«Теории относительности и тяготения Эйнштейна»

Д-р Альберт Эйнштейн, создатель специальной и общей теорий относительности

Einstein’s Theories of Relativity and Gravitation

A SELECTION OF MATERIAL FROM THE ESSAYS SUBMITTED IN THE COMPETITION FOR THE EUGENE HIGGINS PRIZE OF $5,000

COMPILED AND EDITED,

AND INTRODUCTORY MATTER SUPPLIED

BY

J. MALCOLM BIRD,

Associate Editor, Scientific American

NEW YORK

SCIENTIFIC AMERICAN PUBLISHING CO.,

MUNN & CO.

1921

Авторское право 1921 г., Scientific American Publishing Company

Все права защищены

Авторское право в Великобритании защищено

Право на перевод защищено на всех языках, включая скандинавские

Шведские права защищены Thall and Carlsson, Стокгольм

ПРЕДИСЛОВИЕ

Препятствия, с которыми сталкивается неспециалист при попытке понять теории относительности Эйнштейна, кроются не столько в присущей этим теориям сложности, сколько в трудности подготовки сознания к их восприятию. Эта теория не сложнее любого другого научного достижения сопоставимой глубины; она даже проще некоторых из них. Однако фактом остается то, что для ее достойного понимания необходим солидный багаж научных знаний и навыков научного мышления. Большинство авторов, пытавшихся объяснить Эйнштейна широкому кругу читателей, не осознавали той огромной пропасти, которая лежит между мыслительными процессами профессионального математика и обычного человека. Они не понимали, что читателя-неспециалиста нужно долго вести за руку от самого порога храма науки, прежде чем он дойдет до Эйнштейна, и что он никоим образом не сможет совершить этот путь в одиночку. В результате читателя просто бросали в пучину тонкостей предмета без надлежащей подготовки.

Данный том избегает этой ошибки с величайшей тщательностью. На самом деле, он избегает ее настолько обдуманно, что уместно будет сказать несколько слов в объяснение того, что на первый взгляд покажется необычной компоновкой материала. Несомненно, следовало ожидать, что эта книга начнется с краткого изложения истории возникновения и результатов конкурса эссе на премию Эйнштейна в размере 5000 долларов, предложенную г-ном Юджином Хиггинсом. Безусловно, можно было ожидать, что после этого победившее эссе займет почетное место перед всеми остальными материалами, непосредственно касающимися теорий Эйнштейна. Когда читатель заметит, что этого не было сделано, он непременно захочет получить объяснения; и именно для того, чтобы их дать, мы и пишем эти вступительные замечания.

Эссе, представленные на конкурс, и, в частности, комментарии нескольких разочарованных читателей к призовому эссе г-на Болтона, вполне проясняют то, что можно было предвидеть: в небольшом объеме в 3000 слов невозможно одновременно подготовить сознание читателя к обсуждению теории относительности и дать адекватное изложение самой теории. Сам г-н Болтон, отвечая на протест о том, что он не выполнил эту задачу, использовал слово «чудо» — и мы считаем, что это вполне уместно. Никакого чуда от конкурса не ожидалось, и никакого чуда не произошло. Но, присуждая премию, судьи должны были решить, что важнее: лучшее предварительное изложение или лучшее обсуждение теории. Они решили, и мы считаем, что правильно, что премия должна быть присуждена за фактическое изложение того, что представляют собой теории Эйнштейна и что они дают, а не за простое введение, каким бы хорошо задуманным и исполненным оно ни было. Тем не менее, мы закрыли бы глаза на очевидный факт, если бы не признали, что без предварительной подготовки обычный читатель не сможет с пользой изучить эссе г-на Болтона или любое другое эссе на эту тему. Именно для того, чтобы более убедительно побудить его пройти эту подготовку, мы поместили в начале книги главы, призванные обеспечить ее.

Глава II призвана привести сознание читателя в соприкосновение с определенными философскими проблемами, которые ставит перед нами наш опыт взаимодействия с внешним миром и наши попытки познать факты о нем, чтобы он мог подойти к теме относительности с пониманием того места, которое она занимает как этап человеческой мысли и опора научной структуры. Пока читатель не осознает существование этих проблем и направлений, по которым предпринимались успешные и безуспешные попытки их решения, он совершенно не готов к пониманию теории относительности; он находится в положении ребенка, чье образование достигло лишь уровня букваря, если его попросят прочитать шедевры литературы. Ему не хватает не только словарного запаса, но и ментальной базы, на которой этот запас основывается.

Следует отметить, что в этой и непосредственно следующих за ней главах редактор свободно добавлял материал. Очевидная интерпретация заключается в том, что удовлетворительного материала, охватывающего желаемую область, не нашлось ни в одном из эссе; мы уверены, что объем и количество процитированных отрывков ясно дадут понять, что все работы были тщательно изучены в поисках подходящих фрагментов. Эта «неадекватность» конкурсных эссе была сурово прокомментирована несколькими корреспондентами, из чего был сделан вывод, что в целом представленные работы не соответствуют уровню. Такая точка зрения совершенно несправедлива по отношению к участникам. Эссе, в которых серьезное внимание уделялось подготовке почвы для теории относительности, делали это неизбежно за счет полноты изложения в последующих абзацах, где требовалось конкретное объяснение теорий Эйнштейна. Г-н Лоу, чье эссе было, безусловно, лучшим из тех, что уделили много места вводным замечаниям, обнаружил, что у него осталось всего 600 слов, чтобы рассказать, что же именно он представлял. Большинство участников, по-видимому, столкнулись с тем же вопросом относительно содержания, с которым столкнулись судьи, и пришли к тому же решению. Соответственно, они посвятили свое внимание борьбе за премию, а не созданию эссе, которое лучше всего дополнило бы работу победителя. Именно по этой причине в данных предварительных главах столь значительная часть материала должна была быть предоставлена редактором; и это обстоятельство является данью уважения здравому смыслу участников, а не поводом для критики их работы.

После общего введения в главе II, главы III и IV берут на себя задачу подвести читателя к самой теме относительности. Предмет здесь развивается в том, что можно назвать историческим порядком — в том порядке, в котором он формировался в сознании самого Эйнштейна. Как в рамках конкурса, результатом которого является эта книга, так и вне его, большинство тех, кто писал об относительности, следовали этому порядку, который действительно является очень естественным и хорошо приспособленным для того, чтобы придать довольно удивительным допущениям относительности разумность, которой они вполне могли бы показаться лишенными для неспециалиста, если бы были изложены более произвольно. В этих двух главах не делается попыток вывести аргументацию за пределы формулировки специального принципа относительности равномерного движения, но этот принцип развивается значительно подробнее, чем это было бы в случае, если бы он был полностью оставлен на усмотрение авторов эссе. Причина этого снова заключается в том, что мы имеем дело с фазой предмета, которая имеет второстепенное значение, если рассматривать полное изложение общей теории относительности, но которая имеет величайшее значение в связи с попыткой неспециалиста приобрести правильную предварительную ориентацию в отношении более широкой темы.

