<<< В.И.ВЕРНАДСКИЙ
ПРОБЛЕМА ВРЕМЕНИ,
ПРОСТРАНСТВА И СИММЕТРИИ
1920-1942
ПРОБЛЕМА ВРЕМЕНИ В СОВРЕМЕННОЙ НАУКЕ
1. ГЕОХИМИЯ И ВРЕМЯ
1. Проблема времени ставится сейчас в научном сознании совсем по-новому в той новой отрасли геологических наук, какой является геохимия.
Конечно, геологические науки, занимающиеся историей нашей планеты, все без исключения рассматривают изучаемые ими явления в разрезе времени. Это та их особенность, которая с одной стороны, связывает их с гуманитарными науками, а с другой, заставляет по-особому относиться к ним философскую мысль. Развитие в XIX в. геологических наук поставило в теории познания проблему времени в новые рамки в тот момент, когда время не сознавалось в философии в настоящем его значении. Лишь в XX в. благодаря огромным успехам научного знания философская мысль подошла к проблеме времени и входит, наконец, в ту область явлений, которая вскрыта геологическими науками.
Среди всех геологических наук ни одна не проникает так глубоко и так по-своему в проблему времени, как геохимия. Это обусловлено тем, что геохимия занимается историей химических элементов, сводимой к истории атомов — основных единиц научно выраженного мироздания. Рассмотрение атомов в разрезе времени определяет своеобразие и глубину понимания времени в геохимии, вскрывает новую и неожиданную картину мирового бытия.
Но геохимия не только этим путём подходит к проблеме времени. Она подходит к ней и другой стороной своего содержания — изучением жизни как одного из основных факторов химического механизма биосферы. Жизнь сводится в ней в первую очередь к изучению строящих её атомов — их истории, т.е. проявляется в том же разрезе времени.
Время связано в нашем сознании с жизнью. Это ярко проявляется в новой философской мысли в отождествлении времени-дления с жизнью. В этом основа влияния идей Анри Бергсона, жизненной философии Георга Зиммеля.
2. Рассмотрение атомов в разрезе времени сказывается резче всего в закономерной бренности их существования.
Это точно и с несомненностью количественно мы пока знаем для 14 химических элементов из 92. Но весь огромный точный эмпирический материал, лежащий в основе химии, ясно указывает, что мы имеем здесь дело с таким глубоким проявлением строения атомов, которое должно быть общо им всем. С другой стороны, сейчас, как только мы входим в области материальной среды, в которых сказываются большие интервалы времени, мы неизбежно, я бы сказал стихийно правильно, [считаемся] с этим научно недоказанным, но эмпирически из фактов вытекающим — как чрезвычайно реально вероятное — свойством материи.
Дело в том, что закономерная бренность атомов, взятая в целом, ясно видна только в большой мере времени. Поэтому она исчезает из кругозора химика, в обычной работе имеющего дело с химическими элементами в пределах человеческого или исторического времени. Она уже ясно проявляется для геохимии в пределах геологического времени и приобретает основное значение для истории атомов в реальном мире, взятом в его наиболее общем выражении, в пределах космического времени, в космохимии, части астрофизики — науки, быстро созидающейся на наших глазах. Геохимия — часть космохимии.
В химии Космоса проблема закономерной бренности атомов является основной. Без этого допущения теряется почва современного научного изучения Космоса.
3. Закономерная бренность химических элементов, их генетическая связь, происхождение одного из другого выявляется только при изучении их как атомов.
Поэтому основное свойство материальной среды, научно изучаемой, — закономерная бренность всех её проявлений — в его наиболее глубоком выражении является объектом изучения наук об атомах, сложившихся в XX в. в физике атомов, в радиохимии, в геохимии и, наконец, в космохимии.
Мысль о закономерной бренности атомов может быть выражена в другом образе, более удобном для философского мышления, более общем: время есть одно из основных проявлений вещества, неотделимое от него его содержание.
Это определяет огромное, далеко выходящее за пределы науки значение для мысли тех областей знания, где это свойство материи выражено наиболее резко, в первую голову — будущей космохимии и сейчас сложившейся геохимии.
4. На основных чертах закономерной бренности атомов прежде всего мне необходимо здесь остановиться.
Выясняется, что для каждого рода атомов есть определённое время их бытия. В среднем каждый атом существует, сохраняя своё определённое строение, строго определённое время.
Минимальное среднее время существования, сейчас учитывамое для одной из атомных форм химического элемента полония — для атома ThC1, равно немногим стобиллионным долям секунды. Это число не может считаться окончательно установленным [В новейшей сводке Международного радиевого стандартного комитета (сентябрь 1931) 10-11 секунды для ThC1 принимается с двумя вопросительными знаками. Установлено пока, что эта величина — T — меньше одной миллионной доли секунды.]. Но для другой формы того же полония, для атомов RaC1 оно установлено точно: эти атомы в среднем существуют каждый в течение около трёх миллионных долей секунды (P.Joliot, 1930). С другой стороны, наибольшая измеренная средняя длительность для химического элемента — для тория — его бытие приближается к 50 биллионам лет. Для всех других химических элементов, кроме сильно радиоактивных, средняя продолжительность бытия много больше. Для земных элементов она, исходя из тепловых эффектов, прикидывается в 1017 лет (J.Jeans, 1928), 1023 лет (J. Poole, 1928). Пока мы только это и можем утверждать.
Диапазон бытия атомов, таким образом, огромен: стобиллионные или миллионные доли секунды, с одной стороны, — десятки биллионов, а может быть больше квинтильонов лет — с другой. В действительности б́ольшая цифра вероятнее, ибо научно найденная, верхняя граница явно минимальная и далёкая от конца.
5. Для каждого рода атомов есть своя неизменная чреда. Это есть основное эмпирическое обобщение. Есть и другое. Процесс закономерной бренности атомов неизбежно и непреоборимо происходит. Темп его среднего хода не меняется. Мы не знаем ни одного явления природы, ни одной силы, которая влияла бы на темп его существования — могла бы его остановить или повернуть. Есть серьёзные основания думать, что проявления энергий, для этого необходимых, не могут иметь места в Солнечной системе, не говоря уже о Земле.
Это показывает, что данный процесс является в нашем научном понимании мира одним из основных. Он определяет основные свойства неделимых, строящих научно выявляемый Космос, — свойства материи.
6. Процесс, определяющий бренность атомов, идёт неизбежно и непреодолимо в строго определённом направлении, всегда в одном и том же. Мы выражаем это, говоря, что это необратимый процесс.
