М Иовчук - Краткий очерк истории философии

Первая причина — математизация теоретической физики. Уже в начале XIX в. в теоретической механике стали широко применяться системы дифференциальных уравнений. Открытие закона сохранения и превращения энергии положило начало термодинамике — важнейшей области теоретической физики, изучающей тепловые процессы. Термодинамика, не вникая во внутренний механизм определенного процесса (он может быть вообще неизвестен), но исходя из законов сохранения энергии, возрастания энтропии и т. д., может сделать некоторые точные предсказания о ходе этого процесса в будущем. Именно в связи с успехами термодинамики появилась такая разновидность «физического идеализма», как «энергетизм» В. Оствальда.

Развитие теории электромагнетизма в последней трети XIX в. привело к дальнейшему расширению применения систем дифференциальных уравнений и внедрению в теоретическую физику еще более необычного, более опосредованно связанного с опытом математического аппарата, (например, тензорного анализа).

Рост применения математики в физике есть прямой показатель ее прогресса; математика колоссально расширяет возможности познания законов природы, раздвигает рамки научного предвидения. Но в этом прогрессивном явлении заключена известная опасность, особенно для лиц, специализирующихся на приложении математики к физике. Ученые начинают видеть свою задачу не в том, чтобы отобразить реальный процесс, а в том, чтобы изобрести «удобную» математическую схему, которая возможно более просто «описала» бы совокупность имеющихся опытных данных. Например, Оствальд, Мах и некоторые другие ученые отрицали существование атомов в конце XIX в. потому, что системы дифференциальных уравнений в термодинамике можно было составить и без атомистических представлений. «Крупный успех естествознания, — писал Ленин, — приближение к таким однородным и простым элементам материи, законы движения которых допускают математическую обработку, порождает забвение материи математиками. „Материя исчезает“, остаются одни уравнения. На новой стадии развития и, якобы, по-новому получается старая кантианская идея: разум предписывает законы природе».

Вторая причина, обусловившая появление «физического идеализма», — крутая ломка представлений в физике конца XIX — начала XX в. и связанное с ней распространение идей релятивизма. Коренные изменения в физической теории были прежде всего связаны с развитием двух ее ветвей: теории электромагнитных процессов и атомистики. До конца XIX в. физики были убеждены в универсальной значимости законов классической механики Галилея — Ньютона. Ее считали долгое время полностью приложимой не только к обычным телам, но также к электричеству и гипотетическому эфиру — невесомой и непрерывной среде, передающей электрическое и магнитное взаимодействие тел. Физика XIX в. верила в то, что все процессы в природе рано или поздно можно будет свести к механическому взаимодействию мельчайших частиц, как-то: атомов, частиц эфира и т. д.

К концу XIX в. гипотезу механического эфира пришлось отбросить, ее место заняло представление об электромагнитном поле, колебаниями которого оказались столь различные на первый взгляд явления, как видимый свет, радиоволны и открытые на пороге нового века лучи Рентгена. Были открыты неожиданные свойства этого поля. В опытах Лебедева было подтверждено предсказание теории о давлении света; этим было доказано, что электромагнитное поле имеет массу. Разрушено было также одностороннее представление о непрерывности поля: в 1900 г. Планк для объяснения процесса излучения ввел представление о распространении света определенными порциями, квантами, т. е. о прерывности поля наряду с его непрерывностью. Неприменимость к полю представлений классической механики ярче всего проявилась в очень точных опытах Майкельсона, обнаружившего еще в 1881 г., что обычное правило сложения скоростей для света нарушается. Над объяснением этого «диковинного» факта физики бились около четверти века; только в 1905 г. Эйнштейн в частной теории относительности разрешил этот вопрос, пересмотрев самые основы классической механики — ее представления о пространстве и времени. Время и пространство считались в ньютоновской механике абсолютными, не зависящими от движения тела и не связанными друг с другом. Теория относительности при объяснении процессов электромагнетизма пришла к другому выводу, выходящему по своему значению далеко за пределы электродинамики, а именно что время и пространство взаимосвязаны и что они относительны — в том смысле, что зависят от взаимного движения тел (но не в смысле зависимости от сознания человека).

Таким образом, развитие теории электромагнетизма и теории относительности привело к крушению представлений об универсальности законов механики, к краху механической картины мира.

С другой стороны, не успела еще заглохнуть оппозиция консерваторов от науки, отрицавших реальность атомов, как открытие радиоактивности (1896) и электрона (1897) поставило в порядок дня науки вопрос о внутреннем строении атома. Радиоактивное излучение свидетельствовало о наличии внутри атома колоссальных, пока еще не изученных источников энергии и о превращаемости химических элементов, например радия в гелий и свинец. При исследовании электронных пучков было найдено, что масса электрона изменяется при изменении скорости его движения. Появились первые теории атома, предполагавшие, что атом, будучи в целом электрически нейтральным, состоит из отрицательных и положительных электронов. Вскоре после выхода в свет книги Ленина Резерфорд доказал, что носитель положительного заряда в атоме не положительный электрон, а атомное ядро. Все эти открытия вошли в противоречие с устоявшимися механистическими представлениями о неизменности атома и постоянстве массы.

Замечательной попыткой соединения электродинамики и атомистики явилась электронная теория Лоренца. Эта теория исходила из того, что атом состоит из отрицательно и положительно заряженных электронов, а поскольку все тела состоят из атомов, то предполагала, что все явления мира сводятся к электричеству. В этом плане электронная теория попыталась дать ответ и на вопрос о природе массы, утверждая, что масса электрона (а значит, и масса вообще) имеет целиком электромагнитный характер, т. е. определяется взаимодействием между электронами, носителями электрического заряда, и электромагнитным полем, которое создается их движением. Иначе говоря, электронная теория дала новую, электромагнитную картину мира вместо механической картины, господствовавшей в XIX в.

Электромагнитная картина мира в последующем не удержалась, поскольку свести все качественно различные физические явления к электромагнитному полю не удалось, но эта теория сыграла огромную роль в крушении старого, механистического воззрения на природу.