А.К. Тимирязев
Стенограмма доклада на заседании Комм. Акад. - 7/II 1924 г.
Опубликована в сборнике статей "Естествознание и диалектический
материализм. -М.: Материалист, 1925, с. 228-258.
Мой сегодняшний доклад, товарищи, если не ошибаюсь, является первым в целом цикле докладов, которые были намечены нашей Академией, или, выражаясь точнее, ее секцией научной методологии. По выработанному плану у нас предполагалось, по крайней мере, на первых порах, не делать таких докладов, которые бы являлись результатом какой-нибудь длительной научной работы. У нас предполагалось поставить в первую очередь доклады, которые служили как бы стимулом для дальнейшей научной работы, служили как бы вызовами. Я думаю, что после моего сегодняшнего доклада у нас откроются прения, и, надо полагать, в значительной степени ожесточенные: на меня будут жестоко нападать, и если в результате этого обмена мнений кому-нибудь придет в голову заняться тем вопросом, который стоит у нас сегодня в порядке дня, более серьезно, если в результате наших прений кто-нибудь возьмется написать серьезную книгу на эту тему, - то я буду считать, что свою задачу я выполнил.
Теперь, переходя к самой теме доклада, я должен сказать, что прежде всего, мне придется сделать две оговорки. Я не думаю вас утомлять длинными выписками из появляющихся теперь в большом количестве статей, где обсуждается вопрос об отношении принципа относительности к махизму - к учению Маха. В настоящее время не только в специальной философской литературе, но и в наших физических журналах эта тема затрагивается довольно часто, в этой области ведутся большие споры. Одни, например, считают, что Мах отрицательно относился к принципу относительности, и основываются на том, что в последние годы своей жизни он сам высказал свое мнение по этому поводу: он сказал, что принцип относительности его не удовлетворяет. Другие авторы стараются показать, что Мах здесь ошибся, что, когда он говорил эти слова, ему было уже за 70 лет, словом, это был не тот Мах и если бы он был в это время помоложе, то он сказал бы совсем другое. На эту тему идут длинные разговоры и препирательства.
Кроме того, я должен сказать, что всевозможные философские направления спорят между собой за честь взять к себе Эйнштейна, а Эйнштейн, по-видимому, со всеми соглашается. Когда один философ заявляет, что его система лучше всего подходит к принципу относительности, то Эйнштейн отвечает, что он сам всегда так думал. Когда приходит другой философ и говорит ему на ту же тему, - он и с ним соглашается. Я думаю, однако, что останавливаться на этих явлениях не стоит, потому что вообще основывать свои суждения на мнениях людей, когда они сами про себя говорят, - занятие в достаточной мере бесполезное.
Гораздо лучше будет подойти поближе к самой работе Эйнштейна и посмотреть, что нужно было сделать для выполнения этой работы? Каких определенных философских взглядов нужно было придерживаться, чтобы построить теорию относительности? Или, может быть, в данном случае можно было обойтись без всякой специальной философии? С этой именно точки зрения я и хотел бы подойти к поставленной теме. Мне хотелось бы показать вам, что для выполнения своей работы Эйнштейну необходима была вполне определенная теория познания, которая очень близка к теории познания Маха. Я надеюсь доказать, что эта теория познания ему была необходима для того, чтобы сформулировать свой основной принцип, - всеобщий принцип относительности.
Но вот здесь сейчас же мне придется сделать и вторую оговорку. Мне многие, я думаю, уже готовы возразить: как? вы хотите доказать, что именно Эйнштейну было необходимо в процессе его работы, не пользуясь при этом высшей математикой? Всякому известно, что теория относительности состоит из очень стройной, очень хорошо продуманной системы уравнений. Для того чтобы изучить эту область, надо изучать специальные отделы математики, так называемое тензорное исчисление, и что если мы всей этой подготовительной работы сами не проделаем, то нам не удастся понять и смысла всего исследования, не удастся понять, как следует принцип относительности.
Я думаю, однако, что это возражение нетрудно отбить, нетрудно потому, что в классическом мемуаре Эйнштейна, который был напечатан в "Annalen der Physik", Band 49, 1916, имеется § 2, в котором излагается основа теории познания Эйнштейна и излагается путь, идя по которому он пришел к самому основному положению своей теории. Таким образом, сам Эйнштейн нам показывает, как для того, чтобы придти к этой мысли, совершенно не нужно было никакой математики. Он просто ставит известную задачу, которую дальше нужно решить математически, и мы отдадим ему полную справедливость, что математически он ее решил блестяще, но это не избавляет нас от необходимости проанализировать тот путь, идя по которому он пришел к тем основным посылкам, из которых выросла вся его математически великолепная теория.
В сущности, почти весь мой доклад будет состоять в том, что я вам изложу две страницы его мемуара, причем некоторые места я приведу в подлиннике, а кое-что могу передать и "своими словами", потому что самая формулировка в этих частях ничего особенного не представляет. Таким образом, я предполагаю начать с изложения теории познания Эйнштейна в той форме, какую он сам ей придал.
Эта теория познания умещается в нескольких строках, но о ней придется говорить нам целый вечер, придется возвращаться к этим строкам не раз. Начинается этот знаменитый 2-й параграф следующей фразой: "Классическая механика и в не меньшей степени специальная теория относительности обладают недостатком, с точки зрения теории познания, на который Мах, по-видимому, первый обратил внимание".
Таким образом, вы видите, что сам Эйнштейн указывает, что ему пришлось идти по пути Маха. В чем же состоит этот недостаток, которым обладает специальная теория относительности, им самим созданная, а также классическая механика Ньютона? Для этой цели Эйнштейн обсуждает следующий простой пример. Он не приводит чертежа, но я для своего доклада, ради наглядности, выполнил тот чертеж, который подразумевается у Эйнштейн, и принес одну модель, которую мы будем потом демонстрировать.
Эйнштейн говорит: представьте себе, что у нас имеются два мировых тела, две планеты S1 и S2 (см. рис. 1), причем мы отмечаем их общую ось O1O2 и говорим, что эти два тела имеют относительное вращение по отношению друг к другу вокруг этой оси, соединяющей их центры. У меня изображено стрелками a1 и a2 вращение одного тела и вращение другого тела. Представим себе, что два тела представляют собой две планеты, на которых имеются обитатели, и положим, что мы находимся на планете S2. Мы смотрим на первую планету и видим, что она вращается по направлению стрелки a1.
Рис. 1
Если я смотрю на S1, находясь на планете S2, и не замечаю собственного движения, то мне кажется, что S1 вращается по направлению стрелки часов. Но ведь у нас вращение относительное. Если у нас вращение происходит очень плавно, как и в случае нашего земного шара, то когда мы смотри на небо, нам кажется, что звезды перемещаются, а не мы сами, с нашей землей. Коперник, как вы знаете, учил, что дело обстоит иначе и что, в сущности, не звезды двигаются, а мы двигаемся. Теория Эйнштейна скептически относится к Копернику и перевороту, который он произвел, считая, что принципиально нельзя сказать, что именно движется: существует только относительное вращение.
Если я не знаю, двигаюсь ли я со своей планетой или другая планета движется, то что у нас получается? Рассмотрим наблюдателя на планете S1, находящегося в таком же положении, как и наблюдатель на S2. Он может думать, что он вращается по направлению a1, или что его планета S1, не вращается, а планета S2 вращается в другую сторону, т.е. по направлению стрелки a2. Мы, таким образом, ставим условие, что никто из наблюдателей не знает, он ли двигается, или двигается его сосед, т.е. близлежащая планета.
Чтобы быть достаточно точным, я укажу еще, что нужно в данной случае сделать предположение, что обе эти планеты находятся так далеко друг от друга, что никаких притяжений друг на друга они не оказывают и приливов друг на друге не вызывают. Следовательно, этими действиями можно пренебречь.
Далее Эйнштейн предполагает, что оба эти наблюдателя являются хорошими геодезистами, они производят точные измерения тех планет, на которых им приходится жить. К их удивлению, получается такой результат: у одного наблюдателя получается шар S1, а у другого сплюснутый сфероид S2: он у меня нарочно зарисован в несколько преувеличенном виде. Получается, в конце концов, странный результат: оба наблюдателя видят одно и то же относительное вращение, а измерение дает в одном случае шар, в другом - эллипсоид вращения.
Теперь нам будут нужны подлинные слова Эйнштейна: "Мы задаем вопрос, на каком основании тела S1 и S2, ведут себя по-разному. Ответ на этот вопрос может быть тогда признан удовлетворительным с точки зрения теории познания, если обстоятельство, приведенное в качестве причины, есть факт, наблюдаемый в опыте. Во всяком случае, закон причинности имеет смысл утверждения, применимого к нашему опыту только тогда, когда в качестве причины и следствия, в конечном счете, выступают наблюдаемые факты".
