Глава 10. новая модель вселенной

Вопрос, о форме вселенной. — История вопроса. — Геометри­ческое и физическое пространство. —- Сомнительность их отож­дествления. — Четвёртая координата физического простран­ства. — Отношение физических наук к математике. — Старая и новая физика. — Основные принципы старой физики. — Пространство, взятое отдельно от времени. — Принцип един­ства законов. — Принцип Аристотеля, — Неопределённые вели­чины старой физики. — Метод разделения, употребляемый вместо определения. — Органическая и неорганическая ма­терия. — Элементы. — Молекулярное движение. — Броунов­ское движение. —- Принцип сохранения материи. — Относи­тельность движения. — Измерения величин. — Абсолютные единицы измерений. — Закон всемирного тяготения. — Дей­ствие на расстоянии. — Эфир. — Гипотезы о природе света. — Эксперимент Майкельсона—Морли. — Скорость света как ограничивающая скорость. — Преобразования Лоренца. — Квантовая теория. — Весомость света. — Математическая фи­зика. — Теория Эйнштейна. — Сжатие движущихся тел. — Спе­циальный и общий принципы относительности. — Четырёх­мерный континуум. — Геометрия, исправленная и дополненная согласно Эйнштейну. — Отношение теории относительности к опыту. — «Моллюск» Эйнштейна. — Конечное простран­ство. — Двухмерное сферическое пространство. — Эддингтон о пространстве. — Об исследовании структуры лучистой энер­гии. — Старая физика и новая физика.

— Недостаточность четырёх координат для построения модели вселенной. — Отсутствие возможности математическо-

го подхода к этой проблеме. — Искусственность обозначения
измерений степенями. — Необходимая ограниченность все-
ленной по отношению к измерениям. — Трёкмерность двииже-
ния.— Время как спираль. ----- Три измерения времени.—
Шестимерное пространство. — «Период шести измерений». —
Два пересекающихся треугольника, или шестиконечная
звезда. — Тело времени. — «Историческое время» как четвср-
тое измерение. — Пятое измерение. — «Ткань» и «основа». —
Ограниченное число возможностей в каждом моменте. -- Веч-
ное Теперь. — Осуществление всех возможностей. — Прямые
линии. — Ограниченность бесконечной вселенной. — Нулевое
измерение. —Линия невозможного. — Седьмое измерение.

Движение. — Четыре вида движения. — Разделение скоро­
стей.— Восприятие третьего измерения животными.--
Скорость как угол. — Предельная скорость. -- Простран-
ство. — Разнородность пространства. — Зависимость измере-
ний от величины. — Разнообразие пространства. — Материаль-
ность и её степени. — Мир внутри молекулы. — «Притяже-
ние». — Масса. — Небесное пространство. — Следы движе-
ния. — Градации в структуре материи. — Невозможность опи­
сания материи как агрегата атомов или электронов.—
Мир взаимосвязанных спиралей. — Принцип симметрии.—
Бесконечность. — Бесконечность в математике геомет-
рии. — Несоизмеримость. — Разный смысл бесконечности в
математике, геометрии и физике. — Функция и размеры.-
Переход явлений пространства в явления времени.—Дви-
жение, переходящее в протяжённость. — Нулевые и отри-
цательные величины. — Протяженность втриатомных
пространств. — Разложение луча света. — Световые кванты. —
Электрон. — Теория колебаний и теория излучений. Дли­
тельность существования малых единиц. — Длительность
существования электронов.

При любой попытке изучения мира и природы человек неизбежно оказывается лицом к лицу с целым рядом вопросов, на которые он не в состоянии дать прямых ответов. Одна­ко от того, признаёт или не признаёт он эти вопросы, как их формулирует, как к ним относится, зависит весь даль­нейший процесс его мышления о мире, а значит, и о самом

себе.

Вот важнейшие из этих вопросов: Какую форму имеет мир?

Что такое мир: хаос или система? Возник ли мир случайно или был создан согласно некоторому плану?

И хотя это может на первый взгляд показаться стран­ным, то или иное решение первого вопроса, т. е. вопроса о форме мира, фактически предрешает возможные ответы на другие вопросы — на второй и на третий.

