Файл: Станис Л.Я. Движение, пространство, время и теория относительности.pdf

ципа относительности, а именно: раз по внутреннему по­ ведению тел прямолинейно и равномерно движущейся системы нельзя установить, покоится она абсолютно или все-такие движется, значит за всяким таким состоянием движения можно было предполагать абсолютный в от­ ношении мирового пространства покой. Практически любое прямолинейное и равномерное движение прирав­ нивалось к покою и рассматривалось как привилегиро­ ванная система отсчета. Теоретически оно выступало в качестве исходной опоры при анализе любого состояния движения. Во всей классической физике, начиная с ньюто­ новой механики, прямолинейное равномерное движение служило дипломатическим представителем абсолютного, покоящегося пространства как абсолютной системы от­ счета, хотя оно ничего не давало для реального установ­ ления абсолютной скорости. В качестве опосредствован­ ного доказательства ее существования использовалось ус­ коренное движение. Словом, в механике и в классической физике по существу исключалась возможность рассмат­ ривать движение как всеобщий, неотъемлемый и абсо­ лютный способ существования материи. Вместе с тем оставалась питательная почва для агностицизма: не знаем, и в принципе не можем знать, покоится или дви­ жется та или иная прямолинейно и равномерно движу­ щаяся система абсолютно, на самом деле; в частности, например, нельзя установить точно, — покоимся ли мы абсолютно вместе с нашей инерциальной системой — Землей или движемся в мировом пространстве. С подоб­ ными философскими выводами из принципа относитель­ ности, к сожалению, приходится встречаться довольно часто, особенно в популярном изложении основ теории относительности.

В недавно выпущенной у нас, в целом интересной и нужной, популярной книге «Теория относительности для

49

миллионов» М. Гарднера в самом начале мы, например, читаем: «Абсолютно ли движение? Существует ли какойлибо класс экспериментов, который с определенностью показал бы, движется объект или покоится? Является

одного предмета с местоположением другого? Или же движению присуще нечто своеобразное, что делает его отличным от относительных категорий, рассмотренных выше?» '. Далее утверждается, что движение только от­ носительно, как относительны понятия «верха», «низа», «больше» или «меньше» и т. п., которые как раз и рас­ сматривались Гарднером выше.

Мы ответим на поставленный вопрос по-другому и сознательно несколько повторимся, ибо в этом суть рас­ сматриваемой проблемы.

Движению на самом деле присуще нечто исключи­ тельно «своеобразное», что делает его отличным от лю­ бых других, более частных категорий. Оно, это «своеоб­ разное», заключается в том, что лишь движение обладает а б с о л ю т н о всеобщим значением. Движение материи обладает универсальным всеобщим значением, безотно­ сительным к чему бы то ни было другому. Материальное движение (движущаяся материя) представляет собою всеобщую и абсолютную, т. е. ни к чему другому не отно­ симую, все в себя и саму себя вмещающую, субстанцию мира. Материальное движение, как изменение вообще, не только не к чему, кроме как к самому себе отнести, но и нечему противопоставить. Противопоставление мате­ риального движения движению мыслительному имеет место лишь в пределах основного гносеологического во-1

50

проса. Противопоставление движения покою есть лишь противопоставление одного состояния движения — сос­ тояния его изменчивости другому его состоянию— равно­ весию, относительной неизменности, но опять-таки в са­ мом движении. Вне и кроме материального движения, по­ мимо и независимо от движения материи, ничего нет, так как нет ничего вне и к р о ме . Движение относится толь­ ко к движению. Устойчивость, равновесие, неизменность, неподвижность в определенных отношениях, т. е. покой в движении, в отношении к которому рассчитываются (и существуют) параметры движения, относительны и

состояние движения материи всегда и всюду абсолют­

с ч е т а . Здесь дилемма оказывалась таковой: признать объективно существующей абсолютную скорость движе­ ния, тем самым означало признать объективно сущест­ вующим абсолютный покой (неподвижное абсолютное пространство, мировой эфир). Если в принципе отверг­ нуть возможность существования абсолютной скорости и признать ее только относительным параметром движе­ ния, значит тем самым признать существование Мира в состоянии всеохватывающего, всепроникающего мате­ риального движения, где нет места привилегированной системе отсчета, абсолютному покою, неподвижному, всегда самому себе равному мировому пространству.

Привычка думать, что движение всегда лишь резуль­ тат толчка, внешнего воздействия какой-то силы, что самопроизвольного, само по себе существующего дви­