Глава V снова возвращается к общей почве. Среди идей, которые авторы эссе были вынуждены вводить в свой текст в широком масштабе, — идея неевклидовой геометрии. Вся формулировка общей теории относительности, по сути, является упражнением в этой области. Авторы эссе — хорошие, плохие и посредственные — были совершенно единодушны в своем решении, что это та вещь, ответственность за изучение которой читатель должен взять на себя. Безусловно, они были оправданы в этом; ибо редактор смог объяснить, что такое неевклидова геометрия, только использовав значительно больше места, чем было у участников для целого эссе. Не было предпринято никаких попыток изложить какие-либо детали любой из различных неевклидовых геометрий; целью было просто провести разделительную линию между евклидовой и неевклидовой и сделать существование последней разумным, чтобы, когда авторы эссе начнут говорить о ней, читатель не чувствовал себя безнадежно потерянным. Другими словами, это еще один случай обеспечения ментальной базы, но в таком масштабе, что показалось необходимым выделить для этого отдельную главу.

Глава VI завершает предварительный курс основ теории относительности, связывая воедино выводы главы V и глав III и IV. Она представляет собой более или менее изменение плана в последнюю минуту; ибо, хотя редактор с самого начала намеревался поместить материал глав II–V на их нынешнее место, его предварительное впечатление заключалось в том, что работа, проделанная в настоящей главе VI, будет адекватно выполнена самими авторами эссе. Однако чтение эссе убедило его, что этого не произошло — что, за возможным исключением г-на Фрэнсиса, авторы эссе не предприняли ни серьезной, ни успешной попытки показать органическую связь между специальной теорией относительности и пространственно-временной структурой Минковского, или полную тщетность попыток примириться с результатами первой без использования идей последней. Поэтому глава VI была добавлена, чтобы восполнить этот пробел и завершить ментальное оснащение, которое требуется читателю для его битвы с общей теорией.

При установлении набора общих принципов для присуждения премии одной из первых вещей, рассмотренных судьями, была относительная важность специальной и общей теорий. По их мнению, ни одно эссе не могло претендовать на премию, если оно не выделяло очень четко общую теорию в центр внимания; и что, по сути, обсуждение специальной теории было уместно лишь до тех пор, пока оно способствовало, пропорционально отведенному ему месту, атаке на основную тему. Тот же принцип был использован при выборе эссе для полного или практически полного воспроизведения в этом томе. Авторы, которые рассматривали специальную теорию в любом ином смысле, кроме как в качестве предварительного шага к общей теории, были переведены во вводные главы, где были использованы такие отрывки из их работ, которые были сочтены пригодными. Отличие публикации под именем и заголовком зарезервировано для тех, кто писал последовательно и конкретно о более широкой теме — за одним исключением д-ра Рассела, чье изложение специальной теории является настолько лучшим из представленных и в то же время настолько характерным, что мы пришли к выводу, что оно будет выглядеть лучше само по себе, чем как часть глав III и IV.

Вслед за эссе г-на Болтона мы попытались расположить различные материалы, вовсе не в порядке их достоинств, а в порядке, который сделает связное чтение книги наиболее возможным и полезным. Каждое эссе должно стать более легким для чтения после изучения предыдущих; в то же время каждое из них, благодаря выбору охваченной области и акценту на моментах, не выделенных четко его предшественниками, должно пролить новый свет на этих предшественников.

Читатель обнаружит, что ни одно из двух эссе, приведенных здесь полностью, не дублирует или даже не приближается к дублированию друг друга. Они, конечно, были выбраны с учетом этого; каждое представляет лучшее из нескольких эссе практически одного и того же характера. Не все из них требуют здесь комментария, но относительно некоторых из них стоит сказать слово.

Г-н Фрэнсис, как мы полагаем, преуспел в том, чтобы вместить больше содержания в свои 3000 слов, чем любой другой участник. Г-н Эллиот ближе всех подошел к тому, чтобы действительно объяснить относительность в терминах, знакомых каждому, не прося читателя расширять свой словарный запас и с минимальными требованиями в том, что касается расширения его ментального кругозора. Если бы не некоторые заметные недостатки, его эссе, вероятно, получило бы премию. Справедливости ради по отношению к судьям мы должны заявить, что мы взяли на себя смелость исключить заключительный абзац г-на Эллиота, который был наиболее спорной чертой его эссе.

Д-р Дашман выбрал для своего заголовка тот, который мы приняли для этой книги. Поэтому нам стало необходимо найти новый заголовок для его эссе; за исключением этого случая, основные заголовки, появляющиеся в начале различных полных эссе, принадлежат авторам. Подзаголовки практически в каждом случае были предоставлены редакцией.

Д-р Пикеринг представил два эссе, одно из которых написано с точки зрения физика, другое — с точки зрения астронома. Чтобы сделать каждое из них полным, он, естественно, счел необходимым дублировать между ними некоторый вводный и общий материал. Мы объединили два эссе в единое повествование с исключением этого дублированного материала; за исключением этой правки, в текст д-ра Пикеринга не было внесено никаких изменений. Этот текст, однако, послужил основой для правки текстов нескольких других участников, как указано в сносках.

Для читателя, который квалифицирован или может квалифицироваться, чтобы понять его, эссе д-ра Мурнагана является, пожалуй, самым просветительским из всех. Даже читатель, который не понимает его полностью, осознает, что его автор привносит в предмет свежесть точки зрения и оригинальность трактовки, которые несколько отсутствуют в некоторых опубликованных эссе и которые, как легко будет понять, заметно отсутствовали во многих неопубликованных. Д-р Мурнаган из всех участников ближе всех подошел к тому, чтобы внести вклад в науку, а также в полупопулярную литературу о науке.

В составных главах скобки, за которыми следуют порядковые номера, были использованы как наиболее практичный способ идентификации различных отдельных вкладов. Мы полагаем, что эта часть текста может быть прочитана без того, чтобы частое появление этих символов отвлекало глаз. Что касается самих ссылок, то звездочка отмечает вклады редактора. Номера — это те, которые были присвоены эссе в порядке и во время их получения; было удобнее использовать их, чем присваивать последовательные номера процитированным эссе. Несколько номеров идентифицируют отрывки из эссе следующих участников:

10: Frederick W. Shurlock, Derby, England.

18: L. L. Whyte, Cambridge, England.

24: Prof. Moritz Schlick, University of Rostock, Germany.

30: C. E. Rose, M.E., Little Rock, Ark.

33: H. Gartelmann, Bremen, Germany.

35: Prof. Joseph S. Ames, Johns Hopkins University, Baltimore.

47: James O. G. Gibbons, East Orange. N. J.

