Текст книги "Эйнштейн (Жизнь, Смерть, Бессмертие)"

Автор книги: Борис Кузнецов

сообщить о нарушении

Текущая страница: 24 (всего у книги 46 страниц)

352

Современная ситуация в физике позволяет думать, что именно виртуальные процессы, излучение и поглощение виртуальных фотонов и других частиц, делают мировую линию частицы заполненной, физически существующей, обладающей физическим бытием.

Как уже говорилось, время, прошедшее между излучением виртуального фотона и его поглощением, может быть сколь угодно мало и соответственно вклад виртуального фотона в энергию электрона может быть сколь угодно велик. Расчеты, учитывающие взаимодействие электрона с его собственным излучением, приводят к бесконечным значениям энергии и соответственно массы электрона.

Вывод этот физически абсурден. Предположение о бесконечной энергии и массе частиц противоречит всему, что нам известно о физических явлениях. Поэтому бесконечные значения энергии и массы устраняются из расчетов. Делается это с помощью различных приемов и некоторых концепций, авторы которых не скрывают, а, напротив, подчеркивают чисто рецептурный характер этих приемов и концепций. Разрыв между "внешним оправданием" и "внутренним совершенством" физической теории сейчас принял весьма своеобразную форму. Существует много способов избавиться от бесконечных значений энергии и массы частицы. Они состоят в отбрасывании виртуальных фотонов с очень большой энергией, вносящих большой вклад в собственную энергию частицы. Такие фотоны игнорируются. Почему? Это делают "в кредит" в расчете на то, что будущая теория элементарных частиц даст необходимое обоснование рецептурных приемов устранения очень высоких энергий. Такой теорией может быть представление о наименьших расстояниях и наименьших интервалах времени, представление, которое было бы выведено из каких-то общих идей. Мы вскоре рассмотрим указанное представление. Но в современной физике не дожидаются, пока оно будет непротиворечивым образом сформулировано. Уже сейчас в расчете на ту или другую будущую теорию вводят различные приемы устранения бесконечных значений энергии частицы.

353

Какими архаичными в такой ситуации кажутся идеи "чистого описания", а также идеи условного или же априорного происхождения физических понятий! Феноменологические теории сами по себе не могут сколько-нибудь непротиворечивым образом описать ход процессов, стоящих в центре внимания современной физики. Физика ищет нефеноменологическую, но отнюдь не априорную картину этих процессов и, уверенная в возможности такой теории, уже сейчас "в кредит" вычисляет энергию электронов, устраняя бесконечные значения. Зато какой злободневной кажется сейчас эйнштейновская схема внешнего оправдания и внутреннего совершенства.

Заметим теперь, что эта схема как раз и развертывалась в тридцатые пятидесятые годы в эйнштейновских попытках построения единой теории поля и в критике квантовой механики, с одной стороны, и в развитии теории элементарных частиц в работах других физиков, с другой. Развитие теории элементарных частиц приводило к поразительно стройным и изящным отдельным концепциям Но они не укладывались в единую картину. Более того, выдвинутые в них схемы противоречили друг другу даже в пределах одной концепции. Релятивистские квантовые теории середины нашего столетия напоминают картину сотворения мира в поэме Эмпедокла, где описываются причудливые сочетания органов у животных, первоначально появившихся на Земле.

Симптомом отсутствия внутреннего совершенства в теории элементарных частиц было обилие эмпирических величин, фигурирующих в этой теории. Каждая эмпирическая константа означает, что в данном пункте обрывается единая цепь каузального объяснения, что мы вводим некую величину, не объясняя, почему она именно такая, а не какая-либо иная. Для Эйнштейна идеалом научной картины, мира была картина, не содержащая эмпирических постоянных. В теории элементарных частиц сохранялись основные эмпирические величины – значения масс и зарядов, свойственных частицам различных типов.

В целом состояние теории элементарных частиц характеризуется отсутствием "внутреннего совершенства".

