Банеш Хофман - Альберт Эйнштейн. ТВОРЕЦ И БУНТАРЬ.

«К электродинамике движущихся тел». В анналах науки эта работа, — последняя из четырех статей, упомянутых Эйнштейном в письме к Габихту, — пользуется заслуженной славой, и именно в связи с ней мы, наконец, обратимся к теории относительности. Эйнштейн писал Габихту, что готов лишь черновой вариант статьи. Впрочем, не будем судить его за медлительность. Работа над рукописью не затянулась надолго: окончательный вариант статьи был завершен поразительно быстро. Статья попала в редакцию «Annalen der Physik» 30 июня 1905 г., всего через пятнадцать недель после «очень революционной» статьи о световых квантах, причем в промежутке Эйнштейн завершил докторскую диссертацию и статью о броуновском движении. И все это — наряду с каждодневным трудом в Бюро патентов. Неудивительно, что, закончив статью об относительности, он почувствовал крайнюю усталость.

Каково мое место в пространстве? Как происходит мое движение в нем? Эти необъятные вопросы лежат в основе теории относительности, и оба они таят немало сюрпризов. Попробуйте представить себе, какие эмоции могли бы вызвать эти вопросы у первобытного человека, даже просто приснившись ему: кошмарные видения, что он теряется в непроходимых лесах и мечется из стороны в сторону, окруженный невидимыми опасностями; и чувство облегчения, когда, пробудившись ото сна, он видит, что благополучно оставался все это время в своей пещере — в родном «доме», в покое, и мучившие его вопросы благополучно разрешились.

Но не слишком ли легко получены ответы? Как отнеслись бы к этим вопросам люди, находящиеся на более высокой ступени цивилизации, — средневековые монахи, верившие в неподвижность Земли, вокруг которой вращалось все сущее — материальное и духовное? Для них тоже ответы не представляли труда, однако лишь до поры до времени. Дело в том, что Коперник, а за ним Кеплер и Галилей посеяли ересь о движущейся Земле. Церковь была до того напугана, что принялась преследовать еретиков. Ведь идея о движении Земли лишала Человека центрального места в принятой святой церковью схеме мироздания. Ересь все глубже пускала корни. И если мать-Земля всего лишь странствующая песчинка, затерянная в неисчерпаемых глубинах Вселенной, то где же монастырь? Где пещера? И как происходит их движение?

Долгое время люди вслед за Платоном и Аристотелем верили, что царящие на небесах законы полностью отличаются от тех, которые управляют земной жизнью. В те времена у человечества было предостаточно на то оснований: в самом деле, хотя Луна и вращается в космической пустоте, но разве яблоки тем не менее не падают на землю?

И вот в 1687 г. Ньютон завершает свои «Начала» — величайший научный труд всех времен. Он объединил и небеса, и землю в могущественном синтезе: яблоко и Луна — все без исключения предметы материального мира подчинялись одним и тем же простым законам и непреклонно двигались по предназначенным для них траекториям как части огромного механизма.

Законы Ньютона удивительно немногочисленны и немногословны: три закона посвящены движению, а один — гравитации — действию на расстоянии. Формулируя эти законы, Ньютон не мог не говорить о состояниях покоя и движения. Но относительно чего следовало рассматривать эти состояния? Безусловно, не по отношению к несущейся в пространстве Земле. Ньютон устанавливал законы, годные для любого места во Вселенной, а не только для Земли. С присущей ему гениальностью он сознавал, что для законов столь всеобъемлющего вселенского масштаба и начало отсчета должно быть соответствующим.

Итак, движение и покой — относительно чего? Ньютон смело ввел в физику бесконечное и однородное абсолютное пространство, которое он провозгласил неподвижным и объяснил его происхождение вездесущностью бога. Он выдвинул также идею абсолютного времени, которое, как он утверждал, течет равномерно. Абсолютное время Ньютон объяснил бессмертием бога. Неподвижное абсолютное пространство позволяло Ньютону ввести во вселенском масштабе абсолютный покой и абсолютное движение. Основываясь на неизменности абсолютного времени, он имел возможность определить как равномерное, так и неравномерное движение. Теперь он был готов ответить на всеобъемлющие вопросы: Каково мое место в пространстве? Как происходит мое движение в нем?

Если вдуматься, то нетрудно убедиться, что эти рассуждения до некоторой степени абсурдны. Можно ли удовлетвориться абсолютным пространством, однородным и потому лишенным каких-либо ориентиров, в качестве некоего стандарта, относительно которого должно определять положение тела в пространстве и его движение? Разве часы, как бы неверно они ни шли, не ведут сами по себе точный отсчет времени? Если нет, то почему в таком случае может не быть равномерным течение абсолютного времени, если единственный критерий для сравнения оно само?

Во всем этом нет ничего необычного. Фундаментальные основы естественных наук всегда отличаются изрядной запутанностью. Ньютон был далеко не так прост и прекрасно понимал, что делает. Ведь ему надо было с чего-то начать, и то, что он ввел абсолютное пространство и абсолютное время, свидетельствует о его подлинной гениальности. На идеи Ньютона сразу же накинулись такие авторитетные критики, как ирландский философ и епископ Джордж Беркли или немецкий философ, математик и дипломат Готфрид Лейбниц. Однако успех теории Ньютона заставил умолкнуть его противников. Абсолютное пространство и абсолютное время «выжили» и обрели статус научной догмы. По прошествии 200 лет, уже в XIX в., Эрнст Мах вновь подверг эти догмы критике. И все-таки они устояли: Ньютон был мастером своего дела, и построенная им система механики была рассчитана на века.

Прежде чем пойти далее, давайте для удобства условимся, что, говоря о «равномерном» движении, будем впредь иметь в виду прямолинейное равномерное движение.

В «Началах» Ньютона приводится множество вытекающих из установленных им законов следствий. Пятое из них гласит (с учетом принятого нами условия):

«Относительные движения друг по отношению к другу тел, заключенных в каком-либо пространстве, одинаковы, покоится ли это пространство или движется равномерно и прямолинейно…»　

Здесь утверждается — и это согласуется с нашим опытом, — что внутри равномерно движущегося тела движение незаметно. Вы возразите, что движение открытого аппарата — будь оно даже равномерным — разоблачили бы смена пейзажа и напор воздуха. Подобное возражение нетрудно было бы отвести, если допустить, что аппарат герметичен и не имеет окон. Но к чему кривить душой? И проносящийся мимо нас пейзаж, и напор воздуха говорят лишь о том, что именно относительно них совершается движение. Ньютон рассуждал в космическом масштабе, говоря об абсолютном покое и равномерном абсолютном движении относительно однородного абсолютного пространства. Попробуем тогда вообразить себя пассажирами научного летательного аппарата, осуществляющего равномерное абсолютное движение где-то в абсолютном пространстве. Перед нами стоит задача ответить в некотором абсолютном смысле на вопрос: «Как происходит наше движение?»