Если вопросы о том, является ли мир хаосом или системой, возник он случайно или был создан согласно плану, разре­шаются без предварительного определения формы мира и не вытекают из такого определения, то подобные решения неубедительны, требуют «веры» и не в состоянии удовлетво­рить человеческий ум. Только в том случае, когда ответы на эти вопросы вытекают из определения формы мира, они оказываются достаточно точными и определёнными.

Нетрудно доказать, что господствующая ныне общая философия жизни основана на таких решениях этих трёх фундаментальных вопросов, которые могли бы считаться научными в XIX веке; а открытия XX и даже конца XIX столетия до сих пор не повлияли на обычную мысль или очень слабо на неё повлияли. Нетрудно также доказать, что все дальнейшие вопросы о мире, формулировка и разработка которых составляет предмет научной, философской и рели­гиозной мысли, возникают из этих трёх фундаментальных вопросов.

Но, несмотря на свою первостепенную важность, вопрос о форме мира сравнительно редко возникал самостоятельно; обычно его включали в другие проблемы — космологические, космогонические, астрономические, геометрические, физические и т. п. Средний человек был бы немало удивлён, если бы ему сказали, что мир может иметь какую-то форму. Для него мирформы не имеет.

Однако чтобы понять мир, необходимо иметь возможность построить некоторую модель вселенной, хотя бы и несовершен­ную. Такую модель мира, такую модель вселенной невозможно построить без определённой концепции формы вселенной. Чтобы сделать модель дома, нужно знать форму дома; чтобы сделать модель яблока, нужно знать форму яблока. Поэтому, прежде чем переходить к принципам, на которых можно построить новую модель вселенной, необходимо рассмотреть, хотя бы в виде краткого резюме, историю вопроса о форме вселенной, нынешнее состояние этого вопроса в науке, а также «модели», которые были построены до самого послед­него времени.

Древние и средневековые космогонические и космологи-

ческие концепции экзотерических систем (которые одни только и известны науке) никогда не были ни особенно ясными, • ни интересными. Сверх того, вселенная, которую они изобража­ли, была очень маленькой вселенной, гораздо меньше нынеш­него астрономического мира. Поэтому я не стану говорить о -них.

Наше изучение разных взглядов на вопрос о форме мира начнётся с того момента, когда астрономические и физико-механические системы отказались от идеи Земли как центра мира. Исследуемый период охватывает несколько веков. Но фактически мы займёмся только последним столетием, в основном, периодом с конца первой четверти XIX века.

К тому времени науки, исследующие мир природы, уже давно разделились: их взаимоотношения после разделения были такими же, как и сейчас, во всяком случае, какими они были до недавнего времени.

Физика изучала явления окружающей нас материи.

Астрономия — движение «небесных тел».

Химия пыталась проникнуть в тайны строения и состава материи.

Эти три физические науки основывали свои концепции формы мира исключительно на геометрии Евклида. Геометри­ческое пространство принималось за физическое пространство, и между ними не делалось никаких различий; пространство рассматривалось отдельно от материи, подобно тому, как ящик и его положение можно рассматривать независимо от его содержания.

Пространство понималось, как «бесконечная сфера». Бесконечная сфера геометрически определялась только цент­ром, т. е. любой точкой и исходящими из этой точки тремя радиусами, перпендикулярными друг к другу. И бесконечная сфера рассматривалась, как совершенно аналогичная во всех отношениях и физических свойствах конечной, ограниченной

сфере.

Вопрос о несоответствии между геометрическим, евклидо­вым трёхмерным пространством, бесконечным или конечным, с одной стороны, и физическим пространством, с другой, воз­никал очень редко и не препятствовал развитию физики в тех направлениях, какие были для неё возможны.

Только в конце XVIII и в начале XIX века идея их воз­можного несоответствия, сомнение в правильности отожде­ствления физического пространства с геометрическим сде­лались настоятельными; тем более нельзя было обойти их молчанием в конце XIX века.

