Конечно, невозможно в краткой речи отдать должное творчеству Эйнштейна, даже частично. По случаю такого юбилея, как настоящий, можно сделать одно из двух. Во-первых, можно прославлять большого и хорошего человека, и, хотя Эйнштейн не нуждается в этом и подобные вещи его всегда забавляли, мы вправе это сделать, ибо полезно для нас вспомнить о нем. Во-вторых, можно попытаться прибавить кое-что новое к тому, что общеизвестно, преподнести букет свежих цветов из его собственного сада. Сегодня я попробую внести вклад в эпизод из истории идей, проливающий свет на переход Эйнштейна в философии науки от позиций позитивизма к позициям рационального реализма.
Рассматривая первые статьи Эйнштейна о специальной теории относительности с философско-критической точки зрения, можно различить влияние нескольких, частью противоречивых направлений. В столь пионерской работе это не удивительно. Кое в чем эти статьи обязаны, например, Юму, Канту и Пуанкаре. Однако наиболее сильное влияние оказал эмпириокритический позитивизм того сорта, наиболее видным представителем которого являлся австрийский философ Эрнст Мах. Вспомним ситуацию в философии того периода. Годы 1890—1900 были годами пертурбаций не только в физике, но и в философии науки. Имелись громкие противники кинетических, механических или материалистических взглядов на естественные явления. Они отрицали атомистическую теорию и черпали большую силу в успехах термодинамики по Карно, при которой знания или гипотезы о детальной сущности материи (например, в понимании тепловых машин) совершенно не нужны. В конце XIX столетия среди критиков механической трактовки физических феноменов были В. Оствальд, Гельм, Стало и Мах. Их позитивизм выдвигал новую гносеологию для новой феноменологической науки о соответствии наблюдений, связующей энергетизм с чистым сенсуализмом.
Оствальд во втором издании своего большого труда по химии отказался от механической трактовки энергетического изложения предмета по Гельму. Здесь, как и в трудах других сторонников энергетизма и феноменализма, «гипотетические» величины, такие, как атомистические объекты, игнорируются; вместо этого авторы объявляют себя вполне удовлетворенными, как писал Мерц около 1904 г.: «измерениями таких величин, проявляющихся непосредственно при наблюдениях, как энергия, масса, давление, объем, температура, теплота, электрическое напряжение и т. д., не сводя их к воображаемому механизму или кинетическим величинам» [1]. Исходя из этого, осуждалось введение таких понятий, как эфир, со свойствами, недоступными прямому наблюдению. Вместо этого эти философы требовали пересмотра основных принципов всех современных теорий, в частности содержания и обоснованности ньютоновских законов о движении, понятия силы, а также абсолютного и относительного движения.
В конце XIX в. Оствальд писал, что «энергия — реальная вещь, фактически единственная вещь в так называемом внешнем мире»; он возражал тем, кто считал неизбежным предположение о среде, эфире. «По-моему это не так... Нет надобности искать переносчика (энергии), если мы ее где-нибудь находим. Это позволяет нам считать лучистую энергию самостоятельно существующей в пространстве». Это пророчески расшифровывает некоторые предположения относительно статей Эйнштейна 1905 г. о фотонной теории и теории относительности [2].
Основным философским союзником Оствальда был Эрнст Мах. Его первый большой труд «Механика», вышедший в 1883 г., является наиболее известным из-за обсуждения ньютоновских «Principia», в частности из-за сокрушительной критики того, что Мах называл «чудовищным понятием абсолютного пространства» (предисловие, изд. 1912 г.) — чудовищным понятием, так как это «чисто мысленная абстракция, не поддающаяся эксперименту». Начав с анализа ньютоновских предположений, Мах продолжает свою программу устранения из науки всех метафизических идей. Как Мах совершенно ясно высказался в предисловии к первому изданию, «Предлагаемая книга — не учебник... Ее тенденция скорее разъясняющая или, выражаясь еще яснее, антиметафизическая».
Влияние Маха было огромно. Его философские идеи настолько прочно вошли в интеллектуальный обиход периода 1890—1910 гг., что Эйнштейн был вполне прав, когда много позже заявлял, что даже противники Маха не подозревали, насколько они сами пропитаны его идеями, «всосав их с молоком матери». Сами физические проблемы содействовали выдвижению новой философской концепции. Главная проблема заключалась в согласовании понятий эфира, материи и электричества с помощью физических описаний и гипотез. Одним из примеров может служить ларморовское определение электрона как долговременного, однако подвижного вихря или напряжения эфира, образующего атомы электричества и, возможно, даже вещества. Лармор пытался таким образом согласовать непрерывность и однородность эфира с дискретностью частиц материи и электричества.
Беспокойство и раздражение, связанные с такой ситуацией в физике, особенно заметны в течение четверти века около смены столетий. В это время ряд новых физиков (Планк, Бухерер, Эйнштейн) мучились с физическими проблемами, видя, что использование понятий физики XIX в. приводит лишь к неудачам и безнадежности. Не будет чрезмерным утверждать, что новая физика, сотворенная ими, прежде всего — результат неудачных экспериментов. И здесь роль Маха как иконоборца и критика классических представлений особенно важна для Эйнштейна. Критическая сила и смелость мышления Маха производили сильное впечатление на Эйнштейна, как и на многих других, понимал ли он его правильно или нет.