В свою очередь конструкции Эйнштейна, выдвинутые в тридцатые пятидесятые годы, были лишены "внешнего оправдания". Они не противоречили фактам, но и не находили того experimentum crucis, который становится исходным пунктом преобразования картины мира. Концепции элементарных частиц, быстро сменявшие одна

354

другую (иногда уживавшиеся одна с другой) на страницах физических журналов, не были достаточно "безумными" в смысле логической парадоксальности, в них отсутствовал достаточно глубокий разрыв с классическими понятиями. Конструкции Эйнштейна были недостаточно "безумными" в смысле парадоксального экспериментального результата как основы новых конструкций. Такие результаты накоплялись в "официальной" теории элементарных частиц: недаром в ней появилось а качестве вполне определенной величины понятие "странности" и множество понятий, не получивших такого названия, но не менее странных.

Можно ли предположить, что разошедшиеся линии развития науки пересекутся? Будет ли построена теория, соединяющая новые, гораздо более парадоксальные с классических позиций, более "безумные" общие идеи с однозначным объяснением всей совокупности парадоксальпых фактов, найденных в физике элементарных частиц?

Путь к такой теории достаточно далек. Теоретической физике придется не раз вспомнить слова, написанные Эйнштейном незадолго до смерти, в феврале 1955 г., Максу фон Лауэ в ответ на приглашение в Берлин на заседания, посвященные пятидесятилетию теории относительности.

"Старость и болезнь, – писал Эйнштейн, – делают мой приезд невозможным и, признаться, я благодарен судьбе: все, что связано с личным культом, мне всегда было крайне неприятно. В данном случае речь идет о развитии мысли, в котором участвовали многие и которое далеко не закончено... Если долгие поиски меня чему-либо научили, то их итог таков: мы гораздо дальше от понимания элементарпых процессов, чем полагает большая часть современников (тебя я не включаю), и шумные торжества не соответствуют современной ситуации" [5].

5 Seelig, 396-397.

Это письмо хорошо иллюстрирует основное в позиции Эйнштейна: она не успокаивает, а побуждает; Эйнштейн не останавливается на какой-то уже найденной старой истине (в том числе на классическом представлении о микропроцессах), а видит незавершенность новых идей.

355

Он критикует их не с классических, а по существу с квантово-релятивистских позиций. Ведь в этом же письме говорится о незавершенности развития теории относительности. Ее дальнейшее развитие должно обосновать квантовые закономерности.

Но само признание незавершенности современных идей приобретает сколько-нибудь определенный смысл только в том случае, когда в принципе предвидится создание единой, непротиворечивой теории элементарных процессов.

Если появление такой теории вытекает из наметившихся тенденций, если такой прогноз обоснован, то это меняет принципиальную оценку тридцатилетней напряженной деятельности Эйнштейна. В этом случае можно, следуя примеру самой физики, делать "в кредит" некоторые предварительные ретроспективные оценки. В книге об Эйнштейне такой прием не только допустим, но и обязателен; ведь Эйнштейн в своем творчестве перекликался не только (в некоторые периоды и в некоторых проблемах – не столько) с современными исследованиями, но и с будущим науки.

Рассмотрим с этой точки зрения вопрос о так называемом "одиночестве" Эйнштейна.

Инфельд считает одиночество Эйнштейна характерной чертой его творчества, может быть, самой характерной. Эта черта каким-то далеко не явным образом соединяет облик Эйнштейна, его погруженность в себя даже в минуты оживленного общения с окружающими и тот факт, что он мало занимался проблемами, поглощавшими в данный момент внимание большинства физиков (так называемыми актуальными проблемами), и слабый резонанс, вызванный его работами в последний период жизни. Все это вещи разного порядка, и лежат они в разных планах. Но все же можно найти нечто общее, отвечавшее самым основным чертам мировоззрения Эйнштейна и приводившее к некоторой изоляции мыслителя.

"Для него, – пишет Инфельд, – изоляция была благословенной, потому что предохраняла от избитых путей. Одиночество, независимое обдумывание проблем, которые он сам перед собой ставил, поиски собственных, уединенных дорог, то, что он избегал давки, – вот наиболее характерные черты его творчества. Это не только оригинальность, это не только научная фантазия; это нечто большее, что может быть попятно лишь тогда, когда мы рассмотрим проблемы и методы работы Эйнштейна" [6].

6 Успехи физических наук, 1956, 59, вып. 1, с. 144.