К этому месту есть весьма важное примечание: "Такой удовлетворительный с точки зрения теории познания ответ, естественно, может быть физически неприемлемым, если он противоречит другим опытам". Вот в этих немногих словах и заключается вся теория познания Эйнштейна. К разбору этой теории я еще вернусь. Итак, Эйнштейн утверждает, что если мы спрашиваем о том, почему S1 отличается от S2, то в качестве причины мы должны привести "beobachtbare Erfahrungstatsache", то есть факт, наблюдаемый в опыте.
Дальше мы должны опять-таки прочесть самого Эйнштейна, и придется попутно, может быть, кое-что пояснить. "Механика Ньютона не дает на этот вопрос удовлетворительного ответа. Она говорит, именно, следующее: "Законы механики приложимы к пространству R1, по отношению к которому S1 покоится" (я здесь на рис. 1 изобразил оси координат, и если эти оси координат связаны с самой планетой, то тело S1 по отношению к этим координатам покоится). Законы механики приложимы к этим координатам "и не приложимы к пространству R2, по отношению к которому S2 покоится" (т.е., если я беру координатную систему R2, которая неразрывно связана со вторым телом, т.е. с телом S2, то для этого случая законы механики неприложимы, потому что в этом случае налицо центробежные силы, которые заставляют планету S2 расплющиваться). Таких сил в системе R1, S1не было. "Галилеевское пространство R1, которое здесь вводится (а также относительное движение по отношению к нему), есть всего только воображаемая причина, а не что-нибудь наблюдаемое. Ясно, что механика Ньютона удовлетворяет только кажущимся, а не действительным образом требованию причинности, так как она делает ответственной за различное поведение тел S1 и S2 чисто фиктивную причину R1".
Ньютон рассуждал иначе. Он утверждал, что существует такая система координат R1 неподвижная в неподвижном пространстве и если по отношению к этому пространству или, что то же самое, по отношению к "неподвижной координатной системе" нет вращения, как в случае S1, то никакого сплющивания не будет - не будет центробежных сил. Во втором случае система координат R2 связана с телом S2, но в этой системе координат мы не получаем тех же самых условий, что и в первом случае, и Ньютон говорит, что эта система координат R2 вращается по отношению к неподвижной системе R1 или, так называемой, галилеевской системе координат.
Эйнштейн упрекает Ньютона в том, что он в качестве причини выдвигает фикцию. Что такое неподвижная система координат? Что такое неподвижное пространство? Один товарищ, большой поклонник Эйнштейна, говорил мне: положим, мы из дощечек сделали координатную систему, - как вы ее гвоздями прибьете к абсолютному пространству, во что будет входить гвоздь? На чем эта координатная система будет держаться?
Рассмотрим еще раз точку зрения Ньютона. Во-первых, Ньютон не любил говорить, что законы механики приложимы к одному случаю и неприменимы к другому. Он просто говорил, что если по отношению к абсолютному пространству нет вращения, то тогда не будет центробежных сил, а если они есть, то они показывают, что наше тело вращается по отношению к этому абсолютному неподвижному пространству. Сам факт появления центробежных сил указывает на существование определенного вращения по отношению к чему-то, что Ньютон обозначает: "абсолютным пространством"; другие авторы называли это нечто "эфиром", но это не так важно - не в названии ведь дело.
Когда мы вращаем шар на центробежной машине и он сплющивается, мы видим и вращение, и то, по отношению к чему шар вращается, В случае же планет S1 и S2 мы видим сплющивание и, зная, какое сплющивание соответствует какому вращению, определяем по величине сплющивания Галилеевскую систему координат R1. Так как мы непосредственно не видим, не ощущаем пространства R1, то Эйнштейн, руководствуясь своей теорией познании, говорит: "Ньютон приводит фиктивные причины". Таким образом Эйнштейн считает, что Ньютон погрешил против закона причинности, что он удовлетворяет закону причинности только кажущимся образом постольку, поскольку в качестве причины он приводит фикцию, а не наблюдаемый факт, не какой-нибудь осязаемый предмет или что-нибудь в этом роде.
В рассматриваемом случае может быть дан удовлетворительный ответ только в следующей форме: "Физическая система, состоящая из S1 и S2 не содержит в себе никакой мыслимой причины, к которой можно свести различное поведение тел S1 и S2. Причина должна лежать вне системы. Мы приходим к выводу, что общие законы движения, которые в частности определяют форму S1 и S2, должны быть таковы, что механическое поведение S1 и S2 определяются удаленными массами".
Я в уголочке на доске изобразил маленький кружок M, который мы не причисляем к рассматриваемой системе и который должен изображать отдаленную массу. <Эти удаленные массы (и их относительное движение по отношению к данным телам) надо рассматривать в качестве носителей принципиально доступных наблюдению причин, обусловливающих различное поведение наших тел; они берут на себя роль воображаемой причины R1. Из числа всех движущихся относительно друг друга мыслимых пространств R1 и R2 нельзя ни одному отдать предпочтения, так как тогда сейчас же вырастет вновь изложенное выше возражение со стороны теории познании. Законы физики должны быть такими, чтобы они сохраняли свою силу по отношению к системам отсчета, наделенных любым движением. Таким образом, мы переходим к расширению постулата относительности>.
Вы видите, что из этих рассуждений Эйнштейн выводит свой постулат относительности. Постараемся несколько подробнее объяснить. Эйнштейн хочет сказать, что причиной этого явления, т.е. сплющивания тела S2 являются удаленные тела и их массы. Тогда можно объяснить дело так. Если помимо тел S1 и S2 имеется какая-нибудь масса, удаленная звезда или целое собрание звезд, то почему тело S1 не сплющивается, а тело S2 сплющивается. Потому, что S1 не вращается по отношению к звезде или к звездам, которые лежат вне системы S1 и S2, а тело S2 сплюснуто потому, что оно вращается по отношению к этим массам. Значит, вращение по отношению к удаленным массам вызывает центробежную силу, а если этого вращения нет, тогда центробежных сил не появляется.
Вы видите, что является здесь причиной. У Ньютона - это то, чего мы не видим, абсолютное пространство, а здесь причиной являются звезды. Если нас спросят, почему земли сплюснута, мы отвечаем по Эйнштейну: потому что она вращается по отношению к звездам. Мы смотрим на звезды и видим, что они двигаются. А если такого вращения по отношению к звездам нет, то и центробежной силы тоже нет. Таким образом, Эйнштейн приходит к выводу, что опять-таки и в случае вращения мы можем говорить только об относительном движении. Этого ужасного ньютоновского абсолютного пространства нам больше не требуется: существует только одно относительное вращение по отношению к звездам.
Вы видите, что это есть обоснование принципа относительности: мы никогда не знаем, сами ли мы вращаемся или вращается вселенная вокруг нас, причем говорить, что нам для обоснования этого положения нужна математика - не приходится, потому что тогда Эйнштейн сам воспользовался бы математикой. Однако этого нет. Это все такие вещи, которые можно очень легко изложить без всякой математики.
Прежде чем приступить к анализу того, что было сказано позвольте привести одно место из "Механики* Маха для того чтобы показать, что, в сущности, в этом месте, в этой главе, которую я сейчас изложил, Эйнштейн ничего не прибавил к Маху.
"Рассмотрим ту самую область, на которую опирался Ньютон и, невидимому, не без основания, когда он отличал относительное от абсолютного движения. В том случае, когда земля имеет абсолютное вращение вокруг своей оси", - вы видите, что разница заключается в том, что у Эйнштейна два воображаемых тела, а Мах говорит про земной шар и звезды, но, конечно, это дела не меняет. "В том случае, когда земля имеет абсолютное вращение вокруг своей оси, то на ней появляются центробежные силы. Она сплющивается; ускорение силы тяжести уменьшается. Плоскость качания маятника Фуко поворачивается и т. д. Все эти явления исчезают в случае, если земля покоится, и остальные небесные тела вращаются в абсолютном вращении вокруг земли.
Так происходит, однако, если мы с самого начала исходим из представления об абсолютном пространстве. Если же мы останемся на почве фактов, то мы знаем лишь относительные пространства и относительные движения. Относительные движения в системе мира - мы отвлекаемся от неизвестной и не наблюдаемой среды, наполняющей мировое пространство, - относительны они и в системе Птолемея и в системе Коперника. Обе точки зрения одинаково верны, и только последняя проще и практичнее. Система мира не дана нам дважды с вращающейся и не вращающейся землей, но она дана нам в одном виде с ее единственно определимым относительным движением. Мы не можем сказать, что было бы, если бы земля не вращалась... Основы механики могут быть так изложены, что и при относительных вращениях получаются центробежные силы" (курсив наш. - A. Т.).