82: Charles H. Burr, Philadelphia.

101: L. F. H. de Miffonis. B.A., C.E., Ottawa, Canada.

102: Charles A. Brunn, Kansas City.

106: J. Elias Fries, Fellow A.I.E.E., Birmingham, Ala.

114: Dean W. P. Graham, Syracuse University, Syracuse, N. Y.

115: Rev. George Thomas Manley, London.

116: Prof. J. A. Schouten, Delft, Netherlands.

121: Elwyn F. Burrill, Berkeley, Cal.

125: Dorothy Burr, Bryn Mawr, Pa.

130: C. W. Kanolt, Bureau of Standards, Washington.

135: Robert Stevenson, New York.

139: Leopold Schorsch, New York.

141: Dr. M. C. Mott-Smith, Los Angeles, Calif.

147: Edward A. Clarke, Columbus, O.

149: Edward A. Partridge, Philadelphia.

150: Col. John Millis, U. S. A., Chicago.

152: George F. Marsteller, Detroit.

156: D. B. Hall, Cincinnati.

165: Francis Farquhar, York, Pa.

178: Dr. George de Bothezat, Dayton, O.

179: Professor A. E. Caswell, University of Oregon, Eugene, Ore.

182: C. E. Dimick, New London, Conn.

186: Earl R. Evans, Washington, D. C.

188: Norman E. Gilbert, Dartmouth College, Hanover, N. H.

192: A. d’Abro. New York.

194: L. M. Alexander, Cincinnati.

197: Kenneth W. Reed, East Cleveland, O.

198: Prof. E. N. da C. Andrade, Ordnance College, Woolwich, England.

216: Professor Andrew H. Patterson, University of North Carolina, Chapel Hill, N. C.

220: Prof. Arthur Gordon Webster, Clark College, Worcester, Mass.

221: Walter van B. Roberts, Princeton University, N. J.

223: Paul M. Batchelder, Austin, Tex.

227: Prof. R. W. Wood, Johns Hopkins University, Baltimore.

229: E. P. Fairbairn, M.C., B.Sc., Glasgow.

231: R. F. Deimel, Hoboken, N. J.

232: Lieut. W. Mark Angus, U. S. N., Philadelphia.

235: Edward Adams Richardson, Kansas City.

263: Prof. William Benjamin Smith, Tulane University, New Orleans.

264: James Rice, University of London, London.

267: William Hemmenway Pratt, Lynn, Mass.

272: R. Bruce Lindsay, New Bedford, Mass.

283: Frank E. Law, Montclair, N. J.

В дополнение к конкретному признанию, данному этими ссылками для специально процитированных отрывков, редактор чувствует, что он должен признать свою общую задолженность перед авторами эссе, коллективно, за многие идеи, которые он взял из их текста, чтобы облечь в свои собственные слова. Это не означает, что редактор предпринял попытку в целом улучшить язык участников, а лишь то, что чтение всех их эссе дало ему много идей столь сложного происхождения, что он не смог бы присвоить авторство, даже если бы захотел.

Table of Contents

I.—The Einstein $5,000 Prize: How the Contest Came to be Held, and Some of the Details of Its Conduct. By the Editor 1

II. — Мир — и мы: Вводное обсуждение философии относительности и механизма нашего контакта со временем и пространством. Различные авторы и редактор 19

III. — Относительность равномерного движения: Классические идеи по этому предмету; эфир и кажущаяся возможность абсолютного движения; эксперимент Майкельсона-Морли и окончательное отрицание этой возможности. Различные авторы и редактор 47

IV. — Специальная теория относительности: Что изучение Эйнштейном равномерного движения говорит нам о времени и пространстве и природе внешней реальности. Различные авторы и редактор 76

V. — Тот самый постулат о параллельных: Современные геометрические методы; разделительная линия между евклидовой и неевклидовой; и значение последней. Редактор 111

VI. — Пространственно-временной континуум: Мир событий Минковского и то, как он вписывается в структуру Эйнштейна. Редактор и несколько авторов 141

VII. — Относительность: Победное эссе в конкурсе на премию Юджина Хиггинса в размере 5000 долларов. Линдон Болтон, Британское патентное ведомство, Лондон 169

VIII. — Новые концепции времени и пространства: Эссе, в защиту которого было записано наибольшее количество несогласных мнений. Монтгомери Фрэнсис, Нью-Йорк 181

IX. — Принцип относительности: Изложение того, о чем все это, в односложных идеях. Хью Эллиот, Чизлхерст, Кент, Англия 195

X. — Пространство, время и гравитация: Очерк общей теории относительности Эйнштейна. В. де Ситтер, Лейденский университет 206

XI. — Принцип общей относительности: Как Эйнштейн, в степени, никогда ранее не достигнутой, изолирует внешнюю реальность от вклада наблюдателя. Э. Т. Белл, Сиэтлский университет 218

XII. — Сила против геометрии: Как Эйнштейн заменил второе первым в связи с причиной гравитации. Сол Дашман, Скенектади 230

XIII. — Введение в относительность: Трактовка, в которой математические связи работы Эйнштейна выявлены более сильно и более успешно, чем обычно в популярном объяснении. Гарольд Т. Дэвис, Висконсинский университет 240

XIV. — Новые концепции вместо старых: Как выглядит мир после того, как Эйнштейн поступил с ним по-своему. Джон Г. Макхарди, коммандер ВМС, Лондон 251

XV. — Новый мир: Вселенная, в которой геометрия занимает место физики, а кривизна — место силы. Джордж Фредерик Хеменс, M.C., B.Sc., Лондон 265

XVI. — Поиск абсолюта: Современные разработки в теоретической физике и кульминация, обеспеченная Эйнштейном. Д-р Фрэнсис Д. Мурнаган, Университет Джонса Хопкинса, Балтимор 276

XVII. — Физическая сторона относительности: Непосредственные контакты между теориями Эйнштейна и современной физикой и астрономией. Профессор Уильям Х. Пикеринг, Гарвардская колледжная обсерватория, Мандевиль, Ямайка 287

XVIII. — Практическое значение относительности: Лучшее обсуждение специальной теории среди всех конкурсных эссе. Проф. Генри Норрис Рассел, Принстонский университет 306

XIX. — Теория относительности Эйнштейна: Простое объяснение его постулатов и их последствий. Т. Ройдс, Кодайканалская обсерватория, Индия 318

XX. — Теория гравитации Эйнштейна: Обсуждение общей теории и ее наиболее важного применения, из эссе проф. У. Ф. Г. Суонна, Миннесотский университет, Миннеаполис 327

XXI. — Гипотеза эквивалентности: Обсуждение этого, с его трудностями и способом, которым Эйнштейн их разрешил, из эссе проф. Э. Н. да К. Андраде, Артиллерийский колледж, Вулвич, Англия 334

