Число и культура
Шрифт:
Какая же кратность отношений заложена в релятивистской модели? – Перед ответом на данный вопрос – несколько слов об эпистемологической установке.
Среди важнейших источников своей теории Эйнштейн не раз называл труды австрийского физика и философа, одного из основателей эмпириокритицизма Эрнста Маха.(2) Этот мыслитель, анализируя предпосылки физического опыта и теорий, пришел к выводу о принципиальном участии в них человека. Нам не дано знать, как устроен мир без нас или помимо нас. Нет, Мах не настаивал на абсурдной мысли, будто вне нас ничего не существует. Вопрос об "объективности" и "субъективности" был вынесен за скобки, и Мах интересовался знанием о реальности. Обойтись без понятия субъекта в отдельности ("Я") и без понятия вещи (или объекта), использовав вместо них контаминированные "ощущения" (сам Мах называл их "элементами") в качестве единственно фундаментальной реальности, – такова, вкратце, была идея.(3)
Начиналась революция
Если Мах прав, то как должен поступать добросовестный физик-теоретик? Последний по-прежнему хочет мыслить логично и просто, он вдобавок прошел отличную школу классической физики. Значит, для него само собой разумеется, что физическую реальность надлежит раскладывать на простейшие пары соответствующих компонентов (переход к более сложным случаям – посредством принципа суперпозиции, т.е. обычного наложения). Однако после Маха это представляется уже недостаточным: теория говорит не о самой реальности, а о нашем знании о реальности. Можно ли учесть указанное обстоятельство в самой теории? Оказалось, возможно, и Эйнштейн вводит особым образом конституированного наблюдателя, тесно связанного с системой отсчета, внутрь своей "критической" теории, корректирующей классическую. Отныне физическая модель предполагает выяснение взаимодействий уже не пар логических элементов, как прежде, а троек, т.е. величина n приобретает значение, равное трем, n = 3. Отсюда, как установлено, непосредственно вытекает М = 4.
Конечно, я далек от утверждения, что именно таким был ход мысли Эйнштейна: дедуктивно от философии к физике. Даже точно известно, конкретно он был иным. Ведь хотя мы и имеем здесь дело с рациональным фактом (размерность физического пространства – натуральное число), его предпосылки по-прежнему оставались в значительной мере за порогом сознания и раскрывались скорее с помощью интуиции. Кроме того, никакую физическую теорию невозможно напрямую дедуцировать из какой бы то ни было философии: физика по-своему самодостаточна. В частности, Мах не мог подсказать, как именно следует вписать названного наблюдателя (если бы мог, речь шла бы о нем, а не об Эйнштейне), а в этом и состояло зерно новой физической модели. Поэтому сказанное выше – не что иное, как реконструкция, сведенная до "сухого остатка", до "эссенциальной свертки", ибо главный интерес нашего текста – не релятивистская теория и не физика вообще, а только числа, их роль в культуре, одним из секторов которой служит наука.
Момент бессознательности оказался существенным и в настоящем случае. Эйнштейн отталкивался, как от непреложного, от факта трехмерности обычного классического пространства, не задаваясь "излишним" (см. раздел 1.3) вопросом, почему его, собственно, следует считать трехмерным. Четырехмерность же вытекала автоматически за счет "сращивания" пространственных и временных характеристик в процессе идеализированного измерения, осуществляемого модельным наблюдателем. В конце концов предпосылки четырехмерности оставались неясными самому Эйнштейну, см. его запись: "Объяснить, почему континуум очевидным образом ограничен четырьмя измерениями" [386, с. 872]. Но то, что размерность новой физической реальности на единицу больше, чем у прежней, было уверенно констатировано.
Как бы там ни было, "третий элемент" (в дополнение к стандартным для классической физики логически одновременно взаимодействующим парам) – наблюдатель со связанной с ним системой отсчета – занял законное место в этой канонизированной теории. Почти сразу вслед возникшая квантовая механика выдвинула сходное понятие – экспериментатор, принципиальное участие которого должно учитываться при анализе опыта и в теории. Конкретно экспериментатор, конечно, не совпадает с наблюдателем (квантовая и релятивистская механики – разные ветви, с разным фундаментом), но и он выступает в роли соответствующего "третьего" в каждом отдельном физическом акте, о котором мы хотим знать. Известный физик и философ К.Ф.Вайцзеккер приводит слова Гейзенберга: "Разрыв между субъектом и объектом в квантовой теории более невозможен" [70, с.118], – скептически оценивает старую физическую установку: "Объективность классической физики – что-то вроде полуправды" [там же], – и в свою очередь сославшись на "элементы", "ощущения" Маха [c. 119], добавляет: "Знание, действительно, более фундаментальное понятие, чем материя" [c. 123]. Е.Вигнер приводит сходные мнения фон
Интродукция субъекта в теорию присуща и так называемому антропному принципу последних десятилетий. Физическая реальность, насколько она в состоянии нам открыться, такова, чтобы мы могли ее познать, предварительным условием чего является само существование человека. Физический мир, значит, устроен так, чтобы в нем мог зародиться и пребывать его венец, человек; такая установка используется даже для определения величин фундаментальных констант.