Я не вижу никакой разницы: Эйнштейн повторил то, что много лет перед тем говорил Мах, причем Мах только говорил, что можно построить механику так, чтобы и при относительных вращениях получались центробежные силы. Эйнштейн же не только сказал это, но и сделал. Вот в чем разница. Во всяком случае, я думаю, для всех ясно из сопоставления этих двух выдержек, что Эйнштейн пользуется теми же соображениями, что и Мах - отрицать это будет очень трудно, боюсь даже, что и совсем невозможно.
Теперь, после изложения, позвольте приступить к самому анализу и, прежде всего, к анализу теории познания Эйнштейна. Я прочту сейчас еще раз то самое место, где Эйнштейн излагает свою теорию познания: "мы задаем вопрос, на каком основании тела S1 и S2 ведут себя по-разному. Ответ на этот вопрос может быть только тогда признан удовлетворительным с точки зрения теории познания, если обстоятельство, приведенное в качестве причины, есть факт, наблюдаемый на опыте. Закон причинности имеет смысл утверждения, применимого к миру нашего опыта, только тогда, когда в качестве причины и следствия в конечном счете выступают наблюдаемые факты". В примечании, с которого я начну свой анализ, говорится следующее: "Такой удовлетворительный с точки зрения теории познания ответ, естественно, может быть физически неприемлемым, если он противоречит другим опытам".
Вот это самое примечание многого стоит! Можем ли мы с материалистической точки зрения говорить, что такой теорией познания можно пользоваться? Что такая теория познания вообще есть теория познания. Теория познания дает нам удовлетворительный ответ, а физически на практике это оказывается неприемлемым. Я спрашиваю, на что такая теория познания нужна? Ведь теория познания, как таковая, должна способствовать нашему познанию, а если она приводит к результатам, которые физически опровергаются, то, простите, это уже не теория познания. Всякий естествоиспытатель, прежде чем заниматься наукой, эту теорию познания должен выбросить из окна.
С точки зрения философии Маха это совершенно приемлемо, потому что Мах - это я покажу в дальнейшем по его выдержкам - говорит: одно дело теория, другое дело практика. Мы, материалисты, считаем, что единственным критерием истины есть практика. Мы не можем проводить грани между теорией и практикой.
Для философии Маха такая постановка допустима. Он определенно указывает, что нам не за чем в теории связывать себя практикой. То же самое делает и Эйнштейн. Но для материалиста, который считает, что вся наша наука есть отражение мира, действительно существующего помимо нашего познания, такая теория познания совершенно неприемлема. Я убежден, что для ученого, для ученого-исследователя такая теория познания совсем не нужна, раз она может нам давать результаты, которые не подтверждаются в опыте.
Теперь позвольте перейти к самому существу. В качестве причини и в качестве следствия должен быть наблюдаемый факт "beobachtbare Erfahrungstatsache", т.е. должно быть то, что мы непосредственно ощущаем. Это есть то, что с точки зрения Маха называется "элемент" или что по существу есть "ощущение". Это единственное, что мы знаем. В основу науки, в основу теории непременно нужно положить то, что непосредственно наблюдается.
Если наблюдатель на планете S2 непосредственно видит звезду, по отношению к которой он вращается, то это очень хорошо, это есть настоящая причина; в результате получается сплюснутая планета, это есть следствие, опять-таки я его непосредственно вижу: закон причинности применен как следует. А если я говорю вместе с Ньютоном, что вот тело S2 вращается по отношению к неподвижной системе координат, - какой же, говорят мне, это наблюдаемый факт. Это просто фикция и больше ничего.
С точки зрения ученого-естествоиспытателя такая теория познания равносильна утверждению: то, чего я не знаю сегодня, я не узнаю никогда. (Может быть, очень многие из присутствующих обидятся на это, но что же делать).
Теперь, давайте обсудим всё это как следует, на примерах. Мы все хорошо знаем, что холерой заболевают потому, что в наш организм попадают холерные вибрионы. Мы можем видеть их в микроскоп, следовательно, <причина> - вполне наблюдаемый факт. Последствия, т.е. та самая болезнь - холера, к сожалению, тоже очень хорошо наблюдается. А возьмем какую-нибудь другую болезнь, возбудители которой нам пока не известны, и пусть кто-либо говорит, что эта болезнь по примеру всех других, возбуждается сходными же микроорганизмами. Мы их не видим, ищем и все-таки в течение нескольких лет не находим. Разве можно приводить такую причину? Мы грешим против принятой Махом и Эйнштейном теории познания, потому что приводим такие причины, которые непосредственно не наблюдаются: мы основываемся на фикциях.
Как же тут быть? Значит, каждый здравомыслящий бактериолог, если он последователен, должен отбросить теорию познания Маха - Эйнштейна. Правда, как говорит Владимир Ильич: "Маха грех упрекнуть в последовательности", он сам бывает непоследователен он выскакивает из рамок своей собственной теории познания и он сам указывает, что исследователь может ей и не пользоваться. Но тем самым он расписывается в том, что его теория познания в научном отношении есть теория познания реакционная, которая удерживает нас от всех новых исследований. Ведь, в сущности, заниматься тем, чтобы говорить только о вещах, которые я знаю, очень скучно. Всякий ученый хочет узнать что-либо новое, а нового он еще не знает, он ищет. Как же можно в науке, руководясь этой пресловутой теорией познания, принимать то, чего я непосредственно не наблюдаю?
Возьмем другой пример, не менее ясный. Нам теперь должно быть вполне понятно, почему Мах так ненавидел атомно-молекулярную теорию. Ведь в те времена мы не могли наблюдать действие отдельных атомов. С точки зрения Маха признавать существование атомов было просто нелепицей, потому что, в конце концов, задача науки состоит в том, чтобы на основании данных нам ощущений или "элементов" составлять понятия, мысли, а эти мысли приспособлять друг к другу. Вот в этом и состоит наука по Маху. Как же мы в качестве элементов берем что-то такое, чего мы никогда не видали? Мах оговаривается, что понятием атома можно пользоваться на практике, но ничего хорошего в этом нет. Всякие сложные молекулярные теории он считал вредным заблуждением.
Итак, с этой точки зрения до 1903 года, когда Крукс показал нам на экране сернистого цинка действия отдельных атомов (потом появились другие методы), вся физика пользовалась фиктивными причинами. Но как же мы должны относиться к гигантской работе целого ряда поколений крупнейших физиков, которые оперировали вот с этими самыми фикциями? Они оперировали фикциями в качестве причин тех явлений, которые они исследовали, принимали нечто такое, что противоречит теории познания.
Каждый человек должен отдавать себе отчет в том, что он говорит. Ясно, что если кто-нибудь такую теорию познания выставил на всеобщее обозрение, значит, она для него обязательна. А факты показывают, что эта теория познания оказывается для всех естествоиспытателей неприемлемой. Поэтому представляется странным, как это Эйнштейн в основу своей теории положил такую теорию познания, которая в других областях оказывается не только неприменимой, но заведомо вредной, поскольку она не дает нам возможности строить новые теории и продвигаться вперед в процессе исследования.
Но, что еще любопытнее, сам Эйнштейн не применяет эту теорию познания в своих классических работах по молекулярной физике. Об этой стороне деятельности Эйнштейна знают немногие, а как автора статей о принципе относительности его знают все. Повторяю, немногие знают, что Эйнштейн сделал ряд блестящих работ по молекулярной физике и притом работ экспериментальных. У него есть напечатанная в 1916 гиду работа об экспериментальном доказательстве Амперовых токов.
В теории Ампера предполагалось, что в намагничиваемых телах в каждой молекуле, т.е. с точки зрения Маха в фикции, движется замкнутый электрический ток. По электронной теории это значит, что вокруг ядра-атома движутся электроны по замкнутым путям. Когда мы намагничиваем тело, то плоскости, в которых располагаются замкнутые пути электронов, выстраиваются перпендикулярно направлению магнитной силовой линии (рис. 2).
Рис. 2. Если вы намагничиваете проволочку AB так, что магнитная сила направлена снизу вверх, то все орбиты электронов должны расположиться в горизонтальных плоскостях (а, а, а...).
Если я возьму железную проволочку AB и подвешу ее к тонкой нити, направленной по ее оси, снабжу проволочку зеркальцем, чтобы наблюдать ее поворот, и если я начну намагничивать эту проволоку параллельно оси, то у меня все "Амперовы токи", все электроны, должны вращаться в плоскостях, перпендикулярных к оси, как показано на чертеже. И если я буду смотреть сверху от А к В, то я увижу, что электроны, вращавшиеся в ненамагниченной проволоке как попало, все стали вертеться в одном направлении.
В механике существует принцип: если данная система, висящая на этой проволоке, не имела вращения, то под действием внутренней силы она не может получить вращения; и если такое вращение для электронов, составляющих материю, получится, благодаря ориентировке их орбит, то для компенсации вся проволока должна повернуться в обратную сторону по стрелке С.