Как ясно видно из переписки Эйнштейна в Принстоне, которую я недавно изучал, один из молодых студентов, ухватившихся за Маха, был близким другом Эйнштейна и его товарищем по училищу, единственным, о котором Эйнштейн писал как о полезном для статьи 1905 г. об относительности,— именно, Мишель Бессо.
Вспомним, как Эйнштейн писал в своей автобиографии, что «Эрнст Мах в своей истории механики потряс эту догматическую веру», т. е. «доверие к механике как основе основ всего физического мышления... На меня — студента — эта книга оказала глубокое влияние именно в этом отношении... в мои молодые годы на меня произвела сильное впечатление также и гносеологическая установка Маха...». В письме к Карлу Зелигу от 8 апреля 1952 г. Эйнштейн писал: «Мой друг Бессо обратил мое внимание на «Историю механики)} Маха, когда я был студентом, около 1897 г. Эта книга оказала глубокое и продолжительное влияние на меня... вследствие ее физического направления относительно фундаментальных понятий и законов. Только Мишель Бессо и Марсель Гроссман были близки мне в период моего студенчества». Это Бессо писал в 1947 г. Эйнштейну: «Что касается истории науки, мне представляется, что Мах находился в средоточии развития за последние 50 или 70 лет». Это Бессо напоминал Эйнштейну (декабрь 1947 г.): «Не верно ли,— спрашивает Бессо,— что это ознакомление (с Махом) падает на тот период развития молодого физика (Эйнштейна), когда стиль мышления Маха решительно нацеливал на доступное наблюдению и, возможно, даже косвенно на часы и измерительные стержни» [3]. Можно теперь спросить, была ли и в каком смысле работа Эйнштейна о теории относительности (1905 г.) в значительной степени махистской, не считая характерных «ясности» и «самобытности», двух черт Маха, которые Эйнштейн всегда ценил. Махистская слагающая в этой работе проявляется рельефно в двух отношениях. Во-первых, в настойчивом утверждении Эйнштейна с самого начала, что фундаментальные проблемы физики не могут быть понятны прежде, чем доведен до конца гносеологический анализ и в особенности анализ понятий пространства и времени. Во-вторых, махистским является его отождествление реальности с «событиями» и то, что, в отличие от позднейших работ, здесь нет места для реальности вне или за пределами опыта. Позже сам Эйнштейн характеризовал программу Маха в кратком и многозначительном анализе, опубликованном в «Neue Freie Presse» в Вене 12 июня 1926 г., в день открытия памятника Маху. Эйнштеии, разочарованный уже несколько лет программой Маха, писал: «Величайшей двигательной силой Маха была лишь философская сила: ценность всех научных концепций и утверждений опирается лишь на изолированные восприятия (Einzelerlebnisse), к которым они относятся. Эта фундаментальная установка довлела над ним во всех его исследованиях и позволила ему изучить фундаментальные концепции физики (время, пространство, инерцию) с неслыханной до того независимостью... Философы и ученые часто критиковали Маха, и с полным правом, за его игнорирование логической независимости концепций от «ощущений» и за то, что он пытался растворить реальность сущности, без чего невозможна никакая физика, в реальности опыта...... Однако это писалось в 1926 г.
Вернемся к рассмотрению статьи Эйнштейна 1905 г. (Ann. der Physik, 1905, 17, 891—922), в которой находим в начале третьей страницы решающую концепцию, введенную в прямолинейных словах, о которых Инфельд говорил, что «это наиболее простое изречение, с которым я когда-либо встречался в научной статье». Эйнштейн писал: «Мы должны обратить внимание на то, что все наши суждения, в которых время играет какую-либо роль, всегда являются суждениями об одновременных событиях. Если я, например, говорю: «Этот поезд прибывает сюда в 7 часов»,— то это означает примерно следующее: «Указание маленькой стрелки моих часов на 7 часов и прибытие поезда суть одновременные события». Основное понятие, которое здесь вводится,— понятие «событие», слово, к которому Эйнштейн прибегает раз двенадцать непосредственно за этой цитатой. На языке схемы Минковского «событие» (Эйнштейна) — это точка пересечения двух мировых линий, линии поезда и линии часов. Время события (координата t) не имеет операционного смысла. Согласно Эйнштейну, «Время события — это одновременное с событием показание покоящихся часов, которые находятся в месте события...». И так же как «время события приобретает смысл лишь когда оно ассоциируется в нашем сознании с опытом — т. е., если допускается в принципе измерение его с помощью часов, находящихся в том самом месте,—точно так же место события или пространственная координата приобретает смысл, входя в наш чувственный опыт, только тогда, когда в принципе допускается его измерение, например, с помощью измерительных стержней, находящихся там в то же самое время». Это такое операционалистское откровение, что для многих его читателей оно затмило все остальные философские аспекты статьи Эйнштейна. В этом причина горячего энтузиазма, с которым она была принята Венским кружком неопозитивистов и родственными им последователями, и того, что Бессо, который узнал об этом откровении раньше всех, воскликнул: «В оформлении пространство-временных координатных систем Минковского теперь впервые можно двигаться вперед по мысли, которую осознал выдающийся математик Бернард Риман: «Пространство - временная система образована событиями в ней» [4].