Выражая такой процесс в пространстве, которому отвечает совокупность атомов, в функции времени — время неизбежно выразится в форме прямой линии определённых свойств. Это будет полярный вектор, т.е. для данной линии между точками А и В направление АВ физически резко отлично от направления ВА, ибо процесс идёт только в направлении АВ.
Беря историю любого атома в космическое время, мы видим, что он через определённые промежутки времени, сразу, одинаковыми скачками, в направлении полярного вектора времени переходит в другой атом, другой химический элемент. Процесс этого перехода, таким образом, ритмический.
7. Те же явления наблюдаются и для неделимых жизни — другого объекта геохимии.
И здесь для каждой формы организмов есть закономерная бренность её проявления: определённый средний свой срок жизни отдельного неделимого, определённая для каждой формы своя ритмическая смена её поколений, необратимость процесса.
Для жизни время — с геохимической точки зрения — выражается в трёх разных процессах: во-первых, время индивидуального бытия, во-вторых, время смены поколений без изменения формы жизни и, в-третьих, время эволюционное — смены форм одновременно со сменой поколений.
В отличие от бренности атома для бренности жизни ясно влияние внешней среды на время, для жизни характерное. Но это влияние ограниченно. Индивидуальная жизнь многоклеточного имеет предел: он может быть отодвинут в благоприятных условиях, но конец неизбежен и неотвратим. Для одноклеточных как будто нет предела бытия, связанного с неделимым, но, живя во внешней среде — в мире «случайностей», — неизбежно и здесь индивидуальная жизнь рано или поздно кончается под влиянием внешних условий. В благоприятных условиях можно неизбежный конец только отодвинуть.
В ничтожных отдельных случаях, как и в отдельных атомах, отдельные неделимые — одноклеточные — могут зайти далеко за пределы среднего бытия. Они могут быстро погибнуть, могут далеко пережить современников, но средняя величина — порядок явления — от внешних явлений не зависит. Он зависит или от строения самого организма (и атома), или от всей совокупности научно выявляемых явлений — целокупной для нашего понимания реальности всего мира.
Явное отсутствие для явлений жизни абсолютной неизменности, отсутствие её независимости от внешней среды, что наблюдается для атомов, может быть связано с нашим мыслительным аппаратом: в явления жизни мы проникаем глубже, чем в мир атомов. Мы к ним ближе. Ибо, являясь сама частью жизни, научная мысль обладает в этой области такой мощью проникновения в окружающее, какой она не имеет в далёких от организма проявлениях мира. Возможно, что и там нет абсолютной неизменности — она лишь временно скрыта от нашего аппарата познания. Но в пределах Солнечной системы, а по-видимому, и галаксии, она есть.
В процессы, связанные с временем, мы, часть явлений жизни, нe только проникаем из научного изучения внешней природы: мы их переживаем.
8. Интервалы времени, характеризующие бренность атомов и бренность организмов, различны по величине, но эти различия меньше, чем можно было бы думать, если бы в явлениях этих нe было чего-то общего.
Разница между наиболее короткой средней длительностью — длением — атома и его, пока допустимым максимальным средним бытием, равна десяткам окталлионов раз, порядок 1038 для минимально реально наблюденных — 1021.
Ясно, что минимальная величина не отвечает действительности, так как несомненно, что для таких элементов, как железо или кремний, например, средняя длительность их бытия в десятки раз превышает среднюю длительность атома тория, здесь принятую во внимание. Она не выражает ещё всего явления, отвечает преходящей, но не прошедшей неполноте нашего знания. Мало однако, вероятно, чтобы эта неполнота знания изменила максимальное число Джона Пуля (§4).
9. Для неделимых жизни — для времени индивидуального бытия — тоже можно дать сейчас точно только минимальные числа. Ибо размножающиеся делением одноклеточные организмы нам представляются не имеющими предела существования. Они ограничиваются в нём только воздействием внешней среды, и, принимая это воздействие как проявление случайных причин, приходится допустить, что в реально наблюдаемом случае, в биосфере, размножение одноклеточного делением без умирания длится столько, сколько длится жизнь в биосфере, т.е. 1,5-2 млрд лет. Самый краткотечный многоклеточный индивид живет часы.
Размах времени достигает десятков триллионов, [порядка] 1013.
И здесь коэффициент 13 изменится при дальнейшем изучении. Возможно, что это изменение будет много больше, чем для такого же коэффициента в атомах, ибо допустимо предположение о безграничности бытия одноклеточного организма.
Для эволюционного времени жизни мы тоже пока имеем для размаха число минимальное, так как есть формы жизни, неизменные с кембрия или даже, может быть, с альгонгка, т.е. порядка 108 — 109 лет. Но это число недостаточно для оценки размаха существования вида, ибо мы не умеем пока оценивать его длительность в отдельных случаях, не знаем минимальной естественной длительности вида или расы. Для времени смены поколений [форм жизни. — Ред.] размах отвечает всего миллионам [лет].
Хотя числа для неделимых мира [атомов] и для неделимых жизни [клеток] получаются резко разного порядка, но порядки чисел сравнимы. Явление явно имеет общие черты: большую величину размаха, неизбежность и неотвратимость бренности бытия, необратимость процесса.
Такое сходство особенно бросается в глаза при разнородности сравниваемых тел. Атомы суть элементы мира; они строят всю реальность, — неделимые жизни на немногих теряющихся в Космосе планетах, в их поверхностных плёнках, в биосферах составляют их ничтожную по массе вещества часть.
10. Можем ли мы в этих сходных проявлениях времени, в столь глубоко нам представляющихся различными явлениях природы видеть свойства времени или нет?
Ещё недавно в сознании учёных на этот вопрос мог быть только один ответ — ответ отрицательный. И его в аналогичном случае незадолго до своей смерти, в 1912 г., ярко и определённо выразил великий учёный и глубокий мыслитель Анри Пуанкаре, категорически утверждавший, что наука не изучает время, но изучает проявление природных процессов в ходе времени, от явлений абсолютно независимого.
В таком случае сходные черты в проявлении времени в обоих основных неделимых в области, изучаемой геохимией, указывали бы на сходства самих объектов, но не на свойства времени.
Сейчас мы научно так просто и так категорически ответить, как ответил недавно Пуанкаре, не можем.
Для того, чтобы оправдать это утверждение, мне необходимо, конечно, во-первых, вкратце остановиться на основных чертах, характеризующих научное знание в отличие от других его форм, и, во-вторых, выявить резкое и коренное изменение, какое произошло в научном понимании времени после того, как Анри Пуанкаре исчез из круга живых.
2. ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ НАУЧНОГО ЗНАНИЯ.
ПОЛОЖЕНИЕ В НЁМ ПРОБЛЕМЫ ВРЕМЕНИ
11. Прежде всего об особенностях научного знания, отличающего его от других форм знания.
Научное знание в двух своих проявлениях резко и определённо отличается от всякого другого знания: философского, религиозного, от «народной мудрости», «здравого смысла» — бытового, векового знания человеческих обществ. Оно отличается тем, что определённая, значительная и всё растущая его часть является бесспорной, общеобязательной для всех проявлений жизни, для каждого человека. Она аксиоматична для человеческого общества, ибо она логически обязательна для человеческого сознания. И во-вторых, научное знание отличается особой структурой значительной части своих понятий, как способом их получения, так [и] их мыслительным анализом.
В основе научного знания стоит проникающее всю сущность науки — аксиома — сознание реальности объектов изучения, сознание реальности для нас проявляющегося мира. Только в этих пределах наука существует и может развиваться.
Это сознание обусловливает непреложность, логическую непреоборимость правильно сделанных научных выводов для всех людей без исключения, для всех случаев без исключения. Оно является скрытой основой социального бытия, ибо и жизнь и быт людей тоже проникнуты до конца сознанием реальности того же мира, который изучает наука. Создаётся единый общеобязательный, неоспоримый в людском обществе комплекс знаний и понятий для всех времён и для всех народов.
Мы сейчас переживаем исторический опыт, это доказывающий, яркое проявление такого единства, такой общеобязательности научного знания.
После долгого периода, в течение которого прошло около сотни поколений, научные достижения нашей цивилизации охватили людей чуждых нам древних великих культур — индийского и китайского центров. И мы видим, что они в этой, чуждой их быту, духовной обстановке не только осознали единый язык научных понятий, но сразу вошли в научную работу, оказались в первых рядах, оказались мастерами дела.
12. Эта общеобязательность и непреложность выводов охватывает только часть научного знания — математическую мысль и эмпирическую основу знаний — эмпирические понятия, выраженные в фактах и обобщениях. Ни научные гипотезы, ни научные модели и космогонии, ни научные теории, возбуждающие столько страстных споров, привлекающие к себе исторические и философские искания, этой общеобязательностью не обладают. Они необходимы и неизбежны, без них научная мысль работать не может, но они преходящи и в значительной, неопределимой для современников степени всегда неверны и двусмысленны; как Протей художественной отчеканки, они непрерывно изменчивы.
Общеобязательны и основны для картины научной реальности эмпирические понятия — эмпирические факты и такие же обобщения [Эмпирические обобщения только частью захватывают то, что называлось, а иногда и теперь называется «законами природы» (о них см.: В.И.Вернадский. Биосфера. Л., 1926. § 12).]. Они строят научное мироздание, «Природу» учёных XVIII столетия.
Эмпирические понятия резко отличаются от обычных понятий, от понятий философии в частности, тем, что они в науке непрерывно подвергаются не только логическому анализу как слов́а, но и реальному анализу опытом и наблюдением как тел́а реальности.
Слова, такой реальности отвечающие, в словах изречённый научный факт и фактам отвечающая научная мысль — научное понятие, всегда подвергаются не только логическому анализу нашего мыслительного аппарата, неизбежно проникнутого личностью, — они одновременно подвергаются в течение поколений, непрерывно опыту и наблюдению; ими, а не одной логикой исправляются; при этом в опыте и в наблюдении стирается проявление индивидуальности, личности.
«Мысль изреченная есть ложь» в великом образе в стихотворении «Silentium» сказал Фёдор Иванович Тютчев. В науке мысль, выраженная в изречении, непрерывно соприкасается — реальным научным трудом — со своим исходом, с землёй-матерью, говоря образно, с тем, от чего она отнята в момент, когда она рассматривается только как изречение.
Верный и глубокий образ Тютчева к научной мысли не относится. Изречение её не всю охватывает. Динамически опыт и наблюдение непрерывно восстанавливают её связь с реальностью.
Эта особенность эмпирического понятия есть такое же логическое следствие признания реальности мира, как общеобязательность научных выводов.
В этом, основном её свойстве заключается отличие научной мысли от всякой другой — философской в том числе.
13. В какую же часть научного мировоззрения попадёт научное понятие времени? Является ли оно частью сменяющегося и преходящего построения научных моделей, гипотез, теорий? Или же оно является частью реальности мира в научном её понимании, одним из основных эмпирических обобщений, на которых строится всё наше научное знание?
Мне кажется, здесь сомнений быть не может: понятие времени есть одно из основных научных эмпирических обобщений. Если оно и не было открыто научным мышлением, оно в течение нескольких тысяч лет проверяется и обрабатывается научным опытом, наблюдением, научной мыслительной работой.
На опыте и на наблюдении оно основано, и во всяком эмпирическом факте и обобщении мы прямо или косвенно с ним, так же как с пространством, сталкиваемся.
На этом научная мысль стоит незыблемо, хотя в ходе её истории представление о времени резко меняется, прежде всего под влиянием философской и религиозной мысли.
3. ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ В ПОНИМАНИИ
НЬЮТОНА И В НАУКЕ XVIII-XIX ВВ.
14. Научное представление о времени, царившее в эпоху эллинской научной мысли, было потеряно в нашем центре цивилизации в начале второй половины первого тысячелетия нашей эры. Оно было заменено более далёким от научной реальности ложным построением. Последнее проявление более правильных представлений, правда неполное, известно в христианской среде в VI столетии у Иоанна Филопона, теолога, учёного и философа, стоявшего вне господствующей церкви.
Две черты, позже потерянные или ослабленные, характерны для эллинской науки: во-первых, ясное представление о времени физическом или математическом как мере движения; во-вторых, убеждение в безграничности времени.
С торжеством христианства эти представления исчезли или ослабли в нашем центре цивилизации.
В ослабленной степени они держались некоторое время в те века, когда научная работа ещё шла в нашем центре цивилизации, в мусульманской среде, так как мусульманская религиозная мысль не приняла как догму древнееврейского представления о кратковременности научной реальности, окружающей нас природы, о близости конца мира.
В своеобразной форме древние эллинские представления о безграничности мира сохранялись в идеях о бессмертии личности и вечности мира, но не мира, о котором говорят учёные, не той реальности, «природы», которая единственно является объектом изучения науки. Конца этого мира, этой реальности ждали к нему готовились столетия. Больше полутора тысяч лет научная работа в нашем центре цивилизации шла в среде, с часу на час иногда ожидавшей конца той реальности, которая составляет объект изучения науки, в среде, верящей в бренность мира, в близкий конец научного искания.