XXII. — Общая теория: Фрагменты особой ценности по этой фазе предмета. Различные авторы 338

Table of Contents

PREFACE iii

Table of Contents xiii

I. THE EINSTEIN $5,000 PRIZE 1

The Donor and the Prize 2

The Judges 5

Three Thousand Words 7

The Competing Essays 9

Looking for the Winner 12

The Winner of the Prize 16

II. THE WORLD—AND US 19

Getting Away from the Greek Ideas 21

Relativism and Reality 23

Laws of Nature 26

Concepts and Realities 29

The Concepts of Space and Time 33

The Reference Frame for Space 36

Time and the Coordinate System 38

The Choice of a Coordinate Frame 41

III. THE RELATIVITY OF UNIFORM MOTION 46

Who Is Moving? 48

Mechanical Relativity 50

The Search for the Absolute 52

The Ether and Absolute Motion 55

The Earth and the Ether 57

A Journey Upstream and Back 58

The Michelson-Morley Experiment 60

The Verdict 63

The “Contraction” Hypothesis 65

Taking the Bull by the Horns 68

Questions of Common Sense 71

Shifting the Mental Gears 72

IV. THE SPECIAL THEORY OF RELATIVITY 76

Light and the Ether 78

The Measurement of Time and Space 80

The Problem of Communication 83

An Einsteinian Experiment 86

Who Is Right? 89

The Relativity of Time and Space 91

Relativity and Reality 95

Time and Space in a Single Package 98

Some Further Consequences 100

Assumption and Consequence 104

Relativity and the Layman 106

Physics vs. Metaphysics 109

V. THAT PARALLEL POSTULATE 111

Terms We Cannot Define 113

Laying the Foundation 115

The Rôle of Geometry 119

What May We Take for Granted? 122

And What Is It All About? 124

Euclid’s Geometry 126

Axioms Made to Order 128

Locating the Discrepancy 130

What the Postulate Really Does 132

The Geometry of Surfaces 133

Euclidean or Non-Euclidean 137

VI. THE SPACE-TIME CONTINUUM 141

The Four-Dimensional World of Events 144

A Continuum of Points 146

The Continuum in General 148

Euclidean and Non-Euclidean Continua 150

Our World of Four Dimensions 155

The Curvature of Space-Time 158

The Question of Visualization 162

What It All Leads To 165

VII. RELATIVITY 169

The Mechanical Principle of Relativity 170

The Special Principle of Relativity 171

The Four Dimensional Continuum 173

Gravitation and Acceleration 174

The General Principle of Relativity 177

VIII. THE NEW CONCEPTS OF TIME AND SPACE 181

A World of Points 183

The Four-Dimensional World of Events 185

Successive Steps Toward Generality 187

Gravitation and Acceleration 189

Einstein’s Time-Space World 191

The Layman’s Last Doubt 193

IX. THE PRINCIPLE OF RELATIVITY 195

The Behavior of Light 197

Space and Time 198

The World of Reality 201

Accelerated Motion 203

X. SPACE, TIME AND GRAVITATION 206

The External World and its Geometry 208

Gravitation and its Place in the Universe 211

Gravitation and Space-Time 214

XI. THE PRINCIPLE OF GENERAL RELATIVITY 218

Gravitation and Acceleration 220

Paths Through the World of Four Dimensions 223

The Universe of Space-Time 225

XII. FORCE VS. GEOMETRY 230

The Relativity of Uniform Motion 233

Universal Relativity 235

The Geometry of Gravitation 237

XIII. AN INTRODUCTION TO RELATIVITY 240

The Electromagnetic Theory of Light 241

The Michelson-Morley Experiment 243

The Lorentz Transformation 245

The First Theory of Relativity 246

The Inclusion of Gravitation 248

XIV. NEW CONCEPTS FOR OLD 251

The World-Frame 253

The World-Fabric 257

Einstein’s Results 261

XV. THE NEW WORLD 265

The World Geometry 267

The Genesis of the Theory 270

The Time Diagram 273

XVI. THE QUEST OF THE ABSOLUTE 276

The Gravitational Hypothesis 281

The Special Relativity Theory 284

XVII. THE PHYSICAL SIDE OF RELATIVITY 287

XVIII. THE PRACTICAL SIGNIFICANCE OF RELATIVITY 306

The Special Theory and Its Surprising Consequences 309

The Generalization 313

The Tests 315

XIX. EINSTEIN’S THEORY OF RELATIVITY 318

XX. EINSTEIN’S THEORY OF GRAVITATION 327

XXI. THE EQUIVALENCE HYPOTHESIS 334

XXII. THE GENERAL THEORY 338

I.

THE EINSTEIN $5,000 PRIZE

Как проводился конкурс и некоторые детали его ведения

ОТ РЕДАКТОРА

В январе 1909 года анонимный донор, заинтересованный в распространении правильных научных идей, предложил через Scientific American премию в 500 долларов за лучшее эссе, объясняющее простым нетехническим языком этот рай математиков и пугало простых обычных людей — четвертое измерение. На этот конкурс было представлено много эссе, и в дополнение к работе победителя около двадцати были признаны достойными окончательной публикации. Было высказано мнение, что конкурс заметно способствовал популярному пониманию этого значимого предмета; что он сделал многое для прояснения популярного заблуждения относительно того, что именно имеет в виду математик, когда говорит о четырех или даже больше измерениях; и что поэтому он был столь же успешным, сколь и необычным по своему характеру.

В ноябре 1919 года мир был поражен объявлением из Лондона о том, что изучение фотографий, сделанных во время полного солнечного затмения 29 мая, завершено и что предсказания, основанные на теориях относительности Эйнштейна, были подтверждены. В реакции на долгое пресыщение военными новостями подобный материал был чисто журналистским. Длинные кабельные депеши разносились в новостных колонках по всему миру; Эйнштейн и его теории день за днем занимали видное место на первых полосах; ведущие ученые в большом количестве были призваны рассказать общественности через репортерскую среду, из-за чего весь этот ажиотаж, и каким именно образом классическая научная структура была опрокинута.

Вместо того чтобы быть просто чудом на девять дней, теории Эйнштейна удержали свое место в общественном сознании. Более серьезные периодические издания посвящали им место. В конечном счете, весьма примечательная группа ученых попыталась объяснить широкому читателю масштаб и содержание системы Эйнштейна. Эти усилия, какими бы продуманными они ни были, могли быть лишь частично успешными из-за самого радикального характера пересмотров, которые доктрина относительности требует в наших фундаментальных концепциях. Такие пересмотры не могут быть сделаны за один день; средний человек не обладает точкой зрения математика, которая позволяет внезапный и полный обмен одного набора основ на другой. Но весь предмет так сильно захватил популярное внимание, что даже полная первоначальная неудача в обнаружении того, о чем все это, не обескуражила обычного читателя от продолжения дела с решимостью прийти к некоторому пониманию того, что случилось с Ньютоном и ньютоновской механикой.