Как и в большинстве феноменов авангардистской культуры, в новейшей физике вообще и в теории относительности в частности происходит воскрешение генетически архаических черт. К таковым принадлежит, например, упомянутое сближение объекта с субъектом. Культурологи не раз отмечали эту особенность: первобытный, античный, средневековый человек часто не в состоянии отделить действительную ("объективную") реальность от продукта своего ума и/или воображения, подменяя одно другим,(4) – в Новейшее время субъект, его точка зрения вновь включаются в построение концептуальной картины. Родом из архаической старины и смешение пространства со временем: расстояние между двумя точками (городами, деревнями) было издавна принято измерять в днях пути, а не в "объективных" километрах или милях. Резонность поговорки "новое – хорошо забытое старое" подтверждается и в настоящем случае, хотя старое, конечно, никогда не возвращается точно в том виде, каким было прежде.
Но обсуждение релятивистской теории еще не закончено. В списке трех взаимодействующих в ней основных элементов – двух мировых точек и наблюдателя (системы отсчета) – последний пребывает несколько особняком. Мировые точки кажутся "настоящими", "объективными" физическими объектами, подобными геометрическим или материальным точкам классической физики, а наблюдатель – "сомнительным", непривычным. Впрочем, мы уже сталкивались со сходными прецедентами "обособления" в предыдущем разделе, просто не заостряли на нем внимания. Вспомним: третье грамматическое лицо на фоне первого и второго; настоящее время ("мгновение") по сравнению с протяженными, полубесконечными прошлым и будущим; в тройке монотеистических религий (христианство – ислам – иудаизм) две первые – мировые, тогда как третья – племенная; в тройке религий мировых (христианство – ислам – буддизм) две первые, соответственно, монотеистические, а третья – политеистична. Два из трех сыновей Ноя: Сим и Хам, – помещены в центр ветхозаветной оппозиции "праведность- неправедность", дают начало народам Ближнего Востока, третий же, Иафет, в данном отношении "отстранен". Для таких ситуаций, когда один из трех элементов несколько дистанцирован, "отгорожен" от двух других, допустимо использовать запись 2 + 1.
В релятивистской теории подобной структурой обладают сами логические отношения, т.е. n = 2 + 1. Любопытно, что упомянутая внутренняя семантическая ступенька не "смазывается" до конца: среди четырех измерений пространства-времени одно из них пребывает, как сказано, чуть особняком: М = 3 + 1. Это "дополнительное" измерение и вызывает наибольшие сложности в восприятии у людей, привыкших мыслить классически, исходя из того, что они называют здравым смыслом (хотя и ньютовская физика зиждется на искусственной познавательной установке, требующей существенного отвлечения от бытового повседневного опыта, во многом даже противоречащей ему. Куда более "здравомысленной" в этом плане была физика Аристотеля. Однако и физики, и масса выпускников средних школ за столетия привыкли к классическому подходу, он трансформировал былой здравый смысл. Ничуть не менее "здравым", однако, является и релятивистский подход, подпитываемый, в чем вскоре предстоит убедиться, множеством смежных и при этом вполне привычных представлений).
Как и в случае классического трехмерного пространства, нам не удастся указать ни точное время, ни единственного автора специальной теории относительности. После М.Борна [60] стало традицией называть четырех главных авторов: Лоренца, Пуанкаре, Эйнштейна, Минковского. Первые два, пребывая у истоков теории, впоследствии отстаивали ее "номиналистическое" толкование (четырехмерность и все эффекты наподобие сокращений времени и расстояний – лишь удобный расчетный прием ).(5) Последние два настаивали на "реализме": физический континуум действительно четырехмерен. В нашем контексте нет нужды вмешиваться в мировоззренческую дискуссию. Да, разница между 3 и 4, разумеется, принципиальна, но мы предпочитаем использовать настоящие цифры лишь для индексации двух разных внутренне обязательных парадигм. Специальная теория относительности вскоре была дополнена общей, использующей аналогичную четырехмерность, а также соответствующей космологией.