Конечно, читая статью Эйнштейна с мудростью ретроспективного взгляда, можно найти в ней весьма различные намеки на то, что «реальность», в конечном счете, не тождественна с «событиями», т. е. что в более поздних работах Эйнштейна чувственные опыты не будут считаться главными строительными камнями «Мира». Итак, сами законы физики — т. е. структура, «управляющая» характером событий, так сказать, встроенная в события — необходимы для распознавания значения событий посредством физических и умственных операций. Есть и другие доказательства реализма на первых же страницах первой же статьи о теории относительности. Все же философское паломничество Эйнштейна началось исторически с позитивизма.
До сих пор обнаружены четыре письма Эйнштейна к Маху. Это часть переписки между 1909 и 1913 гг. Эти письма свидетельствуют о глубокой притягательной силе идей Маха и влиянии их на Эйнштейна в то время. В первом письме из Берна (9 августа 1909 г.) после благодарности за присылку книги о законе сохранения энергии Эйнштейн пишет: «Я, конечно, очень хорошо знаю основные Ваши работы, из которых больше всего восхищает меня Ваша книга о механике. Ваше влияние на гносеологические концепции молодого поколения физиков так велико, что даже современных Ваших противников, таких, как Планк, пару десятилетий тому назад физики несомненно назвали бы последователями Маха».
Ответное письмо, теперь утраченное, по-видимому, пришло сразу, ибо восемь дней спустя Эйнштейн снова пишет: «Берн, 17 августа 1909 г. Ваше любезное письмо доставило мне огромное удовольствие... Я очень рад, что Вам нравится теория относительности... Благодарю Вас сердечно за Ваше любезное письмо и остаюсь Вашим студентом [— точно: Вашим, почитающим Вас, учеником] А. Эйнштейн».
Следующее ближайшее письмо написано Эйнштейном зимой 1911/1912 г. непосредственно до или после его посещения Маха и после первого продвижения вперед к общей теории относительности: «... Я не могу понять, почему Планк показывает столь малое понимание Ваших достижений. Его позиция к моей теории также отрицательна. Я не могу, однако, на это обижаться, поскольку единственное, что я могу выдвинуть в пользу моей теории, это гносеологический аргумент». Эйнштейн деликатно намекает на принцип Маха, поставленный в средоточие развития общей теории относительности [5].
Мах ответил посылкой экземпляра своей книги «Анализ ощущений».
В последнем из этих писем к Маху (75-летнему старику и уже несколько лет полупарализованному) Эйнштейн пишет из Цюриха 25 июня 1913 г.: «Вероятно, Вы недавно получили мою новую работу об относительности и гравитации, которую я, наконец, закончил после бесконечных усилий и мучительных сомнений. (Это, вероятно, «Епtwurf» совместно с Марселем Гроссманом.) В будущем году во время солнечного затмения будет проверено, изгибаются ли световые лучи Солнцем или, другими словами, верно ли основное и фундаментальное предположение об эквивалентности ускоренной системы и гравитационного поля. Если это так, то Ваши вдохновляющие исследования об основах механики — вопреки несправедливой критике Планка — получат блестящее подтверждение. Тогда неизбежным следствием будет, что инерция происходит от взаимодействия тел, вполне в духе Вашей критики ньютоновского эксперимента с вращающимся сосудом» [6]. Хотя переписка на этом закончилась, публичное признание идей Маха со стороны Эйнштейна продолжалось еще несколько лет. Например, таким является трогательный панегирик Маху, опубликованный в 1916 г. В августе 1918 г. Эйнштейн весьма строго пишет Бессо по поводу его кажущегося отступления от позитивисткой гносеологии; это интересное письмо заслуживает быть цитированным полностью [7].
«28 августа 1918
Дорогой Мишель.
В Вашем последнем письме я нахожу, перечитывая его, кое-что, что меня раздражает: что теория доказала свое превосходство над эмпиризмом. Ваша мысль относится к развитию теории относительности. Тем не менее я считаю, что это развитие учит еще кое-чему, в сущности противоположному, а именно, что теория, желающая заслужить доверие, должна основываться на фактах, поддающихся обобщению.
Старинные примеры: основной постулат термодинамики (основан) на невозможности perpetuum mobile. Механика (основана) на законе инерции. Кинетическая теория газов — на эквивалентности тепловой и механической энергии (к тому же исторически). Специальная теория относительности — на постоянстве скорости света и уравнениях Максвелла для вакуума с учетом того, что постоянство — экспериментальный факт.
Общая теория относительности: эквивалентность инертной и гравитационной массы. Ни одна правильная, полезная и глубокая теория не была создана чисто теоретически. Ближайший пример — гипотеза Максвелла о токах смещения; здесь проблема заключалась в должном учете факта распространения света... с сердечным приветом, Ваш Альберт». (Курсив оригинала).
Внимательное чтение этого письма показывает нам большой разрыв между понятием «факта» у Эйнштейна и понятием «факта» у Маха.