Эти сомнения возникли, во-первых, благодаря попыткам

пересмотреть геометрические основы, т. е. или доказатьаксиомы Евклида, или установить их несостоятельность; во-вторых, благодаря самому развитию физики, точнее, меха­ники, той части физики, которая занята движением; ибо её развитие привело к убеждению, что физическое простран­ство невозможно расположить в геометрическом пространстве, что физическое пространство постоянно выходит за пределы геометрического. Геометрическое пространство удавалось принимать за физическое, только закрывая глаза на то, что геометрическое пространстао неподвижно, что оно не содержит времени,необходимого для движения, что расчёт любой фи­гуры, являющейся результатом движения, например, такой, как винт, уже требует четырёх координат.

Впоследствии изучение световых явлений, электричества, магнетизма, а также исследование строения атома настоятель­но потребовали расширения концепции пространства.

Результат даже чисто геометрических умозрений отно­сительно истинности или неистинности аксиом Евклида был двояким, с одной стороны, возникло убеждение, что гео­метрия является чисто теоретической наукой, которая имеет дело исключительно с аксиомами и является полностью завер­шённой; что к ней нельзя ничего прибавить и ничего в ней изме­нить; что геометрия — такая наука, которую нельзя приложить ко всем встречающимся фактам и которая оказывается верной только при определённых условиях, зато в пределах этих условий надёжна и незаменима. С другой стороны, воз­никло разочарование в геометрии Евклида, вследствие чего появилось желание перестроить её на новой основе, создать новую модель, расширить геометрию и превратить её в физическую науку, которую можно было бы приложить ко всем встречающимся фактам без необходимости располагать эти факты в искусственном порядке. Первый взгляд на гео­метрию Евклида был правильным, второй — ошибочным; но можно сказать, что в науке восторжествовала именно вторая точка зрения, и это в значительной мере замедлило её разви­тие. Но к этому пункту я ещё вернусь.

Идеи Канта о категориях пространства и времени как категориях восприятия и мышления никогда не входили в научное, т. е. физическое мышление, несмотря на позднейшие Попытки ввести их в физику. Научная физическая мысль развивалась независимо от философии и психологии; эта мысль всегда считала, что пространство и время обладают объективным существованием вне нас, в силу чего предпо­лагалось возможным выразить их взаимоотношения матема­тически.

Однако развитие механики и других физических дисциплин

привело к необходимости признать четвёртую координату

пространства в дополнение к трём фундаментальным коорди-

;натам; длине, ширине и высоте. Идея четвёртой координаты,

или четвёртого измерения пространства, постепенно станови-

лась всё более неизбежной, хотя долгое время она оставалась.

своеобразным «табу».

Материал для создания новых гипотез о пространстве скры­вался в работах математиков—Гаусса, Лобачевского, Закке-ри, Бойяи и особенно Римана, который уже в пятидесятых го­дах прошлого века рассматривал вопрос о возможности совершенно нового понимания пространства. Никаких попыток психологического исследования проблемы пространства и вре­мени сделано не было. Идея четвёртого измерения долгое время оставалась как бы под сукном. Специалисты рассмат­ривали её как чисто математическую проблему, а неспе­циалисты — как проблему мистическую и оккультную.

Но если мы сделаем краткий обзор развития научной мысли с момента появления этой идеи в начале XIX века до

сегодняшнего дня, это поможет нам понять то направление, в котором способна развиваться данная концепция; в то же вре­мя мы увидим, что она говорит нам (или может сказать) о фун­даментальной проблеме формы мира.

Первый и важнейший вопрос, который здесь возникает, — это вопрос об отношении физической науки к математике. С общепринятой точки зрепия считается признанным, что ма­тематика изучает количественные взаимоотношения в том же самом мире вещей и явлений, который изучают физические науки. Отсюда вытекают ещё два положения: первое — что каждое математическое выражение должно иметь физи­ческий эквивалент, хотя в данный момент он, возможно, ещё не открыт; и второе — что любое физическое явление можно выразить математически.

На самом же деле ни одно из этих положений не имеет ни малейшего основания; принятие их в качестве аксиом

задерживает прогресс науки и мышления как раз по тем линиям, где такой прогресс более всего необходим. Но об этом мы поговорим позднее.

