Естествознание, философия и науки о человеческом поведении в Советском Союзе

Специальная теория относительности (СТО) в том виде, как она была разработана Эйнштейном, вытекает из двух постулатов: 1) принципа относительности, утверждающего, что физические процессы, происходящие в замкнутой системе, не испытывают воздействия неускоренного движения системы в целом, и 2) принцип независимости скорости света от движения его источника. Первый постулат был принят в классической механике задолго до Эйнштейна и, возможно, наилучшим образом иллюстрируется сравнением физических явлений, таких, как падающие объекты в двух различных инерциальных системах (системах, в рамках которых тела, не испытывающие воздействия внешних сил, двигаются прямолинейно и с постоянной скоростью). Если данная инерциальная система движется с постоянной скоростью и прямолинейно относительно другой фиксированной системы, то законы механики должны иметь одинаковую форму в обеих системах. Обыденной иллюстрацией этого отношения является тот факт, что для наблюдателя в поезде, движущемся с постоянной скоростью, падающий объект описывает траекторию, идентичную той, которую он бы увидел, если бы вместе с падающим объектом оказался на земле. Для неподвижного наблюдателя вне поезда падающий в поезде объект описывает, однако, параболу. В этом случае был совершен переход от одной системы отсчета к другой и, в соответствии с классической механикой, преобразования Галилея предоставили бы средства построения уравнения для параболы, исходя из данных, полученных в движущемся вагоне[880].

В развитии СТО Эйнштейн расширил принцип относительности применительно как к механическим, так и к электромагнитным явлениям. Это расширение обусловило необходимость выведения новых преобразований, ибо преобразования Галилея не дают объяснения постоянству скорости света во всех инерциальных системах, — это постоянство было продемонстрировано еще до работы Эйнштейна в известном эксперименте Майкельсона и Морли. Для сохранения принципа постоянства скорости света в различных инерциальных системах и для утверждения существования эквивалентных систем отсчета Эйнштейн усовершенствовал правила трансформации от одной системы к другой. Новые соотношения, известные как преобразования Лоренца, завершили это приспособление тем, что часы в различных инерциальных системах идут с различной скоростью и что пространственное расстояние между точками варьируется в различных системах отсчета[881].

До конца второй мировой войны профессиональные физики в Советском Союзе были в основном равнодушны к диалектическому материализму, несмотря на то внимание, которое Ленин посвятил физике в своем «Материализме и эмпириокритицизме». На самом деле имел место спор о релятивистской физике среди советских философов в 20—30-х годах[882]. В те годы релятивистская физика была объектом дискуссий и отдельных полемик среди широко образованной публики во всем мире. С. Ю. Семковский был первым советским марксистским автором, предпринявшим тщательный анализ релятивистской физики. Он утверждал в 1926 г., что новая физика Эйнштейна не только не противоречит диалектическому материализму, но блестяще подтверждает его[883]. Семковский подчеркивал, что, согласно теории относительности, пространство и время являются не продуктами «чистого разума», а «формами существования материи»[884]. Давид Жоравски, американский специалист по истории России, даже заметил, что, «говоря об активной оппозиции новой физике, можно даже засвидетельствовать, что ее было меньше в сообществе советских физиков, чем где-либо еще»[885].

Перед второй мировой войной советские физики полностью сознавали противоречивость отношения между естествознанием и философией, которая проистекала из широкого принятия воззрений Эрнста Маха и Анри Пуанкаре, и они знали, что эти новые концептуальные подходы были важными для развития Эйнштейном его теории относительности. Те советские физики, которые знали о ленинской критике Маха, могли испытывать необходимость сдерживаться при обсуждении философских оснований теории относительности, но их успокаивало то тщательное различение, которое Ленин проводил между естествознанием и философскими интерпретациями естествознания. В университетских лекциях, монографиях и учебниках предвоенных лет можно найти многие доказательства того, что русские физики и математики воспринимали те же самые научные и философские течения, что и естествоиспытатели во всех странах.

Примеры типично интернациональных настроений советских физиков могут быть найдены в университетских лекциях известного физика Л. И. Мандельштама (1879–1944), который с 1932 по 1944 г. преподавал теоретическую физику в МГУ и который оказал сильное влияние на целое поколение советских физиков. Среди его студентов были Г. С. Ландсберг и И. Е. Тамм. Мандельштам, получивший образование в Новороссийском и Страсбургском университетах, глубоко интересовался западной философской мыслью, которая его сильно привлекала, начиная от Маха и кончая представителями Венского кружка и логического позитивизма. Мандельштам учил своих студентов, что имеет место существенное различие между логической структурой научной теории и эмпирическими фактами, к которым она относится, и он был уверен, что связи между ними были созданы на основе определений, которые сами по себе не были ни истинными, ни ложными, а просто удобными или неудобными. Этот подход, являвшийся одним из краеугольных камней логического эмпиризма в философии науки, был явным в мандельштамовских обсуждениях метрики пространства и времени. Он отмечал, что «физик должен иметь „рецепт“, как находить длину. Он должен такой рецепт указать, он его не узнает, а определяет»[886]. Время, по мнению Мандельштама, также определяется в отношении к некоторому виду периодического физического явления, такого, как вращение Земли или движение стрелок хронометра; это условие тоже является просто определением без абсолютного содержания. «Возьмем для простоты определение времени хронометром. Таким образом, время, то есть то, что я подставляю в формулы Ньютона вместо t, есть то, что показывает стрелка моих часов». Без подобных определений, согласно Мандельштаму, такие уравнения, как уравнения Ньютона и Максвелла, выражают лишь математические отношения и прямо не соотносятся с физическим опытом.

Представления Мандельштама хорошо знакомы физикам и философам естествознания. Они не публиковались при его жизни, хотя были известны его студентам и коллегам. Выход в свет в 1950 г. пятого тома его трудов, где они нашли отражение, вызвал самую настоящую сенсацию среди философов естествознания в Советском Союзе (см. с. 355). Случай с Л. И. Мандельштамом служит одним из доказательств того, что физики в Советском Союзе были знакомы (пусть не совсем полно) с основными течениями довоенной интерпретации философских оснований теории относительности. Действительно, было совершенно невозможно не знать о том, что отказ от кантианских концепций пространства и времени был необходим для развития теории относительности.

В учебнике физики 1948 г., утвержденном Министерством высшего образования для использования в вузах, следующие суждения не оставляли сомнений в уверенности авторов в условности пространственной и временной конгруэнтности. Здесь явно утверждались такие положения, которые позднее критиковались многими советскими философами естествознания и некоторыми крупными учеными (например, А. Д. Александров): «Эйнштейн указал, что одновременность пространственно разделенных событий — это вопрос определения: необходимо просто условиться, какие удаленные события по определению будут считаться одновременными, подобно тому как мы условливаемся понимать под длиной число, показывающее, сколько раз определенный жесткий стержень (эталон длины) укладывается между двумя заданными точками… Можно давать другие определения длины и промежутка времени, основанные на других эталонах и способах употребления этих эталонов…»[887].

Вскоре после второй мировой войны все более возрастающие в Советском Союзе ограничения в интеллектуальной сфере позволили воинствующим идеологам оказать прямое давление на физиков. А. А. Жданов в своей речи от 24 июня 1947 г. не упоминал ставшей наиболее острой проблемы в естествознании — биологии, но он критиковал отдельные интерпретации физических теорий: «Не понимая диалектического хода познания, соотношения абсолютной и относительной истины, многие последователи Эйнштейна, перенося результаты исследования законов движения конечной, ограниченной области Вселенной на всю бесконечную Вселенную, договариваются до конечности мира, до ограниченности его во времени и пространстве, а астроном Милн даже „подсчитал“, что мир создан 2 миллиарда лет тому назад»[888].