Невозможность перпетуум мобиле, первый закон Ньютона, постоянство скорости света, уравнения Максвелла, эквивалентность инертной и гравитационной массы — ни одно из этих положений не считалось бы экспериментальным фактом Махом. Аналогично в одном письме от 4 декабря 1919 г. к Эренфесту Эйнштейн писал:
«Я понимаю твои затруднения в изложении развития теории относительности. Они вызваны твоим желанием связать новости 1905 года с теоретическими принципами (отсутствие неподвижного эфира), а не с опытом (равноценность всех инерциальных систем координат по отношению к свету)».
Сколь странным показалось бы Маху подобное употребление слова «эмпирический» для характеристики гипотезы об эквивалентности всех инерциальных систем относительно света! Как видим, здесь постепенно проявляется взгляд Эйнштейна, позже часто ясно высказанный, что фундаментальная роль в создании фундаментальных физических теорий принадлежит не отдельным экспериментам, не отдельным ощущениям или протоколам, a «gesammten Erfahrungstatsachen», т. е. совокупности всех физических экспериментов [8].
Но все время, по-видимому, без ведома Эйнштейна, вдали тикала замедленная мина, даже в то время, когда он сам думал, что он близок к мыслям Маха. В 1921 г., пять лет спустя после смерти Маха, появились «Принципы физической оптики» Маха. Предисловие датировано июлем 1913 г., несколькими днями или, в крайнем случае, неделями после получения последнего восторженного письма Эйнштейна. Мах писал: «Я вынужден, поскольку это может быть последняя возможность для меня, коснуться моих взглядов на теорию относительности. Из доходящих до меня публикаций и особенно из моей переписки я делаю вывод, что постепенно меня все более считают предвестником теории относительности. Я теперь в состоянии приблизительно представить себе, какие новые толкования и интерпретации многие из идей, изложенных в моей книге о Механике, получат в будущем с этой точки зрения. Следовало ожидать, что философы и физики предпримут крестовый поход против меня, ибо, как я неоднократно отмечал, я был всего лишь непредубежденным скитальцем, наделенным самобытными идеями в различных областях знания. Однако я должен, конечно, отречься от того, будто я предвестник релятивистов, с той же решительностью, как я отказываюсь от современной атомистической веры. Почему и в какой степени я отвергаю современную релятивистскую теорию, которая мне представляется все более и более догматичной, какие физиологические соображения, гносеологические раздумья и прежде всего экспериментально приобретенные понятия, в частности, толкают меня к этому, должно быть изложено в продолжении этой работы...» (Она не была окончена).
Безусловно, Эйнштейн был крайне разочарован. В речи 8 апреля 1922 г. в Париже, во время дискуссии с Эмилем Мейерсоном, Эйнштейн заявил, что Max «un bоп mecanicien» (хороший механик), но «deplorable philosophe» (жалкий философ). Тем не менее вскоре великодушие Эйнштейна взяло верх и вылилось в ряд дополнительных свидетельств о влиянии Маха на него. Выше дан пример этому — заметка в «Neue Freie Presse» 1926 г. Другой типичный пример — письмо от 18 сентября 1930 г. к Ар-мину Вейнеру
«... Я не имел особенно большой переписки с Махом. Тем не менее Мах оказал большое влияние на мое развитие своими произведениями. Я не в состоянии определить, до какой степени мой жизненный труд находился под этим влиянием. Мах сам занимался в свои последние годы теорией относительности и в предисловии к последнему изданию одного из своих трудов высказался резко отрицательно против нее. Тем не менее не может быть сомнения, что это — следствие уменьшившейся способности, из-за преклонного возраста, к восприятию (новых идей), ибо в общем образ мысли в этой теории соответствует Маху, так что Мах совершенно справедливо считается предвестником общей теории относительности...» [9].
Слова самого Маха представляют тайну, подвергающую танталовым мукам. Например, то, что Людвиг Мах сжег многие из бумаг своего отца, не позволяет выяснить, на какие «опыты» ссылается Мах. Все же я полагаю, что не так трудно восстановить мотивы Маха. Легко предположить, что Мах все более и более отдавал себе отчет, задолго до самого Эйнштейна, что Эйнштейн переступил через границы махистской эмпириокритической феноменологии. Перечень доказательств этого длинен; здесь можно привести лишь некоторые из них.
Во-первых, саму первоначальную статью о теории относительности 1905 г. Действительно, суть статьи — не эмпирически-операционалистическая слагающая, а смелое постулирование двух тематических гипотез (постоянство скорости света и относительности всех физических явлений), двух постулатов, не имевших вообще прямого подтверждения. Долгое время Эйнштейн не обращая внимания на это характерное обстоятельство. В лекции в Королевском колледже, Лондон 1921 г., как раз перед опубликованием посмертной атаки Маха, Эйнштейн еще утверждал, что источники теории относительности лежат в экспериментальных фактах:
«... мне хотелось бы подчеркнуть тот факт, что эта теория возникла не умозрительным путем, а в результате стремления как можно лучше удовлетворить данным опыта. Здесь мы имеем совсем не революционный акт, а естественное продолжение линии развития, проходящей через века. Отказ от некоторых понятий о пространстве, времени и движении, считавшихся до последнего времени фундаментальными, вовсе не был произвольным; напротив, он был обусловлен опытными данными» [10].