В следующем ниже обзоре физических наук мы остановим­ся только на физике. А в физике особое внимание нам не­обходимо обратить на механику: приблизительно с середи-

ны XVIII века механика занимала в физике господствую­щее положение, в силу чего до недавнего времени считалось возможным и даже вероятным найти способ объяснения всех физических явлений как явлений механических, т. е.

явлений движения. Некоторые учёные пошли в этом направ­лении ещё дальше: не довольствуясь допущением о возможности объяснить физические явления как явления дви­жения, они уверяли, что такое объяснение уже найдено и что оно объясняет не только физические явления, но также биологические и мыслительные процессы.

В настоящее время нередко делят физику на старую и новую;это деление, в общем, можно принять, однако не следует понимать его слишком буквально.

Теперь я попробую сделать краткий обзор фундамен­тальных идей старой физики, которые привели к необходи­мости построения «новой физики», неожиданно разрушившей старую; а затем перейду к идеям новой физики, которые при­водят к возможности построения «новой модели вселенной», разрушающей новую физику точно так же, как новая физика разрушила старую.

Старая физика просуществовала до открытия электрона. Но даже электрон понимался ею как существующий в том же искусственном мире, управляемом аристотелевскими и ньюто­новскими законами, в котором она изучала видимые явления; иначе говоря, электрон был воспринят как нечто, суще­ствующее в том же мире, где существуют наши тела и другие соизмеримые с ними объекты. Физики не поняли, что электрон принадлежит другомумиру.

Старая физика базировалась на некоторых незыблемых основаниях. Время и пространство старой физики обладали вполне определёнными свойствами. Прежде всего, их можно было рассматривать и вычислять отдельно,т. е. как если бы положение какой-либо вещи в пространстве никоим образом не влияло на её положение во времени и не касалось его. Далее, для всего существующего имелось одно пространство, в кото­ром и происходили все явления. Время также было одним и тем же для всего существующего в мире; оно всегда и для всего измерялось по одной шкале. Иными словами, считалось до­пустимым, чтобы все движения, возможные во вселенной, измерялись одной мерой.

Краеугольным камнем понимания законов вселенной в целом был принцип Аристотеля, утверждавший единство законов во вселенной.

Этот принцип в его современном понимании можно сформулировать следующим образом: во всей вселенной и при всех возможных условиях законы природы обязаны быть оди­наковыми; иначе говоря, закон, установленный в одном месте вселенной, должен иметь силу и в любом другом её месте. На этом основании наука при исследовании явлений на Земле

и в Солнечной системе предполагает существование одинако­
вых явлений на других планетах и в других звёздных си­
стемах.

Данный принцип, приписываемый Аристотелю, на самом деле никогда не понимался им самим в том смысле, какой он приобрёл в наше время. Вселенная Аристотеля сильно отличалась от того, как мы представляем её сейчас. Чело-веческое мышление во времена Аристотеля не было похоже на человеческое мышление нашего времени. Многие фунда-ментальные принципы и отправные точки .мышления, которые мы считаем твёрдо установленными, Аристотелю ещё приходилось

доказывать и устанавливать.

Аристотель стремился установить принцип единства законов, выступая против суеверий, наивной магии, веры в чудеса и т. п. Чтобы понять «принцип Аристотеля», необхо-димо уяснить себе, что ему ещё приходилось доказывать, что если все собаки вообще не способны говорить на человеческом языке, то и одна отдельная собака, скажем, где-то на острове Крите, такжене может говорить; или если

деревья вообще не способны самостоятельно передвигаться, то и.одно отдельное дерево такжене может передвигаться —

^{и т.д.}

Всё это, разумеется, давно забыто; теперь к принципу Аристотеля сводят идею о постоянстве всех физических по­нятий, таких как движение, скорость, сила, энергия и т. п. Это значит: то, что когда-то считалось движением, всегда остаётся движением; то, что когда-то считалось скоростью,

всегда остаётся скоростью — и может стать «бесконечной

скоростью».