Вплоть до середины прошлого века наука вынуждена была реально считаться с представлением о времени, отвечающим области её изучения, равным немногим тысячелетиям.
Это принимал Ньютон, и это пытался научно сделать понятным Эйлер через поколение после него, опираясь на быстроту размножения организмов, на чрезвычайную геохимическую энергию жизни. [Он дал связанную с этим формулу в работе Иоганна Петера Зюссмилька (1741).]
В сущности, вплоть до середины XIX в. европейско-американская научная мысль вращалась в чуждой и во враждебной ей обстановке понимания длительности реальности, объекта своего изучения.
В эти века правильное представление о длительности реальности было живо в философски и религиозно мощной среде индийского культурного центра. Но здесь глубокая работа философской мысли, её господство заглушили к этим столетиям научное творчество.
Рост геологических наук, сложившихся в первой половине XIX в., и на фоне их новое научное построение явлений жизни, приведшее к эволюционному пониманию её форм, положили конец исторически создавшемуся тяжёлому для науки положению, ярко проявившемуся в глубоком трагизме, в каком пришлось жить многим поколениям учёных и бороться с религией и с философией за свободу научного искания, за истину в научном её выражении.
Научная мысль расчистила поле своей работы, вернулась к исходным достижениям эллинской науки, быстро двинулась дальше, когда геологические науки в XIX в. заставили и религию и философию силой логики и жизненных приложений склониться перед научным фактом и переделать свои построения.
15. Эллинская обстановка для научной работы о времени возродилась в науке в XVI-XVII столетиях. Длительность — безграничность времени была ярко выражена в натурфилософских концепциях Джордано Бруно, проникших в науку, а понимание времени как меры движения было вновь в неизвестном для древности совершенстве введено в науку Галилео Галилеем (1581-1591).
Он реально впервые ввёл время в научное миропонимание как великую координирующую научную мысль силу в выявленных им математически законах движения.
Это галилеево представление о времени независимо от того, какое царило позже в науке XIX в., оно самодовлеюще. Отдельные умы держались его и в течение прошлого столетия, оставаясь в стороне от господствующих представлений. Так, его придерживался и в мышлении, и в преподавании в Казанском университете в первой половине XIX столетия Николай Иванович Лобачевский. В записях его лекций сохранилось его определение времени: «Движение одного тела, принимаемое за известное для сравнения с другим, называется временем».
16. Через столетие после Галилея Исаак Ньютон ввёл то понимание времени, которое наложило печать на всю научную мысль и научную работу вплоть до наших дней.
В 1686 г. кембриджский профессор И.Ньютон определил время следующим образом: «Абсолютное, настоящее и математическое время само по себе и по своей природе равномерно течёт безотносительно ко всему окружающему».
В этом определении ясно для современников (что мы сейчас можем точно исторически выявить) отразились два искания жизненной правды, глубочайшим образом охватившие его великую личность. Он стремился выразить время так, чтобы можно было точно вычислять и научно представлять систему мира и выразить время Галилея в форме, отвечающей духовному началу мира, сознанием существования которого была охвачена вся жизнь Ньютона. Ибо он сознательно провёл всю свою жизнь в искании Правды, а для него ею не была только научная истина. Он был не только великим учёным, но и учёным теологом. [Известно, что теологизм Ньютона привёл его к идее первоначального толчка. — Ред.] В его научных концепциях ярко отразилось его религиозное сознание в рационалистическом его выражении.
Для Ньютона абсолютное время и абсолютное пространство были атрибутами, непосредственным проявлением бога, духовного начала мира. Это ярко проявилось и в его переписке с Ричардом Бентлеем в конце XVII в., и в начавшемся в 1715 г. публичном споре, охватившем в первой половине XVIII в. европейскую мысль, между близким Ньютону математиком-теологом Самуилом Кларком, отвечавшим Лейбницу вместо Ньютона, и Готфридом Лейбницем, обвинявшим [ньютоновское] направление и понимание мира Ньютоном и его последователями в атеизме.
Сейчас научно выявилась историческая сложная структура теории всемирного тяготения, включающей как неразрывную часть новое для человечества ньютоново понимание времени. Она сложилась из трёх элементов: 1) из научных эмпирических обобщений и фактов, в том числе галилеева понимания времени как меры движения, 2) из логически глубоко продуманного представления о едином боге-творце, отвечавшем пониманию наиболее свободных протестантских сект, близких к арианству, и 3) из религиозно-философских идей кембриджских платоников, в том числе близкого Ньютону Генри Мора.
17. К середине XVIII в., через несколько десятков лет, ньютоново представление об абсолютном времени, в котором развёртываются явления, изучаемые наукой, прочно и надолго овладело наукой.
С этой поры время исчезло как предмет научного изучения, ибо оно было поставлено вне явлений, понималось как абсолютное.
Представление Ньютона победило в науке благодаря небывалым раньше в её истории достижениям, тесно связанным с построениями Ньютона об абсолютном времени и о таком же пространстве. [Для идеи пространства Ньютона предшественниками явились в XVI в. Франческо Патрицци и в XVII в. Пьер Гассенди.] Впервые была выражена система мира, до конца вычисляемая. Создана была новая наука — механика, научное построение не меньшего порядка, чем система мира. На фоне идей Ньютона, впервые после успехов эллинской мысли, через тысячелетия после создания геометрии, вновь сложилась равная геометрии по глубине проникновения в реальность наука о движении — механика — величайшее создание человеческого гения, неразрывно связанная с идеей времени.
И для неё в 1747 г. Леонард Эйлер принял абсолютное время. И для Эйлера это принятие связано было с его пониманием духовного начала мира.
4. СОЗДАНИЕ НОВОГО ПОНИМАНИЯ ВРЕМЕНИ,
ПОНЯТИЯ ПРОСТРАНСТВА-ВРЕМЕНИ
18. Новое представление о времени входит в науку на смену понятия, созданного Ньютоном, только в нашем столетии.
Это понятие о едином и неразделимом пространстве-времени. С ним стали считаться только в 1905-1911 гг. на почве теории относительности Альберта Эйнштейна. Но это историческая случайность. Само понятие о пространстве-времени независимо от теории относительности. Оно возникло, зародилось и даже получило своё обоснование вне теории относительности, раньше неё. Пространство-время теории относительности есть одно из многих пониманий пространства-времени.