Однако в июне 1933 г., когда Эйнштейн вернулся в Англию для лекции в Оксфорде в память Герберта Спенсера, он начал утверждать значительно более сложную и утонченную гносеологию, присущую его произведению с самого начала. В этой лекции, которую он начал знаменательным изречением: «Если вы желаете узнать у физиков-теоретиков об их методе, то я вам советую руководствоваться следующим принципом: судите не по их словам, а по делам», он разделяет роли опыта и разума совершенно иначе, чем в его прежних лекциях: «Речь идет о вечном противопоставлении в занимающей нас области двух неотделимых составляющих нашего познания: опыта и мышления... Мышление позволяет строить систему; содержание результатов опытов и связи между ними излагаются с помощью следствий, полученных из теории. Именно в возможности такого изложения заключены ценность и оправдание как всей системы, так и лежащих в ее основе понятий и принципов. Иначе последние остаются свободным творением человеческого ума, которое нельзя оправдать пи природой самого человеческого ума, ни тем более как-то a priori». И в заключение он обращает внимание на «чисто умозрительный характер основ теории». Это как раз то самое проникновение, которое Мах распознал намного раньше и квалифицировал как «догматическое».
Фактически, в своей Спенсеровской лекции Эйнштейн приписывал старым взглядам то, «что основные понятия и принципы физики в логическом смысле не являются свободными творениями человеческого ума, а получены из опытов с помощью «абстракции», т. е. логическим путем. Ясное понимание неправильности такого представления фактически дала лишь общая теория относительности...». Эйнштейн заканчивает это обсуждение ясным изложением своего символа веры: «... природа является осуществлением того, что математически проще всего себе представить. Я убежден, что чисто математическое построение позволяет найти те понятия и те закономерные связи между ними, которые дают ключ к пониманию явлений природы. Пригодные математические понятия. могут быть подсказаны опытом, но ни в коем случае не могут быть выведены из него. Опыт остается, естественно, единственным критерием пригодности некоторого математического построения для физики. Но собственно творческое начало относится к математике. Таким образом, я в известном смысле считаю оправданной мечту древних об овладении истиной путем чисто логического мышления» [11].
Второй пример, служащий доказательством постепенного отхода Эйнштейна от позиции Маха, довольно ранний. Это статья в «Jahrbuch der Radioaktivitat und Elek-tronik» (Vol. 4, 1907), где Эйнштейн обсуждает опыты В. Кауфмана и в особенности его статью в Annalen der Physik (46, 1906). Эта последняя была первой статьей в Annalen der Physik, упоминающей работу Эйнштейна о теории относительности, и исходила от выдающегося физика-экспериментатора Кауфмана; весьма знаменательно, что это первое обсуждение имело целью категорическое экспериментальное опровержение теории Эйнштейна. Кауфман заявил: «Я предвижу, что общий результат измерений будет следующий: результат измерений не совместим с фундаментальными предположениями Лоренца — Эйнштейна» [12].
Только в 1916 г. Гюэ и Лаванши была показана некорректность опыта Кауфмана. В статье 1907 г. Эйнштейн допускал наличие небольшой систематической разницы между результатами Кауфмана и его собственными предсказаниями. Вычисления Кауфмана казались свободными от ошибок, но Эйнштейн считал, что «вопрос о том, являются ли причинами систематических отклонений еще не учтенные источники ошибок или несоответствие основ теории относительности экспериментальным фактам, можно с уверенностью решить лишь тогда, когда будут получены более разнообразные экспериментальные данные». Но Эйнштейн не ограничивается этим пророческим замечанием и делает совершенно другое весьма смелое для того времени замечание. Признавая, что «теории движения электронов, данные ранее Абрагамом и Бухере-ром, дают кривые, согласующиеся с экспериментальной кривой значительно лучше, чем кривая, соответствующая теории относительности», Эйнштейн отказывается предоставить «фактам» решить этот вопрос: «Однако, по нашему мнению, эти теории вряд ли достоверны, поскольку их основные предположения о массе движущегося электрона не вытекают из теоретической системы, охватывающей более широкий круг явлений» (р. 439). Эта характерная точка зрения решительно отличает Эйнштейна от тех, кто рассматривает соответствие экспериментам как главный аргумент в пользу или против теории: хотя «экспериментальные факты» того времени были явно в пользу его оппонентов, он считал, что характер ad hoc этих теорий более предосудителен, чем кажущееся разногласие его собственной теории с «фактами».