Эйнштейн этот опыт проделал и получил блестящий результат. Пользовался он своей теорией познания? Ведь Амперови токи и электроны - это фикции! Надо полагать, что когда он эту работу продумывал, рассчитывал диаметр проволоки и проч., он свою теорию познания оставил где-нибудь на полочке.
Вообще, с точки зрения защищаемой им философии, всякое новое открытие - есть "нечаянная радость", а может быть, нечаянное огорчение - эго зависит от темперамента.
Как бы там ни было, Эйнштейн и Мах побили старика Ньютона, вытеснили абсолютное пространство. Они поставили дело так, что нам нет больше необходимости прибегать к таким фикциям, по крайней мере, в той области, которая трактуется в формулировке принципа относительности: мы всегда можем всякое движение считать за относительное. Если речь идет о движении земли, то и Коперник и Птоломей, - оба одинаково правы, может быть так, а может быть иначе, и разрешить этот спор нам не дано. Напрасно, в самом деле, Галилей кипятился и навлек на себя всякие неприятности!
Позвольте задать вопрос. Что же, победителям можно почить на лаврах? Но это занятие нездоровое. И вот я думаю, что не очень-то приходится радоваться устранению таких метафизических элементов, как абсолютное пространство. И даже в той самой пресловутой формулировке, которую дали Эйнштейн и Мах, кроются такие стороны, которые при ближайшем рассмотрении приводят нас к тому же самому. Нужно будет тоже вводить фикции, такие же точно, какие вводил Ньютон, так что преимущества нет решительно никакого.
Для того чтобы наше рассуждение было нагляднее, я просто прочту потом выдержку из сочинения В. А. Базарова, а рассказывать об этих двух планетах, нарисованных у нас на доске (рис. 1), более не буду. Но прежде я расскажу о маятнике Фуко. В чем состоит этот знаменитый опыт с маятником Фуко? Позвольте мне выставить модель, которая легко напомнит вам, в чем тут дело (рис. 3).
Рис. 3.
Вы видите вращающийся диск с дугой; посредине к этой дуге подвешен маятник. Я заставляю его качаться; он сохраняет плоскость своего качания (а, а, а...). Но он сохраняет ее не только, когда диск неподвижен, но и тогда, когда я начну поворачивать диск. Вы видите, что маятник сохраняет плоскость своего качания? Я повернул диск на 90 градусов, а маятник продолжает качаться в одном и том же направлении (а, а, а...). От меня к вам, вдоль ковра, лежащего в проходе между стульями. Одним словом, маятник совершенно не участвует во вращении диска и дуги.
Понять это явление очень просто. Что я делаю, когда поворачиваю дугу? Самое большее я закручиваю нить. На плоскость качания маятника это не влияет. Но что будет замечать наблюдатель, если бы он сидел на диске и не замечал собственного движения? Для него плоскость качания маятника поворачивается в сторону, противоположную его собственному вращению, вместе с диском. Здесь всё благополучно: мы с вами видим, что плоскость качания маятника (а, а, а...) по отношению к столу неподвижна, а диск вертится. В положении такого наблюдателя находимся мы с вами.
Представим себе, что мы повесили маятник и пустили его колебаться вдоль этого ковра, лежащего в проходе. Мы находимся на земном шаре, который поворачивается, по учению Коперника. Если подходить к этому с философской точки зрения, то это дело вообще темное, но я буду говорить попросту, по Копернику. Дело происходит следующим образом.
Качается маятник по направлению ковра, а земной шар и с ним наш зал вращается, как нас учили на уроках географии, от запада к востоку. Поэтому надо себе представить, что наша комната поворачивается вот в каком направлении (показывает), а маятник продолжает качаться так, как и раньше. Если комната поворачивается, а мы этого движения не замечаем, то мы будем видеть, что плоскость качания маятника будет поворачиваться так: сначала маятник качался по направлению ковра, затем стал качаться по направлению к тов. Рязанову, затем к В. А, Базарову, потом плоскость его качания будет направлена к столу тт. стенографисток. Этот опыт мы проделываем во всех благоустроенных аудиториях.
С точки зрения Маха и Эйнштейна мы должны сказать: плоскость качания маятника неподвижна по отношению к неподвижным звездам. Другой последователь философии Маха, Петцольд, прямо так и говорит, что маятник Фуко, во всяком случае, не доказывает вращения земли, а доказывает, что плоскость его качания "связана с неподвижными звездами". Очень хорошо!
Теперь позвольте изобразить этот опыт в более фантастической обстановке. Вообразим себе, что мы находимся на земном шаре в таких условиях, что мы никогда не видели Солнца, не видели звезд, что мы находимся под таким густым покровом облаков, через который свет совсем не проходит, но во всём остальном дела обстоят так, как мы привыкли их видеть. Если Эйнштейн излагает теорию относительности на основании таких примеров (мысленных экспериментов), то никто не может мне запретить привести подобный (мысленный) пример - земля под таким густым покровом облаков, что не видно ни Солнца, ни звезд. Мы только что произвели один опыт с моделью маятника Фуко - опыт удается. Потом пусть мы делаем опыт с настоящим маятником Фуко, и плоскость качания маятника Фуко поворачивается.
Теперь, я вас спрашиваю, можем ли мы эти два явления (то, что здесь на столе, и поворот плоскости маятника Фуко) считать сходными. Чтобы не вызывать прений, я скажу - я человек уступчивый, - что или да, или нет. Может быть, эти два явления сходные, а может быть, и нет.
Базаров, В. А. - Вполне сходные.
Тимирязев, А. К. - Я говорю, что, может быть, они и не вполне сходные, я буду считаться и с этой возможностью. Допустим, что эти явления вполне сходные. Мы видим, что плоскость качания маятника при повороте диска стоящей перед нами модели, по отношению к столу остается неподвижной, по отношению к столу (!), но она перемещается по отношению к диску. Здесь все благополучно.
Теперь, допустим, что мы делаем опыт с настоящим маятником Фуко, но при условии, что густые облака покрывали от века и покрывают до сих пор нашу планету. Плоскость качания маятника повернулась, и что же мы тут возьмем в качестве "причины"? Ведь, по Маху - Эйнштейну, причина этого явления связана с неподвижными звездами, а неподвижные звезды для нас, находящихся в указанных условиях, "beobachtbare Erfahrungstatsache" (наблюдаемый факт) или нет? Для нас, людей, никогда не видавших звезд, звездный мир есть фикция - не так ли? Вот эта оболочка облаков, она вращается вместе с нами, по отношению к чему же вращается земля? Чем это, товарищи, хуже абсолютного пространства Ньютона или мирового эфира? Я спрашиваю, чем хуже допущение абсолютного пространства допущения существования звезд, которых я никогда не видал?
Идя по стопам Эйнштейна - Маха, мы попали, признайтесь, все-таки в неловкое положение. Я бы очень желал, чтобы мне указали мою ошибку.
Но обсудим другую возможность. Рассматриваемые два явления ничего общего между собой не имеют. В самом деле, идя тем путем, каким шли до сих пор, мы возражаем против самого принципа относительности. Раз говорят о движении, должно быть дано движущееся тело и то, по отношению к которому оно движется. А тут и этого нет.
Перейдем к другому случаю. Перемещение плоскости качания маятника по отношению к диску - одно дело, а поворот плоскости качания маятника Фуко - совсем другое. Тут я сам выпутаться уже не могу. Поэтому я прошу помочь мне тех, кто мне будет возражать.
Какая будет причина, какая "beobachtbare Erfahrungstatsache", которая эту плоскость качания маятника поворачивает? Я ничего не могу найти. Почему маятник качается сначала в одном направлению, а потом по другому? Что тут в этом маятнике или в точке его привязки заставляет плоскость качания поворачиваться?
Мне кажется, этот второй выход хуже первого. Еще в старину говорили "или - или", третьего не дано, tertium non datur. Но так говорили весьма наивные люди. В. А. Базаров дал нам третий ответ: "плоскость качания маятника на планете, покрытой тучами, поворачиваться не будет". Почему? Да сбудется реченная от Господа пророком Альбертом Эйнштейном абсолютная относительность!
Но оставим все-таки шутки в стороне и давайте посмотрим, какой Владимир Александрович сделал вывод; он сделал его не на основании маятника Фуко, а на основании примера с двумя планетами. Он сделал вывод, который Эйнштейн не решался или не хотел сделать.
Выходит так, что если бы отдаленных тел-звезд (см. рис. 1) - не было совсем, а были только два тела S1 и S2 и S2 оказалось сплющенным, то Владимир Александрович говорит, что такое явление было бы неописуемо, оно не мирилось бы с логикой, это было бы мистикой. Отсюда, в отсутствии звезд сплющивания быть не должно, и плоскость маятника Фуко на затученной планете не должна поворачиваться, - тогда логика с точки зрения Владимира Александровича была бы спасена, и тогда все было бы хорошо.