356

Посмотрим с этой точки зрения на специальную теорию относительности. Здесь можно говорить об изоляции Эйнштейна только в чисто биографическом плане, в том смысле, что Эйнштейн в Берне не встречался с физиками и, по его словам, только в тридцать лет впервые увидел физика-теоретика ("иначе, как в зеркале", – заметил по поводу этого признания Инфельд). Но статья "К электродинамике движущихся тел" была посвящена проблеме, находившейся если не в центре внимания физиков, то во всяком случае недалеко от такого центра. Об этом свидетельствует одновременное появление фундаментальных работ трех крупнейших ученых – Эйнштейна, Лоренца и Пуанкаре, посвященных объяснению результатов Майкельсона. Н. II. Лузин как-то заметил, что молодой мыслитель, выступающий с радикальными концепциями, не будет даже услышан, если его идеи не избавят ученых от тяжелых и безрезультатных поисков, не помогут им в собственных бедах. "Чтобы вытащить ученых из их постелей, нужно дать им ответ на вопросы, над которыми они мучаются".

Специальная теория относительности ответила па весьма злободневный вопрос о причине отрицательного результата опыта Майкельсона я аналогичных опытов. Поэтому она вызвала не меньший интерес, чем другие выдающиеся физические работы девятисотых годов. Почему она вызвала несравненно больший интерес, почему интерес к теории Эйнштейна несопоставим с интересом к другим физическим теориям – об этом уже говорилось. Задача, поставленная перед классической физикой результатами опыта Майкельсона, оказалась роковой, она отличалась от вопросов Сфинкса, заданных Эдипу, тем, что гибель следовала за правильным ответом. Нет нужды еще раз оговаривать условность "гибели" классической физики, с тем же правом можно говорить о ее апофеозе, но мы будем иметь в виду то, что действительно погибло, убеждение в точности и незыблемости классического правила сложения скоростей и представление об абсолютном времени.

357

Все дело в том, что в девятисотые годы пересеклись две линии теоретической мысли, соответствующие двум эвристическим критериям. Первая линия состоит в поисках теории, которая объяснила бы новые экспериментальные факты. Эта линия связана по преимуществу с тем, что Эйнштейн называл "внешним оправданием" теории. Вторая линия – это поиски новой теории, направленные на преодоление выдвинутых ad hoc, объясняющих лишь узкий круг явлений и в этом смысле сравнительно произвольных допущений. Эти поиски связаны по преимуществу с тем, что Эйнштейн называл "внутренним совершенством" теории. Теория Лоренца, выдвинутая ad hoc, уступила место теории Эйнштейна, которая объяснила результаты опыта Майкельсона исходя из общего (т.е. в последнем счете опирающегося па очень большое число различных фактов) принципа.

Ответ был дан на вопрос, интересовавший широкий круг физиков. Эксперименты уже были сделаны, результаты их не укладывались ни в одну из существующих теорий, нужно было создать теорию, соответствующую новым наблюдениям, и из различных теорий, которые можно было согласовать с наблюдениями, только теория Эйнштейна обладала, помимо "внешнего оправдания", также и "внутренним совершенством".

Общая теория относительности не разрешала каких-либо нависших над физикой вопросов и апорий. Она позволила разъяснить результаты опытов Галилея, которые, конечно, не волновали физиков XX столетия. В годы, когда Эйнштейн с величайшим трудом приближался к новой теории тяготения, никто этой теорией не занимался. Восемь лет работы над общей теорией относительности, приведшие в 1916 г. к ее законченной формулировке, и еще три года до подтверждения теории наблюдением были временем большого одиночества Эйнштейна. Если бы Эйнштейн не проявил этого почти беспрецедентного в истории науки творческого упрямства, общая теория относительности не была бы найдена в течение первой четверти столетия, а может быть, и позже. Эйнштейн говорил Инфельду уже в Принстоне:

"Специальная теория относительности сейчас была бы уже создана независимо от меня. Эта проблема назрела. Но я не думаю, что это касается и общей теории относительности".

358

Для общей теории относительности "внешнее оправдание" имело место на триста лет раньше ее создания и на три года позже. Она создавалась на основе первого "оправдания", т.е. равенства тяжелой и инертной массы, она искала второго "оправдания" – доказательства искривления световых лучей в поле тяготения. Но пересечение этой линии "внешнего оправдания" с чрезвычайно энергичным и эффективным поиском внутренней гармонии произошло очень далеко от актуальных проблем.