Разумный и необходимый в своём первоначальном смысле,
принцип Аристотеля представляет собой не что иное, как за­
кон общей согласованности явлений, относящийся к логике.
Но в его современном понимании принцип Аристотеля целиком
ошибочен.

Даже для новой физики понятие бесконечной скорости, которое проистекает исключительно из «принципа Аристотеля»,

стало невозможным; необходимо отбросить этот принцип, преж-

де нем заниматься построением новой модели вселенной. Позже

я вернусь к этому вопросу.

Если говорить о физике, то придётся прежде всего подверг-

нуть анализу само определение этого предмета. Согласно

школьным определениям, физика изучает «материю в простран-

стве и явления, происходящие в этой материи». Здесь мы сразу же сталкиваемся с тем, что физика оперирует неопределёнными и неизвестными величинами, которые для удобства (или

из-за трудности определения) принимает за известные, даже за понятия, не требующие определения,

В физике формально различаются: во-первых, величины,

требующие определения; во-вторых, «первичные» величины,

идея которых считается присущей всем людям. Вот как пере-

числяет эти «первичные величины» в своём «Курсе физики»

Хвольсон:

«Протяжённость— линейная, пространственная и объём­ная, т. е. длина отрезка, площадь какой-то части поверх­ности и объём какой-то части пространства, ограниченной поверхностями; протяжённость, таким образом, является мерой величины и расстояния. Время.

Скоростьравномерного прямолинейного движения». Естественно, это лишь примеры, и Хвольсон'не настаивает на полноте перечня. На самом деле, такой перечень очень длинен: он включает понятия пространства, бесконечности, материи, движения, массы и т. д. Одним словом, почти все понятия, которыми оперирует физика, относятся к неопределённым и не подлежащим определению. Конечно, довольно часто не удаётся избежать оперирования неизвестными величинами. Но традиционный «научный» метод состоит в том, чтобы не признавать ничего неизвестного, а также считать «вели­чины», не поддающиеся определению, «первичными», идея ко­торых присуща каждому человеку. Естественным результатом такого подхода оказывается то, что всё огромное здание науки, возведённое с колоссальными трудностями, стало искусствен­ным и нереальным.

В определении физики, приведённом выше, мы встречаемся с двумя неопределёнными понятиями: пространство и ма­терия.

Я уже упоминал о пространстве на предыдущих страницах. Что же касается материи, то Хвольсон пишет:

«Объективизируя причину ощущения, т. е. перенося эту причину в определённое место в пространстве, мы считаем, что это пространство содержит нечто, называемое нами мате­рией,или же субстанцией».

Хвольсон продолжает:

«Употребление термина «материя» было ограничено исклю­чительно материей, которая способна более или менее непосред­ственно воздействовать на наши органы осязания».

Далее материя подразделяется на органическую (из которой состоят живые организмы — животные и растения) и неорганическую.

Такой метод разделения вместо определения применяется 410

в физике всюду, где определение оказывается невозможным или трудным, т. е. по отношению ко всем фундаментальным по­нятиям. Позднее мы часто с этим встретимся.

Различие между органической и неорганической мате-рией обусловлено только внешними признаками. Происхож-дение органической материи считается неизвестным. Переход от неорганической материи к органической можно наблюдать в процессах питания и роста; полагают, что такой переход имеет место только в присутствии уже существующей орга-нической материи и совершается благодаря её воздействию. Тайна же первого перехода остаётся сокрытой (Хвольсон,).

С другой стороны, мы видим, что органическая материя легко переходит в неорганическую, теряя те неопределённые

свойства, которые мы называем жизнью.

Было сделано немало попыток рассмотреть органиче­скую материю как частный случай неорганической и объяс­нить все явления, происходящие в органической материи (т. е. явления жизни) как комбинацию физических явлений. Но все эти попытки, как и попытки искусственного создания органи­ческой материи из материи неорганической, ни к чему не при-

вели. Тем не менее, они наложили заметный отпечаток на обще­философское «научное» понимание жизни, с точки зрения кото­рого «искусственное создание жизни» признаётся не только возможным, но и уже частично достигнутым. Последова­тели этой философии считают, что название «органическая химия»,т. е. химия, изучающая органическую материю, имеет лишь историческое значение; они определяют её, как «химию углеродистых соединений», хотя и не могут не при­знать особого положения химии углеродистых соединений и её отличия от неорганической химии.