Замечания А. А. Жданова, хотя и направленные больше против космологических интерпретаций общей теории относительности, нежели основных положений этой теории и специальной теории относительности, предваряли новые дебаты по философским основаниям релятивистской теории, которые продолжались до 1955 г. и затем — в измененной и гораздо более утонченной форме — вплоть до настоящего времени. Космологический аспект этого спора будет отдельно разбираться в следующей главе.

Большинство советских статей по философским аспектам теории относительности, появившихся в следующие несколько лет, было полностью враждебно по отношению к самой теории, которая рассматривалась в них, как «реакционное эйнштейнианство»[889]. Лишь в 1951 г. главный советский философский журнал поместил статью, в которой теория относительности характеризовалась достаточно позитивно. Эта статья широко критиковалась не только отдельными авторами, но и редколлегией самого журнала[890]. Уже в 1953 г. в «Вопросах философии» появилась статья, называвшая теорию относительности явно «антинаучной»[891]. По причине длительного существования таких возражений, исторический взгляд на советские настроения относительно релятивистской теории должен включать описание их содержания. Однако было бы серьезной ошибкой приравнивать позицию ранних советских оппонентов теории относительности к точке зрения таких известных поздних ее критиков и интерпретаторов в Советском Союзе, как В. А. Фок, А. Д. Александров и М. Ф. Широков, ибо эти ученые были настоящими интеллектуалами, профессионалами в этой области.

По иронии судьбы, одной из первых статей о философских следствиях теории относительности, появившихся после речи А. А. Жданова, была публикация того самого Г. И. Наана, который позже принялся защищать теорию относительности, чем навлек на себя острую критику. Эта статья появилась в выпуске «Вопросов философии», посвященном недавно скончавшемуся А. А. Жданову. Она была направлена против «физических идеалистов» Соединенных Штатов и Англии, против физиков и философов естествознания, которые, по мнению автора, сомневаются в материальности мира и отрицают «закономерности» природы. Наан отнес к физическим идеалистам разнородную группу западных естествоиспытателей и философов, включая А. С. Эддингтона, Дж. Джинса, П. Иордана, Э. Т. Уиттекера, Э. А. Милна, Бертрана Рассела и Филиппа Франка. Особенно критиковался Франк за его замечание о том, что неопозитивизм происходит от Маха, но так формулирует свои позиции, что его невозможно спутать с идеалистическими или солипсистскими доктринами, так как вопрос о существовании реального мира за пределами наших ощущений есть лишь «псевдовопрос». Наан заключил отсюда, что основной вопрос философии окрестили «псевдопроблемой»[892].

Следующий номер «Вопросов философии» (№ 3, 1948) был важным для философии естествознания в Советском Союзе. Он содержал несколько статей о современной физике и биологии, а также редакционные призывы развивать идеологическую борьбу в естествознании. Статьи по физике М. Э. Омельяновского, А. А. Максимова и Р. Я. Штейнмана продолжили наановский перечень обвинений в адрес многих крупнейших зарубежных интерпретаторов естествознания: Шредингера, Рейхенбаха и Карнапа[893]. Омельяновский особенно много писал о Рудольфе Карнапе, «открытом враге» материализма, который верил, что он «поднялся» над конфликтом идеализма и материализма. Эддингтона критиковали за его утверждение о том, что многие константы в физике должны приниматься a priori, а Франка — за его попытки наведения мостов между диалектическим материализмом и логическим эмпиризмом[894].

Эти советские критики западных физических воззрений часто использовали как основу популярные и философские публикации западных естествоиспытателей, которые, особенно это характерно для таких мыслителей, как Джинс и Эддингтон часто жертвовали научной строгостью ради красочного языка и выразительности. Но серьезной ошибкой советских критиков был переход от критики неформальных интерпретаций к осуждению самой теории относительности. Это выглядело так, как будто теория может отвечать за все профессиональные и непрофессиональные высказывания ее приверженцев. Это было наиболее очевидно сделано А. А. Максимовым, который в конце концов пришел не только к отрицанию эйнштейновской относительности, но даже галилеевской относительности. Максимов отмечал: «А. Эйнштейн в своей книге о теории относительности писал: „На этом примере ясно видно, что не существует траектории самой по себе, но всякая траектория относится к определенному телу отсчета“. Это рассуждение, преподносимое как философский вывод о том, что нет никакой объективно данной траектории тела, существующей независимо от выбора той или иной системы координат, совершенно антинаучно»[895].

Размеры этого комичного словоблудия были настолько велики, что даже редакция журнала не удержалась от сноски к тексту Максимова, в которой указывалось, что хотя они разделяют его стремление критиковать идеалистические воззрения современной физики, тем не менее они считают, что его обсуждение траектории не «охватывает этот вопрос во всей его сложности»[896]. Не успокоившись, Максимов попытался подкрепить свою позицию дополнительным наблюдением о том, что объективные характеристики траектории метеорита определяются, когда он пропахивает борозду на поверхности земли, с которой может быть сделан подходящий для исследования слепок. Максимов признавал, что математические соотношения преобразования Лоренца имеют место, но утверждал, что такие понятия, как длина, время и одновременность, имеют объективное значение. Он, однако, не пытался дать этим понятиям строгие определения.

Прошло достаточно много времени, прежде чем Максимов получил суровый урок в физике, который неизбежно должен был последовать за его статьей. Что же касается нескольких последующих авторов, таких, как Г. А. Курсанов, то они пытались найти более защищенную позицию без необходимости отрицания аргументов Максимова; они соглашались с тем, что движение не может быть отнесено к какому-либо абсолютно неподвижному телу, системе или эфиру, как это явно утверждал Максимов, но они указывали на то, что эта относительность не противоречит движению тел независимо от человеческого сознания. Подобный взгляд на относительность явно не разрешает, по словам Курсанова, рассматривать такие понятия, как «пространство», «время», «сила» и «движение», как «псевдопонятия», что он приписывал Карнапу и Венскому кружку. Тем не менее Курсанов понимал, что относительность временных длительностей и пространственных расстояний не возникает в процессе наблюдения, а присуща характеристикам самих физических явлений, как описывает их современная наука. В этих пределах он поправлял отдельных советских авторов, неверно интерпретировавших теорию относительности. Но он сохранял веру в существование абсолютной одновременности[897].

Прямой отказ от теории относительности был, конечно, очень маловероятен. В это время физики применяли отдельные аспекты специальной теории относительности так же удобно и часто, как инженеры использовали механику Ньютона. Но теперь, когда эта тема перешла на уровень идеологических дискуссий, в ней было несколько затруднительных моментов, касающихся теории относительности. Отдельно от основных вопросов материализма и объективности стоял второстепенный, но достаточно трудный исторический факт. Дело в том, что Эйнштейн находился под сильным влиянием Маха, часто говорил о своем долге перед ним, а между тем Мах был объектом критики Ленина в «Материализме и эмпириокритицизме»[898]. Могла ли относительность быть отделена от «махистского идеализма»? Этот вопрос волновал какое-то время советских философов естествознания, хотя к концу 50-х годов на него был дан положительный Ответ. Один из возможных выходов в данной ситуации лежит в нахождении иных (помимо Маха) важных предшественников Эйнштейна. Русскими авторами часто делались попытки подчеркнуть роль Н. И. Лобачевского, русского основателя первой неевклидовой геометрии. Так, Л. И. Сторчак писал: «Установление приоритета Лобачевского в формулировке принципа относительности развенчивает старый миф о том, будто бы открытие этого принципа принадлежит Маху»[899]. Но эта попытка использования Лобачевского для замены Маха была неубедительной даже в Советском Союзе, хотя выдающийся Лобачевский не нуждался в дополнительных почестях, чтобы укрепить свое место в истории математики[900].