Однако несравненно более полным было одиночество Эйнштейна в годы, проведенные в Принстоне. Работа над единой теорией поля велась в полной изоляции от сколько-нибудь влиятельных и широких групп физиков-теоретиков. На этот раз теория не имела никаких данных, чтобы заинтересовать широкие круги физиков объяснением загадочных результатов некоторого эксперимента. "Внутреннее совершенство" теории не имело точек пересечения с "внешним оправданием". На этот раз "внутреннее совершенство" было самым широким, какое только можно представить. Речь шла об исходных допущениях, которые могут без добавочных гипотез объяснить всю сумму физических процессов, какие бы поля ни вызывали эти процессы. Но эти исходные допущения не были связаны с экспериментом, который бы придал им достоверность.

Судьба и исторический смысл единой теории поля, которую Эйнштейн разрабатывал в течение тридцати лет, напоминает судьбу и смысл его критики квантовой механики. В отношении квантовой механики позиция Эйнштейна была чисто негативной, он не противопоставлял ей иную концепцию, не разрабатывал какой-либо нестатистической теории микромира. Напротив, единая теория поля была изложена в позитивной форме. Но как раз позитивные и конкретные контуры этой теории, по-видимому, не войдут в единую теорию поля. Мы можем поставить в кавычки эпитет "ошибочная" применительно к единой теории Эйнштейна, потому что отнюдь не ошибочным был ее общий смысл представление о существовании тех или иных закономерностей, определяющих не только структуру некоторого поля, но и структуру всех полей, представление о едином мире, модификациями которого являются известные нам поля. В 1959 г. Гейзенберг написал статью "Замечания к эйнштейнов

359

скому наброску единой теории поля" [7]. Здесь в качестве первой причины неудачи эйнштейновской попытки указывается быстрое расширение сведений о новых частицах и полях. Действительно, в тридцатые – пятидесятые годы были периоды, когда чуть ли не каждый очередной номер физического журнала приносил весть о новом типе элементарных частиц. Каждая частица ассоциировалась с некоторым полем, частицу рассматривали в качестве агента, переносящего взаимодействие других частиц, подобно тому как фотон переносит электромагнитное взаимодействие электронов и других электрически заряженных частиц. Трудно было в этом потоке новых фактов найти твердую почву для единой теории поля.

7 Эйнштейн и развитие физико-математической мысли. Сб. статей. М., 1962, с. 63-69.

"Эта великолепная в своей основе попытка, – пишет Гейзенберг, сначала как будто потерпела крах. В то самое время, когда Эйнштейн занимался проблемой единой теории поля, непрерывно открывали новые элементарные частицы, а с ними – сопоставленные им новые поля. Вследствие этого для проведения эйнштейновской программы еще не существовало твердой эмпирической основы, и попытка Эйнштейна не привела к каким-либо убедительным результатам".

Но эта трудность построения единой теории поля приводила ко все большему накоплению аргументов в пользу программы Эйнштейна. Открытия тридцатых – семидесятых годов включали в картину мира частицы, легко превращающиеся в другие частицы и соответственно поля, переходящие в иные поля. Единая теория поля вырастает сейчас из квантовых представлений, переход одного поля в другое поле – это переход кванта одного поля в квант другого поля, в элементарную частицу другого типа. Мы можем допустить, что мысль о "заквантовом" мире ультрарелятивистских эффектов и единая теория ноля сольются в некоторую целостную концепцию трансмутаций элементарных частиц как основных процессов мироздания. Такой концепции еще нет. Мы можем говорить только о принципиальной возможности перехода от картины мира, в которой основным понятием служит движение тождественной себе частицы в гравитационном, электромагнитном и т.д. полях, к картине мира,

360

в которой исходным физическим образом является превращение частицы одного типа в частицу другого типа, связанное своеобразной дополнительностью с непрерывным движением тождественной себе частицы, с непрерывной мировой линией.