19. Понятие пространства-времени было в общей форме впервые ярко и определённо обосновано глубоким и оригинальным венгерским философом, одно время профессором физики в Будапеште, Мельхиором Паладием (М.Paĺagyi), умершим в 1924 г. Оно стало известным в 1901 г., когда Палади опубликовал на немецком языке в Лейпциге отдельной книжкой небольшой, но очень глубокий, замечательный трактат «Новая теория пространства и времени», недавно перепечатанный.
Я не могу здесь излагать ни теории Паладия, ни других представлений о пространстве и времени. Моя задача заключается в том, чтобы наметить совершившийся и совершающийся переворот мысли и сделать ясными основные, вытекающие из этого переворота следствия и новые направления научного понимания реальности.
Книжка Паладия прошла незамеченной. В 1908 г. в связи с теорией относительности бреславльский профессор Герман Минковский в произведшей огромное впечатление речи на съезде математиков в Кёльне поставил новое понятие об едином, неделимом пространстве-времени и о времени, как четвёртом измерении пространства о пространственно-временной непрерывности — ярко и определённо перед мыслящим человечеством, как начало нового понимания мира. Оно было сейчас же воспринято Эйнштейном.
20. Мы видим уже сейчас, а в дальнейшем история науки выяснит это ещё яснее, что к идее о реальном едином, неразделимом пространстве-времени подходят давно, и уже со времён Ньютона отдельные мыслители с этим представлением считались в своей мысли и в своей научной работе в течение XVIII и XIX столетий.
Вместе с тем, в полном согласии с этим представлением и в противоречии с абсолютным пространством и с абсолютным временем Ньютона, понимание в науке реального физического времени и особенно реального физического пространства в текущей научной работе претерпело такие глубокие изменения, что к XX в., когда происходит вхождение в науку нового представления на смену ньютонову, почва оказалась чрезвычайно подготовленной. Это часто несознаваемое изменение — подземная работа мысли — началось ещё при жизни Ньютона и получило мощное движение со второй половины XIX в.
21. На неразделимость пространства-времени указывал как на возможное представление мимоходом, не развивая идеи, Джон Локк в своих работах, которые изучаются и читаются непрерывно до сих пор с конца XVII в. всяким вступающим в философскую мысль. Мы увидим позже, что Локк же является родоначальником нашего современного философского анализа времени. Мы должны поэтому считать, что при тщательном и внимательном чтении сочинений Локка, которым они подвергались в реальной беспрерывно возрождающейся философской эрудиции, его мимоходные мысли не могли быть незамечаемыми, должны были влиять. Тем более что ряд новых, живых философских построений конца XIX — начала XX в., создающих любопытные построения времени, произошли от Локка, к нему ведут мысль, связаны с его изучением (например, философия Альфреда Норс Уайтхеда).
От эпохи творения механики, от 1754 г., сохранилось указание одного из видных участников её создания, Жана Ларона д'Аламбера о том, что один из его друзей — он его не называет — указывал ему на возможность в механике принять время как четвёртую координату пространства — то, что сделал в XX в. Минковский. Несколько позже, в XVIII же веке, другой, ещё более крупный математик и механик, младший современник д'Аламбера, Жозеф Люи Лагранж, высказал эту мысль ясно и определённо. Идея Лагранжа никогда не забывалась не только в среде математиков, но и в среде философов. В 1846 г. в философских парадоксах д-ра Мизеса оригинальный, глубокий философ и учёный Густав-Теодор Фехнер образно пытался представить мир, чуждый ньютонову пониманию времени, возможный в таком четырёхмерном пространстве. Более глубоко в конце столетия это выразил историк науки и психолог Людвиг Ланге, подходил к этому Эрнст Мах.
Почва была: она дала всходы в концепциях Паладия, Эйнштейна, Минковского.
22. И Палади и Минковский ясно понимали производимый ими величайший переворот в человеческом сознании, в нашем понимании реальности.
Сейчас нам важно не конкретное содержание понятия пространства-времени, резко различного у Паладия и Эйнштейна, но само вхождение в научную мысль новой концепции времени, производимое этим коренное изменение основной картины научно построяемого Космоса, всей научной мысли.
Прежде всего пространство-время становится объектом научного исследования наравне со всем остальным содержимым реальности. Какую именно форму надо придать пространству-времени — именно это должна сейчас выяснить наука. Это новая и важнейшая её проблема. Мы возвращаемся, их развивая, к доньютоновским построениям — к Галилею и к другому великому представителю науки XVII в. — Христиану Гюйгенсу.
Стало конкретной научной задачей то, что больше 150 лет стояло вне рамок научной мысли.
Не менее важно и другое следствие. Очевидно, раз пространство и время являются частями, проявлениями и разными сторонами одного и того же неделимого целого, то нельзя делать научные выводы о времени, не обращая внимания на пространство. И обратно: всё, что отражается в пространстве, отражается так или иначе во времени.
И, наконец, третье, в науке впервые научно прочно стал вопрос, охватывает ли пространство-время всю научную реальность? Или могут быть научно охвачены и есть явления вне времени и вне пространства?
В квантах мы имеем, мне кажется, дело с такого рода научными представлениями.
5. ИЗМЕНЕНИЕ РЕАЛЬНОГО ПОНИМАНИЯ ПРОСТРАНСТВА
ДО СОЗДАНИЯ ПОНЯТИЯ ПРОСТРАНСТВА-ВРЕМЕНИ
23. Сейчас, когда научная критическая мысль подошла вплотную к основной идее системы мира Ньютона, к абсолютному пространству и к абсолютному времени, мы видим, что в науке реальное физическое пространство давно уже не является абсолютным.
За 244 года оно претерпело коренное изменение.
Научная мысль в своей текущей работе по мере нужды вносила в реальное понимание пространства глубочайшие изменения, не считаясь с тем, насколько это понимание логически стройно, насколько оно совместимо с абсолютным пространством.
Эти изменения были произведены одновременно по двум непререкаемым путям научной мысли, перед которыми все и всё должны склоняться как перед научной истиной — ростом математической мысли, менявшей пространство древней геометрии, единственное известное Ньютону, и ростом эмпирического знания, коренным образом перерабатывавшим физическое пространство.
24. Ньютон в основу понимания природы положил абстрактное пространство геометра, характеризуемое в этом аспекте в конце концов метрикой геометрии древних.
Он определил его так: «Абсолютное пространство по своей собственной природе и безотносительно ко всему остаётся всегда неподвижным и неизменным».
Научный исследователь природы сталкивается в действительности с пространством и в других его проявлениях помимо метрических его свойств. Пространство геометрии времени Ньютона неизбежно является пространством изотропным и однородным. Ему отвечает абсолютная пустота.