В начале 1951 г. эстонский ученый Г. И. Наан подверг статью Максимова от 1948 г. резкой критике, язвительно замечая, что, когда Максимов утверждает, что уравнения специальной теории относительности правильны, но при этом существуют абсолютные траектории, то это равносильно, например, утверждению, что таблица умножения верна, отрицая при этом, что 8×11=88[901]. Со времени статьи Наана 1948 г., в которой осуждались многие зарубежные интерпретаторы релятивистской физики, его взгляды сильно переменились. Да, он не противоречил прямо своим предыдущим замечаниям, но в то время как предыдущая статья была воинствующей критикой зарубежных философов науки, новая статья была лишь трезвым описанием популярной теории относительности для философов. Его критика физических идеалистов сейчас была направлена лишь на тех, кто утверждал, что относительность траектории, кинетической энергии, массы, пространственных и временных интервалов зависит от наблюдателя, Подобно Курсанову, Наан указывал, что относительность не есть субъективное явление, а присуща самим физическим процессам. Его настаивание на абсолютной природе ускорения, однако, указывало на то, что он полностью не принял общей относительности. Эта статья Наана может характеризоваться и как критика вульгарных материалистов, таких, как Максимов, в сочетании с изложением основ современной теории относительности. Статья была терпима по отношению к философским вопросам, что в высшей степени удивительно для сталинской России, принимая во внимание время и место ее публикации.

Незадолго до статьи Наана АН СССР выпустила пятый том работ Л. И. Мандельштама, содержащий изложение его взглядов на теорию относительности. Этот том основывался на записях, сделанных студентами на его лекциях и представленными к публикации после его смерти. В сочетании со статьями Максимова спектр воззрений на философские интерпретации теории относительности, доступных советскому читателю, был удивительно широким, учитывая напряженность идеологической обстановки тех лет. В работах Мандельштама можно найти интерпретации тех естествоиспытателей и философов, которые приветствовали новации в эпистемологической мысли, широко распространенные в Центральной Европе с конца XIX и в начале XX в.

Взгляды Наана, хотя и не обладали той степенью важности, что воззрения Мандельштама, были аналогичны взглядам тех советских естествоиспытателей, которые больше всего желали продолжить работу в физике и которые были достаточно нетерпимы к вторжениям философов.

Этот спектр, хотя он и достаточно разнообразен, представлял малый выбор для Советского Союза, который исходил из сталинизма и, однако, сохранял приверженность к универсальной марксистской философии. Позиция Максимова противоречила большей части современной физики, позиция Наана была почти нейтральна к диалектическому материализму, а позиция Мандельштама косвенным образом даже противостояла советскому диалектическому материализму, так как он черпал свое вдохновение из зарубежных и немарксистских источников и был несогласен с советскими марксистскими интерпретациями того времени.

Истинное улучшение интеллектуального качества советских обсуждений теории относительности началось еще до смерти Сталина в марте 1953 г. Несколько известных советских физиков и математиков решили вмешаться в философские дебаты с целью защитить теорию относительности от нападок идеологически воинствующих философов и невежественных физиков. Это решение в конце концов вылилось в усиление как научного содержания советской философии, так и философской восприимчивости советских естествоиспытателей. Опасность для теории относительности стала ясной в статьях 1952 г. философа И. В. Кузнецова и физика Р. Я. Штейнмана[902]; эти статьи вышли в той же «Зеленой книге» (редактируемой ультраконсервативным А. А. Максимовым), которая уже упоминалась в предыдущей главе по квантовой механике. Штейнман и Кузнецов перешли от критики философии Эйнштейна к призывам отказаться от самой теории относительности. Кузнецов писал, что истинно материалистическое понимание физических законов тел, движущихся с высокими скоростями, приведет к развенчанию эйнштейновской специальной теории относительности (СТО) и к развитию существенно другой физической теории[903]. Однако единственной альтернативой, которую могли предложить Кузнецов и Штейнман, был возврат к дорелятивистской интерпретации лоренцовских сокращений в рамках абсолютного пространства и времени. В статье, опубликованной за несколько месяцев до смерти Сталина, В. А. Фок назвал этот подход попыткой отрицания наиважнейших достижений в физике XX в.[904] Согласно Фоку, как специальная теория относительности, так и квантовая механика были «блестяще подтверждены» экспериментально и, в свою очередь, сами были подтверждениями диалектического материализма[905].

Фок защищал релятивистскую физику в рамках интеллектуальной системы диалектического материализма. Еще в 30-х годах он писал о физике и философии в главном советском философском журнале[906]. Для защиты релятивистской физики в политической атмосфере сталинской России не было иного выбора, чем диалектико-материалистический подход. Однако отсюда не следует делать поспешный вывод, будто попытки Фока и других солидарных с ним естествоиспытателей развить новое диалектико-материалистическое понимание природы были просто притворными или тактически обусловленными. Многие из них продолжали писать о философии и естествознании многие годы и после сталинского периода. Спустя 20 лет после смерти Сталина Фок все еще публиковал интересные работы по диалектическому материализму и теории относительности. Очевидно, есть причины считать, что некоторые советские естествоиспытатели, как Фок, однажды идейно соприкоснувшись с диалектическим материализмом, решили, что наиболее важные его принципы созвучны их собственным и что диалектический материализм имеет большие возможности для развития.

Интерпретация теории относительности Фока — Александрова иногда подавалась как единая схема, неразделимая на части, за каждую из которых несет ответственность один из авторов. Этот единый подход не является, однако, наиболее показательным. Александров и Фок поддерживали друг друга, и по главным пунктам их взгляды не вступали в противоречие, но каждый из них следовал несколько иным путем и делал акцент на разные части теории относительности. Александров сфокусировал свое внимание на интерпретации СТО, а Фок уделял внимание общей теории относительности (ОТО). Более того, Александров исследовал проблемы определения пространственной и временной конгруэнтности и одновременности более тщательно, чем Фок, который, как и многие физики, уделял этой теме — жизненно важной с точки зрения философии науки — недостаточно внимания[907]. В результате различных подходов Александров был более уязвим для критики со стороны тех философов, которые отказывались принять тот взгляд, что пространство и время обладают внутренней метрикой, предшествующей принятию конвенций. Фок был менее уязвим, так как он не столь откровенно выражался по вопросам метрики. Поэтому я буду рассматривать Фока и Александрова раздельно.

А.Д. Александров

Александр Данилович Александров (род. в 1912 г.) является всемирно известным и уважаемым советским математиком, который несколько лет был ректором ЛГУ. Он выезжал как в Соединенные Штаты, так и в Западную Европу. Среди математиков он наиболее известен своей книгой «Intrinsic Geometry of Convex Surfaces», которая была переведена на английский язык Американским математическим обществом[908]. В целом он считается основателем советской школы геометрии и опубликовал по этой теме множество статей. Он также публиковал статьи с такими названиями, как «Диалектика Ленина и математика»[909] и «Об идеализме в математике»[910]. Ранее в этой книге мы видели, что в 70—80-х годах он был вовлечен в обсуждение «природа — воспитание» (см. с. 237 и далее). Он стойко защищал диалектический материализм во многих случаях. Однажды он написал: «Моя профессиональная деятельность — это, главным образом, доказательство новых теорем. И в осмыслении общих вопросов моей науки несомненным руководством является для меня марксистско-ленинская философия.