Итак, уже в статье 1907 г., о которой, между прочим, Эйнштейн упоминает в своей открытке к Эрнсту Маху от 17 августа 1909 г., сожалея, что у него не осталось оттисков для рассылки, мы имеем явное доказательство постепенного отхода Эйнштейна от гносеологического приоритета эксперимента, не говоря уже о приоритете чувственного опыта. Все очевидней Эйнштейн ставит логичность простой и убедительной теории или тематической концепции выше последних лабораторных результатов, и снова и снова он оказывается прав. Так, через пару месяцев после того, как в своем четвертом письме к Маху Эйнштейн писал, что солнечное затмение решит, «верно ли основное и фундаментальное предположение об эквивалентности ускоренной системы и гравитационного поля», Эйнштейн пишет Бессо совершенно в ином духе (в марте 1914 г., до первой злополучной экспедиции для проверки предсказаний предварительного варианта общей теории относительности): «Я теперь вполне доволен и больше не сомневаюсь в правильности теории в целом, будет ли наблюдение затмения успешным или нет. Смысл предмета (Vernunft der Sache) слишком очевиден». Позже, комментируя то, что оставалось расхождение в 10% между измерениями отклонения лучей гравитационным полем Солнца и расчетом эффекта, основанным на общей теории относительности, Эйнштейн заявлял: «Для специалиста это не особенно важно, так как главное значение теории не в проверке небольшого эффекта, а в большом упрощении теоретического фундамента физики в целом» (Seelig, р. 195). Или также в «некоторых замечаниях о возникновении общей теории относительности» Эйнштейн сообщает: «Я крайне удивился, что существует закон равенства инертной и тяжелой масс, хотя в том, что этот закон выполняется строго, я не сомневался, даже не зная результатов изящных опытов Этвеша...».
Третий главный вопрос, по которому Мах, если не сам Эйнштейн, должен был видеть, что их пути расходятся, это развитие теории относительности в геометрию четырехмерного пространственно-временного континуума, совершенное Минковским в 1908 г. [13].
Имеется ряд указаний, что Мах был глубоко озабочен проникновением четырехмерной геометрии в физику; по утверждению, например, Хернека [14], Эрнст Мах специально приглашал к себе физика и философа Филиппа Франка «с целью лучше разобраться в теории относительности, прежде всего в использовании четырехмерной геометрии».
Нетрудно измерить глубину антагонизма Маха против подобных концепций, о чем можно найти доказательства в других его произведениях. Если принять серьезно сочинение Минковского и то, что следует из него, например отказ от независимости пространства и времени, и считать, что подлинно лишь «некое объединение обоих», то нужно признать, что такой отказ от независимости понятий пространства и времени — покушение на самые корни феноменализма или физики ощущений, именно на понятие действительных измерений. Если подлинным, имеющим смысл «реальный» является лишь четырехмерный пространственно-временной интервал ds, то мы имеем дело теперь с величиной, вряд ли являющейся «denk-oktmomiscb) и не охраняющей примат измерений в реальных пространстве и времени. В своей статье Минковский провозгласил, что «трехмерная геометрия становится главой четырехмерной физики... Пространство и время превращаются в тень и остается лишь мир в себе». В этом мире решающее нововведение — это понятие «временноподобного вектор-элемента» ds=1/c*(c2dt2-dx2-dy2-dz2)1/2
У Маха слово «элемент» имеет совершенно другой смысл: элементы — не что иное, как ощущения и комплексы ощущений, из которых состоит мир и которые полностью определяют мир. С этой точки зрения то, что явно сделала теория относительности,— это перемещение основных, элементарных истин из плоскости непосредственного голого опыта в пространстве и времени в математическую модель мира, объединяющую пространство и время и недоступную непосредственно чувственному восприятию.
Здесь то разногласие, которое с самого начала разделяло Эйнштейна и Маха, даже до того, как они это осознали. Для второго фундаментальная задача науки — экономность и описательность, для первого — творчество и интуитивность. Мах однажды писал, что «если бы все частные факты — все частные явления, познать которые мы желаем,— были бы непосредственно нам доступны, никогда не возникла бы наука». В лекции в Париже 6 апреля 1922 г. Эйнштейн расценивал это с откровенностью, вызванной, может быть, давним раскрытием оппозиции Маха к его идеям, так: «Система Маха изучает существующие отношения между данными опыта; для Маха наука — это совокупность этих отношений. Эта точка зрения неверна, и фактически то, что делает Мах, это каталог, а не система» [15].
Мы здесь свидетели старого конфликта, продолжающегося на всем протяжении развития наук. Феноменологический позитивизм Маха, почти с бэконовским призывом о примате чувственного опыта, размахивает несомненным и неотразимым оружием для критической переоценки классической физики; и в этом виден возврат к старой позиции, которая считала, что ощущения — начало и конец научного достижения. В этом свете можно читать Галилея, когда он настаивает на первоначальной необходимости описания падения тел, оставив выяснение причины на позднее. Так можно понять (или вернее, неправильно понять) Ньютона с его знаменитым изречением «Я не измышляю гипотез». То же относится к Кирхгофу, о котором Больцман писал в 1888 г.: «Цель не в выработке отчетливых гипотез о сущности материи или в объяснении движения тела движением молекул, а в преподнесении уравнений, свободных от гипотез, возможно вернее и количественно правильно соответствующих природным явлениям, пренебрегая сущностью вещей и сил. В своей книге о механике Кирхгоф стремится изгнать такие метафизические понятия, как силы — причины движения; он ищет лишь уравнения, соответствующие возможно лучше наблюдаемым движениям» [16].