Неорганическая материя, в свою очередь, делится на простую и сложную (и принадлежит к области химии). Слож­ная материя состоит из так называемых химических соеди­нений нескольких простых видов материи. Материю каждого вида можно разделить на очень малые части, называемые «частицами». Частица— это мельчайшее количество данного вида материи, которое.способно проявлять, по крайней ме­ре, главные свойства этого вида. Дальнейшие подразделе­ния материи — молекула, атом, электрон — настолько малы,

что, взятые в отдельности, не обладают уже никакими мате­риальными свойствами, хотя на последний факт никогда не обращали достаточного внимания.

Согласно современным научным идеям, неорганическая материя состоит из 92 элементов, или единиц простой материи, хотя не все они ещё открыты. Существует гипотеза, что атомы

разных элементов суть не что иное, как сочетания опре­делённого количества атомов водорода, который в данном случае считается фундаментальной, первичной материей. Есть несколько теорий о возможности или невозможности пере­хода одного элемента в другой; в некоторых случаях такой переход был установлен — что опять-таки противоречит «прин­ципу Аристотеля».

Органическая материя, или «углеродистые соединения», в действительности состоит из четырёх элементов: водорода, кислорода, углерода и азота, а также из незначительных примесей других элементов.

Материя обладает многими свойствами, такими как масса, объём, плотность и т. п., которые в большинстве случаев поддаются определению лишь в их взаимосвязи.

Температура тела признаётся зависящей от движения молекул. Считается, что молекулы находятся в постоянном движении; как это определяется в физике, они непрерывно сталкиваются друг с другом и разлетаются во всех направле­ниях, а затем возвращаются обратно. Чем интенсивнее их движение, тем сильнее толчки при столкновениях и тем выше температура тела; такое движение называется броуновским.

Если бы подобное явление действительно имело место, это означало бы примерно следующее: несколько сотен автомоби­лей, движущихся в разных направлениях по большой город­ской площади, ежеминутно сталкиваются друг с другом и разлетаются в разные стороны, оставаясь неповреждёнными.

Любопытно, что быстро движущаясякинолента вызывает аналогичную иллюзию. Движущиеся объекты утрачивают свою индивидуальность; кажется, что они сталкиваются друг с другом и разлетаются в разных направлениях или проходят друг сквозь друга. Автор видел однажды кинофильм, на котором бы­ла снята площадь Согласия в Париже с автомобилями, летя­щими отовсюду и во всевозможных направлениях. Впечат­ление такое, будто автомобили каждое мгновение силой сталкиваются друг с другом и разлетаются в стороны, всё время оставаясь в пределах площади и не покидая её.

Как может быть, чтобы материальные тела, обладаю­щие массой, весом и очень сложной структурой, сталкивались с огромной скоростью и разлетались в стороны, не разби­ваясь и не разрушаясь, — физика не объясняет.

Одним из важнейших завоеваний физики было установление принципа сохранения материи. Этот принцип состоит в призна­нии того, что материя никогда, ни при каких физических или химических условиях не создаётся заново и не исчезает: общее её количество остаётся неизменным. С принципом со-

хранения материи связаны установленные впоследствии принципы сохранения энергии и сохранения массы.

Механика — это наука о движении физических тел и о при­чинах, от которых может зависеть характер этого движения в Отдельных частных случаях (Хвольсон).

Однако так же, как и в случае иных физических поня­тий, само движениене имеет в физике определения. Физика Только устанавливает свойства движения: длительность, скорость, направление, без которых какое-либо явление нельзя назвать движущимся.

Разделение (и порой определение) вышеназванных свойств подменяет собой определение движения, причём установленные признаки относят к самому движению. Так, движение разде­ляется на прямолинейное и криволинейное, непрерывное и пре­рывистое, ускоренное и замедленное, равномерное и неравно­мерное.

