ
в пустом пространстве и что электромагнитные полЯ обладают своей собственной
реальностью и могут существовать в пустом пространстве.
     ђешающее   изменение,  однако,  затрагивает  структуру  пространства  и
времени.  Ћчень  трудно  описать  это  изменение  словами обычного Языка без
применениЯ математики, так  как обычные слова  "пространство"  и "времЯ" уже
относЯтсЯ  к  структуре  пространства   и  времени,   представлЯющей   собой
идеализацию   и  упрощение  действительной   структуры.   ЌесмотрЯ  на  это,
необходимо попытатьсЯ описать новую структуру, и, пожалуй, это можно сделать
следующим образом. Љогда мы употреблЯем слово  "прошлое", то тем самым имеем
в  виду все  те событиЯ,  о  которых мы, по крайней мере  в принципе,  можем
что-то  знать  и  получить  какие-то  сведениЯ.  Џодобным  же образом  слово
"будущее" охватывает  все  те  событиЯ, на которые  мы, по  крайней  мере  в
принципе,  еще  можем  воздействовать,  которые  мы  можем  как-то  пытатьсЯ
изменить или воспрепЯтствовать их свершению.  •отЯ сразу  трудно утверждать,
почему эти определениЯ слов  "прошлое" и "будущее" следует  считать особенно
целесообразными, но можно легко  показать, что они  в самом деле очень точно
соответствуют обычному  употреблению  этих  выражений. …сли  их  употреблЯют
подобным  образом,  то,  как  показывают  результаты  многих  экспериментов,
область событий, относимых к будущему или  прошлому, не зависит от состоЯниЯ
движениЯ  или других свойств  наблюдателЯ. Ќа  более строгом  математическом
Языке  можно  сказать,  что введенное определение  инвариантно  относительно
перемещений наблюдателЯ. Ћно  справедливо как в ньютоновской механике, так и
в теории относительности ќйнштейна.
     Ќо здесь возникает  существенное  различие:  в  классической  теории мы
принимаем, что будущее  и  прошлое  отделены друг от друга  бесконечно малым
интервалом времени, который можно  назвать настоЯщим мгновением. ‚ теории же
относительности  мы  видели,  что  дело  обстоит  несколько  иначе.  Ѓудущее
отделено  от  прошлого конечным интервалом  времени,  длительность  которого
зависит  от  расстоЯниЯ  до  наблюдателЯ.  Љакое  угодно  воздействие  может
распространЯтьсЯ  только  со скоростью, котораЯ  меньше  или равна  скорости
распространениЯ света.  Џоэтому наблюдатель  в данное мгновение  не может ни
знать, ни оказать влиЯние  на  событие,  происшедшее  в некоторой  удаленной
точке в промежутке между двумЯ характеристическими моментами времени. Џервый
момент -- мгновение,
     в которое должен быть послан из места  событиЯ световой сигнал, который
достигнет наблюдателЯ в момент  наблюдениЯ.  „ругой момент  --  мгновение, в
которое  световой   сигнал,  посланный  наблюдателем  в  момент  наблюдениЯ,
достигает места  событиЯ. ‚есь конечный интервал времени  между обоими этими
мгновениЯми  может быть назван  длЯ  наблюдателЯ в  данный момент наблюдениЯ
"настоЯщим".  €бо любое  событие,  происшедшее в этот  интервал времени,  не
может  в  момент выполнениЯ наблюдениЯ ни  стать известным  наблюдателю,  ни
испытать какое-либо  воздействие последнего, и  именно  так было  определено
понЯтие   "настоЯщее".   ‚сЯкое   событие,   имеющее   место   между  обоими
характеристическими моментами времени,  может быть названо  "одновременным с
актом наблюдениЯ".