Точно так же Герц трактует уравнения Максвелла без эфира XIX в., придававшего им «реальность». Так же, в конечном счете, сам Эйнштейн понимал вклад Маха в свои первые произведения.
Однако феноменологический позитивизм в науке побеждал всегда лишь до строго определенного предела; это необходимая шпага для разрушения старых ошибок, но весьма непригодный лемех для выращивания нового урожая. Я считаю чрезвычайно знаменательным то, что Эйнштейн это понимал во время переходного периода освобождения от махистской философии, освобождения, которое правда, никогда не было полным.
Весной 1917 г. Эйнштейн писал Бессо, упоминая о рукописи, которую ему прислал Фридрих Адлер: «Он загнал бедную клячу Маха до изнеможения». На что Бессо, всегда наиболее верный махист, ответил 5 мая 1917 г.: «Что касается лошадки Маха, мы не должны ее обижать; не она ли позволила совершить адское путешествие через относительность? И кто знает, может быть в случае неприятных квантов она пронесет Дон Кихота de la Einsta через все это!» И ответ Эйнштейна на это 13 мая 1907 г. поразителен: «Я не хочу поносить лошадку Маха; но Вы знаете, что я об этом думаю. Она не может вдохнуть жизнь во что-то новое, а может лишь истребить вредных паразитов».
Итак, поскольку пришло время покончить с переоценкой и начать реконструкцию, установки Маха стали неудовлетворительными. (В этом отношении Мах, как и многие мастера, опасался своего ученика.) Действительно, сначала Эйнштейн перенял доктрину Маха, например, в значительной части статьи 1905 г., но затем он перевернул эту доктрину вверх дном, скорее преуменьшив, чем преувеличив роль фактических подробностей опыта как в начале, так и в конце научной теории, и остановил свой выбор на творческом рационализме, который почти неизбежно привел Эйнштейна к концепции объективного, «реального» мира, скрывающегося за теми феноменами, которым подвержены наши чувства (это тот самый выбор, конечно, который сделали Галилей и Ньютон). В 1931 г. статью «Влияние Максвелла на эволюцию понятия физической реальности» Эйнштейн начинает словами: «Уверенность в существовании внешнего мира, независимого от познающего субъекта, лежит в основе всего учения о природе». Вновь и вновь в период, начинающийся с его работы об общей теории относительности, Эйнштейн настаивает на том, что между опытом и мышлением, так же как между миром чувственных восприятий и объективным миром, существует логически непреодолимая пропасть. Позже Эйнштейн характеризовал способность мышления воспринять реальность словом «чудесная». Уже сама терминология этого утверждения заслуживает анафемы со стороны Маха. На этой стадии посмотрим, когда и при каких обстоятельствах Эйнштейн сам постепенно начал сознавать глубокое изменение в своей гносеологии, состоящее, вкратце, во все большем и большем признании и подчеркивании рационального элемента в своих трудах и соответственно во все меньшем и меньшем признании и подчеркивании позитивистского элемента (а не как многие полагают, в драматическом переходе от одной «чистой» позиции к другой, диаметрально противоположной). Для иллюстрации мы можем здесь вновь обратиться к его письму от 24 января 1938 г. к его давнишнему другу С. Ланчос, до сих пор не опубликованному: «Идя от скептического эмпиризма махистского толка, благодаря проблеме гравитации превратился в верующего рационалиста, который ищет единственный надежный источник истины в математической простоте. Конечно, логически простое — не обязательно физически верное, но физически верное — обязательно логически простое, это единство основания».
В самом деле, все другие доказательства показывают, что работа Эйнштейна над общей теорией относительности оказала решающее влияние на его гносеологическое развитие. Как он писал позже («Физика и реальность», 1936 г.): «Первой целью общей теории относительности является установление предварительной формулировки, которую, пренебрегая требованием, чтобы она сама по себе составляла нечто завершенное, можно было возможно проще связать с «неопределенно наблюдаемыми фактами». Однако эта цель не была достигнута. В «Некоторых замечаниях о возникновении общей теории относительности» (стр. 288) Эйнштейн сообщает: «Скоро я увидел, что при нелинейных преобразованиях, требуемых принципом эквивалентности, утрачивается простая физическая интерпретация координат, т. е. что больше уже нельзя требовать, чтобы разности координат были непосредственными результатами измерений с помощью идеальных линеек или часов. Уяснение этого обстоятельства доставило мне много беспокойства...» — точно так же, как Маху. «Таким образом, указанная выше дилемма разрешилась следующим образом (в 1912 г.): реальный физический смысл имеют не дифференциалы координат, а только соответствующая им риманова метрика» (стр. 289). Это было окончательное следствие представления по Минковскому о четырехмерном пространстве. И это был выбор против верности хаосу операционного опыта в пользу верности древней вере в единство как основу физической теории.
В других работах достаточно писалось о тонком, но далеко идущем соответствии между научным рационализмом Эйнштейна, с одной стороны, и его философским реализмом и верой в некоторый вид космической религии — с другой. Макс Борн резюмировал это в одном изречении: «Он верил в способность разума отгадать те законы, по которым бог образовал Вселенную» [17]. Возможно, что наилучшее выражение этой позиции можно найти у самого Эйнштейна в его очерке «О современном состоянии теории поля» [18].
