Страница 87 из 167
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,