Донор и премия

В мае 1920 года г-н Юджин Хиггинс, американский гражданин, долгое время проживавший в Париже, либеральный покровитель искусств и наук и пожизненный друг Scientific American и его владельцев, предположил, что успех конкурса эссе о четвертом измерении 1910 года был настолько велик, что, возможно, было бы желательно предложить еще одну премию подобным образом за лучшее популярное эссе о теориях Эйнштейна. Он заявил, что если, по мнению Scientific American, эти теории имеют достаточную важность, и вероятность получения хорошего количества достойных эссе достаточно велика, и общественная потребность и желание просвещения достаточно присутствуют, он был бы склонен предложить такую премию, оставив ведение конкурса за Scientific American, как и в предыдущем случае. По мнению редакторов Scientific American, все эти условия должны были быть встречены утвердительно, и что г-на Хиггинса, соответственно, можно было с полным основанием поощрить предложить премию.

В своем предварительном письме г-н Хиггинс предположил, что ввиду очевидной большей важности темы, предложенной для обсуждения участниками 1920 года, предлагаемая премия должна быть, вероятно, более щедрой, чем в предыдущем случае. Этот взгляд встретил одобрение и редакторов; но они были совершенно не готовы к получению в конце июня кабелограммы от г-на Хиггинса, в которой говорилось, что он решил продолжить дело и что он пересылает чек на 5000 долларов, чтобы представить сумму премии. Такая сумма, превышающая любую награду, доступную профессионалу, за единственным исключением Нобелевской премии, на которую он не может конкретно претендовать, буквально захватила дух редакторов и сразу дала понять, что конкурс привлечет самое широкое внимание и что он должен иметь самый заметный успех. Это также дало понять, что ведение конкурса будет более серьезным делом, чем ожидалось.

Несмотря на тот факт, что некоторое время невозможно было объявить личности судей, было решено, что потенциальные участники должны иметь все возможности для обширной подготовки; поэтому конкурс был объявлен, а правила, регулирующие его, напечатаны, насколько их можно было определить в столь короткий срок, в Scientific American от 10 июля 1920 года. Несколько моментов двусмысленности пришлось прояснить после этой первоначальной публикации. В частности, это было предложение г-на Хиггинса, что в очень вероятном случае неспособности судей договориться о победившем эссе, премия может, по их усмотрению, быть разделена между авторами двух лучших эссе. Это условие было фактически напечатано в первом объявлении, но почтовое ведомство настояло на его отзыве на том основании, что с ним в силе участник не знал бы, соревнуется ли он за 5000 или за 2500 долларов, и что это ввело бы «элемент случайности», который один был необходим, согласно федеральным законам, чтобы сделать конкурс лотереей. Поэтому это положение было заменено на то, что в случае, если судьи не смогут договориться, редактор по вопросам Эйнштейна должен отдать решающий голос между эссе, соответственно поддержанными ими.

Объявление привлекло самое широкое внимание и было скопировано в газетах и журналах по всему миру. Запросы поступали со всех сторон, и редактору по вопросам Эйнштейна было почти невозможно обеспечить себя доказательствами условий и правил, чтобы рассылать в ответ на эти запросы. Сразу стало ясно, что будет представлено большое количество эссе и что многие выдающиеся имена будут в списке участников.

Судьи

В Scientific American от 18 сентября объявление было опубликовано в следующих словах:

«Мы уверены с полной определенностью, что конкуренция за премию в пять тысяч долларов будет очень острой и что будет представлено много эссе, которые, если бы они носили имена своих авторов, прошли бы везде как авторитетные заявления. Судьи столкнутся с задачей необычайной трудности в попытке определить, какое из этих усилий лучшее; и мы полагаем, что трудности таковы, что увеличение числа судей просто умножило бы препятствия для соглашения. Вполне вероятно, что первоначальные впечатления двух, трех или пяти судей склонялись бы к двум, трем или пяти эссе, и что любое окончательное решение было бы достижимо только после многих консультаций и обсуждений. Нам кажется, что, сделав комитет как можно меньше, сохраняя при этом необходимую черту, чтобы его решение представляло консенсус, мы упростим как ментальную, так и физическую проблему прихода к соглашению. Мы полагаем, что награда должна, если возможно, представлять единогласное решение, без какого-либо отчета меньшинства, и что такое требование гораздо более вероятно будет встречено среди двух человек, чем среди трех или пяти. В то же время объединение двух человек и детали общего управления их совместной работой гораздо проще, чем если бы их было три или пять. Поэтому мы окончательно решили иметь только двух судей, и в этом у нас есть поддержка всех компетентных мнений, с которыми мы консультировались.

«Джентльмены, которые согласились выступить в качестве судей, — это профессора Ли Пейдж и Эдвин Плимптон Адамс, с кафедр физики Йельского и Принстонского университетов соответственно. Оба принадлежат к молодому поколению физиков, которые уделяли особое внимание тем фазам математики и физики, которые вовлечены в теории Эйнштейна, и оба уделяли особое внимание самим этим теориям. Мы рады, что можем выдвинуть в качестве судей двух людей, столь выдающимся образом квалифицированных для выполнения этой роли. Мы чувствуем, что можем здесь уместно процитировать профессора Пейджа, который говорит в своем согласии: «Поскольку большая премия предлагает большой стимул, я думал об участии в конкурсе. Однако я осознаю, что не многие люди в этой стране глубоко изучали теорию Эйнштейна, и если все, кто изучал, примут участие в конкурсе, было бы трудно обеспечить подходящих судей». Без какого-либо желания ставить джентльмена в положение мольбы за себя, мы думаем, что это очень хорошо предполагает степень, в которой Scientific American, участники и общественность в целом обязаны профессорам Пейджу и Адамсу за их готовность служить в трудной роли судей».

Можно было бы уместно добавить к этому объявлению, что это было полностью в заслугу науки и научного духа, что первые два джентльмена, к которым обратились с приглашением выступить в качестве судей, были готовы отказаться от своих перспектив в качестве участников, чтобы таким образом внести вклад в успех конкурса.