«Теория преследует две цели: охватить по возможности все явления и их взаимосвязи; и помочь нам не только знать, как устроена природа и как происходят природные явления, но и по возможности достичь цели, может быть, утопической и дерзкой на вид, — узнать, почему природа является именно такой, а не другой. В этом ученые находят наивысшее удовлетворение... Приняв однажды основную гипотезу молекулярно-кинетической теории теплоты, исследователь ощущает до известной степени, что сам бог не мог бы изменить эти взаимосвязи в том виде, в каком они существуют, как он не мог бы превратить число 4 в простое. В этом состоит прометеевский элемент научного творчества... Для меня в этом и заключается постоянное очарование научного мышления; это образует, так сказать, религиозный базис научных изысканий». Это действительно далеко от того типа анализа, который Эйнштейн делал всего несколько лет раньше, и мы сразу улавливаем глубокое философское родство с натурфилософами XVII в., например с Иоганном Кеплером, который в предисловии к Mysterium Cos-mographicum заявляет о желании узнать о числе, положении и движении планет, «почему они такие, какие есть, а не другие», и который писал в апреле 1599 г. Герварту относительно чисел и количеств: «Наши знания подобны божеским, поскольку мы в состоянии понять кое-что в этой смертной жизни». Не приходится и говорить, что прежние друзья Эйнштейна, того времени, когда он был настроен более позитивистски, иногда извещались в прямой форме об этих изменениях. Так, Эйнштейн писал Морицу Шлику 28 ноября 1930 г.: «В общем Ваше представление не соответствует моему умозрительному направлению, поскольку я нахожу, что в целом Ваша позиция, так сказать, позитивистская... говорю Вам прямо: физика — это попытка умозрительной постройки модели реального мира и его закономерной структуры. Конечно, она должна точно представлять эмпирические отношения между чувственными экспериментами, которым мы подвергаемся; но только указанным путем можно их связать... кратко говоря, я страдаю от разобщения реальности опыта и реальности сущности...». «Вы удивитесь «метафизику» Эйнштейну, но каждое четвероногое и двуногое животное в этом смысле — фактически метафизик» (курсив оригинала).
В конечном счете Эйнштейн вернулся к взгляду, который, по мнению многих (и, возможно, его собственному), был устранен из физики его фундаментальной статьей 1905 г. о теории относительности: что существует внешняя, объективная физическая реальность, и мы можем надеяться ее постигнуть — не прямым опытом или логически и с полной достоверностью, но, по крайней мере, интуитивным скачком, подсказанным опытом совокупности всех ощутимых «фактов»; события происходят в «реальном мире», а пространственно-временной мир чувственного опыта и мир многомерного континуума лишь полезные метафоры, но не более.
В неопубликованном отрывке, который, по-видимому, был задуман как дополнительный критический ответ на один из очерков в книге «Альберт Эйнштейн, философ-ученый» (1949 г.), Эйнштейн возвращается — ив довольно резкой форме — к вопросу о противоположном мнении; он упоминает об «основной аксиоме» его мышления, «постулате о «реальном мире»», которому соответствует «мир» думающего и экспериментирующего субъекта. «Крайние позитивисты полагают, что могут обойтись без него. Мне кажется, что это иллюзия, если мы не хотим отказаться вообще думать».
Окончательная гносеологическая установка Эйнштейна заключается в том, что мир простого опыта должен быть подчинен и преобразован фундаментальным мышлением до такой общности, что он станет космологического характера. Конечно, теперь физики признают, что надо избегать крайностей между махистской привязанностью к эмпирическим фактам как единственному источнику теории, с одной стороны, и эстетико-математической привязанностью к убедительной простоте и внутренней гармонии как гарантии истинности, с другой стороны. При развитии своей философии с одного конца этого ряда позиций к другому Эйнштейн помог нам найти самих себя. Возможно, как мы говорили здесь, что эйнштейновская работа большого масштаба по синтезу кажется многим безнадежным поиском, попыткой сделать слишком много вещей сразу: презирая пропасть между полем и частицами, пытаться перебросить мост между непрерывностью и дискретностью, и, презирая пропасть между гравитацией и электромагнетизмом, пытаться соединить их в геометрической структуре пространства. Для многих физиков этот поиск кажется столь же странным, как в свое время казался странным «Фауст» Гете, часть П. Однако я склонен думать, что не сказано последнее слово и что глубокая и смелая решимость Эйнштейна, может быть, указывает путь к ближайшей высшей степени научного мышления.
Я хотел бы признать с благодарностью помощь хранителей наследия Альберта Эйнштейна и особенно помощь мисс Эллен Дюкас. Все цитаты публикуются здесь с их разрешения. Неопубликованные частично черновики были представлены на сессии Eranos в Ascona в августе 1965 г. и на собрании Science et Synthese в ЮНЕСКО в Париже, декабрь 1965 г.
Литература и примечания
*Речь на собрании ЮНЕСКО, декабрь 1965, Париж. Опубл. в Sci¬ence et Syrithese, 1967, p. 97—110.
Эйнштейновский сборник 1969-1970. М.: Наука, 1970.-408 с.