     €спользование  выражениЯ  "может   быть   названо"  уже   указывает  на
двусмысленность  слова   "одновременно",  объЯснЯющуюсЯ   тем,   что   слово
"одновременно"  возникло  из опыта  повседневной жизни, в  пределах которого
скорость  света  можно считать  практически бесконечно большой.  Ќа самом же
деле  слово "одновременно" может быть определено в физике несколько иначе, и
ќйнштейн   использовал   в   своих    работах   это    второе    определение
"одновременности".  …сли  два событиЯ  в одной и  той же точке  пространства
происходЯт  одновременно,  мы говорим,  что  они  совпадают.  ќто  выражение
совершенно  однозначно.  ’еперь  представим  себе  три точки в пространстве,
лежащие на  одной прЯмой линии таким образом, что среднЯЯ точка находитсЯ на
одном и том же расстоЯнии от обеих крайних. …сли два событиЯ в обеих внешних
точках происходЯт в такие моменты времени, что световые сигналы, посланные в
момент свершениЯ событий, приходЯ в среднюю точку, совпадают, то оба событиЯ
можно  определить  как  "одновременные". ќто определение  ЯвлЯетсЯ  в данном
случае более узким,  чем  первое.  Ћдно из его важнейших следствий состоит в
том,  что,  когда  два  событиЯ одновременны  длЯ  одного наблюдателЯ,  они,
возможно,  не одновременны длЯ другого  наблюдателЯ; это  будет иметь место,
если  второй наблюдатель движетсЯ относительно  первого.  ‘оотношение  между
обоими определениЯми  слова "одновременно"  можно выразить высказыванием: во
всех  случаЯх, когда два событиЯ одновременны  в  первом смысле, можно найти
также  систему отсчета,  в  которой  они  одновременны  и  во втором смысле.
Ќесколько более наглЯдно положение вещей в  целом можно, пожалуй, изобразить
следующим образом:  предположим,  что  спутник,  вращающийсЯ  вокруг  ‡емли,
испускает  сигнал,  который   через  некоторый   малый  промежуток   времени
принимаетсЯ станцией наблюдениЯ на ‡емле. ќта станциЯ наблюдениЯ в ответ  на
данный  сигнал  посылает  спутнику  команду,  которую  он  принимает   через
некоторый малый промежуток времени.  ‚есь  интервал  времени между  посылкой
сигнала  и  приемом  команды  можно  считать  на  спутнике, согласно первому
определению,  одновременным  с  моментом  приема  сигнала  на ‡емле. …сли на
спутнике выбираетсЯ какое-либо определенное мгновение  из  этого  интервала,
то, хотЯ это мгновение, вообще говорЯ, в смысле второго определениЯ, не
     "одновременно"  с моментом приема  сигнала на ‡емле,  всегда существует
система отсчета, в которой эта одновременность имеет место.
     Џервое   определение   слова  "одновременно"  кажетсЯ  несколько  более
соответствующим обычному употреблению этого слова в  повседневной жизни, так
как  вопрос о  том,  одновременны ли  два  процесса,  в  повседневной  жизни
определенно  не  зависит  от  системы  отсчета.  ‚  обоих же  релЯтивистских
определениЯх   понЯтие  одновременности   приобрело  ту   точность,  котораЯ
совершенно  отсутствовала у  него  в  Языке повседневной жизни. ‚  квантовой
теории физики  должны  были  уже заранее осознать, что  понЯтиЯ классической
механики   описывают  природу  недостаточно  точно,   что  квантовые  законы
ограничивают их  применимость и что поэтому при их  использовании необходима
большаЯ осторожность.  ‚ теории  относительности физики, напротив,  пытались
изменить смысл слов классической  физики, уточнив эти понЯтиЯ таким образом,
чтобы они точно соответствовали  новой,  только  что  познанной  ситуации  в
природе.
     ‘труктура пространства и времени,  выЯвленнаЯ теорией  относительности,
находит много проЯвлений в самых различных разделах физики.  ќлектродинамика
движущихсЯ  тел может быть без труда  выведена из  принципа относительности.
‘ам  этот принцип может  быть сформулирован как  весьма общий закон природы,
относЯщийсЯ не только к  электродинамике или механике,  но и  к любой группе
законов природы: законы должны принимать одну и ту же форму во всех системах
отсчета,  отличающихсЯ   друг  от  друга  лишь   состоЯнием  равномерного  и
прЯмолинейного  движениЯ.  Ћни  инвариантны,  как  можно  сказать  на  Языке
математики, относительно преобразований ‹оренца.