С таким абсолютным пространством — пространством древней геометрии трёх измерений — пустым, однородным, изотропным — исследователь природы реально не встречается.
Может идти речь только о небольших относительно участках, где к такому состоянию физическое пространство приближается, но и то по мере уточнения научной методики давно стало ясным, что такие части пространства неизменно уменьшаются в размерах, сходят на нет. К середине XIX столетия выяснилось, что они и геометрически не реальны.
25. В течение всего XIX столетия, с его начала и даже с конца XVIII столетия, шла огромная творческая работа геометрической мысли, связавшая, с одной стороны, геометрию по-новому с числом, и, с другой стороны, изменившая в корне ту однородность пространства, которая логически неизбежно приводила к отождествлению в представлении натуралиста геометрического пространства с абсолютной пустотой.
Новая геометрия — создание XIX в., стоявшая вне кругозора и сознания Ньютона, подготовила почву для того коренного перелома в понимании пространства и времени, которое мы сейчас переживаем в науке. [Новая геометрия в сущности касается пространства-времени, но не пространства, ибо время введено в основные положения в понятиях движений, геометрических преобразований, деформаций. Без представления о движении не могла быть построена и геометрия эллинов, но в ней его роль сведена до минимума.]
Лишь на фоне её развития могут быть ясно осознаны и могли проявить свою научную мощь те изменения, какие эмпирическая научная работа заставила внести в понимание физического пространства, единственного, с которым она имела дело.
26. Идеи Ньютона входили в жизнь с большим трудом; борьба шла десятки лет; лишь через 20-30 лет после его смерти в 1730-1750 гг., его представления окончательно охватили научную мысль. Долго держались и царили научные гипотезы и теории Рене Декарта и картезианцев, крупных современников Ньютона, как Гюйгенс, Лейбниц, Роберт Гук и др. Они все были резко противоположны абсолютному пространству.
В одной части это представление никогда целиком не могло охватить научную мысль. Пространство абсолютное, пустота, признавалась в научной работе всегда немногими.
Идеи Ньютона вошли в физику без принятия пустого пространства.
Ещё при жизни Ньютона для объяснения явлений света в научную мысль X.Гюйгенсом было введено понятие эфира, непрерывно заполняющего всё пространство. Движение материальных тел системы мира должно происходить в эфире.
Тот же эфир проникает все тела и объясняет те явления передач энергии, которые мы, например, наблюдаем в явлениях света.
История идеи эфира — создания древнеэллинской мысли — имеет длинное прошлое, но на ней я здесь останавливаться не буду.
Важно лишь отметить, что это понятие позволило X.Гюйгенсу и поколениям учёных, шедших по его пути, внести в картину мира ряд явлений, по-новому захваченных количественно законами механики, законами движения. Гюйгенс ещё более, чем Ньютон, считал, что в науке всё должно быть сведено к движению, и он был тот человек, который применением законов маятника к исчислению времени, созданием удобных и точных в человеческом быту часов глубочайшим образом повлиял на наше чувство времени, выражаемое в числе. Несовместимый по существу с абсолютным пространством, световой, всемирный эфир охватил физическую мысль рядом с всемирным тяготением.
27. Волнообразные явления, дававшие объяснения свету, широко позже использованные в геометрических представлениях о других проявлениях энергии, резко по существу отличны от движений материальных тел системы мира Ньютона. Материальные тела в этой системе реально передвигались с определённой скоростью в абсолютном пространстве под влиянием мгновенно (вне времени) действующей силы всемирного тяготения.
Понятие о силе тяжести, быстро перешедшее в понятие всемирного тяготения, не было дано Ньютоном. Он публично и в частной переписке против него возражал.
Оно было введено в научную мысль в 1713 г. в предисловии ко второму изданию «Philosophiae Naturalis Principia» кембриджским профессором Роджером Котсом, редактором этого второго издания, как одно из возможных логически связанных с математическими выводами Ньютона представлений.
Ньютон высоко ценил Котса, вскоре умершего молодым, но его предисловия он, официально по крайней мере, не читал. [Оно было принято и одобрено С.Кларком по поручению Ньютона. Оно связано с теолого-философскими идеями.]
Я не могу здесь вдаваться в изложение причин такого отношения Ньютона к появлению идеи, против которой он всегда возражал, в предисловии к его труду. Но именно идея всемирного тяготения наложила печать на всю научную мысль следующих двух столетий, была принята как следствие достижений Ньютона, как ньютонова идея.
Мысль Ньютона склонялась к другим физическим представлениям о всемирном тяготении. Недавно (1928) одно из них, швейцарца Николая Фатио де Дюлье (N. Fatio de Duillier 1664-1753) [Это было представление, близкое к высказанному позже швейцарцем Жоржем Люи Ле Сажем (1764, G.L.Le Sage 1724-1803).], Ньютоном одобренное, найдено и напечатано.
28. В отличие от движения материальной среды, движения эфира — волнообразные движения света — проявляются в передаче состояний энергии без переноса на всём протяжении в направлении движения каких бы то ни было реальных частиц. Здесь скорость движения определяет скорость передачи состояния материальных частей, которые могут оставаться неподвижными или меняться очень незначительно в своём положении. Ясным представляется, что скорость такой передачи состояний вещества (в направлении движения) и скорость реального материального его переноса (в направлении движения) не могут ̀a priori быть рассматриваемы как явления и как понятия одного рода, как явления, до конца сравнимые. Это требует доказательства.
Логический и теоретико-познавательный анализ этих двух разных понятий о скорости явлений приобретает сейчас особое значение, так как он тесно связан с философскими и научными исканиями нашего времени, высказанными теорией относительности. Больше того, он связан с критикой и пониманием самой теории относительности.
Здесь я могу это лишь отметить.
Для нас сейчас важно, что заполненное эфиром пространство не есть пространство Ньютона и что так выраженное пространство в дальнейшем подверглось ещё более глубокому изменению.
Это изменение связано с выявлением его особого строения — прежде всего его неоднородности, но также его анизотропности.
29. В 1800 г. Александро Вольта, создатель Вольтова столба поставил в центр внимания проблему проявлений электричества при простом соприкосновении разнородных тел.
Его объяснение не удержалось для того частного случая, для которого оно было дано, но оно возбудило длительные споры, решавшиеся не логикой, а опытом и наблюдением и приведшие в конце концов к познанию новых свойств пространства, к проявлению его неоднородности.
На границах неоднородной среды, в самых разнообразных её случаях, развиваются разнообразные силы, могущие производить работу.