Диалектический материализм, разумеется, не дает способов решения конкретных задач математической науки, но он указывает верные ориентиры для поисков научной истины, вооружает методами для выяснения истинного смысла теорий и содержания научных понятий. Я мог бы привести примеры, показывающие, как философия помогает одолевать математическую теорию бесконечных множеств, теорию относительности Эйнштейна или квантовую механику. Но это потребовало бы привлечения сложных специальных понятий. Скажу только, что, будучи студентом, учась на физическом факультете, я мог понять квантовую механику в значительной степени благодаря тому, что параллельно изучал философию, которая помогла осмыслить эту трудную теорию в духе диалектического материализма»[911].

Говоря о своей точке зрения на теорию относительности, Александров всегда начинал с признания великого гения Эйнштейна, человека, который, по мнению Александрова, испытывал большее влияние со стороны присущего ему материалистического понимания законов природы и понятия причинности, чем со стороны Маха и школы неопозитивизма. Александров был одним из выдающихся советских ученых, который защищал Эйнштейна в критический момент советской истории. Александров, Фок и другие советские исследователи утверждали, что большинство из воззрений Эйнштейна иллюстрируют релевантность материализма, а не наоборот. Успех усилий таких ученых, как Александров и Фок, может в некоторой степени быть измерен тем высоким уважением к Эйнштейну, которое сегодня имеет место в Советском Союзе. В 60-х годах в Советском Союзе в русском переводе вышло первое в мире полное издание работ Эйнштейна[912]. Тем не менее и Александров, и Фок расходились с Эйнштейном по некоторым вопросам, особенно по вопросам философской интерпретации.

Так, Александров полагал, что позитивистские взгляды Эйнштейна, сформировавшиеся у него под влиянием Маха, были сильны настолько, что привели его к ряду ошибок. Если бы Эйнштейн следовал лишь своим собственным склонностям, он бы еще более подчеркнул, думал Александров, «глубокое содержание» теории относительности, а именно: то, что новая концепция абсолютного пространства-времени (в отличие от пространства и времени) открывает объективность природы и, что даже более важно, устанавливает материальную и причинно-следственную структуру мира. «Тогда она (теория относительности. — Пер.) представляется уже не как теория относительности, а как теория абсолютного пространства-времени, определенного самой материей, — теория, в которой относительность совершенно явно и необходимо занимает положение подчиненного, вторичного аспекта»[913].

Абсолютный характер пространственно-временного континуума стал краеугольным камнем системы Александрова. Он отмечал, что Эйнштейн пришел к понятию абсолютного пространства-времени после того, как преодолел и полностью отбросил ньютоновское пространство и время. Он, таким образом, перешел от относительного к абсолютному. Но, спрашивал Александров, не будет ли лучшим концептуальный подход, основанный на обратном переходе — от абсолютного к относительному, сейчас, когда благодаря Эйнштейну абсолютная природа пространства-времени установлена? В этом смысле относительный характер соответственно времени и пространства «есть лишь аспект абсолютного многообразия пространства-времени» (с. 279). Здесь Александров следовал терминологии, очень напоминающей ту, которую много лет до этого создал Г. Минковский[914].

Дальнейшее развитие Александровым своих взглядов на необходимость обратного перехода от абсолютного пространства-времени выявляет, что его цель в не меньшей мере состояла в доказательстве объективности, присущей системам отсчета. «Принцип относительности формулируют не как физический закон, а как принцип независимости законов природы от произвольного выбора системы отсчета… Но система отсчета есть нечто объективное. Она есть, по существу, объективная координация явлений по отношению материальных тел и процессов, служащих базой системы отсчета, координация, определенная в конечном счете материальными взаимодействиями» (с. 282).

Заявление Александрова о том, что «система отсчета есть нечто объективное», можно рассматривать двояко. Если он говорит о системе отсчета, реально использующейся в физическом пространстве и времени, то «нечто объективное» может иметь то же значение, которое обозначается такими зарубежными философами науки, как Адольф Грюнбаум, который после долгого обсуждения вопроса, имеются ли основания для приписывания определенной метрической геометрии физическому пространству и времени, пришел к выводу: «Если физическое значение конгруэнтности было обусловлено отнесением к твердому телу или часам соответственно, погрешностями которых можно пренебречь… то геометрия и придание длительностей временным интервалам однозначно определяется совокупностью релевантных эмпирических фактов»[915]. Другими словами, если определение для метрической одновременности принималось, то геометрия физического пространства и хронометрия естествознания определяются экспериментом.

Было ли это тем, что имел в виду Александров? Анализ его воззрений на этот вопрос показывает, что он расходился с подходом Грюнбаума в следующих пунктах: Грюнбаум делал изначально произвольное определение стандарта конгруэнтности; с другой стороны, Александров за стандарт конгруэнтности брал физическое явление, которое, по его мнению, имеет универсальное и объективное значение, — свет. Он полагал, что стандарты конгруэнтности могут быть получены эмпирически. Он признавал, что никто не будет утверждать, что «в мире начерчены координатные сетки» (с. 283), но тем не менее он верил, что стандарты конгруэнтности могут быть установлены без простого «определения» твердых масштабов и изохронных часов (с. 284).

Как же Александров установил свои стандарты конгруэнтности, то есть как он мог знать, что его масштабы действительно жесткие, а часы — действительно синхронизированные? Он предпринял несколько попыток установить такие стандарты.

Александров последовал по пути, знакомому многим изучавшим теорию относительности, — по пути построения геометрии света[916]. Следуя системе, напоминающей систему Э. Милна, Александров утверждал, что «фон излучения» или «обмен сигналами» между телами определяет взаимную координацию в пространстве и времени. Эти сигналы не должны рассматриваться как результат гипотетических экспериментов, производимых воображаемыми наблюдателями, как это часто подразумевал Эйнштейн, но как объективные результаты природных процессов. «Фон излучения», таким образом, был постоянно существующей объективной реальностью. «Радиолокация как раз представляет собой основанный на этом экспериментальный метод определения расстояний… Точно так же известное определение одновременности пространственно удаленных событий, данное Эйнштейном, основано на посылке, отражении и обратном приеме электромагнитных сигналов. Все эти процессы происходят постоянно естественным путем, так как малейшая пертурбация в данном теле вызывает хотя бы слабое электромагнитное излучение, которое рассеивается встречаемыми телами и хотя бы в ничтожной степени возвращается обратно. Иными словами, процессы, отвечающие радиолокации и сверке часов по Эйнштейну, идут непрерывно естественным путем. Они устанавливают взаимную координацию тел и происходящих в них явлений в пространстве и во времени, и это происходит без всяких наблюдателей. Поэтому координация тел и процессов по отношению к данному телу есть объективный факт и, стало быть, система отсчета, связанная с этим телом, вполне реальна» (с. 303).

Александров был уверен, что такой взгляд на теорию относительности устранял необходимость описания стандартов временной и пространственной конгруэнтности путем конвенций[917]. Фон излучения играет что-то вроде роли старого эфира в предоставлении привилегированной системы отсчета, но Александров настаивал, что в данном случае речь шла не об истинном сходстве. «Эфир — это только среда… Волны распространяются в эфире. Излучение же… есть сами волны» (с. 301).