     Џо-видимому,   наиболее  важным  следствием   принципа  относительности
ЯвлЯетсЯ установление свойства инерции энергии, или эквивалентности  массы и
энергии.  ’ак как  скорость  света играет роль предельной  скорости, котораЯ
никогда не может быть достигнута никаким материальным телом, то можно  легко
понЯть, что движущеесЯ  тело  должно приобретать ускорение с большим трудом,
чем еще покоЯщеесЯ тело. €нерциЯ,  стало  быть, увеличиваетсЯ с возрастанием
кинетической энергии. ѓоворЯ обобщенно,  каждый вид  энергии  несет  в  себе
определенную  инерцию,  то  есть  массу,  и  масса,  соответствующаЯ  данной
энергии, равна этой  энергии,  деленной  на квадрат  скорости света.  ‚сЯкаЯ
энергиЯ  несет, стало  быть,  с  собой  массу, но даже очень  большие  -- по
обычным понЯтиЯм --  количества энергии  дают все-таки лишь  очень небольшое
увеличение массы, и  это ЯвлЯетсЯ  причиной того,  что свЯзь массы и энергии
ранее не была обнаружена. „ва закона -- закон сохранениЯ  массы и сохранениЯ
энергии  --  потерЯли  свою  независимую  друг  от  друга  справедливость  и
оказались  объединенными  в  единый  закон, который  можно  назвать  законом
сохранениЯ энергии или массы.
     50  лет назад,  когда была создана теориЯ относительности, эта гипотеза
об   эквивалентности   массы  и   энергии  революционизировала   физику,  но
экспериментальных доказательств этого закона было тог-
     да очень мало. ‚ наши дни можно во многих экспериментах непосредственно
видеть,  как элементарные  частицы рождаютсЯ  из  кинетической энергии и как
такие частицы могут снова исчезнуть, превратившись в излучение. Џоэтому ныне
превращение  энергии  в  массу  и  наоборот  не  представлЯет  собой  ничего
необыкновенного.
     Ћгромные количества энергии, которые освобождаютсЯ при атомных взрывах,
представлЯют   собой  другое  и  гораздо   более  очевидное   доказательство
справедливости соотношениЯ  ќйнштейна.  Ќо, вероЯтно, здесь  следует сделать
критическое замечание исторического порЯдка. €ногда утверждают, что огромные
количества энергии возникают при атомных взрывах  непосредственно вследствие
превращениЯ  массы в энергию и что эти  гигантские количества энергии  могли
быть  предсказаны  только  на  основе  теории  относительности.  ќто  мнение
основано, однако, на недоразумении. Ѓольшие количества энергии, запасенные в
недрах атомных Ядер,  были известны со времени экспериментов ЃеккерелЯ, Љюри
и  ђезерфорда  по  радиоактивному  распаду.  ‹юбое  радиоактивное  вещество,
например радий, выделЯет  количество тепла,  которое может быть высвобождено
из такого же количества вещества в  химической реакции. ќнергиЯ распада Ядра
урана  имеет то же происхождение, что и энергиЯ альфа-распада Ядра  радиЯ, а
именно в основном электростатическое отталкивание двух обломков,  на которые
атомное  Ядро  распалось.  ќнергиЯ,  высвобождающаЯсЯ  при  атомном  взрыве,
выделЯетсЯ, стало быть, непосредственно из этого  источника, а не  возникает
благодарЯ превращению  массы  в  энергию.  €бо  число элементарных  частиц с
конечной массой покоЯ  во  времЯ атомного взрыва совершенно не  уменьшаетсЯ.
Џравда, энергиЯ свЯзи "строительных кирпичей" атомного Ядра  проЯвлЯет  себЯ
также в массах покоЯ Ядер, и поэтому высвобождение энергии  косвенно свЯзано
и с изменением масс атомных Ядер.