Эйнштейн стремился к завершению своей теории относительности. Но, с его точки зрения, 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 ее 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 поле принимает форму гравитационного поля и подчиняется соотношениям общей теории относительности. В каждой теории мы встречаем 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 звезд, планет и других небесных тел исходными, заданными, необъяененными остаются массы небесных тел и исходные расстояния. Эти величины могут найти объяснение в космогонии, оперирующей движениями 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? Если выразить их в километрах или других произвольных единицах, вопрос несколько затушевывается, число, измеряющее расстояние между двумя небесными телами, может казаться произвольным, зависящим от взятых единиц длины – сантиметров, километров, световых лет. Но если взять какую-то естественную меру, например радиус Солнечной системы, и выразить расстояния между планетами с помощью этой меры, то произвол должен быть исключен, отношение ра

361

диуса 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 отношении 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 отношения масс частиц различных типов.

Для Эйнштейна исключение из физики произвольных констант, объяснение 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.

Нам уже известно, что в своей автобиографии 1949 г. Эйнштейн выдвинул в качестве интуитивной догадки утверждение, что в идеальной картине мира не может быть произвольных постоянных. Теперь на этом следует остановиться подробней.

Скорость света, выраженная в сантиметрах, деленных на секунды, связана с этими произвольными единицами. Мы можем, по словам Эйнштейна, заменить секунду временем, в течение которого свет проходит единицу длины, а в качестве такой единицы взять вместо сантиметра, например, радиус электрона. Можно заменить грамм в качестве единицы массы массой электрона или другой частицы. Вообще можно полностью исключить из физики постоянные, выраженные в сантиметрах, граммах и секундах, целиком и полностью заменив их "естественными" единицами.

"Если представить себе это выполненным, то в основные уравнения физики будут входить только лишь "безразмерные" постоянные. Относительно этих последних мне бы хотелось высказать одно предложение, которое нельзя обосновать пока ни на чем другом, кроме веры в простоту и понятность природы. Предложение это следующее: таких произвольных постоянных не существует. Иначе говоря, природа устроена так, что ее законы в большей мере определяются уже чисто логическими требованиями настолько, что в выражения этих законов входят только постоянные, допускающие теоретическое

362

определение (т.е. такие постоянные, что их численные значения нельзя менять, не разрушая теории)" [8].

Итак, по мнению Эйнштейна, каждая безразмерная константа – отношение некоторой скорости к другой скорости, одной массы к другой массе (например, массы некоторой частицы к массе электрона), одной длины (длины волны или радиуса какой-то частицы или радиуса Вселенной) к другой длине (например, к радиусу электрона) – всегда может найти объяснение в какой-то теории, всегда в идеале можно ответить на вопрос "почему" в отношении такой константы, причем иная теория дает иное значение константы. Все это вытекает из "веры в простоту и понятность природы". Мы достаточно знакомы теперь с общими идеями Эйнштейна, чтобы понять смысл этих слов. Познание внешнего мира – это познание царящей в нем закономерности, причинной связи, охватывающей и объединяющей мир.

Эрнст Штраус, ассистент Эйнштейна в Принстоне в 1944-1948 гг., приводит в своих воспоминаниях очень важное замечание Эйнштейна. "Что меня, собственно, интересует, – говорил Эйнштейн, – это следующее: мог ли бог сотворить мир другим, оставляет ли какую-то свободу требование логической простоты?" [9].

8 Эйнштейн, 4, 281.

9 Helle Zeit, 72.

Что "бог" у Эйнштейна есть псевдоним рациональной связи процессов природы, – это нам уже известно. Что эта связь выражается в логической простоте, в наименьшем числе независимых постулатов, в естественности теории, отображающей мир с максимальной адекватностью, – это тоже известно. Вопрос состоит в том, приводит ли критерий логической простоты к однозначной картине мира? Могут ли существовать две в равной степени логически простые схемы, физически отличающиеся одна от другой? По-видимому, Эйнштейн склонялся к тому, что "бог не мог составить мир другим", что требование логической простоты определяет физическую картину мира однозначным образом. Приближаясь к объективной истине и приобретая все большую логическую простоту (за счет исключения эмпирических постоянных, не связанных логическим выведением и соответственно каузальной связью с другими постоянными), паука переходит ко все более точному описанию действительности. Сменяющие друг друга картины мира образуют сходящийся ряд.

363

Таким образом, когда Эйнштейн говорит о логических требованиях, речь идет 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, причем в единую цепь входят количественные законы природы 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 перешагнет эти границы.