51

жения как самодвижения материальных тел вообще нет, настолько прочно вошла во все наши представления, что она и сейчас в значительной мере не устранена. Она не­ зримо давит на нас. Ее трудно устранить потому, что в практике обыденной жизни мы постоянно наблюдаем, как внешнее воздействие одних тел вызывает изменение, движение других. Иначе говоря, обыденный, «здравый смысл», наш рассудок все еще по-старому видит в покое тел нечто исходное, абсолютное, не требующее дальней­ шего обоснования, а в их движении — нечто привходящее, требующее для самого своего обоснования установления какой-то другой, исходной причины или «силы», лежа­ щей вне материальных тел. А, собственно, почему? Ведь при некотором напряжении мысли, переходя от созерца­ ния и наблюдения окружающей действительности к ее пониманию, к размышлению о ней, мы не сможем найти или выделить в известном нам мире ни космического тела, ни обычного предмета, ни одной пылинки и даже ни одной микрочастицы, которые бы абсолютно покои­ лись. Однако для того чтобы ввести лишь предположе­ ние о том, что тела способны сохранять свое равномерное движение без ускорения сколь угодно долго, науке по­ требовалось около двух тысяч лет (исключая, пожалуй, идеи Гераклита). Но и после введения его Галилеем потребовалось еще около двух веков, пока Энгельс на основе обобщения достижений многих исследователей, с позиций научной философии доказал, что нет материи без движения, как движения без материи, что только в движении обнаруживаются свойства тел, «...о теле, которое не находится в движении, нечего сказать», — пи­ сал он в «Диалектике природы» Г Несколько больше времени потребовалось для обоснования, теперь уже1

1 Ф. Э н г е л ь с . Диалектика природы. М., 1948, стр. 199.

52

Эйнштейном, бессмысленности абсолютного покоя с по­ зиций физики, который последовательнее, чем Галилей, провел принцип относительности, распространив его на любое, в том числе и на ускоренное движение. Как здесь не вспомнить предупреждения Энгельса об ограничен­ ности так называемого обыденною здравого рассудка, когда мы выходим из области «четырех стен домашнего обихода» в область теории, а также его критику абсо­ лютизации «сил» в механике. «...Прибегая к понятию силы, — писал он, — мы этим выражаем не наше знание, а н е д о с т а т о ч н о с т ь нашего знания о природе за­ кона и способа его действия»'. И далее: «В механике причины движения принимают за нечто данное и инте­ ресуются не их происхождением, а только их действия­ ми. Поэтому если ту или иную причину движения назы­ вают силой, то это нисколько не вредит механике как таковой, но благодаря этому привыкают переносить это обозначение так же и в область физики, химии и биоло­ гии, и тогда неизбежна путаница»12.

Теория относительности в о с с т а л а против целого ряда веками утверждавшихся привычек и понятий. Посвоему она разрешила те противоречия классической механики, о которых речь шла выше, чего нельзя было бы сделать в пределах самой механики чисто теоретиче­ ски. Импульсом к решению этих противоречий послу­ жило дальнейшее развитие физики, исследование целого ряда новых явлений (электромагнетизма, в первую очередь), а также новые эксперименты (опыты Физо, Майкельсона — Морли и др.). Средством выражения новых идей послужили сделанные к тому времени дости­

53

следует отнести неевклидову геометрию, которая обяза­ на своим появлением выдающемуся русскому матема­ тику Н. И. Лобачевскому. Позже она была разработана крупнейшим немецким математиком Риманом. Непо­ средственно Эйнштейн использовал достижения четырех­ мерной неевклидовой геометрии польского математика с мировым именем Германа Минковского.

Первое противоречие классической механики было разрешено теорией относительности в пользу сохранения времени как всепроникающего и всеобщего условия ма­ териального движения, тем что признавалась предельная скорость распространения любых взаимодействий, кото­

действий с бесконечной скоростью была отвергнута. В ре­ зультате пришлось вместо классического принципа сложения скоростей принять другой, предложенный Эйн­ штейном, вместо галилеевых преобразований коорди­ нат — лоренцовы преобразования.

Второе противоречие по существу было разрешено в пользу всеобщего значения ньютонова закона действия

ипротиводействия, теперь распространявшегося на взаи­ моотношения пространства и времени, с .одной стороны,

идвижения материи, с другой. В результате простран­ ство и время переставали быть некими вместилищами, абсолютно независимыми от состояния движения материи. Вместе с тем они переставали быть независи­ мыми относительно друг друга физическими реально­ стями, превращаясь в единую всеобщую форму, струк­ туру материального движения, в пространство-время, которая, в конечном счете, определяется взаимодействием

идвижением материальных систем.

Разрешение третьего противоречия теорией относи­ тельности было направлено в сторону более последова­

54

тельного проведения галилеева принципа сохранения телами состояния равномерного движения без ускорения как закона природы, который лежал в основе принципа относительности.

Материальное движение в результате приобретало не только всеобщий, но и абсолютный, безотносительный к чему бы то ни было другому, характер. Относительным теперь оказывалась мера , степень проявления движения материальных систем, выражающаяся в пространствен­ но-временных параметрах. Покой приобретал только от­ носительный и временный характер как момент устой­ чивости, равновесия и относительной неизменности в движении. Первое противоречие разрешалось уже в спе­ циальной теории относительности, остальные два — главным образом в общей теории относительности.

Иными словами, теория относительности с позиций физики на конкретном естественнонаучном материале раскрывала единство материи и движения, зависимость пространственно-временной структуры мира от состоя­ ния движения материи. Материальное движение (движу­ щаяся материя) выступало как субстанция мира, как его содержание, которое существует в своей всеобщей пространственно-временной форме. Законы связи и взаи­ модействия между формой и содержанием, между про­ странством-временем и материальным движением и устанавливает теория относительности. Вот о чем гово­ рит анализ взаимоотношения философии и естествозна­ ния.

В результате возникновения идей теории относитель­ ности наука получила дополнительное обоснование диа­

55