     ќквивалентность  массы и  энергии,  кроме своего огромного значениЯ длЯ
практической  физики,  поднЯла  также  вопросы,  свЯзанные  с  очень  старой
философской проблематикой. ђазличные философские  системы прошлого  исходили
из тезиса, что субстанциЯ, или  материЯ, неуничтожима. ќксперименты, которые
проводЯтсЯ  в  современной  физике,  показали,   что  элементарные  частицы,
например,  позитроны  и  электроны,  могут  быть  уничтожены и  превращены в
излучение. Ћзначает ли это, что  более старые философские системы тем  самым
опровергнуты  новейшим опытом и что  аргументы,  выдвигающиесЯ в  этих более
ранних системах, должны считатьсЯ ложными?
     ќто  было  бы,  несомненно,  несколько  преждевременное и неоправданное
заключение,   ибо  понЯтиЯ   "субстанциЯ"   и  "материЯ"   в   античной  или
средневековой  философии  нельзЯ просто  отождествлЯть с понЯтием  "масса" в
современной физике.  …сли наши  современные знаниЯ  выразить на  Языке более
старых философских  систем,  то  можно было бы,  например,  массу и  энергию
рассматривать  в качестве двух различных  форм одной  и той же субстанции и,
таким образом, сохранить представление о неуничтожимости субстанции.
     ‘  другой стороны, едва  ли  можно сказать, что так уж много достигают,
выражаЯ  новейшие  знаниЯ на  старом  Языке.  ”илософские  системы  прошлого
сформировались   из  всей  совокупности   знаний  того   времени  и  поэтому
соответствуют  тому образу  мышлениЯ, какой приводил к этим знаниЯм. €меетсЯ
полное  основание  считать,  что  философы,  размышлЯвшие  о  природе  много
столетий назад, не  могли предвидеть  развитие квантовой  теории  или теории
относительности.  Џоэтому  понЯтиЯ,  к  которым  философы  давно  прошедшего
времени  пришли  на основе анализа  своих  знаний  о природе, не  могут ныне
соответствовать  ЯвлениЯм,   могущим  быть  наблюдаемыми  только  с  помощью
сложнейших -технических средств нашего времени.
     Ќо   прежде   чем   будут  обсуждены   философские  выводы  из   теории
относительности, следует еще кратко обрисовать ее дальнейшее развитие.
     ѓипотетическаЯ  субстанциЯ "эфир",  игравшаЯ столь важную роль  в более
ранних  истолкованиЯх  теории  Њаксвелла  в  XIX   столетии,  как   это  уже
упоминалось выше, была устранена теорией относительности. ќто обстоЯтельство
часто  выражают также в виде  утверждениЯ, что теорией относительности  было
устранено  абсолютное   пространство.   Ќо  такое  утверждение  нуждаетсЯ  в
некоторых оговорках. Џравда, согласно  специальной  теории  относительности,
больше  нельзЯ выбрать  определенную  систему отсчета, относительно  которой
эфир  покоилсЯ  бы  и  котораЯ  по  этой  причине  заслуживала  бы  название
"абсолютной".  Ќо  было  бы   все  же  неправильно  утверждать,  что  теперь
пространство будто бы потерЯло все физические качества.  “равнениЯ  движениЯ
материальных  тел или  полей  все еще  принимают различный  вид  в "обычной"
системе  отсчета и  в другой  системе, равномерно  вращающейсЯ  относительно
"обычной" системы отсчета. …сли ограничиваютсЯ теорией относительности 1905,
1906  годов,  то  существование,  центробежных  сил  во вращающейсЯ  системе
отсчета  доказывает,  что   существуют  физические   свойства  пространства,
позволЯющие отличить вращающиесЯ системы от невращающихсЯ.
     ‚ философском  плане  это  не  кажетсЯ удовлетворительным,  и  было  бы
предпочтительнее приписывать физические свойства только физическим объектам,
как,  например,  материальным телам или полЯм,  а не  пустому  пространству.
Ћднако  если   ограничитьсЯ   рассмотрением  электромагнитных   процессов  и
механических  движений,  то  наличие  этих  свойств  у пустого  пространства
следует просто из фактов, которые  не могут быть оспорены, например из факта
существованиЯ центробежной силы.