Но если бы, паче чаяния, плоскость качания все-таки повернулась, то, по-моему, Владимир Александрович, если он последователен, должен был бы придти в президиум Ком. Академии попросить тов. Меницкого сделать в "Известиях ВЦИК'а" объявление: "Пропала логика, нашедшего просят доставить в Ком. Академию, угол Знаменки и Малого Знаменского: вознаграждение столько-то червонцев". Сколько - я не могу сказать, потому что я бы за такую логику и тысячи рублей дензнаками 23 года пожалел бы.
Позвольте мне процитировать слова В. А. Базарова. Если я ошибусь, надеюсь, что он меня поправит. <Если бы оказалось, что при прочих равных условиях относительное вращение неодинаково влияет на шар А и шар В (у нас S1 и S2, рис. 1. - А.К.), например, первый остается неизменным, второй сплющивается в эллипсоид, то это был бы классический случай отказа природы от выполнения предписаний логики. Мы получили бы явление совершенно наглядное, легко воспринимаемое нашими чувствами и вместе с тем принципиально не поддающееся однозначному описанию, беспричинное, непознаваемое.
Но именно так и представляется явление абсолютного вращения ньютоновской механике. Так называемое абсолютное вращение Ньютон вырвал из реальной связи опыта, отнес к фикциям абсолютного пространства и времени, чем, a priori устранялась возможность однозначного описания, а следовательно, и причинного объяснения факта. И настолько велико было обаяние творца классической механики, что целые поколения талантливейших ученых, одушевленных мыслью изгнать из области научного понимания природы всякие следы метафизики и мистики, не примечали, что один из краеугольных камней того фундамента, на котором они строили - абсолютное вращение с его центробежными силами, - есть подлинное чудо: явление неописуемое и необъяснимое> [В. А. Базаров. "Принцип относительности и его философское истолкование", стр.70].
Я позволю себе задать только один вопрос. При построении какой-нибудь машины нам надо по ньютоновской механике рассчитывать центробежные силы? Отсюда вытекает, что вся современная техника основывается на мистике - не так ли? Значит, принимая во внимание все сказанное, я просил бы привести хоть один пример, где мы на основании мистики можем построить какую-нибудь машину. Если кто-нибудь что-нибудь утверждает, он должен хоть чем-нибудь да подтвердить свой взгляд. Зачем же мы, в самом деле, занимаемся антирелигиозной пропагандой, если мы на основании мистики можем строить машины? Надо относиться серьезно к тем соображениям, какие высказываешь. Затем надо сказать несколько слов о пресловутом принципе однозначности.
У Владимира Александровича приведено несколько примеров: равноплечий рычаг должен быть в равновесии, так как иначе наша логика дает осечку. Равновесие равноплечего рычага может быть доказано (по Маху и Базарову) логически, без всякого опыта. Ошибка здесь заключается в том, что равновесие рычага настолько обыденное явление, что его наблюдали тысячи раз поколения за поколениями - в этом решительно никто не сомневается. Поэтому равновесие равноплечего рычага нам кажется чем-то само собой разумеющимся, чем-то априорным. Ввиду того, что мы в этом не сомневаемся и не проверяем на опыте, нам и кажется, что эти сведения нами не были почерпнуты из опыта.
Далее я обращаю ваше внимание на то, что Эйнштейн для обоснования своей новой ультра-революционной теории должен был бы перетряхивать всё то, что давно известно. Он ничего нового не прибавил в обоснование с философской точки зрения своего принципа к тому, что было сделано Махом.
Точно так же и с так называемыми "принципом однозначности" я позволю себе привести соображения, которые высказал Владимир Ильич по поводу подобных же рассуждений Петцольда. Именно Петцольд в свое время тоже выставил этот принцип однозначности, который притягивается для опровержения взглядов Ньютона.
Вот, что пишет Ленин. Он цитирует Петцольда: <Мы не можем допустить такой неопределенности и произвола природы, мы должны требовать от нее определенности, закономерности> (Петцольд).
<Так-так. Мы требуем от природы закономерности. Буржуазия требует от своих профессоров реакционности> (Ленин).
Наше мышление требует от природы определенности, и природа всегда подчиняется этому требованию. Мы увидим даже, что в известном смысле она вынуждена подчиняться ему *).
*) В. А. Базаров не так строг по отношению к природе, он дает ей свободу не подчиняться нашей логике, но она, видно, из любезности, до сих пор этой свободой не воспользовалась. (см. "Принцип относительности и его философское толкование").
Почему при толчке по линии AB (рис. 4) тело движется к С, а не к D, не к F и т. д.? <Почему природа не выбирает ни одного из бесчисленных других возможных направлений?" (Петцольд).
<Потому, что они были бы "многозначны", а великое эмпириокритическое открытие Иосифа Петцольда требует однозначности. Подобным несказанным вздором наполняют "эмпириокритики" десятки страниц> (Ленин).
Рис. 4.
Я утверждаю, что в погоне за "однозначностью" указанного типа принцип относительности все-таки его не достигает. Я утверждаю, что в приведенном мной примере с маятником Фуко на планете, окутанной облаками, - а если подумать, их можно привести несколько - это показано ясно. Так что даже эти схемы, которые восхваляют Мах и Эйнштейн, проводить нельзя, потому что в них всё-таки придется прибегать к "фикциям". Для наблюдателя, у которого небо всегда покрыто облаками, звезды будут "фикцией".
Я остановлюсь, пожалуй, на одну минуту на следующей подробности. Владимир Александрович Базаров, Эйнштейн и Мах утверждают, что бессмысленно говорить о том, что вращается вокруг чего, что вращение нам дано не дважды, а всего только один раз.
Я вынимаю из кармана винт и гайку. Не подумайте, товарищи, что я этим самым предлагаю изучать принцип относительности по "производственно-комплексному методу". Я далек от этого. Я хочу на этом примере показать, от чего мы должны отказаться, если мы становимся на эту пресловутую точку зрения.
Всякий знает, что я могу навинчивать гайку на болт, а могу и гайку держать неподвижно и поворачивать болт. Затем можно сделать и так: я могу немножко повернуть в одну сторону гайку, а в другую сторону болт. Это, ведь, знает каждый слесарь. Словом, я могу получить очень большое разнообразие в этих движениях болта и гайки.
Но теперь, представьте себе, что все покрылось туманом, и остался один винт с гайкой, и пусть на гайке или на винте находится наблюдатель. Пусть наш винт имеет громадные размеры, и пусть наблюдатель не видит ничего, кроме самого себя и винта с гайкой. Что тогда будет?
Тогда останется одно относительное вращение чего по отношению к чему, - неизвестно! А наблюдатель, становясь на точку зрения Эйнштейна, должен превратиться в "барана не помнящего" (по выражению Щедрина), который хорошо видел, что вертелась гайка или винт, а когда все покрылось туманом, кроме этого винта и гайки: он все должен позабыть. И с видом глубокомысленного педанта должен повторять: вращение нам не дано дважды, существует только одно относительное движение; мы, ведь, люди науки, не слесари какие-нибудь!
Теперь позвольте мне перейти к вопросу об абсолютном пространстве, о котором говорит Ньютон. Я не буду приводить длинных выдержек: взгляды Ньютона по этому вопросу хорошо известны, он различал абсолютное пространство от пространства относительного, так же, как и время абсолютное от времени относительного. Причем он говорил, что пространство абсолютное существует без всякого отношения к тому, что находится в этом пространстве, а пространство относительное - это есть измерение этого абсолютного пространства. Точно так же и со временем. Время существует независимо от всяких изменений, какие происходят, но эти изменения происходят во времени, и при их помощи мы измеряем это время.
Я всегда думал, что Ньютон этим утверждением о существовании и абсолютного пространства и абсолютного времени хотел просто выразить объективность пространства и времени. Он хотел указать, что пространство и время существуют независимо от наших измерений теми или иными способами. Но мне всегда указывали и указывают, что я жестоко ошибаюсь. Но так ли в самом деле я ошибаюсь? Я сейчас вам приведу ряд соображений по этому поводу высказанных, с одной стороны, материалистами, в материализме которых мы сомневаться не можем, с другой стороны - идеалистами, и, наконец, самим Эйнштейн, и мы посмотрим, кто, в конце концов, нрав.
Прочитаю выдержку из Маха. <Если принять, далее, во внимание, что для ньютоновой механики тяготения и небо неподвижных звезд не может уже иметь значения постоянной, неподвижной системы, нам станет до некоторой степени понятна его рискованная попытка отнести всю динамику к абсолютному пространству и, соответственно, к абсолютному времени. На практике это предположение, кажущееся нам бессмысленным, ничего не изменило в признании неба неподвижных звезд за систему пространственных и временных координат; оно осталось поэтому безвредным и в течение долгого времени ускользало от серьезной критики. Можно, пожалуй, сказать, что главным образом именно со времени Ньютона время и пространство стали теми самостоятельными и, однако, бестелесными сущностями, которыми они считаются по настоящее время> ("Познание и заблуждение", стр. 440).