Неоднородность физического пространства выявляется динамически. Она вечно меняется — меняется и во времени.
Так как всё реальное пространство состоит из разнородных частей, эта динамическая неоднородность проникает всё реальное пространство.
Я и здесь могу только коснуться этого мощного явления.
Мне важно лишь отметить, что подобно тому, как пространство, заполненное эфиром (отсутствие в окружающей реальности пустоты), так и динамичность неоднородности пространства (возбуждение на разнородных соприкосновениях энергии, могущей производить работу) придают физическому пространству исследователя природы свойства, резко отличные от пространства геометра XVII-XVIII вв., от абсолютного пространства Ньютона.
Пространство физика не характеризуется прежде всего метрикой древней геометрии, как это имеет место для пространства Ньютона.
30. На почве этих двух представлений, охватывающих всё пространство, развились более частные идеи, указывающие на существование в реальном пространстве отграниченных областей, с особым строением, проявляющихся разным образом только при изучении отдельных совокупностей явлений.
Очевидно, и в этих отдельных областях время должно иметь особые свойства. Сами эти области закономерно бренны.
Эти течения мысли возникают в XIX в., главным образом во второй его половине, и идут в XX столетие.
Сейчас для пространства-времени они приобретают первостепенное значение.
Отмечу главнейшие. Они все изошли из эмпирического научного опыта и наблюдения.
К середине прошлого века мысль двух людей подошла к этого рода представлениям чрезвычайно широко и глубоко, совсем по-разному, почти одновременно и вполне независимо.
Это были два величайших экспериментатора прошлого века, стоявшие в стороне от математической обработки своих достижений: Михаил Фарадей, никогда не принимавший идеи абсолютного пространства и такого же времени, искавший нового объяснения для всемирного тяготения, и Луи Пастер, едва ли когда в своей работе реально встречавшийся с последствиями построений Ньютона в связи с теорией тяготения.
Фарадей представлял себе эфиром заполненное пространство проникнутым правильно распределёнными, опытом выделяемыми линиями сил. Он придал пространству Ньютона определённое строение, очевидно, не объяснимое одной метрикой евклидова пространства. Для огромной области электрических и магнитных сил, охватывающей всю реальность, он выявил определённое строение, лежащее вне метрики пространства. Мы видим сейчас, как бьётся научная мысль над сведением к одному математическому выражению фарадей-максвеллова электромагнитного поля и ньютонова поля тяготения. Ещё неясно, не есть ли это стремление — иллюзия.
Пастер вскрыл опытом и наблюдением не менее глубокое свойство пространства-времени. Образ времени здесь выступает резко и определённо, хотя он не привлекал исследовательскую мысль Пастера. Здесь, наряду с динамизмом неоднородного пространства, выявляется новое его общее свойство — его анизотропность. Ещё больше, Пастер указал на резко своеобразное свойство пространства, охваченного жизнью. Он нашёл, что в этом пространстве отсутствует сложная симметрия, а простая симметрия определённым, закономерным образом нарушена — диссимметрична.
Почти через 20 лет после Пастера Леонард Зонке, развивая идеи Габриэля Делафосса, Морица Людвига Франкенгейма и Августа Браве, перенёс в пространство представление об анизотропной его однородности в более общем выражении в математической обработке данных науки о кристаллах. Он перешёл от кристаллических многогранников к безграничной однородности анизотропной среды из точек — к понятию анизотропной прерывчатой непрерывности. Павел Грот отождествил точки такой непрерывно-прерывчатой среды с атомами, Евграф Степанович Фёдоров и Артур Шёнфлис решили математическую задачу о таких пространственных анизотропных прерывчатых непрерывностях в общей форме. Пространственная решётка такой среды сейчас является основным орудием нашей эмпирической мысли в изучении состояния твёрдого вещества.
От неё сейчас перебрасывается мост в познание жидкостей, видится возможность подхода к газам; она начинает охватывать всю материю.
В сущности, анизотропная непрерывность [Анизотропное пространство физика и кристаллографа прерывчато в смысле однородности, так как точки, его заполняющие, отличны от их окружения, но оно непрерывно в смысле протяжения, так как охватывает однородно всё пространство, какие бы размеры оно не имело.] есть пространство в новом, отличном от других его геометрических выражений, геометрическом понимании.
31. Так, пространство физика оказывается заполненным, неоднородным, анизотропным. Дальнейшее углубление позволило ещё конкретнее охватить пространство, ещё далее отойти от абсолютного пространства.
Две концепции исторически выделяются по своему значению. В год смерти Фарадея, в 1867 г., Джемс Клерк Максвелл дал первые основания математической обработки и углубления идей Фарадея, непонятых современниками, — о строении эфира в электромагнитных явлениях. В 70-х годах XIX в. он дал математическое глубокое их развитие, но лишь через десяток-два лет после его смерти (в 1879 г.), идеи Клерка Максвелла охватили научную мысль, охватили целиком и глубоко. Они положили прочное основание понятию физических нолей — математически выражаемых областей пространства, особого строения для разных физических явлений. Физическое поле сейчас охватывает всю мысль и работу физика. Поле тяготения стало рядом с полем электромагнитным, к которому Максвелл свёл явления света и электричества. Любопытно, что Максвелл, подобно Ньютону и Фарадею, совмещал и неразрывно связывал свою всеобъемлющую математически выраженную концепцию мира с искренним теологическим христианским исканием...
Через шесть лет после Максвелла великий французский учёный Пьер Кюри математически расширил и обработал понятие диссимметрии Пастера. Он был менее счастлив, чем Максвелл, и не успел довести до конца свою работу. Случайность прервала его жизнь... Кюри выявил диссимметрию Пастера как неоднородность пространства, выраженную в образах математически понятой симметрии. Он перенёс её на физические поля. Он ввёл в пространство геометрии и в пространство реальности представление о его закономерной анизотропности, о существовании определённых состояний пространства. Понятие анизотропности глубже проникает в идею пространства, чем идея о заполнении и неоднородности пространства, так как это понятие закономерно геометрическое: это геометрически выраженная неоднородность. Оно может быть распространено и на геометрическую метрику пространства. Кюри мог поэтому думать о состояниях пространства. [В печатаемой ныне в «Известиях» нашей Академии работе Алексея Васильевича Шубникова сделан дальнейший шаг: анизотропное кристаллическое пространство выявляется как одно из многих возможных анизотропных пространств.]
32. Независимо шли и другие построения, менее всеобъемлющие, по углублявшие понимание пространства в широких областях эмпирического знания.
На трёх из них необходимо остановить внимание.