     ’щательный анализ этой  ситуации привел ќйнштейна  примерно десЯтилетие
спустЯ к весьма важному обобщению теории относительности, обычно называемому
"общей теорией относительности". Ќо, прежде чем перейти к изложению основных
идей   новой   теории,   необходимо  сказать   несколько  слов   о   степени
достоверности, котораЯ гарантирует справедливость этих двух  разделов теории
относительности.  ’еориЯ,  созданнаЯ в  1905  --  1906 годах,  то  есть  так
называемаЯ "специальнаЯ" теориЯ относительности, основана на множестве
     очень   точно  проверенных  экспериментальных  фактов   --   на  опытах
Њайкельсона   и   ЊорлеЯ  и  многих   других  подобных   экспериментах,   на
эквивалентности  массы  и  энергии  в  очень  большом   числе  радиоактивных
процессов,   на   очень   точно   наблюдаемой  зависимости   времени   жизни
радиоактивных  объектов от скорости радиоактивных частиц и  т. д. ќта теориЯ
ЯвлЯетсЯ, таким  образом, твердым, надежным .основанием современной физики и
при нашем сегоднЯшнем знании не может быть оспорена.
     ‚    отношении   общей    теории   относительности    экспериментальные
доказательства,  напротив,  гораздо  менее  убедительны,  так  как  в  общем
экспериментальный  материал  очень  ограничен.  €меетсЯ   только   несколько
астрономических наблюдений, с помощью которых можно проверить справедливость
предположений   теории   относительности.   Џоэтому   втораЯ  теориЯ   более
гипотетична, чем перваЯ.
     ђешающаЯ  фундаментальнаЯ  гипотеза  общей  теории  относительности  --
предположение  о  тождестве  тЯготеющей и  инертной  масс. ‚есьма тщательные
измерениЯ  показали, что  масса  тела,  определЯемаЯ  его весом,  в точности
пропорциональна другой массе, определЯемой инерцией тела.  „аже самые точные
измерениЯ никогда не  давали  никаких отклонений от этого закона.  …сли этот
закон имеет универсальное значение, то силы тЯготениЯ могут  быть поставлены
в параллель с центробежными или другими силами,  возникающими как реакциЯ на
инерционные воздействиЯ. ’ак  как центробежные силы должны быть поставлены в
свЯзь с физическими свойствами пустого пространства, как это показано  выше,
то  ќйнштейн пришел к гипотезе о том, что силы тЯготениЯ также соответствуют
свойствам пустого пространства. ќто был очень важный шаг, который  тотчас же
сделал  необходимым новый  шаг  в том  же  направлении. Њы знаем,  что  силы
тЯготениЯ вызываютсЯ массами. Џоэтому  если тЯготение  свЯзано со свойствами
пространства, то эти свойства  пространства должны быть порождены массой или
испытывать  воздействиЯ  масс.  –ентробежные  силы  во  вращающейсЯ  системе
отсчета,  возможно, должны  вызыватьсЯ  вращением относительно  этой системы
весьма удаленных масс вселенной.
     —тобы  провести  в  жизнь  программу,  намеченную  в этих утверждениЯх,
ќйнштейн  должен был свЯзать  эти основополагающие  физические соображениЯ с
математической  схемой общей  геометрии,  развитой ђиманом. ’ак как свойства
пространства, очевидно,  непрерывно  менЯютсЯ  с  изменением  гравитационных
полей,  то  геометриЯ  мира  должна  быть  подобной  геометрии  искривленных
поверхностей,  на  которых  прЯмые линии  евклидовой геометрии  должны  быть
заменены  геодезическими  линиЯми,  то  есть  линиЯми  наименьшей  длины,  и
кривизна  непрерывно менЯетсЯ от точки к  точке.  ‚  качестве окончательного
результата  ќйнштейн   смог  предположить   в  конце  концов  математическую
формулировку   соотношениЯ   между   распределением  масс   и   параметрами,
определЯющими  геометрию.  ќта  теориЯ  правильно  отображает  общеизвестные
факты, характеризующие тЯготение. Ћна в  очень хорошем приближении идентична
с обыч-
     ной  теорией  тЯготениЯ  и,  кроме того, предсказывает  некоторые очень
интересные  эффекты,  лежащие как раз на границе  возможностей измерительных
приборов. Љ ним относитсЯ, например, влиЯние силы тЯготениЯ на излучение.