Именно посредством понятия фона излучения взгляды Александрова соединяются с интерпретацией Фока, который делал основной упор на уравнение распространения фронта электромагнитной волны. И Александров, и Фок были уверены, что скорость распространения волнового фронта имеет универсальное значение, ибо она устанавливает существование универсальной связи между пространственными расстояниями и ходом времени. Это соотношение установлено для однородного пространства специальной теории относительности, и они поэтому считали, что общая теория относительности не может быть расширением специальной теории, так как общая теория отрицает однородность пространства.

Ссылка на систему Э. Милна, сделанная выше, указывает, что точка зрения Александрова была изначально создана не им; многие системы геометрии света (light-geometry) были созданы ранее. Автором, предвосхитившим многие представления Александрова, был ирландский физик Алфред А. Робб, который еще в 1914 г. разработал оптическую геометрию движения, в которой он пытался доказать, что отношения конгруэнтности не придаются, а неотъемлемо содержатся в самой системе[918].

Александров признавал сходство своей системы с концепцией Робба. Он не знал о работах Робба до 1954 г., когда его внимание к ним было привлечено участником семинара на физическом факультете Ленинградского университета. После изучения работы Робба Александров утверждал, что для нее было характерно наложение позитивистских воззрений на теорию относительности, что послужило причиной ряда неясностей (с. 274)[919].

В.А. Фок

В нашем обсуждении квантовой механики упоминалось, что В.А. Фок был известным физиком-теоретиком, признанным во многих странах мира. В конце 50-х годов Фок утвердил себя как наиболее авторитетный интерпретатор отношения диалектического материализма к релятивистской физике. Он продолжал занимать это положение в 60-х и начале 70-х годов, несмотря на существование других советских интерпретаций. Хотя он умер в 1974 г., его интерпретация релятивистской физики оказывает воздействие в Советском Союзе и сегодня.

Фок неоднократно признавал, что он в долгу перед марксизмом как подходом к естествознанию. Во введении его книги «Теория пространства, времени и тяготения», изданной в 1955 г., Фок отмечал: «Общефилософская сторона наших взглядов на теорию пространства, времени и тяготения сложилась под влиянием философии диалектического материализма, в особенности же под влиянием книги Ленина „Материализм и эмпириокритицизм“»[920].

Такие заявления не были характерными для 50-х годов, равно как не являлись добавками к его научным работам. В 1966 г. в ответе по почте на вопрос американского журнала о его замечаниях по диалектическому материализму и естествознанию Фок писал: «Сущностью диалектического материализма является лишь комбинация диалектического подхода с принятием объективности внешнего мира. Без диалектического подхода материализм был бы сведен к механическому материализму, который был устаревшим даже в начале XX в. и является еще более устаревшим сейчас. С другой стороны, применение законов диалектики позволяет материалистической философии развиваться с прогрессом науки. Даже такие утверждения классического материализма, как полная независимость существования от возможности восприятия, могут быть переосмыслены и, при необходимости, пересмотрены без изменения сущности диалектического материализма. Способность этой формы философии идти в ногу с наукой является одной из ее характерных черт. Диалектический материализм является живой, а не догматической философией. Он помогает дать опыту, накопленному в одной области науки, настолько общую формулировку, что она может найти применение и в других областях».[921]

Фок выработал интерпретацию теории относительности, которая сохранила математическое ядро работы Эйнштейна, но приводила к некоторым новым понятиям. Фок отбросил термины «общая относительность», «общая теория относительности» и «общий принцип относительности». Вместо этого он называл теорию пространства Галилея[922] «теорией относительности» (а не «специальной теорией относительности») и теорию пространства-времени Эйнштейна «теорией тяготения» (а не «общей теорией относительности»).

Однако было бы большой ошибкой подчеркивать лишь фоковскую критику общей относительности. По сути дела, он рассматривал общую относительность (он бы сказал, теорию тяготения) как требовавшую интерпретационных разъяснений и методологических исправлений. В других отношениях он стойко защищал подход Эйнштейна, и, действительно, вполне возможно, что изначальная мотивировка Фока для написания работ по теории относительности и философии была защитной, то есть он стремился оградить теорию относительности от дискредитации в Советском Союзе. Но он обсуждал и защищал относительность в рамках диалектического материализма; есть серьезные основания полагать, что в ходе этого процесса он стал искренне интересоваться философскими проблемами естествознания. Его акцент на необходимости физического содержания в научных объяснениях — и не только математических форм — очевиден во многих его произведениях. Этот акцент был ясно связан с его материализмом.

Фок проводил четкие различия между физическими теориями в том виде, как они предстали в их завершенной форме, и методами, которыми они развивались. Фок полагал, что может иметь место принципиальное различие между начальными идеями, на базе которых была построена теория, и существенными идеями, которые она содержала после завершения[923]. Таким, по его мнению, был случай с общей относительностью. «Принцип относительности» (математически выраженный ковариантностью уравнений физики во всех системах отсчета) и «принцип эквивалентности» (математически выраженный идентичностью инерциальной и гравитационной масс) играли важную роль в мыслях Эйнштейна, когда он создал теорию общей относительности; но Фок был уверен, что эти принципы не лежали в основе относительности в физическом смысле. В действительности, согласно Фоку, принцип эквивалентности был лишь приблизительным утверждением, в то время как принцип относительности (общая ковариантность) вступал в противоречие с характеристиками существующего поля гравитации. Принципы эквивалентности и относительности могут быть получены из целостной структуры общей относительности в том виде, как ее представлял Эйнштейн, но, по словам Фока, они не были существенны для нее как для теории тяготения. Давайте рассмотрим его анализ более детально.

Ключом ко взгляду Фока на общую относительность (которую всегда необходимо отличать от специальной относительности, полностью принимавшейся Фоком) было его мнение о том, что Эйнштейну не удалось усмотреть важности пространства-времени «как целого» и что он вместо этого уделял внимание локальным областям внутри пространственно-временного континуума. Этот акцент привел к тому, что Эйнштейн, по словам Фока, не придал значения тому факту, что его ОТО вовсе не является обобщением СТО, а, наоборот, является ее ограничением. Вместо того чтобы обобщить понятие относительности, Эйнштейн, по словам Фока, обобщил просто определенные геометрические понятия, изменив одновременно своей первоначальной релятивизации пространства и времени.

Фок начал свое обсуждение теории относительности с замечания о том, что теория пространства и времени может быть разделена на две части: теорию однородного (галилеевского) пространства и теорию неоднородного (римановского, эйнштейновского) пространства. Первая половина занимала внимание Эйнштейна в ходе его развития СТО, а затем он попытался (неудачно, по словам Фока) обобщить свою теорию в ОТО.

Основной характеристикой галилеевского пространства выступает его однородность, которая может быть проиллюстрирована эквивалентностью всех пунктов, направлений и инерциальных систем внутри него. Как ньютоновская физика, так и физика СТО были основаны на допущении однородного (галилеевского) пространства. Математически однородность пространства в физике Ньютона была выражена в преобразованиях Галилея; однородность пространства СТО была выражена в преобразованиях Лоренца. Лишь в переходе от СТО к ОТО допущение галилеевского пространства было отброшено и, по словам Фока, на очень правильных основаниях.

