Пред.
Огл.
След.
Эйнштейн стремился к завершению своей теории относительности. Но, с точки зрения Эйнштейна, завершение теории может иметь только один смысл: мы находим некоторые более общие исходные идеи, понятия и закономерности, которые позволяют нам логически перейти к данной теории, вывести её из другой, более общей теории. Такой характер носило завершение специальной теории относительности; оно было связано с генезисом общей теории относительности, из которой специальная теория может быть выведена как частный случай. Таким же может быть и завершение общей теории относительности, т.е. теории тяготения: в единой теории поля должны быть указаны условия, при которых единое поля принимает форму гравитационного поля и подчиняется соотношениям общей теории относительности. В каждой теории мы встречает предельные понятия и величины, которые в рамках этой теории не раскрывают своей природы, принимаются как данные и могут получить обоснование, быть выведены из других только в более общей теории. Для небесной механики как теории движения звёзд, планет и других небесных тел исходными, заданными, необъяснёнными являются массы небесных тел и исходные расстояния. Эти величины могут найти себе объяснения в космогонии, оперирующей движением и превращениями молекул, атомов, элементарных частиц. В атомной физике заданы массы и заряды элементарных частиц, которые ждут объяснения и выведения из более общих закономерностей единой теории элементарных частиц.
Почему исходные расстояния между небесными телами таковы, а не иные? Вопрос несколько затушёвывается, если выразить их в километрах или других произвольных единицах. Но если взять какую-то естественную меру, например, радиус Солнечной системы, и выразить расстояния между планетами с помощью этой меры, то произвол должен быть исключён, отношение радиуса орбиты Нептуна к радиусу орбиты Марса должно получить причинное объяснение, должно быть выведено из теории образования Солнечной системы. Аналогичным образом, если выразить массы частиц не в граммах, а в их соотношениях к массе электрона, принятой за единицу, то эти массы, т.е. константы атомной и ядерной физики, явным образом требуют выведения из более общих закономерностей, из единой теории элементарных частиц, из картины образования частиц, которая должна дать отношение масс частиц различных типов.
Для Эйнштейна исключение из физики произвольных констант, объясняя их, выведение предельных для данной теории величин из более общей теории было стержневой тенденцией научного творчества. Именно такое исключение произвольных констант выявляет единство мироздания и его познаваемость. В идеальной картине мира, согласно Эйнштейну, не может быть произвольных постоянных.
Скорость света, выраженная в метрах, делённых на секунды, связаны с этими произвольными единицами. Мы можем, по словам Эйнштейна заменить секунду, временем, в течении которого свет проходит единицу длины, а в качестве такой единицы взять вместо метра, например, радиус электрона. Можно заменить килограмм в качестве единицы массы массой электрона или другой частицы. Вообще можно полностью исключить из физики постоянные, выраженные, в метрах, килограммах, и секундах, заменив их «естественными» единицами. По мнению Эйнштейна каждая безразмерная константа всегда может найти объяснение в какой-то теории, всегда, в идеале можно ответить на вопрос «почему» в отношении такой константы, при чём иная теория даёт иное значение константы. Всё это вытекает из «веры в простоту и понятность природы». Познание внешнего мира — это познание царящей в нём закономерности, причинной связи, охватывающей и объединяющей мир.
Эрнест Штраус, ассистент Эйнштейна в Принстоне в 1944-1948 гг., приводит в своих воспоминаниях очень важное замечание Эйнштейна. «Что меня собственно интересует, — говорит Эйнштейн, — это следующее: мог ли Бог сотворить мир другим, оставляет ли какую-то свободы требование логической простоты» *
* «Helle Zeit — Dunkle Zeit. In memoriam Albert Einstein». Hrsg. Carl Seelig. Zurich, 1956, p. 72
«Бог» у Эйнштейна есть псевдоним рациональной связи процессов природы. Эта связь, согласно Эйнштейну, выражается в логической простоте, в наименьшей числе независимых постулатов, в естественности теории, отображающей мир с максимальной адекватностью. Вопрос состоит в том, приводит ли критерии логической простоты к однозначной картине мира. Могут ли существовать две в равной степени логически простые схемы, физически отличающиеся одна о другой? По-видимому, Эйнштейн склонялся к тому, что «Бог не мог составить мир другим», что требование логической простоты определяют физическую картину мира однозначным образом. Приближаясь к объективной истине и приобретая всё большую логическую простоту (за счёт исключения эмпирических постоянных, не связанных логическим выведение и соответственно каузальной связью с другими постоянными), наука переходи ко всё более точному описанию действительности. Сменяющие друг друга картины мира образуют «сходящийся ряд».