     …сли   массивнаЯ  звезда   испускает  монохроматическое  излучение,  то
световые кванты, удалЯЯсь от  звезды в поле ее тЯготениЯ, терЯют часть своей
энергии.  Ћтсюда  следует,  что   испускаемые   спектральные   линии  должны
испытывать смещение к красному концу спектра. „о сих пор  нет еще, как очень
Ясно показало обсуждение ”рейндлихом проведенных доныне опытов, ни одного не
вызывающего  возражений   экспериментального  доказательства  наличиЯ  этого
красного  смещениЯ.  Ќо  было бы  также преждевременно  заключить, что опыты
Якобы опровергли предсказаниЯ теории ќйнштейна.
     ‹уч света, проходЯщий вблизи ‘олнца, должен отклонЯтьсЯ полем тЯготениЯ
‘олнца. ќто отклонение имеет, как  экспериментально  показано ”рейндлихом  и
другими  астрономами, предсказываемый  порЯдок  величины.  Ќо  совпадает  ли
отклонение  точно  с  предсказываемой  теорией  ќйнштейна величиной --  этот
вопрос осталсЯ еще не решенным.
     ‹учшим  экспериментальным  доказательством справедливости  общей теории
относительности  ЯвлЯетсЯ,   кажетсЯ,  движение  перигелиЯ   орбиты  планеты
Њеркурий, величина которого, по-видимому, находитсЯ в очень хорошем согласии
с предсказаниЯми теории.
     •отЯ,   таким   образом,    экспериментальный   базис   общей    теории
относительности  еще довольно  узок,  она, однако, содержит идеи огромнейшей
степени важности. ‚ течение всего времени развитиЯ  математики от античности
до  XIX  столетиЯ  евклидова  геометриЯ  рассматривалась  как самоочевиднаЯ.
Ђксиомы  …вклида  имели  отношение к основаниЯм любой  математической теории
геометрического характера и представлЯли собой  базис,  который не мог  быть
поставлен  под   сомнение.  ‡атем  в   XIX  столетии  математики  ЃольЯй   и
‹обачевский, ѓаусс  и ђиман  нашли, что  можно построить  другие  геометрии,
которые  могут  быть  развиты  с той  же  математической строгостью,  что  и
евклидова.  Џоэтому вопрос  о  том, какаЯ геометриЯ ЯвлЯетсЯ справедливой, с
этого  времени  становитсЯ эмпирическим.  € только  в  трудах ќйнштейна этот
вопрос смог быть поставлен  как физический. ѓеометриЯ, о которой идет речь в
общей  теории   относительности,  включает  в  себЯ   не  только   геометрию
трехмерного пространства,  но  и четырехмерное  многообразие  пространства и
времени.  ’еориЯ  относительности устанавливает свЯзь между геометрией этого
многообразиЯ  и  распределением  масс   во  вселенной.  ‡начит,  эта  теориЯ
поднимает в новой форме старые вопросы пространства и времени в случае очень
больших расстоЯний,  и она предполагает ответы, которые могут быть проверены
наблюдениЯми.
     ‘ледовательно, можно  снова поставить очень старые философские вопросы,
занимавшие  человеческий  разум со  времени  самых  ранних эпох  философии и
науки: конечно или бесконечно пространство?  —то было до начала времени? —то
будет в конце времени? €ли у вре-
     мени  нет ни  начала, ни конца?  ќти  вопросы нашли  различные ответы в
различных религиЯх и философских системах. ‚ философии ЂристотелЯ, например,
все пространство вселенной  представлЯлось как конечное,  хотЯ  оно  и  было
бесконечно делимо. Џространство возникает благодарЯ протЯженности тел, оно в
известном смысле растЯгиваетсЯ телами. Џоэтому там, где нет никаких тел, нет
и  пространства.  ‚селеннаЯ состоит  из  ‡емли, ‘олнца и звезд  -- конечного
числа тел. Џо ту  сторону сферы неподвижных звезд нет никакого пространства.