Установление принципа относительности движения при­вело к целой серии выводов; возник вопрос: если движение материальной точки можно определить только её положением относительно других тел и точек, как определить это движение в том случае, когда другие тела и точки тоже движутся? Этот вопрос стал особенно сложным, когда было установ­лено (не просто философски, в смысле гераклитовского πάνταρέτ, но вполне научно, с вычислениями и диаграм­мами) , что во вселенной нет ничего неподвижного, что всё без исключения так или иначе движется, что одно движение можно установить лишь относительно другого. Вместе с тем, были установлены и случаи кажущейся неподвижности. Так, выяснилось, что отдельные составные части равномерно движущейся системы тел сохраняют одинаковое положе-ние по отношению друг к другу, как если бы вся система была неподвижной. Таким образом, предметы внутри быстро движущегося вагона ведут себя совершенно так же, как если бы этот вагон стоял неподвижно. В случае двух или более движущихся систем, например, в случае двух поездов, ко­торые идут по разным путям в одинаковом или в противополож­ном направлениях, оказывается, что их относительна ско­рость равна разности между скоростями или их сумме в за­висимости от направления движения. Так, два поезда, дви­жущиеся навстречу друг другу, будут сближаться со скоростью, равной сумме их скоростей. Для одного поезда, который обго­няет другой, второй поезд будет двигаться в направлении, противоположном его собственному, со скоростью, равной раз­ности между скоростями поездов. То, что обычно называют скоростью поезда, есть скорость, приписываемая поезду,

413.

наблюдаемому во время его передвижения между двумя объектами, которые для него являются неподвижными, на­пример, между двумя станциями, и т. п,

Изучение движения вообще, и колебательного и волнового
движения в частности, оказало на развитие физики огромное
влияние. В волновом движении увидели универсальный принцип;
были предприняты попытки свести все физические явления к ко-
лебателыюму движению.

Одним из фундаментальных методов физики является метод изменения величин.

Измерение величин базируется на определённых принципах;
важнейший из них — принцип однородности, а именно:
величины, принадлежащие к одному и тому же порядку и
отличающиеся друг от друга лишь в количественном отношении,
называются однородными величинами; считается доступным
сращивать их и измерять одну по отношению к другой.
Что же касается различных по порядку величин, то изме­
рять из них по отношению к другой признано невозмож­
ным.

К несчастью, как уже было сказано выше, в физике лишь немногие величины определяются;обычно же опреде-ления заменяются наименованием.

Но поскольну всегда могут возникнуть ошибки в наимено­ваниях и качественно различные величины получают одина­ковые наименования, и наоборот, качественно идентичные величины будут названы по-разному, физические величины ока­зываются ненадёжными. Это тем более так, что здесь чувству­ется влияние принципа Аристотеля, т. е. величина, однажды признанная в качестве величины определённого порядка, всегда оставалась величиной этого порядка. Разные формы энергии перетекали одна в другую, материя переходила из одного состояния в.другое; но пространство (или часть простран­ства) всегда оставалось пространством, время — временем, движение всегда оставалось движением, скорость — скоростью и т. п.

На этом основании было решено считать несоизмеримымитакие величины, которые являются качественно разнородны­ми. Величины, отличающиеся только количественно, считаются соизмеримыми.

Продолжая рассматривать измерение величин, необходимо указать, что единицы измерения, которыми пользуются в физике, довольно случайны и не связаны с измеряемыми величинами. Единицы измерения обладают только одним

общим свойством — все они откуда-тозаимствованы. Ни разу ещё самое характерное свойство данной величины не прини­малось за его меру.

Искусственность мер в физике, конечно, ни для кого не

секрет, и с пониманием этой искусственности связаны, на-

пример, попытки установить единицей длины часть меридиа-

на.Естественно, эти попытки ничего не меняют; брать ли в ткачестве единицы измерения какую-то часть человеческого Тела, «фут», или часть меридиана, «метр», обе они одина-ково случайны. Но в действительности веши содержат в себе свои собственные меры; и найти их — значит, понять мир, Физика лишь смутно об этом догадывается, но до сих пор к та-ким мерам даже не приблизилась.