А вот как излагает Ленин это рассуждение Маха. <В современной физике, - говорит он (Мах. - А.Т.), - держится взгляд Ньютона на абсолютное время и пространство, как таковые. Этот взгляд "нам" представляется бессмысленным, - продолжает Мах, - не подозревая, очевидно, существования на свете материалистов и материалистической теории познания. Но на практике этот взгляд был безвреден и потому долгое время не подвергался критике.
Это наивное замечание о безвредности материалистического взгляда выдает Маха с головой! Во-первых, неверно, что идеалисты не критиковали этого взгляда "очень долго"; Мах просто игнорирует борьбу идеалистической и материалистической теории познания по этому вопросу; он уклоняется от прямого и ясного изложения обоих взглядов. Во-вторых, признавая "безвредность" оспариваемых им материалистических взглядов, Мах, в сущности, признает тем самым их правильность. Ибо как могла бы неправильность оказаться в течение веков безвредной? Куда делся тот критерий практики, с которым Мах пробовал заигрывать?
"Безвредным" материалистический взгляд на объективную реальность времени и пространства может быть только потому, что естествознание не выходит за пределы времени и пространства, за пределы материального мира, предоставляя сие занятие профессорам реакционной философии. Такая безвредность" равносильна правильности> ("Материализм и эмпириокритицизм", стр, 178).
Посмотрим теперь, что пишет академик А. В. Васильев, которого в чём-чём, а в материализме никак нельзя обвинить. Вот что он пишет по поводу заслуг архиепископа Беркли: <Эта сильная критика понятия об абсолютном пространстве вполне естественна со стороны мыслителя, который впервые в европейской философии господствовавшему взгляду на пространство, как на нечто объективное, противопоставил объяснение пространственных представлений ассоциацией осязательных, двигательных и зрительных ощущений> ("Исторические основы теории относительности", стр. 41).
Немного дальше, на стр. 49, у проф. Васильева есть крайне ценное примечание: <Позже метафизических взглядов на пространство и время под влиянием левого гегельянства держались Плеханов и Вл. Ильин (Н. Ленин)>. [Вл. Ильин и Николай Ленин - конспиративные псевдонимы Владимира Ильича Ульянова (Ленина)].
А вот что пишет сам Эйнштейн: <Чтобы можно было смотреть на вращение системы, как на нечто реальное, Ньютон объективирует пространство> (Эйнштейн. "Эфир и принцип относительности", Петроград 1922, стр. 19).
Следовательно, все свидетели, несмотря на различие их взглядов, сходятся в одном, что Ньютон считал пространство и время существующими объективно - путаницы тут никакой нет. Итак, Ньютон смотрит материалистически на пространство и время. Он полагал, что пространство и время, так же, как и материя, существуют независимо от нашего сознания, от наших методов измерения. В этом он сходился с материалистами - Фейербахом, определявшим пространство и время как необходимые условия существования материи, и Энгельсом, утверждавшим, что пространство и время - формы бытия материи.
Теперь давайте посмотрим на то, как определяется пространство и время у Эйнштейна хотя бы в специальном принципе относительности.
По Эйнштейну, система пространства и времени - это есть результат наших измерений, которые каждый наблюдатель производит своими масштабами и своими часами, причем эти часы сверяются совершенно определенным образом. Скорость света предполагается неизменной; почти все сторонники теории Эйнштейна, не исключая и Владимира Александровича Базарова, указывают, что опыт Майкельсона доказывает постоянство скорости света.
Я против этого возражаю потому, что опыт Майкельсона совершенно недостаточен для решения вопроса. Поэтому я готов защищать тезис: никто никогда в опыте не устанавливал независимость скорости света от системы отсчета, т.е. от состояния движения экспериментатора с его приборами.
Итак, по Эйнштейну, время определяется часами, которые регулируются при помощи световых сигналов, а скорость света считается всегда равной 300000 километрам в секунду (в специальной теории). Этот комплекс показаний часов и есть время. Это не один из возможных способов измерения времени, а само время как таковое!
Итак, помимо этих показаний часов, никакого времени нет. Конечно, нет необходимости, чтобы часы были часами со стрелками, - это может быть любой процесс, который мы устанавливаем в согласии с получаемыми световыми сигналами.
Если мы станем на единственно правильную материалистическую точку зрения, и будем считать, что правило Эйнштейна, которым он определяет пространство и время, есть только один из способов измерения времени и измерения пространства, то это будет роковым решением для теории Эйнштейна и для философии Маха. Существует, ведь, то, что я непосредственно вижу и измеряю, т.е. показания часов и результаты измерений масштабом. А если возможно определять время и пространство каким-нибудь еще и другим способом, то вдруг окажется, что этот новый способ дает нам возможность доказать правоту Коперника и доказать, что вращается земля, а не "твердь небесная"!
Потому Эйнштейну и необходимо держаться за свои определения времени и пространства как в своей специальной, так и в общей теории, как за единственные определяющие, как за самое доподлинное время и пространство. Причем это время и пространство для каждой системы координат - различные! Таким образом, в теории относительности сам принцип относительности есть нечто абсолютное.
Вот, товарищи, в общем-то, что я хотел сказать. Если я что-нибудь упустил, то это выяснится в ходе прений, и я тогда могу в заключительном слове сделать необходимые дополнения.
Еще я коснусь вопроса о том, как относятся сейчас к принципу относительности.
Отношение - весьма различное. Со стороны популяризаторов, со стороны людей, мало знающих его и не особенно близко стоящих к самой науке - замечается один сплошной восторг. Математики восторгаются им потому, что они рассматривают исключительно формальную сторону дела. Физики относятся гораздо более сдержанно.
Присутствующий здесь профессор В. И. Романов может подтвердить, что на съезде в Бонне минувшей осенью на эту тему обсуждался вопрос, поскольку наблюдения, сделанные во время солнечного затмения, подтверждают правильность предположения Эйнштейном (об этих наблюдениях во всех газетах возвестили как о триумфе Эйнштейна). Диспут в Бонне велся в присутствии Эйнштейна. В результате дискуссии было выяснено, что еще рано говорить о подтверждении предсказания теории.
С движением перигелия Меркурия дело обстоит еще хуже, потому что астрономы нашли ошибки в подсчете перемещения перигелия. Оказалось, что это смещение перигелия гораздо меньше, чем это вытекает из теории Эйнштейна.
В недавней статье в "Annalen der Physik" Герольд Глейх определенно указывает, что если бы и подтвердилась из наблюдений величина смещения перигелия Меркурия, что, по меньшей мере, сейчас сомнительно, то это ничего не доказывает, так как целый ряд других теорий, числом пять, приводят к тому же самому результату.
Укажу также на один факт, который всех ошеломил. Это повторение опыта Майкельсона Миллером. Опыт дал положительный результат. Из истории этого вопроса мы знаем, что в течение 18 лет Миллер пробовал повторять этот опыт на разных высотах над уровнем моря и заметил, что, чем выше мы находимся над уровнем моря, тем больший получается эффект. Величина эффекта не совпадает с величиной, которая вытекает из элементарной теории, но эффект всё-таки получается, а по теории относительности его не должно быть. Сам автор настолько осторожен, что он еще не делает выводов. Он указывает, что <мы должны несколько раз повторить опыт, и тогда только мы сделаем соответствующие выводы>.
Как бы то ни было, движение по отношению к эфиру сейчас, на основании этих опытов, показать можно. Как тогда быть с постулатом постоянства скорости света - я, по крайней мере, не знаю.
Очень многие сторонники теории относительности говорят, что у Миллера сказалось влияние вращения Земли. Оказывается, - это неверно. Речь идет о влиянии поступательного движения. Во всяком случае, я указываю, как на знаменательный факт, что сейчас занялись этим вопросом экспериментально. До сих пор существовал какой-то зарок, и благодаря авторитету Эйнштейна считали, что искать опытным путем доказательств движения земли все равно, что искать perpetuum mobile. Но нашлись смелые люди вроде Миллера, которые не побоялись насмешек и действительно, не на словах, а на деле, стали двигать науку вперед в той области, где в течение нескольких лет наблюдался застой.
Позвольте подвести маленький итог. Мне думается, что мне удалось показать, в какой мере Эйнштейн руководствовался философией Маха, и что только в этих работах эта философия ему и была нужна. Для исследований в области молекулярной физики теория познания Маха прямо вредна. В области же отвлеченных рассуждений, стоящих в стороне от всякого опыта, она оказалась полезна Эйнштейну.