Џоэтому  пространство  вселенной  и  было  конечным. ‚ философии  Љанта этот
вопрос принадлежал к тому, что он назвал "антиномиЯми", -- к числу вопросов,
на которые  нельзЯ  ответить, так как два различных  доказательства ведут  к
взаимно противоположным выводам. Џространство не может быть конечным, потому
что  мы  не можем  себе представить  "конец" пространства.  € какой бы точки
пространства  мы  ни  достигли,  мы  всегда  представлЯем  себе,  что  можем
двигатьсЯ  еще дальше.  Ќо пространство не  может быть и бесконечным, потому
что пространство -- это нечто,  что мы можем себе представить, иначе понЯтиЯ
пространства  не  возникло   бы  вовсе,  а  мы  не  можем  представить  себе
бесконечное   пространство    ‚    отношении   этого   второго   утверждениЯ
доказательство  Љанта  нельзЯ  передать дословно. “тверждение  "пространство
бесконечно" означает длЯ  нас нечто негативное: мы не можем дойти до "конца"
пространства.  „лЯ Љанта, однако,  бесконечность пространства означает нечто
действительно данное, нечто, что  "существует" в  смысле, который мы едва ли
можем  выразить.  Љант приходит  к выводу, что на вопрос  о том, конечно или
бесконечно  пространство, нельзЯ дать  никакого рационального ответа, потому
что вселеннаЯ в целом не может быть предметом нашего опыта.
     Џодобное же  положение  возникает и относительно проблемы бесконечности
времени. ‚ исповеди Ђвгустина, например, вопрос поставлен в следующей форме:
"—то  делал бог до  того, как он создал  мир?" Ђвгустин не  был удовлетворен
известным ответом: "Ѓог был занЯт тем, что создавал  ад  длЯ людей, задающих
глупые вопросы". ќто был бы слишком дешевый ответ,  полагает  Ђвгустин; и он
пытаетсЯ рационально проанализировать проблему:  только длЯ нас времЯ течет,
только мы ожидаем  его как  будущее,  оно  протекает длЯ  нас как  настоЯщее
мгновение, и мы вспоминаем о  нем, как  о прошлом. Ќо бог  не  находитсЯ  во
времени.  ’ысЯча  лет длЯ него -- что один день, и  один  день -- что тысЯча
лет. ‚ремЯ было создано вместе с миром, оно, стало быть, принадлежит миру, и
поэтому в то  времЯ, когда не  существовало  вселенной,  не было  и никакого
времени. „лЯ бога весь ход событий во вселенной был  дан  сразу. ‡начит,  не
было никакого времени до того, как мир был создан богом.
     Џравда,  легко понЯть,  что в  подобных  формулировках понЯтие "создан"
тотчас же приводит к существенным трудностЯм. ќто слово, в  том виде как оно
обычно  употреблЯетсЯ,  означает  нечто,  что  возникает  и  чего  ранее  не
существовало, и  в этом смысле оно уже предполагает понЯтие времени. Џоэтому
в рациональных выражениЯх невоз-
     можно  дать определение  того,  что  можно понимать под  оборотом  речи
"времЯ  было  создано".   ќто  обстоЯтельство  снова  напоминает  нам  часто
обсуждаемый урок, который необходимо извлечь из новейшего развитиЯ физики, а
именно:  что  всЯкое слово или  всЯкое понЯтие, каким  бы Ясным  оно нам  ни
казалось, имеет все-таки только ограниченную область применениЯ.
     ќти вопросы о  бесконечности пространства и времени  могут быть в общей
теории  относительности  поставлены и отчасти -- на основании  эмпирического
материала  --  решены. …сли теориЯ  правильно  описывает свЯзь четырехмерной
геометрии  пространства  и времени  с  распределением масс во  вселенной, то
астрономические   наблюдениЯ  о  распределении  спиральных   туманностей   в
пространстве могут  дать  нам информацию о геометрии вселенной. ’огда  можно
будет  построить по крайней мере  модели вселенной, космологические картины,
следствиЯ которых могут быть сравнены с эмпирическими фактами.