В 1900 году проф. Планк создал систему «абсолютных еди-;ниц», в основу которой положены «универсальные константы», а именно: первая—скорость света в вакууме; вторая— гравитационная постоянная; третья — постоянная величина, которая играет важную роль в термодинамике (энергия, делённая на температуру); четвёртая — постоянная величина, называемая «действием» (энергия, умноженная на время), которая представляет собой наименьшее возможное коли­чество работы, её «атом».

Пользуясь этими величинами, Планк получил систему еди­ниц, которую считает абсолютной и совершенно независимой от произвольных решений человека; он принимает свою си-стему за натуральную.Планк утверждает, что эти величины сохранят своё естественное значение до тех пор, пока оста­нутся неизменными закон всемирного тяготения, скорость распространения света в вакууме и два основных принципа термодинамики; они будут одними и теми же для любых разумных существ при любых методах определения.

Однако закон всемирного тяготения и закон распростра­нения света в вакууме — два самых слабых пункта в физике, поскольку на самом деле они являются вовсе не тем, за что их принимают. Поэтому вся система мер, предложенная Планком, весьма ненадёжна. Интересен здесь не столько результат, сколько сам принцип, т. е. признание необходимости отыскать . естественные меры вещей.

Закон всемирного тяготения был сформулирован Ньютоном в его книге «Математические принципы натуральной филосо­фии», которая вышла в Лондоне в 1687 году. Этот закон с самого начала известен в двух формулировках: научной и попу­лярной.

Научная формулировка такова:

«Между двумя телами в пространстве наблюдаются явления,

415

которые можно описать,предполагая, что два тела притяги­вают друг друга с силой, прямо пропорциональной произве­дению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстоя­ния между ними».

А вот популярная формулировка:

«Два тела притягиваютдруг друга с силой, прямо про­порциональной произведению их масс и обратно пропорцио­нальной квадрату расстояния между ними».

Во второй формулировке совершенно забыто то, что сила притяжения представляет собой фиктивную величину, принятую лишь для удобства описания явлений. И сила притяжениясчитается реально существующей, как между Солнцем и Зем­лёй, так и между Землёй и брошенным камнем.

(Последняя электромагнитная теория гравитационных по­лей догматизирует вторуюточку зрения.)

Проф. Хвольсон пишет в своём «Курсе физики»:

«Колоссальное развитие небесной механики, полностью основанной на законе всемирного тяготения, признанного как факт, заставило учёных забыть чисто описательный ха­рактер этого закона и увидеть в нём окончательную форму­лировку действительно существующего физического явления».

В законе Ньютона особенно важно то, что он даёт очень простую математическую формулу, которую можно применять во всей вселенной и на основании которой с поразительной точностью вычислять любые движения, в том числе движения планет и небесных тел. Конечно, Ньютон никогда не утверждал, что он выражает факт действительного притяжения тел друг к другу; не определил он и того, почемуони притягивают друг друга и посредством чего.

Каким образом Солнце может влиять на движение Зем­ли через пустое пространство? Как вообще понимать воз­можность действия через пустое пространство? Закон тяготе­ния не даёт ответа на этот вопрос, и сам Ньютон вполне это понимал. И он сам, и его современники Гюйгенс и Лейб­ниц предостерегали против попыток видеть в законе Ньютона решение проблемы действия через пустое пространство; для них этот закон был просто формулой для вычислений.Тем не менее, огромные достижения физики и астрономии, возможные благодаря использованию закона Ньютона, стали причиной того, что учёные забыли эти предостережения; и постепенно укрепилось мнение, что Ньютон открыл силу притяжения.

Хвольсон пишет в своём «Курсе физики»: «Термин «действие на расстоянии» обозначает одну из самых вредных доктрин, когда-либо возникавших в физике и

тормозивших её прогресс; эта доктрина допускает, возмож­ность мгновенного воздействия, одного предмета на другой, находящийся на таком расстоянии от него, что непосредст­венный их контакт оказывается невозможным.

В первой половине XIX века идея действия на расстоянии господствовала в науке безраздельно. Фарадей был первым, кто указал на недопустимость воздействия какого-то тела на некоторую точку, в которой это тело не расположено, без промежуточной среды.Оставив в стор