Эйнштейн правильно показал, продолжал Фок, что универсальная теория гравитации (ОТО) не может содержаться в рамках галилеевского пространства. Наиболее существенной причиной неадекватности галилеевского пространства, по словам Фока, была та, которую дал Эйнштейн: не только инертная масса тела, но и его гравитационная масса зависит от его энергии. Эйнштейн нашел способ описания новой физики посредством математического замещения галилеевского пространства на пространство Римана. Таким образом, он создал то, что обычно называют общей теорией относительности, новую физическую теорию. Но, согласно Фоку, новая теория, являясь необычайно ценной как теория гравитации, вовсе не была физической теорией общей относительности. Позже Фок сформулировал свою критику в форме, которую он назвал «двумя короткими фразами»: 1) физическая относительность не есть общая; 2) общая относительность не есть физическая[924]. Позиция Фока серьезно рассматривалась многими советскими и зарубежными естествоиспытателями. Обсуждение ее продолжается и сегодня.

Что же Фок считал концептуальной ошибкой Эйнштейна? Корень этого может быть найден в эйнштейновском понимании и использовании принципа эквивалентности, согласно которому в бесконечно малой области гравитационное поле эквивалентно ускорению. Эйнштейн иллюстрировал это с помощью известного мысленного эксперимента: если масса m прикреплена на пружине к потолку кабины (лифта) следующим образом:

тогда, находясь внутри лифта, невозможно сказать, вызвано ли растяжение пружины направленным вверх ускорением лифта в направлении b или направленным вниз гравитационным полем в направлении g[925]. Более обычной иллюстрацией является то, что пилот самолета при «слепом» полете в облаке не может отличить, чем вызвано вдавливание его в кресло: гравитацией или же полетом в мертвой петле, сходство которых теперь алгебраически демонстрируется описанием обеих сил в терминах g.

Эйнштейн так графически объяснял свой принцип эквивалентности, который может быть просто сформулирован как принцип эквивалентности инертной и гравитационной масс. Эйнштейн перешел далее к приложению этого представления к земному тяготению. На первый взгляд это кажется невозможным, так как любое ускорение, двигающее Землю в целом, будет иметь весьма различные эффекты в различных районах поверхности планеты. Однако гравитационные силы могут быть «устранены преобразованием», если мы рассмотрим лишь бесконечно малые области, описываемые с помощью дифференциальных уравнений. Так, если мы представим сеть клеток, наложенную на Землю, где каждая клетка представляет бесконечно малую область, в следующем виде:

то становится явным, что сила гравитации в любой точке поверхности Земли может быть «устранена преобразованием», с помощью воображаемого соответствующего ускоренного перемещения сетки. Если мы позволим этой системе двигаться с ускорением 9,8 м/сек² в направлении b, то гравитационное поле в клеточке а исчезнет так же, как сила тяжести исчезает в свободно падающем лифте[926].

Вышеприведенные примеры принципа эквивалентности помогают понять, что, согласно эйнштейновской теории гравитации, в любой данной точке пространства гравитационное поле можно заменить соответствующим ускорением. Это же отношение передается наблюдением, что, хотя пространство Эйнштейна в целом неоднородно, в любой бесконечно малой области оно однородно и преобразования Лоренца имеют силу.

Именно в этом пункте Фок расходился со взглядом Эйнштейна. Он утверждал, что локальная эквивалентность ускорения и гравитации не была достаточным основанием для вывода о полной эквивалентности полей ускорения и гравитации во всем пространстве. В действительности, Фок рассматривал принцип эквивалентности имеющим силу лишь в ограниченном, локальном смысле. Согласно Фоку, принцип эквивалентности в законченной теории Эйнштейна имел «приближенный характер и не является общим принципом»[927].

Фок отмечал, что физическим базисом принципа эквивалентности является закон падающих тел, согласно которому все свободно падающие тела двигаются равноускоренно. Но этот закон является общим законом, отмечал Фок, а не локальным, и если его использовать для обоснования другого общего закона (относительности), то должен быть найден некоторый способ рассмотрения пространства как целого. «При построении теории тяготения нельзя ограничиться локальным рассмотрением (т. е. рассмотрением бесконечно малых областей пространства). Необходимо так или иначе характеризовать свойства пространства в целом; в противном случае вообще нельзя поставить задачу однозначным образом, Это особенно ясно из того факта, что уравнения всякого поля (также и поля тяготения) представляют уравнения в частных производных, решения которых получаются однозначно лишь при наличии начальных и предельных условий или условий, их заменяющих. Уравнения поля и предельные условия неразрывно связаны друг с другом, и последние никак нельзя считать чем-то менее важным, чем сами уравнения. Но в задачах, относящихся ко всему пространству, предельные условия относятся к отдаленным областям пространства и для их формулировки необходимо знать свойства пространства в целом.

Заметим, что недостаточность локального рассмотрения и важность предельных условий были явно недооценены Эйнштейном, в связи с чем в наших работах и в настоящей книге нам пришлось внести в постановку основных задач теории тяготения существенные изменения»[928].

Фок характеризовал предельные условия двояко. В первом случае он допускал однородность пространства на бесконечности, в смысле описания преобразованиями Лоренца. Массы и связанные с ними гравитационные поля в таком случае были представлены как имплантированные в однородное галилеевское пространство (отметим, не в конечное, а в неограниченное пространство-время). Второй случай предполагал пространство-время, которое лишь частично однородно и пространственная часть которого подчиняется геометрии Лобачевского. Обычно называемое пространством Фридмана — Лобачевского, оно содержит хорошо определенные гравитационные поля, когда средняя плотность материи, содержащаяся внутри него, не равна нулю.

Важные выводы из этих соображений и других, которые наиболее ярко показывают неортодоксальность позиции Фока, связаны с вопросом о привилегированных системах координат. В каждом из рассмотренных Фоком типов пространств — то есть в галилеевском пространстве, пространстве однородном на бесконечности и пространстве Фридмана — Лобачевского, — «возможно», имеется, согласно Фоку, «привилегированная система координат»[929]. Слово «возможно» указывает на сохраняющиеся сомнения Фока относительно пространства Фридмана — Лобачевского. В случае с галилеевским пространством и пространством однородным на бесконечности он был уверен в существовании привилегированной системы координат. Существование таких привилегированных систем координат в каждом случае было бы, конечно, противоречащим эйнштейновской концепции полной релятивизации движения. Точно так же как СТО ассоциируется с релятивизацией инерциального движения (и, таким образом, с эквивалентностью инерциальных систем отсчета), так ОТО ассоциируется с релятивизацией ускоренного движения (и следовательно, эквивалентностью ускоренных систем отсчета). Но теперь Фок ставил под вопрос возможность рассматривать ОТО как реальное обобщение СТО в этом смысле.

Фок посвятил большую часть своего исследования задаче доказательства, что в однородном на бесконечности пространстве существует привилегированная система координат, которая хорошо определяется без преобразований Лоренца. Он думал, что такая система формируется гармоническими координатами, которые, по мнению Фока, отражали внутренние свойства пространства-времени[930]. Однако необходимо отметить, что вера в гармонические координаты была одним из наиболее спорных аспектов его подхода; несколько физиков, принявших его критику концепции общей относительности, сомневались в привилегированном статусе гармонических координат[931]. Фок признал эту критику в своем заявлении: «Сделанные выше замечания о привилегированном характере гармонической системы координат ни в коем случае не должны быть понимаемы в смысле какого-либо запрещения пользоваться другими координатными системами. Ничто не может быть более чуждым нашей точке зрения, чем такое ее толкование… Существование гармонических координат, хотя и является фактом первостепенного теоретического и практического значения, но никоим образом не исключает возможности пользоваться другими, негармоническими, координатными системами»[932].