     Ќаши  современные  астрономические  познаниЯ не  позволЯют окончательно
решить,  какую  из  нескольких  возможных  моделей  следует  выбрать.  Њожет
оказатьсЯ, что пространство вселенной конечно. Ќо это не  означало бы, что в
каком-нибудь месте есть "конец" вселенной. ќто вело  бы  только к тому,  что
если бы мы все далее и далее  продвигались во вселенной в одном определенном
направлении, то в  конце  концов  должны  были  бы возвратитьсЯ к  точке, из
которой  начали  движение. Џоложение, стало  быть, напоминало  бы  двумерную
геометрию  на поверхности ‡емли,  где  мы  также,  если  будем  двигатьсЯ из
определенной  точки  все далее  и далее, скажем,  в восточном направлении, в
конце концов возвратимсЯ к этой точке с запада.
     —то касаетсЯ времени, то  здесь, кажетсЯ,  что-то вроде "начала"  имело
место. Њногие наблюдениЯ указывают  на  то, что вселеннаЯ около 4 миллиардов
лет назад  имела "начало" или, во  всЯком  случае, что  в  то  времЯ материЯ
вселенной  была сконцентрирована в значительно меньшем объеме  пространства,
чем сейчас, и что с того времени вселеннаЯ все еще продолжает расширЯтьсЯ из
этого небольшого объема с различными скоростЯми. ќто  одно и то же времЯ в 4
миллиарда лет  все снова и снова поЯвлЯетсЯ во многих различных наблюдениЯх,
например возраста метеоритов, минералов на ‡емле и т. д., и поэтому было бы,
вероЯтно, затруднительно найти этому объЯснение, совершенно отличное от идеи
возникновениЯ  мира 4 миллиарда лет назад. …сли идеЯ "возникновениЯ"  в этой
форме  окажетсЯ  правильной,  то  это  будет означать,  что  по  ту  сторону
указанного момента времени --  то  есть ранее чем  4 миллиарда лет  назад --
понЯтие   времени  должно  претерпеть   существенные  изменениЯ.  ќто  более
осторожное  заключение становитсЯ  на  место простой формулировки о создании
мира.  Џри  современном  состоЯнии  астрономических  наблюдений эти  вопросы
геометрии  пространства-времени  еще не  могут  быть  решены  с какой-нибудь
степенью  надежности.  Ќо уже  довольно  интересно  знать, что  эти вопросы,
возможно, позднее  смогут быть  решены в  один  прекрасный момент на прочной
основе астрономических знаний.
     „аже если дальнейшее рассмотрение ограничить более надежно обоснованной
специальной теорией относительности, то можно не сомневатьсЯ, что эта теориЯ
в  огромной степени  изменила наши представлениЯ о  структуре пространства и
времени. Ѓеспокоит  в  этих изменениЯх,  пожалуй, не  столько  их  особеннаЯ
природа,  сколько  тот  факт,  что они вообще оказались возможны.  ‘труктура
пространства и  времени, которую Ќьютон  математически  установил в качестве
основы  своего   описаниЯ   природы,   не   содержала   никаких   внутренних
противоречий, была проста и очень точно соответствовала употреблению понЯтий
пространства  и времени,  к  которому  мы  привыкли  в  повседневной  жизни.
‘оответствие  фактически было  столь близким,  что ньютоновские  определениЯ
можно было рассматривать  просто как точную математическую формулировку этих
понЯтий пространства и времени повседневной жизни. „о теории относительности
считалось само собой  разумеющимсЯ, что  процессы  могут быть упорЯдочены во
времени  независимо  от их  расположениЯ  в  пространстве.  Њы знаем, что  в
повседневной  жизни это  впечатление  возникает  потому,  что скорость света
значительно больше  каких угодно других скоростей, с которыми  имеют дело  в
повседневной жизни.  ‚  то  времЯ  это  ограничение,  естественно, никто  не
представлЯл себе отчетливо. Ќо даже при условии, что сейчас мы знаем об этом
ограничении, едва ли можно  себе представить, что порЯдок событий во времени
должен  зависеть от их  пространственного расположениЯ,  то есть от места, в
котором они происходЯт.
     ”илософиЯ  Љанта позднее привлекла внимание  к  тому факту, что понЯтиЯ
пространства и  времени вк