Три тысячи слов

Из условий то, которое вызвало больше всего комментариев, было тем, которое устанавливало ограничение по словам. Этот предел был решен после самого тщательного обсуждения возможностей ситуации. Ни на мгновение не предполагалось, что какой-либо участник преуспеет в том, чтобы втиснуть в 3000 слов полное обсуждение всех аспектов специальной и общей теорий относительности. Однако чувствовалось, что для популярного чтения одно эссе не должно быть намного длиннее этого, если вообще должно. Более того, я скажу совершенно откровенно, что мы никогда не поощряли бы г-на Хиггинса предлагать такую премию, если бы мы предполагали, что победившее эссе — единственная вещь ценности, которая придет от конкурса, или если бы мы не ожидали найти во многих других эссе материал, который был бы совершенно достоин света. С самого начала мы имели в виду настоящий том, и строгое ограничение по длине было намеренно наложено с целью заставить каждого участника придерживаться того, что он считал наиболее значимыми точками зрения, и приложить свое лучшее мастерство к демонстрации теорий Эйнштейна с максимальным преимуществом с этих точек зрения. Мы чувствовали, что расходящиеся точки зрения будут более выгодно обработаны таким образом, чем если бы мы дали каждому участнику достаточно места для обсуждения предмета со всех сторон; и что присуждение премии эссе, которое, среди других требований, казалось судьям воплощающим лучший выбор материала, значительно упростило бы работу конкурса, не совершая никакой несправедливости по отношению к тем участникам, которые продемонстрировали с равным мастерством менее удачно выбранный материал. Возможно, по этому пункту я могу снова с пользой процитировать редакционную страницу Scientific American:

«Эссе из трех тысяч слов недостаточно длинное, чтобы потерять читателя более одного раза; если оно теряет его, это провал, а если нет — это конкурент, который пойдет в финальные отборочные испытания на премию. Если мы сможем представить в результате конкурса шесть или дюжину эссе такой длины, которые вообще не потеряют читателя-неспециалиста, мы создадим нечто, вполне стоящее затрат денег г-на Хиггинса и нашего времени. Ибо такое количество эссе такого характера неизбежно представит много различных аспектов теорий Эйнштейна, и многими различными способами, и, делая это, внесет большой вклад в популярное просвещение.

«Действительно, значительная часть того, что уже появилось, — это не та часть, которая понятна, а скорее та часть, которая, будучи непонятной, бросает тень сомнения и подозрения на все остальное. Успешный конкурент на премию и его близкие соперники напишут эссе, которые, без каких-либо претензий на полноту, подчеркнут то, что кажется каждому автору большой выдающейся чертой; и каждый из них будет понятен. Вместе они, по всей вероятности, будут достаточно полными и сохранят индивидуальную характеристику понятности. Они подойдут к различным частям поля с различных направлений — мы могли бы заполнить эту страницу предложениями о том, как один пункт четырехмерного характера времени-пространства Эйнштейна может быть изложен для обычного читателя. И когда человек должен сказать в трех тысячах слов столько, сколько он может, из того, что выдающиеся ученые сказали в целых томах — ну, результат в некоторых случаях будет чистым провалом, а в других — продуктом высшей пробы. Лучшие из эссе будут сиять благодаря разумному выбору того, что должно быть сказано, и блестящему успеху в том, чтобы сказать это. Именно для того, чтобы получить группу эссе такого характера, а не для того, чтобы получить единственное эссе, которое заработает пальму первенства, предлагается премия».

Конкурсные эссе

Во все времена после первого объявления редактор по вопросам Эйнштейна имел тяжелую переписку; но первое реальное доказательство того, что конкурс идет, пришло с прибытием первого эссе, которое забрело в наш офис в середине сентября. Примерно неделю спустя они начали просачиваться со скоростью одно или два в день — в основном от иностранных участников, которые не рисковали с почтой. Тяжелые возвраты не начинались примерно до десяти дней до даты закрытия. Великая лавина, однако, была прибережена на утро понедельника, 1 ноября. Здесь мы имели преимущество трехдневной почты; было около 120 эссе. Среди тех, которые были выброшены на основании опоздания, почести, без сомнения, должны достаться человеку, который отправил свое предложение в Гаагу 31 октября.

Эссе были получены в большем количестве из Германии, чем из любой другой иностранной страны, несомненно, из-за ошеломляющей стоимости 5000 долларов при конвертации в марки по курсам конца 1920 года. Англия стояла следующей в списке; и одно или более эссе были получены из Австрии, Чехословакии, Югославии, Франции, Швейцарии, Нидерландов, Дании, Италии, Чили, Кубы, Мексики, Индии, Ямайки, Южной Африки и Фиджи. Канада, конечно, внесла свою справедливую долю; и немногие из наших собственных штатов отсутствовали в перекличке.

Общий уровень английской композиции среди эссе из неанглоязычных источников был примерно таким, какого можно было ожидать. Человек может иметь тщательное утилитарное знание иностранного языка, но когда он пытается интенсивную литературную конкуренцию с человеком, который был воспитан на этом языке, он находится в невыгодном положении. Мы сами читаем по-французски и по-немецки с легкостью, а по-испански и по-итальянски без особых трудностей; мы никогда не взялись бы за серьезное письмо ни на одном из этих языков. Немногие из иностранных вкладов, конечно, были столь смехотворны, как тот, который мы цитируем в некоторой степени в нашей заключительной главе, но большинство из них были заметно ниже номинала как литературные композиции. Д-ра Де Ситтер и Шлик были заметными исключениями из этого; оба показали способность конкурировать на равных с лучшими из местных продуктов.

Мы осмелимся сказать, что это был предрешенный вывод, что многие эссе должны были быть сверх лимита, и что немногие должны были быть сверх него до точки абсурда. Победное эссе содержит 2919 слов, плюс или минус разумное допущение на ошибку в подсчете; то, что оно так далеко от того, чтобы быть на грани, должно быть достаточным ответом тем, кто протестовал против строгости ограничения. Один спрашивающий, кстати, хотел знать, не является ли 3000 слов опечаткой для 30 000. Другой участник предположил, что вместо дисквалификации любого эссе, которое было за чертой, мы ампутируем лишние слова в конце. Это было достаточно правдоподобное предложение, так как любое эссе, способное конкурировать после такой ампутации, должно было обязательно быть эссе чрезвычайной ценности; но, к счастью, нам не пришлось решать, должны ли мы следовать схеме. Возможно, двадцать из представленных эссе были настолько серьезно сверх лимита, что не было даже необходимости считать их слова в деталях; большинство из этих нарушителей доходили до 3500 слов или около того, и одно — хорошее, тоже, из которого мы используем много материала в этом томе — фактически имело 4700. На другой крайности были немногие конкуренты, которые, казалось, думали, что самое короткое эссе обязательно лучшее, и которые пытались отделаться от предмета 500 или 1000 словами.

Любопытным трюком случая было представлено в конкуренции за премию ровно 300 эссе. Конечно, немногие из них не требовали серьезного рассмотрения — это неизбежно в конкурсе такого масштаба. Но после исключения всех эссе, которые, по общему признанию, были вовсе не о теориях Эйнштейна, и всех тех, чей английский был настолько ужасен, что делал их совершенно вне вопроса, и всех тех, которые относились к предмету так легко, что не писали достаточно близко к лимиту в 3000 слов, и всех тех, которые были посвящены объяснению способа, которым теории Эйнштейна подтверждают теории автора, и всех тех, в которых автор пытался заменить свою собственную космическую схему на эйнштейновскую — после всего этого осталось около 275 эссе, которые были серьезными попытками объяснить простыми терминами природу, содержание и последствия специальной и общей относительности.