Но есть ли это поступательное движение в науке? Я приведу только одну выдержку, очень любопытную, так как она показывает, в какой мере Эйнштейн старается стричь природу под свою гребенку. <Можно принять существование эфира, не следует только заботиться о том, чтобы приписывать ему определенное состояние движения. Иначе говоря, нужно путем абстрагирования отнять от него последний механический признак, который ему еще оставил Лоренц. Позднее мы увидим, что данные всеобщей теории относительности оправдывают такое представление, допустимость же этого представления я выясню сейчас же на одном несколько хромающем примере.
Представим себе волны на поверхности воды. Можно различать в этом явлении две стороны. Прежде всего, можно исследовать, как с течением времени меняется волнообразная поверхность, разделяющая воду и воздух. Но можно также, - например, при помощи маленьких плавающих тел, - исследовать, как изменяется с течением времени положение отдельных частиц воды. Предположим, однако, что мы принципиально отказываемся от применения таких плавающих телец для исследования движения частиц воды, тогда мы сможем во всем явлении заметить только пространственное изменение во времени положения поверхности воды. В таком случае у нас нет никаких оснований предполагать, что вода состоит из подвижных частиц. Тем не менее, мы можем спокойно считать воду средой> (А. Эйнштейн. "Эфир и принцип относительности>, стр. 17).
Значит, для того, чтобы все по этой революционной теории выходило гладко, нам нужно отказаться от того, что мы уже знаем. Нужно отказаться от того, что вода состоит из частиц, потому что нам это в данном случае удобно. Тут просто говорится: оставьте меня в покое, я понимаю, что вода состоит из частиц, но я не хочу этого, мне эти грубые частицы мешают полету моей смелой мысли. При обосновании математических преобразований принципа относительности мы должны говорить о том, что Коперник, в сущности, ничего не доказал, так как и он и Птолемей - оба правы. В этой области науки мы должны, по крайней мере, в некоторых частях идти не вперед, а назад, а потому можно и заключить хотя бы и временный союз с реакционной философией.
В заключение я должен сказать, что подобного рода философия, которая положена в основу теории относительности, является помехой для настоящей исследовательской работы естественника, которая состоит все-таки - по-старому - в изучении того, что есть.
Заключительное слово
Товарищи, ответ, сколько-нибудь обстоятельный на те возражения, которые мне были сделаны сегодня, потребует довольно много времени. Поэтому я очень рад воспользоваться тем предложением, которое в конце концов было принято. Мне предоставляется заключительное слово сегодня с тем, чтобы прения всё-таки не были на этом закончены. Мы соберемся здесь еще раз, и потому, если я не успею ответить на все возражения сегодня, то у меня останется возможность ответить во втором заключительном слове, которое, надеюсь, мне будет предоставлено на нашем следующем собрании.
Перехожу к общей характеристике тех нападок, которые на меня делались. Я, прежде всего, должен сказать, что ни один из возражавших мне товарищей не обмолвился ни одним словом о том принципиальном затруднении, в какое попали "релятивисты" и которое я иллюстрировал на примере опыта с маятником Фуко на планете, покрытой тучами *).
*) По этому поводу мне после доклада возражали, что этот пример есть у Пуанкаре. Я вовсе и не заявлял никаких претензий на приоритет, хотя ни Пуанкаре, ни ряд других исследователей не делали из этого примера тех выводов, на которые я обратил внимание в своем докладе. Пуанкаре, говоря о гипотетических жителях Юпитера, живущих под толстым слоем облаков, приходит к выводу, что у них должен был появиться свои Коиерник, который своей гипотезой о вращении самой планеты дал бы возможность "экономнее" изложить явления природы. Я ставил вопрос иначе. Если мы в данной случае допускаем вращение планеты, то по отношению к чему она вращается? Мы неизбежно должны сделать допущение о чем-то, чего мы не видели и не наблюдаем, т.е. отказаться от пресловутой теории познания Маха - Эйнштейна. В недавно полученной в Москве книжке "The Scientific Monthly" (December, 1923) напечатана интересная критическая статья Dr. P. R. Heyl'a "Здравый смысл принципа относительности", где проводится аналогичная мысль. Примеч. - 1/III 1924 г.
Правда, тов. Шатуновский тоном победителя заявил, что вращение плоскости колебания маятника происходит по отношению к среде, передающей силу тяжести, но ведь это не возражение, а повторение моего аргумента; ведь эту среду, передающую силу тяжести, мы так же не ощущаем, как и абсолютное пространство Ньютона. Итак, по самому существенному пункту доклада никто ни одного возражения не сделал.
Если резюмировать все сказанное здесь, то, за исключением некоторой части замечаний тов. Шмидта, наше разногласие сводится к различию во взглядах на теорию познания. Я придерживаюсь точки зрения материалистической. Мои уважаемые противники, к сожалению, ее не разделяют.
Материалист в научных вопросах не может отделять теорию познания от практики, - от исследовательской работы. Для него просто смешно слышать, когда, подражая Маху, люди говорят, что в процессе исследования нельзя не быть материалистом, но в теории познания нельзя становиться на наивную точку зрения исследователя.
Многие из говоривших здесь утверждали, что раз я отстаиваю взгляды на абсолютное пространство Ньютона, то я за господа Бога. Извините меня, товарищи, но ведь это очень избитое возражение, которым пользуются все идеалисты в своих антиматериалистических и антинаучных выступлениях [См. А. Тимирязев. Поход буржуазной науки против материализма в области естествознания. - "Спутник Коммуниста" № 18, 1922 год. В настоящем сборнике - статья VI].
Особенно удивительно звучало это обвинение в устах тов. Кагана. Он утверждал, что ньютоново пространство основано на вере, и выдвигал вместо него принцип относительности с лежащими в его основе 10 функциями, которые нам совсем не известны; он прямо так и выразился: эти 10 функций для нас terra incognitissima. Спрашивается, а в эти 10 функций верят или не верят?
Но вернемся к абсолютному пространству. Говорят, оно принципиально не наблюдаемо. Все выступавшие говорили, что я не понял Эйнштейна, что у него слово beobachtbar значит не просто наблюдаемый, а принципиально наблюдаемый, а ньютоново пространство принципиально ненаблюдаемо.
А где, уважаемые товарищи, у вас критерий того, что принципиально наблюдаемо, а что нет? Разве не слышали мы десятки лет разговоров, что атомы принципиально не наблюдаемы. Правда, это все в стиле философии Маха: если я сегодня чего-нибудь не вижу, то, значит, этого я и не увижу никогда. Ведь вся задача ученого согласовать друг с другом "элементы", а "элементы" нам уже даны в наших ощущениях - не так ли?
Никто не будет утверждать, что понятие о пространстве, выставленное Ньютоном, так навеки и должно сохраниться во всей своей полноте, - это вопрос другой, его я сегодня и не затрагивал. Но основная мысль, что пространство не зависит от нашего сознания, что оно реально существует, - это основа всякой настоящей науки, основа материализма, и эта мысль Ньютона, безусловно, не устарела.
Я не касался вопроса об эфире. Эфир тоже относят к разряду чего-то принципиально непознаваемого, а вот мы теперь имеем сведения об удачном повторении опыта Майкельсона. Если эти сведения подтвердятся, мы и для поступательного движения будем иметь возможность определять движение земли по отношению к этому эфиру. Тогда получится опять большое противоречие с теорией познания Эйнштейна. Не говоря уже о том, что тогда будет опровергнут основой "постулат" специальной теории Эйнштейна - постулат постоянства скорости света.
Тов. Шатуновский жестоко ошибся, утверждая, что электрон есть энергия. "Электрон, как выразился покойный сэр Виллиам Рамзи, есть вещь". О точке зрения Рамзи и многих других людей науки, стоящих на материалистической точке зрения, можно много найти в книжке Владимира Ильича. Да будет мне позволено прочесть из этой книжки еще несколько строк. <Когда физики говорят: "материя исчезает", они хотят этим сказать, что до сих пор естествознание приводило все свои исследования физического мира к трем последним понятиям - материя, электричество и эфир; теперь же остаются только два последние, ибо материю удается свести к электричеству:>.
Вы нигде не найдете у Ленина указания на то, что электричество есть энергия, потому что это фактически неверно, а у Владимира Ильича вы не найдете ни одной мысли, которая бы шла вразрез с фактическим содержанием науки. Электрон есть "вещь", есть нечто существующее в пространстве и во времени, независимо от того, что мы о нем думаем.
Очень удивляет меня заявление тов. Отто Юльевича Шмидта, что надо отгораживаться от "наивного" реализма, и в то же время тов. Шмидт причисляет себя к материалистам. Вся суть материализма и состоит в том, что "наивный" взгляд всякого человека с неповрежденными мозгами сознательно полагается в основу теории познания диалектического материализма.