Фок верил, что многие физики упустили из виду важность предпочтительных или привилегированных систем координат в результате преувеличения ими значения ковариантности уравнений и особенно их уверенности, что эта ковариантность отражает определенный тип физического закона. Например, используя понятия тензорного анализа, физики могли записать уравнения для пространственно-временных интервалов, не предполагая заранее каких-либо координатных систем[933]. Такие уравнения очень удобны, так как они позволяют существенно экономить в математическом описании пространства-времени. Однако, писал Фок, значение таких ковариантных выражений физических фактов в том, что не все координатные системы (в природе) действительно равны. Указанием на эту основную бессодержательность (с физической точки зрения, что всегда подчеркивал Фок) ковариантности является тот факт, что практически любое уравнение может быть задано в ковариантной форме, если ввести достаточное количество дополнительных функций[934]. В ковариантном выражении бесконечно малых пространственно-временных интервалов вводимая дополнительная функция есть коэффициент G_μν являющийся тензором. Важным фактом является то, что эта введенная функция G_μν есть единственная функция, используемая для описания гравитационного поля. Но надо заметить, писал Фок, что в этом процессе происходит введение подходящей теории гравитации в теорию, которая, таким образом, неподходяще дублирует ОТО, как будто результаты были дальнейшим выражением относительности движения. Как отмечал Фок, «между тем с созданием теории тяготения Эйнштейна вошел в употребление термин „общая относительность“, который все запутал. Термин этот стал применяться в смысле „общей ковариантности“ (т. е. в смысле ковариантности уравнений по отношению к произвольным преобразованиям координат, сопровождаемым изменением вида функции G_μν). Но мы видели, что такая ковариантность… ничего не имеет общего с „относительностью просто“. Между тем эта последняя получила название „частной“, которое как бы указывает, что она является частным случаем „общей“…

Термин „общая относительность“ или „общий принцип относительности“ употребляется (прежде всего самим Эйнштейном) еще и в смысле условного наименования для теории тяготения. Уже основная работа Эйнштейна по теории тяготения (1916 г.) озаглавлена „Основы общей теории относительности“. Это еще больше запутывает дело… Так, поскольку в теории тяготения пространство предполагается неоднородным, а относительность связана с однородностью, то выходит, что в общей теории относительности нет, вообще говоря, никакой относительности»[935].

Среди ведущих физиков не существует согласия по поводу фоковской критики «общей относительности». Интерпретация Фока подвергалась обсуждению и в Советском Союзе, и за рубежом. До сих пор она продолжает вызывать уважение и внимание как хорошо обоснованная и интересная точка зрения. В 1964 г. Фок представил во Флоренции (Италия) доклад, в котором он сжато изложил вышеупомянутый анализ для аудитории известных ученых. В последующей дискуссии отдельные аспекты фоковской схемы получили определенное признание, в то время как другие были признаны более спорными. Герман Бонди, профессор прикладной математики из Кингз колледжа Лондонского университета, соглашался с фоковской критикой утверждения физической эквивалентности между инерциальными и ускоренными наблюдателями[936]. Профессор Андре Лихнерович из Коллеж де Франс также поддерживал фоковскую критику принципа эквивалентности, а Стэнли Дезер из Университета Брандайза отмечал, что фоковский анализ понятия ковариантности был очень полезным для его более полного понимания общей относительности[937]. Но некоторые из присутствующих ученых, включая Лихнеровича и Дезера, были менее воодушевлены использованием Фоком гармонических координат. Определенное число физиков-теоретиков не верило, что гармонические координаты подходят для описания гравитационного поля, как на то указывал Фок.

К концу 60-х годов в Советском Союзе появилось множество различных типов интерпретации общей относительности. Фоковская интерпретация была одной из них, хотя, вероятно, наиболее распространенной. П. С. Дышлевый писал в 1969 г., что советских философов и естествоиспытателей можно условно разделить на три группы в зависимости от их отношения к общей относительности[938]. Первую группу составляли исследователи, считавшие ОТО Эйнштейна, по существу, завершенной теорией. Они вводили отдельные модификации, но в целом они полностью принимали эйнштейновскую интерпретацию относительности, полагая, что она не представляет серьезных философских или естественнонаучных проблем. Они рассматривали критицизм Фока (Фок не входил в эту группу) по отношению к общей относительности как слишком неортодоксальный в терминологическом и концептуальном планах. Эти ученые принимали использование термина «общая теория относительности» (в противоположность Фоку) и были не столь критически настроены к эйнштейновскому использованию принципа эквивалентности. Они были, в общем, скептически настроены к попыткам добавить «третью ступень относительности», такую, как «единая теория поля». Эти ученые хотели принять современное здание теории относительности с его двумя этажами: СТО и ОТО. Среди советских ученых, которых Дышлевый зачислил в эту группу, были в прошлом — М. Бронштейн, Я. Френкель, А. Фридман, В. Фредерикс, в конце 60-х годов — А.Ф. Богородский, В.Л. Гинзбург, Я.Б. Зельдович, X.П. Керес, А.С. Компанеец и М.Ф. Широков.

Лидером второй группы интерпретаторов общей относительности в Советском Союзе был Фок. Основное утверждение этой группы сводилось к положению, что основания общей относительности должны быть полностью пересмотрены, для того чтобы исправить концептуальную структуру той теории, которая была представлена Эйнштейном[939]. Я уже рассматривал взгляды этой группы в деталях в ходе обсуждения представлений Фока. Другими естествоиспытателями, которых Дышлевый относил к этой группе, были А.3. Петров и Н.В. Мицкевич.

Третья группа советских интерпретаторов теории относительности надеялась достичь новой формулировки общей относительности посредством объединения квантовой и релятивистской физики в новую квантовую теорию гравитации. Ее представители подходили к гравитации с точки зрения теории поля, которая была разработана в отношении физических полей, отличных от гравитационного. Дышлевый назвал следующих членов этой группы: Д.Д. Иваненко, О.С. Иваницкая, М.М. Мирианашвили, В.С. Кирия, А.Б. Кереселидзе, А.Е. Левашев и В.И. Родичев.

Из этих групп лишь вторая призывала к специфическим изменениям в интерпретациях общей относительности. Первая группа принимала общую относительность в виде, очень близком к ее существующей форме, в особенности те философские традиционные интерпретации ее, которые укладывались в рамки материалистических традиций. Третья группа предлагала программу на будущее, которая, при условии ее успеха, несомненно, имела бы философские последствия, но которая до этих пор обсуждалась только в начальных формах. Вторая группа, однако, продолжала выдвигать критику, изначально формулировавшуюся Фоком. Именно эта группа и ее комментаторы выработали большую часть философской литературы по теории относительности.

Действительно, многие из членов первой и третьей групп избегали философских вопросов естествознания. За исключением М. Ф. Широкова (первая группа) и Д. Д. Иваненко (третья группа), их фамилии лишь редко появлялись в библиографиях статей и книг по диалектическому материализму[940]. Из названных двух ученых М. Ф. Широков был тем, чьи идеи наиболее прямо вторгались в обсуждение общей относительности.