Поиск победителя

Редактор по вопросам Эйнштейна был в достаточно тесном контакте с деталями вынесения решения по эссе, чтобы иметь полное осознание трудности этой работы. Калибр представленных эссе был в целом высоким. Было много таких, которые были бы вполне достойны премии в отсутствие других, которые были заметно лучше — много таких, которые невозможно было исключить на основании конкретных ошибок и которые могли быть признаны «не лучшими» только путем детального сравнения с конкретными другими эссе. Именно это детальное сравнение заняло время и так задержало награждение, что мы не смогли опубликовать победившее эссе раньше 5 февраля. Особенно трудным был этот процесс исключения после того, как число выживших эссе было сокращено до двадцати или менее. Преимущества плана, которыми обладало одно эссе, должны были быть взвешены против преимуществ исполнения, продемонстрированных в другом. Определенное эссе должно было быть критически сравнено с другим, настолько похожим на него по плану, что оба могли быть написаны по общему конспекту, и в то же время с третьим, настолько непохожим на него по охвату и содержанию, как день и ночь. И все время на заднем плане присутствовало сознание того, что премия в 5000 долларов висела на решении, которое должно быть достигнуто. Для любого, кто рассматривает это как легкую задачу, у нас нет худшего пожелания, чем то, чтобы он когда-нибудь должен был атаковать подобную.

Мы ожидали, что основная масса превосходных эссе будет среди тех, что получены в течение последнего дня или двух конкурса; ибо мы чувствовали, что люди, лучше всего оснащенные для атаки на предмет, будут наиболее впечатлены его серьезностью. Здесь мы были совершенно не на том пути. Семнадцать эссе, которые наиболее упорно противостояли усилиям судей по исключению, были, в порядке получения, номера 8, 18, 28, 40, 41, 43, 92, 95, 97, 130, 181, 194, 198, 223, 267, 270, 275: довольно равномерное распределение. Победителем было 92-е полученное эссе.

Судьи провели свое последнее заседание в редакции 18 января 1921 года. Четыре эссе, которые были перед комитетом в начале сессии, были быстро сокращены до трех, а затем до двух; и после сессии, длившейся весь день, судьи обнаружили, что могут добросовестно согласиться на одно из них как на лучшее. Это единодушие было особенно приятным, тем более что его ни в коем случае нельзя было уверенно ожидать, на априорных основаниях, что оно будет достижимо. Даже редактор по вопросам Эйнштейна, к которому могли бы обратиться за окончательным решением, но не обратились, едва ли может быть классифицирован как несогласный; ибо с некоторыми легкими ментальными оговорками в пользу эссе г-на Фрэнсиса, которое вообще не вошло в окончательное обсуждение судей и которое, как он подозревает, больше апеллирует к его личному вкусу, чем к его самому здравому суждению, он полностью согласен с вынесенным вердиктом.

Тот факт, что премия ушла в Англию, не был сюрпризом для тех, кто знаком с историей теорий Эйнштейна. Специальная теория, обнародованная пятнадцать лет назад, получила свою справедливую долю внимания от математиков по всему миру и, несомненно, так же хорошо известна и так же полностью оценена здесь, как и в других местах. Но она никогда не была возведена в положение какой-либо большой важности в математической теории, просто потому, что сама по себе, в отсутствие ее расширения до общего случая, она заслуживает малой важности. Это просто интересная часть абстрактных спекуляций.

Общая теория была выпущена Эйнштейном в законченном виде во время войны. Из-за научного моратория его работа, а следовательно, и ясное понимание новых методов и результатов, и далеко идущих последствий, если общая теория возобладает, не получили широкого распространения за пределами Германии до некоторого времени в 1918 году или даже позже. Если бы не Эддингтон, сомнительно, что британские астрономы осознали бы, что экспедиции по затмению имели особое значение. Поэтому во время этих экспедиций, и даже так поздно, как ноябрьское объявление о результатах, общая масса научных людей в Америке не осознала адекватно огромного различия между специальной и общей теориями, не оценила адекватно, что последняя ведет к отличительным последствиям какой-либо важности, и мы боимся, во многих случаях даже не осознала явно, что отклонение света и поведение Меркурия были вопросами строго общей и ни в коем случае не специальной теории. Конечно, когда американские газеты отчаянно искали кого-то, чтобы интерпретировать для своей публики большой шум, вызванный британским объявлением о том, что предсказания Эйнштейна были подтверждены, они не нашли никого, чтобы сделать это достойно; и наши журналы не были намного успешнее, несмотря на большее время, которое они имели, чтобы посвятить поиску. Одним словом, нет ни малейшего места для сомнения, что американская наука была в значительной мере застигнута врасплох — возможно, по причинам, не зависящим от нее; и что американские авторы не были в таком благоприятном положении, чтобы писать убедительно на эту тему, как их британские и континентальные современники.

Поэтому было вполне в соответствии с тем, что можно было ожидать, обнаружить при вскрытии идентифицирующих конвертов, что не только победившее эссе, но и два его самых непосредственных соперника происходят от членов той школы британской мысли, которая была в контакте с теориями Эйнштейна в их целостности на два года дольше, чем средний американец равной компетентности. Это более зрелое знакомство с предметом должно было принести более зрелые плоды. Действительно, если бы не препятствие письма на чужом языке, разумно предположить, что ученые Германии показали бы результаты, превосходящие результаты как американцев, так и британцев — и по той же причине, по которой Британия показала себя в более выгодном свете, чем Америка.

Победитель премии

Г-н Болтон, победитель большой премии, мы полагаем, может справедливо упоминаться как неизвестный в строгом научном смысле. Действительно, во время публикации его эссе в Scientific American ничего нельзя было узнать о нем на американской стороне воды, кроме голых фактов, что он не был молодым человеком и что он в течение многих лет занимал положение ранга в Британском патентном ведомстве. (Напомним, что Эйнштейн сам был в Швейцарском патентном ведомстве некоторое время.) В ответ на запрос Scientific American о кратком биографическом очерке, который послужил бы лучше представить его нашим читателям, г-н Болтон предоставил столь лаконичное и, по-видимому, столь характерное заявление, что мы не можем сделать ничего лучшего, чем процитировать его дословно.