Позвольте опять привести слова Ленина: <Ссылка на "наивный реализм", якобы защищаемый подобной философией, есть софизм самого дешевенького свойства. "Наивный реализм" всякого здорового человека, не побывавшего в сумасшедшем доме или в науке у философов-идеалистов, состоит в том, что вещи, среда, мир существуют независимо от нашего ощущения, от нашего сознания, от нашего Я и от человека вообще... "Наивное" убеждение человечества сознательно кладется материализмом в основу его теории познания>. Очень было бы интересно узнать, от какого такого "наивного реализма" должен отгораживаться, по мнению тов. Шмидта, материалист?
Как я уже говорил, наши разногласия сводятся к тому, как мы смотрим на теорию познания. Мне возражали, что наши представления о мире изменяются. Да разве я это отрицал? Наши познания изменяются: они совершенствуются, они становятся все лучшей и лучшей картиной того, что есть, а в том, что есть, что существует, происходят непрерывные процессы, непрерывные изменения. Но в каждый данный момент наши познания представляют собой в пределах того, что дает нам наша практика, относительно верное изображение абсолютной истины. Так как утверждение, что мир существует независимо от нашего сознания и существует в пространстве и времени, есть самая настоящая абсолютная истина.
Отто Юльевич говорил, что к принципу относительности можно подойти с материалистической точки зрения, и ссылался на Шликка. Вот уж этого я никак не ожидал. Что общего между Шликком и материализмом? Большей путаницы, чем у Шликка, мне, кажется, нигде не приходилось читать: он на каждом шагу сам себе противоречит. На одной странице он говорит: не существует единого пространства, существует пространство, зрительное, пространство осязательное и т. д. Все эти пространства ничего общего между собой не имеют, и их никак нельзя между собой сопоставлять. А через несколько строчек, нисколько не смущаясь, пишет, что в физике мы говорим о пространстве, как о синтезе всех этих пространств, которые, как только что перед тем было выяснено, нельзя даже сопоставлять между собой. И это тов. Шмидт называет материалистическим подходом?
Далее Отто Юльевич говорил, что единственная база для измерения времени - это скорость света. А откуда вы знаете, что мы исчерпали все возможности, неужели материалист-диалектик может сказать, что он все в мире знает? Что все способы регулировки часов исчерпаны? Это совсем не марксистский подход.
Если я не ошибаюсь, Владимир Александрович Базаров говорил здесь о трудностях, которые встретились при разработке теории эфира. Он говорил, что эфир приходится считать невесомым, и вот Эйнштейн будто бы нас избавил от этих трудностей. Я спрашиваю, слышал ли Владимир Александрович, что существовал и существует некий Джозеф Томсон.
Базаров, В. А. - Конечно, слышал.
Тимирязев, А. К. - Вот присутствующий здесь т. Юшкевич в одной из своих статей сослался на авторитет Томсона, сказавшего, что теория относительности Эйнштейна есть величайшее явление в науке после Ньютона. Эти слова действительно были сказаны Томсоном, но тут я охотно присоединяюсь к тов. Богданову и скажу: надо, прежде всего, поставить вопрос: где и когда и при каких обстоятельствах были сказаны эти слова? Слова эти были произнесены в торжественной речи на годичном собрании Лондонского Королевского Общества по поводу присуждения премии Эйнштейну. В такие моменты всегда говорят приятные вещи *).
*) 6 ноября 1919 года на совместном заседании Королевского Общества и Королевского астрономического общества Дж. Дж. Томсон сказал: <Это самый важный результат, полученный в теории тяготения со времени Ньютона, и весьма символично, что о нём объявлено на заседании Общества, столь тесно связанного с именем великого ученого: Этот результат - одно из высочайших достижений человеческого разума>. Данные слова были приведены в лондонской
от 7 ноября 1919 года. В от 9 ноября первая строка процитированного пассажа подверглась некоторому искажению. На русский язык ее можно перевести так: <Это одно из величайших - возможно, самое великое достижение человечества за всю историю науки>. Событие, о котором идет речь, происходило в 1920 году, а в 1922 году за 1921 год Эйнштейну была присуждена Нобелевская премия. Официально ее вручили <за его заслуги в области математической физики и особо за открытие закона фотоэлектрического эффекта>. Но негласно Нобелевская премия была выручена ему за эмпирически подтвердившуюся теорию относительности. Однако группа нобелевских лауреатов во главе Филиппом Ленардом категорически воспротивилась этому. Тогда Нобелевский комитет пошел на определенный компромисс, назвав в качестве <особого> достижения объяснение фотоэлектрического эффекта. Поясним также, что из-за войны Нобелевские премии вручались одновременно за 1914 - 1918 гг., затем за 1919 - 1920, за 1921 - 1922. После этого премии стали присуждаться как обычно, ежегодно.- Примеч. Олега Акимова.
Но применим тот самый метод, которым мы пользовались сегодня в нашем докладе. Не будем много обращать внимания на то, что люди говорят, а присмотримся к тому, что они делают. В том же 1920 году, когда были сказаны эти всем теперь известные слова, тот же Томсон написал замечательную статью (она напечатана в июньской книжке "Philosophical Magazine", 1920), где он, развивая свою точку зрения на природу электромагнитного поля, приходит к выводам, во многом сходным с выводами Эйнштейна, но при этом он ни на минуту не отрывается от материалистической базы. Оттого, вероятно, эта работа и тщательно замалчивается.
В его теории нет "абсолютной относительности". Он указывает на принципиальную возможность определять (о, ужас!) абсолютное движение, но предупреждает, что в настоящее время мы еще далеки от практического осуществления этой задачи.
Томсон категорически заявляет, что он написал эту статью для тех, кто не довольствуется математическими символами, кто привык, что за математическими символами должны скрываться конкретные физические образы.
По этому же пути пошел и немецкий физик Отто Винер. Он делает крайне интересную попытку построит модель эфира, т.е. делает как раз то, что строжайше запрещено принципом относительности.
Винер исходит из очень простых допущений: он рассматривает обыкновенную несжимаемую жидкость, которая заполняет безграничную область, и рассматривает самые разнообразные формы движения, какие могут совершать отдельные ее части. Все части жидкости между собой связаны, поэтому движение какой-либо ее одной части может в той или иной степени отражаться на движении остальных частей жидкости: характер этого влияния зависит от формы движения.
Винер показывает, что две движущиеся части жидкости, в зависимости от характера движения, могут притягиваться, отталкиваться или не оказывать никакого действия друг на друга. Из этих движущихся областей жидкости, по Винеру, состоит то, что мы называем эфир и обыкновенная материя. Следовательно, можно на механической модели показать возможность существования "весомых" и "невесомых" масс.
Движение с переменной массой, зависящей от скорости, весьма ясно и наглядно истолковывается Томсоном, как прилипание к движущимся силовым линиям электрического заряда частей окружающего его эфира. Пока эфир не связан с этими силовыми линиями или так называемыми "фарадеевскими трубками", мы его не можем привести в движение, он для нас "невесом".
Таким образом, физики, которые привыкли оперировать определенными физическими моделями, понятными всем и каждому, могут вовсе не так плохо разбираться в тех задачах, которые будто бы впервые выдвинуты Эйнштейном.
Как можно утверждать, что Эйнштейн отрицает действие на расстояние, когда у него или совсем нет эфира, или имеется метафизический эфир, который не имеет права ни покоиться, ни двигаться, - я, признаюсь, совсем не понимаю. Я никак не могу понять, что действие на расстояние между луной и землей упразднено тем, что в промежутке между ними имеют место дифференциальные уравнения.
В заключение несколько слов о том, что теория Эйнштейна послужила мощным толчком к новым исследованиям и предсказала новые факты. Я позволю себе спросить: покажите мне, где эти исследования? Огромное большинство теоретических работ таковы, что любой физик, прочтя их, скажет, что он ни на йоту не подвинулся вперед в понимании окружающих его физических явлений. И смещение луча звезды, и смещение спектральных линий, и движение перигелия Меркурия не могут служить доказательствами. Во-первых, совпадение теории с опытом далеко не доказано, и сейчас мы как будто дальше отошли от решения этого вопроса, чем это казалось два года тому назад. А если мы даже и все это оказалось правильным, т.е. теория подтвердилась бы на опыте, то и тогда этим было бы еще немного сказано, так как существует очень много гораздо более простых объяснений. Причем эти объяснения свободны от тех исключительных гипотез, какие с точки зрения физика включены в теорию Эйнштейна.
Можно с полной уверенностью сказать, что в специальной литературе все чаще и чаще появляются статьи с возражениями против теории Эйнштейна, но об этих работах не принято упоминать даже в библиографических обзорах, так как возражать против "модной" теории, - значит совершать неподобающие поступки в состоянии "запальчивости и раздражения".
Смирнов, В. М. - Объявляю заседание закрытым.
|
|
 |