Таким образом, когда Эйнштейн говорил о логических требованиях, речь идёт о реальной объективной связи между законами природы. Каждый из них связан с другими, единая цепь причин — следствий охватывает космос и микромир. Именно благодаря такой связи можно логически вывести один закон из другого, причём в единую цепь входят количественные законы и константы. Феноменологические константы — радиусы планетных орбит, массы частиц и т.д. не удовлетворяют критериям научной теории, выдвинутым Эйнштейном. В картине мира нет ничего чисто феноменологического, так же как ничего чисто априорного. Причинное объяснение может задержаться у границ данной теории, но оно не может остановиться, оно рано или поздно перешагнёт эти границы.
Когда-то Кеплер, один из самых гениальных провозвестников казуального мышления, задал вопрос, вынесенные в подзаголовок, «Почему они такие, а не иные», имея в виду количественные соотношения мироздания — расстояние между планетами Солнечной системы. Ответа на него нельзя было получить и Кеплер погрузился в мистику чисел. Каузальное мышление, характерное для науки нового времени, достигло своей кульминации в творчестве Эйнштейна. Но и он не мог найти конкретного причинного объяснения всех физических постоянных, не мог построить теории, в которой все константы вытекают из физических условий. Исходные соотношения теории относительности остаются феноменологическими, пока они не выведены из более общих свойств движущееся материи. Такими свойствами могут быть её дискретность, её микроскопическая структура и количественные соотношения микромира, т.е. данные которыми оперирует квантовая физика. Теория относительности рассматривает в качестве исходных соотношения сокращения движущихся масштабов и замедление времени в движущихся системах. С точки зрения квантовой теории масштабы и часы — это очень сложные тела.
«Сделаем теперь критическое замечание о теории в том виде, в котором она охарактеризована выше. Можно заметить, что теория вводит (помимо четырёхмерного пространства) два рода физических объектов, а именно: 1) масштабы и часы, 2) все остальное, например, электромагнитное поле, материальную точку и т.д. Это в известном смысле не логично; собственно говоря, теорию масштабов и часов следовало бы выводить из решений основных уравнений (учитывая, что эти предметы имеют атомную структуру и движутся), а не считать её независимой от них» *
* «Albert Einstein. Philosopher-Scientist». Ed. by Paul A. Schulpp. Evantson, 1949. См. переевод: «А. Эйнштейн.» Собрание научных трудов, т. 4, М., 1967, стр. 280
Разумеется, «теория масштабов и часов» или «поведение масштабов и часов» — фигуральные выражения. Что действительно трудно (и что не сделано и не могло быть сделано Эйнштейном), — это указать микроскопические процессы, объясняющие соотношения между пространственными и временны?ми измерениями («поведения масштабов и часов») в движущихся одна относительно другой системах.
Мы не можем и сейчас однозначным и достоверным образом показать, как микроскопическая структура вещества (быть может, атомистическая структура пространства-времени) приведёт к соотношениям теории относительности Эйнштейна. Этим соотношениям подчинены всё процессы в мире галактик, молекул и атомов. Подчинено ли им поведение элементарных частиц в сколь угодно малых пространственно-временны?х областях? Мы этого пока не знаем. Если подчинено, то объяснение поведения масштабов и часов и атомистической структурой недостижимо: мы не сможем отсылать от Понтия к Пилату, и объясняя природу соотношений теории относительности, апеллировать к процессам, подчинённым этим же соотношением.
Однако можно предположить, что в очень малых, ультрамикроскопических областях имеют место соотношения, из которых вытекают соотношения теории относительности при переходе к бОльшим областям пространства, к бОльшим интервалом времени.
Переход к принципиально иным соотношениям и понятиям встречается нам при знакомстве с термодинамическими работами Эйнштейна и с классической термодинамикой XIX в. Это был переход от микроскопического «движения» отдельных молекул к «состояниям» макроскопических тел. Теперь мы имеем подчинённые соотношением Эйнштейна движения. Быть может, задача состоит в том, чтобы перейти к этим «движениям» от ультрамикроскопических «состояний». Такая точка зрения восходит в известной степени к идеям Эйнштейна.
Вспомним, что из теории относительности выросла новая, релятивистская теория электрона, предполагающая превращение электронно-позитронных пар в фотоны и порождение электронно-позитронных пар из фотонов. Вспомним также то, что было сказано в связи с изложением квантовой механики и позиции Эйнштейна: за более чем тридцать лет, прошедших после указанных открытий, трансмутации элементарных частиц, превращения частиц одного типа в частицы другого типа, объяснили множество фактов. За это время появилось и развилось представление об излучении частицей частиц иного типа и их последующем поглощении.
Мы знаем, что частица, которая в макроскопически обладает непрерывным бытием, на самом деле (в ультрамикроскопическом аспекте) превращается в иные частицы и вновь возникает из них. Поэтому кажется естественным предположение о трансмутациях как об основе прерывности, дискретности, атомистической структуры пространства-времени. Частица определённого типа переходит из одной элементарной, далее неделимой пространственной клетки в соседнюю в течении элементарного интервала, превращаясь в частицу иного типа и вновь возникая уже в другой клетке.
Пред.
Огл.
След.