Когда-то Кеплер, один из самых гениальных провозвестников каузального мышления нового времени, задал вопрос: "Почему они такие, а не иные", имея в виду количественные соотношения мироздания – расстояния между планетами Солнечной системы. Ответа на это 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 движущейся материи. Такими свойствами могут быть ее дискретность, ее микроскопическая структура и количественные соотношения микромира, т.е. данные, которыми оперирует квантовая физика. Теория относительности рассматривает в качестве исходных соотношений сокращение движущихся масштабов и замедление времени в движущихся системах. С точки зрения квантовой теории масштабы и часы – это очень сложные тела.

"Они построены, – пишет Гейзенберг, – вообще говоря, из многих элементарных частиц, на них сложным образом воздействуют различные силовые поля и поэтому непонятно, почему именно их поведение должно описываться особенно простым законом" [10].

304

Эйнштейн, как мы знаем, и сам понимал, что исходные соотношения теории относительности, рисующие поведение масштабов и часов, должны быть выведены из каких-то более общих соотношений, записанных в виде уравнений. В этой книге уже упоминалось о такой чрезвычайно характерной, раскрывающей весьма существенную сторону неклассической физики оценке теории относительности ее творцом. В своей автобиографии Эйнштейн пишет:

"Сделаем теперь критическое замечание о теории в том виде, как она охарактеризована выше. Можно заметить, что теория вводит (помимо четырехмерного пространства) два рода физических предметов, а именно: 1) масштабы и часы, 2) все остальное, например электро-магнитное 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 ее независимой от них" [11].

10 Гейзенберг В. Замечания к эйнштейновскому наброску единой теории поля. – В сб.: Эйнштейн и развитие физико-математической мысли. М., 1962, с. 65.

11 Эйнштейн, 4, 280,

Разумеется, "теория масштабов и часов" или "поведение масштабов и часов" – фигуральные выражения. Буквальное, конкретное понимание подобных выражений существовало издавна. Быть может, во II в. до нашей эры некоторые жители Сиракуз всерьез думали, что во дворе одного из домов их родного города лежит рычаг, при помощи которого Архимед перевернет Землю, как только получит в свое распоряжение точку опоры. Быть может, иные, не веря в существование такого рычага, уличали Архимеда во лжи. Примерно в такой же мере наивно думать, что "поведение масштабов и часов" имеет смысл лишь при наличии линеек, рулеток, хронометров и пользующихся ими наблюдателей. Речь идет о вещах, существовавших за миллиарды лет до любых наблюдателей и принадлежащей им аппаратуры. Мы уже имели случай заметить, что Эйнштейн описал объективные про

365

цессы с помощью "масштабов" и "часов", т.е. жестких стержней и периодически повторяющихся движений, а также с помощью "наблюдателей", которыми могут быть приборы, регистрирующие показания часов (число оборотов или число отрезков, пройденных телом после некоторого момента) и число уложенных между двумя точками твердых стержней. Устранить подобное понимание термина "поведение масштабов и часов" очень легко. Что действительно трудно (и что не сделано и не могло быть сделано Эйнштейном), – это указать микроскопические процессы, объясняющие соотношения между пространственными и временными измерениями ("поведение 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) приводит к соотношениям теории относительности Эйнштейна. Этим соотношениям подчинены все процессы в мире галактик, планет, молекул и атомов. Подчинено ли им поведение элементарных частиц в сколь угодно малых пространственно-временных областях? Мы этого пока не знаем. Если подчинено, то объяснение поведения масштабов и часов их атомистической структурой недостижимо: мы не можем отсылать "от Понтия к Пилату" и, объясняя природу соотношений теории относительности, апеллировать к процессам, подчиненным этим же соотношениям.

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 интервалам времени.

Переход к принципиально иным соотношениям и понятиям встретился нам при знакомстве с термодинамическими работами Эйнштейна и с классической термодинамикой XIX в. Это был переход от микроскопических движений отдельных молекул к состояниям макроскопических тел. Теперь мы имеем подчиненные соотношениям Эйнштейна движения. Быть может, задача состоит в том, чтобы перейти к этим движениям от ультра микроскопических состояний. Такая точка зрения в известной мере восходит к идеям Эйнштейна. Вспомним, что из теории относительности выросла новая, релятивистская теория

366

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 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.