«Я родился в Дублине в 1860 году, но я жил в Англии с 1869 года. Моя семья принадлежала к классу земельного дворянства, но я ничем не обязан богатству или положению. Я был, по сути, проведен через школу и колледж на доход, который рабочий презирал бы в наши дни. После посещения различных небольших школ я поступил в Клифтон-колледж в 1873 году. Моя карьера там была пестрой, но она закончилась хорошо. Я всегда был довольно хорош в естественных науках и очень любил всякие механические вещи. Я был честным работником, но бесполезным в классике, и так как я практически ничего другого не делал в первые четыре года в Клифтоне, я стал считать себя чем-то вроде тупицы. Но большая государственная школа — это маленький мир. Каждый получает возможность, часто, казалось бы, случайно, и от него зависит, воспользоваться ею или нет. Моя не приходила, пока мне не было почти 17. Так как я предназначался для инженерной профессии, меня отправили на военную сторону школы, чтобы выучить немного математики, в каковой дисциплине я тогда считался очень слабым. Это было, конечно, верно, так как в то время я едва знал, как решить квадратное уравнение, я был только около половины пути через третью книгу Евклида, и я не знал тригонометрии. Но преподавание было вдохновляющим, и я легко взялся за математику. Однажды выяснилось, что я сделал довольно хорошее начало с дифференциальным исчислением самостоятельно, не говоря никому. После этого все было хорошо. Я покинул Клифтон в 1880 году со школьной выставкой и математической стипендией в Клэр-колледже, Кембридж.

«После получения степени в 1883 году как Рэнглер, я преподавал науку и математику в Веллингтон-колледже, но меня привлекало то, что я слышал о Патентном ведомстве, и я вошел в него через открытую конкуренцию в 1885 году. Во время моей официальной карьеры я был одним из личных секретарей контролера, и я сейчас старший экзаменатор. Во время войны я был прикомандирован к Отделу изобретений Министерства боеприпасов, где моя работа касалась в основном зенитной артиллерии. Я вносил вклад и все еще вношу в официальные публикации по этому предмету.

«Я написал изрядное количество эссе на различные темы, даже о литературе, но мои единственные внеслужебные публикации касаются стереоскопической фотографии. Я прочитал доклад на эту тему перед Королевским фотографическим обществом в 1903 году, который был благоприятно замечен д-ром фон Рором из Messrs. Zeiss из Йены. Я также писал в Amateur Photographer.

«Я был довольно успешен в легкой атлетике, и я член клуба Leander».

То, что г-н Болтон не взял премию из-за отсутствия серьезной конкуренции, должно быть ясно любому читателю, который изучает текст из конкурсных эссе, который можно найти в этом томе. Список ссылок этих конкурентов, тоже, дополненный именами, которые появляются в начале полных эссе, показывает примечательный массив выдающихся личностей, и я мог бы упомянуть, возможно, дюжину более очень известных людей науки, чьи отличные эссе показались немного слишком продвинутыми для нашего непосредственного использования, но которым я обязан довольно многим за некоторые идеи, которые я попытался облечь в свой собственный язык.

Прежде чем оставить эту тему, мы хотели бы выразить признательность за то, как судьи выполнили свои обязанности. Читателю будет трудно представить, что значит прочитать такое количество эссе по столь сложной теме. Нам невероятно повезло найти судей, которые сочетали в себе глубокое научное понимание математических, физических и философских аспектов вопроса с чрезвычайно человечным взглядом, исключающим возможность присуждения награды эссе, которое не было бы надлежащим популярным изложением, а также с готовностью идти навстречу мнениям друг друга, что редко встречается даже среди тех, у кого меньше оснований для уверенности в собственных взглядах, чем у докторов Пейджа и Адамса.

II.

МИР — И МЫ

Вводное обсуждение философии относительности и механизма нашего контакта со временем и пространством

РАЗЛИЧНЫЕ АВТОРЫ И РЕДАКТОР

С незапамятных времен человечество стремилось объяснить Вселенную. Поначалу эти усилия, вероятно, сводились лишь к предположениям о причинах различных явлений, доступных чувствам. По мере накопления знаний, сначала благодаря наблюдению, а затем и эксперименту, представления об этих причинах последовательно проходили три стадии: теологическую (считалось, что причины — это духи или боги); метафизическую (на этой промежуточной стадии причины считались некими присущими объектам одушевляющими, энергетическими принципами); и научную (причины стали рассматриваться просто как механические, химические и магнитоэлектрические притяжения и отталкивания, качества или характеристики самой материи или того, из чего она состоит).

С ростом знаний, наряду с исследованием природы причин, возник вопрос и о том, что такое реальность. Какова сущность материала, из которого создана Вселенная, что такое материя, что такое вещи сами по себе, что такое ноумены (реальности), лежащие в основе феноменов (явлений)? Постепенно развивались идеи, объясняющие движение, силу и энергию. В то же время велись исследования природы человека, работы его разума, природы мышления, отношения его концепций (идей) к его восприятиям (знаниям, полученным через чувства) и отношения того и другого к ноуменам (реальностям).

Общее направление этих исследований заключалось в конфликте между двумя школами мысли, которые мы можем охарактеризовать как школы абсолютизма и релятивизма. Древнегреческие философы верили, что могут получить доступ к чистому и абсолютному источнику знаний, просто сидя в кресле и рассуждая о природе времени, пространства и механизме физического мира. Они утверждали, что разум обладает по праву собственными концепциями, фундаментальнее которых ничего нет. Они считали правильным представлять время, пространство, материю и другие вещи, данные чувствам, как имеющие реальное существование в разуме, независимо от того, можно ли отождествить какую-либо внешнюю реальность с выдвинутой концепцией. Они могли даже со значимым видом спорить о качествах, которые следует приписать этому абстрактному концептуальному времени, пространству и материи. Все это делалось без обращения к внешней реальности, часто вопреки ей. Разум мог рисовать мир таким, каким он должен быть; если упрямые факты отказывались вписываться в эту картину, тем хуже для них. Мы все слышали историю о том, как поколение за поколением греческих философов учеными спорами выясняли, почему и как живую рыбу можно добавить в наполненное до краев ведро воды, не повышая уровня жидкости и не увеличивая вес, пока однажды какой-то простой человек не выдвинул крамольную идею проверить это экспериментально — и обнаружил, что это не так. Верна эта история или нет, она прекрасно иллюстрирует подчиненное место, которое внешние факторы занимали в абсолютистской системе греческой мысли.

В этой системе отдельный наблюдатель компетентен изучать отдельное явление и записывать абсолютный закон природы, соотнося результаты со своими врожденными идеями об абсолютных качествах и состояниях. Корень слова «абсолютный» означает «отнимать», и в философском смысле это слово подразумевает способность разума отвлекать свойства или качества от вещей и рассматривать эти абстрактные качества в отрыве от самих вещей; например, отнять холод от льда и рассматривать чистый или абстрактный холод в отрыве от чего-либо холодного; или отнять движение от движущегося тела и рассматривать чистое движение в отрыве от чего-либо движущегося. Эта предполагаемая способность основана на сократовской теории врожденных идей. Согласно этой теории, разум от природы наделен абсолютными идеями твердости, холодности, округлости, равенства, движения и всеми другими абсолютными качествами и состояниями, поэтому ему не нужно их изучать. Таким образом, философ-сократик мог рассуждать о чистом или абсолютном бытии, абсолютном пространстве и абсолютном времени.