Широков признавал значение термина «общая относительность» и этим выступал против критики второй группы и делал это в отличие от некоторых его коллег — явно в рамках диалектического материализма. Он утверждал, что эйнштейновская интерпретация относительности полностью созвучна с диалектическим материализмом и, по сути дела, является его дальнейшим подтверждением. В 1964 г. он писал об общей относительности: «Эта теория… является также большим достижением в материалистическом понимании природы, вопреки многочисленным идеалистическим (особенно в духе махизма) толкованиям ее некоторыми зарубежными авторами»[941]. Широков полагал, что Фок и Александров недооценивали ОТО и сильно упрощали ее значение сведением к теории гравитации. Однако он признавал важность их работ в «подтверждении», что теория относительности отражает «объективность и реальность» природы. Их ошибкой была неспособность усмотреть тот факт, что, отрицая ОТО, они также отрицали объективную реальность полей инерциальных сил[942]. Широков, как и Фок, однако, придерживался идеи о привилегированной системе отсчета в ОТО, основываясь на собственном представлении о понятии «центр инерции». В этом смысле он соглашался с Фоком в выдвижении причин для предпочтения коперниковского взгляда (по сравнению с птолемеевским), но если Фок основывал свою аргументацию на своих гармонических координатах пространства, однородного на бесконечности, то Широков указывал, что Солнце представляет подходящий центр инерции для Солнечной системы[943].

Один вопрос, связанный с общей относительностью, представлял собой основу больших разногласий среди естествоиспытателей и философов в Советском Союзе: «Что есть гравитация?» На него давались самые различные ответы[944]. Члены первой группы часто приравнивали гравитационное поле к искривленному пространству-времени. Однако некоторые из их критиков утверждали, что этот ответ подразумевает почти лишение гравитации физического или материального содержания, отождествление природы с геометрией, то есть позиции, которой марксисты традиционно противостояли. М. Ф. Широков, член первой группы, из-за этого определил свою позицию очень тщательно. Согласно ему, гравитация «отражает геометрические свойства пространства-времени»; гравитационное поле не обладает массой или энергией; гравитация не есть, таким образом, сама материя, а есть вместо этого «форма существования материи». Д.Д. Иваненко определял гравитацию несколько иначе; она была для него искривлением пространства-времени, вызванным материей и самим гравитационным полем. Так, гравитация была, по Иваненко, не совсем тем же, что пространство-время, но вместо того была независимым аспектом материального мира. А.З. Петров, член второй группы, описывал гравитационное поле как «специфическую форму движущейся материи». Н.В. Мицкевич разделял эту позицию и предупреждал против сведения гравитации к геометрии. По его мнению, скорее геометрия есть выражение гравитационного поля, а не наоборот. Таким образом, существовало известное различие взглядов среди советских ученых. Попытка определить «гравитацию» была в Советском Союзе объектом дискуссии, в некоторой степени очень сходной с попытками определить «информацию» и «сознание» в других дисциплинах. Последние термины обсуждались в других главах.

К середине 80-х годов философские проблемы теории относительности казались менее проблематичными советским философам физики, чем вопросы квантовой механики. Тем не менее, значительная работа в этой области была проделана за последние пятнадцать лет, особенно над творческим наследием Эйнштейна, который теперь является объектом поклонения советских интеллектуалов[945]. Важной проблемой в теории относительности, которая привлекла внимание, была возможность существования частиц, движущихся со сверхсветовыми скоростями, названных «тахионами» американским физиком Дж. Файнбергом. Центром советской дискуссии был вопрос: «Может ли математика специальной теории относительности служить теоретической базой для описания частиц со сверхсветовыми скоростями, и если да, то не ведет ли это к отрицанию причинности?» Большинство советских физиков и философов, писавших по этому предмету, кажется, стремились дать на этот вопрос положительный ответ, но некоторые выражали опасения относительно высокой философской цены такого признания и поэтому советовали соблюдать осторожность[946]. Советские философы даже в 80-х годах признавали, что этот вопрос был как методологическим, так и «мировоззренческим»[947]. Советским марксистам удалось перейти от жесткой причинности к вероятностной причинности перед лицом развития физики, вопрос о полном отказе от причинности лежал в иной плоскости и был значительно более принципиальным.

Теории Великого Объединения

Главной темой обсуждения среди физиков всего мира за последние годы стала возможность объединения всех законов физики. Этому древнему стремлению был дан новый сильный импульс в 70-х годах путем объединения двух из четырех фундаментальных сил физики — слабых и электромагнитных Стивеном Вайнбергом из Гарвардского университета и Абдусом Саламом из Международного центра теоретической физики в Триесте. Если две оставшиеся силы — сильная, объединяющая атомные ядра, и гравитационная, управляющая небесными и земными телами, — могли бы быть сведены вместе с двумя другими в новую теорию супергравитации, все силы природы были бы объединены. Естественно, что физики были очень возбуждены этой возможностью; кроме того, главными фигурами в истории физики были ученые, создавшие синтетические математические описания явно различных явлений природы: Ньютон объединил земную и небесную гравитацию; Максвелл объединил электричество и магнетизм; Эйнштейн успешно продемонстрировал отношение между электромагнитным явлением — светом — и гравитацией, а далее безуспешно искал единую теорию поля для гравитации и электромагнетизма. Вайнберг и Салам, объединяя слабые и электромагнитные силы, были современными лидерами этой традиции. Ученый, который доведет это направление до его логического завершения и объединит все силы природы, станет величайшим физиком всех времен.

Такое монументальное научное достижение неизбежно будет иметь огромное философское значение. А.А. Логунов (род. в 1926 г.), директор известной Серпуховской лаборатории и позднее ректор МГУ, и его коллега физик Б.А. Арбузов писали в 1979 г., что квантовая механика и релятивистская физика были «основаниями современного естественнонаучного взгляда на мир» и что построение новой объединяющей все силы природы теории будет иметь еще большее значение, что «знания в области строения элементарных „кирпичиков“ материи являются фундаментом для всех естественных наук»[948].

Объединение физических сил очень привлекательно для диалектического материализма. Одной из отличительных черт советского марксизма является его стремление подвести все явления — естественные и социальные — под эгиду одной философской системы. Создание Теории Великого Объединения в физике рассматривалось бы диалектическим материализмом как важный шаг к такому философскому объединению природной и социальной Вселенной. Они, очевидно, надеются, что центральная роль, придаваемая материи в общей теории относительности, должна сохраниться и в любой Великой Теории. Материализм как философская доктрина мог бы тогда получить новые подтверждения. Вместе с тем советские философы неохотно занимаются попытками определить, какой должна быть новая Великая Теория, или выбрать отдельного кандидата на ее место. К 80-м годам большинство физиков и даже многие философы поняли, что огромный вред можно причинить науке попытками поддержки определенной физической теории, утверждая, что она поддерживается марксизмом. Тем не менее, советские обсуждения Теории Великого Объединения (ТВО) должны привлекать внимание западных ученых, интересующихся длительным взаимоотношением между советской физикой и диалектическим материализмом.

Последние обсуждения общей относительности в Советском Союзе во многих отношениях сходны с западными дискуссиями, даже при сохранении терминологических различий. Соответственно пересмотры общей относительности такими западными учеными, как Дж. Уилер, Р. Дикке, Дж. Андерсон и Дж. Синг, привлекли большое внимание в Советском Союзе. Важность дебатов в Советском Союзе, включая философскую важность, дают полное основание для рассмотрения всех таких взглядов. Действительно, в лице таких естествоиспытателей, как Фок, советские исследователи внесли свой собственный вклад в обсуждение широкой значимости теории относительности и явления гравитации.