Во-первых, Уильям Клиффорд, математик и философ, признавая вероятность реального существования многомерного пространства, поставил более 50 лет назад проблему об особом геометрическом строении физического пространства, о кажущейся его трёхмерности и кажущемся тождестве с евклидовым пространством; он связал пространство с веществом, являющимся проявлением геометрического строения пространства. Научная мысль идёт по этому пути. Пространство Клиффорда ближе к пространству Декарта, чем к пространству Ньютона.
Христиан фон Эренфельс в Праге, ныне здравствующий психолог, на основе изучения психической жизни личности указал на закономерное пространственное выявление в этой области явлений, долго стоявших вне научной работы. Он указал на необходимость признания определённых геометрических образов, структур для визуального пространства, для мелодии тонов и т.п. явлений, связанных со строением пространственно и временно выявляемого мыслительного аппарата. Эти представления о психических образах были берлинским профессором Вольфгангом Кёлером распространены на явления зоопсихологии и физики. Они привели к новому научному выражению физического пространства и к созданию нового философского течения, изучающего законы мышления, — к «философии образов».
Наконец, наш сочлен [действительный член Академии наук СССР. — Ред.] Николай Семёнович Курнаков связал с пространством новой геометрии, с геометрическим построением пространства Клиффорда огромную область физико-химических процессов — вещество в этом его выражении. В физико-химическом анализе и в равновесиях соединений атомов он пытался выявить свойства пространства, ими проникнутого. Физико-химические явления, атомы химических элементов проникают всё физическое пространство. Явления геохимии могут быть ими в значительной доле охвачены.
33. Во всех этих проявлениях пространства неизбежно и неуклонно неразделимо проявляется и время.
Пространство пространства-времени XX в. не есть ньютоново абсолютное пространство, но многоликое физическое пространство, только что в главных своих образах мною указанное.
В геометрической реальности время выражается вектором, который, однако, в зависимости от геометрического или физического строения пространства может не быть прямой линией евклидова пространства.
Если в современной разработке указанных структур обычно на время не обращают внимания, — совершенно ясно, что оно геометрически в них уже существует, и может быть выявлено.
Я уже указывал, что неоднородность [пространства] проявляется динамически, т.е. выявляется во времени; также очевидно устанавливается в ходе времени его анизотропность. В заполненном эфиром пространстве выявления проявляются в движении, т.е. во времени.
Рассматривать эти структуры как неподвижные статические равновесия можно только в их устойчивом предельном состоянии, только в некоторых состояниях времени, в отдельные мгновения.
К этому пределу они приходят или, вернее, его проходят. И характер определяющего их приход или проход времени в геометрическом выражении резко и определённо всегда полярный, однозначный.
34. В двух крупнейших физико-математических обобщениях, опирающихся глубочайшим образом на эмпирическую базу науки начала и конца XIX в., в пространстве-времени резко выявляется этот полярный характер времени.
С одной стороны, молодой французский инженер Сади Карно в 1824 г. положил начало термодинамике. Принцип Карно определяет однозначный ход процесса во времени. Позже, через 30 лет, Рудольф Юлий Клаузиус, тогда профессор в Цюрихе, в принципе энтропии распространил этот однозначный процесс, выражающийся в пространстве-времени геометрически полярным вектором времени, на всю реальность, как определяющий «конец мира». В этой форме это есть экстраполяция логической мысли, но не явление реальности.
Ещё почти через 20 лет, в 1876-1878 гг., в крупнейшем и глубочайшем математически выраженном обобщении о неоднородных равновесиях, созданном профессором Йельского университета в Нью-Хейвене в Коннектикуте Уиллярдом Гиббсом, через 15-20 лет, к концу XIX столетия, вошедшем в жизнь, огромная новая область явлений, в том числе, как мы теперь видим, и геохимических, была охвачена законами термодинамики; по-новому охвачены и электродинамические явления. Ход процесса выражен во времени однозначным полярным вектором.
Время, пока устанавливается равновесие, может быть очень длительным и всё же геометрически выражаться полярным вектором. Однако в законченном установившемся, идущем процессе — в динамическом равновесии — это свойство времени исчезает. Равновесие выражается в обратимых процессах.
35. Тот же полярный характер времени резко и ярко сказывается в тех явлениях бренности атомов и бренности неделимых жизни, о которых я говорил в начале речи.
В обоих случаях мы имеем процессы, не сводимые к энтропии, в облике времени ей противоположные. Векторы энтропии и геохимической бренности суть векторы противоположного направления и ясно разного характера. Я не могу здесь на этом останавливаться, но ясно, что так или иначе эта разница должна быть геометрически выражена.
Противопоставление проявления времени в энтропии и в явлениях жизни должно быть научно осознано. Энтропия многими признаётся самым основным обобщением, всепроникающим, отдельно стоящим. Её понимание должно измениться с изменением понимания времени.
Вступая в область жизни, мы опять подходим к более глубокому, чем в других процессах природы, проникновению в реальность, к новому пониманию времени.
36. Бренность жизни нами переживается как время, отличное от обычного времени физика. Это длительность — дление.
Ньютон пытался длительность связать с абсолютным временем. Сейчас же были показаны Джоном Локком неразделимая связь длительности с умственным процессом и ошибочность отнесения длительности в её основной части к абсолютному времени — времени механики.
В русском языке можно выделить эту «duree» Анри Бергсона как «дление», связанное не только с умственным процессом, но общее и вернее с процессом жизни, отдельным словом, для отличия от обычного времени физика, определяемого не реальным однозначным процессом, идущим в мире, а движением. Измерение этого движения в физике основано в конце концов на измерении периодичности — возвращении предмета к прежнему положению. Таково наше время астрономическое и время наших часов. Направление времени при таком подходе теряется из рассмотрения.
Дление характерно и ярко проявляется в нашем сознании, но его же мы, по-видимому, логически правильно должны переносить и ко всему времени жизни и к бренности атома. [Этим определяется огромное и научное и философское значение того нового метода измерения времени, какое сейчас создаётся изучением явлений радиоактивности. В отличие от физического времени, методика измерения которого научно установлена Галилеем, мы измеряем здесь и приводим к физическому времени одно из проявлений дления. Это проявление космического реального дления. Я вернусь к этому в другом месте.]
Дление — бренность в её проявлении — геометрически выражается полярным вектором, однозначным с временем энтропии, но от него отличным.
С исчезновением из нашего представления абсолютного времени Ньютона дление приобретает в выражении времени огромное значение. Грань между психологическим и физическим временем стирается.
Великая загадка вчера-сегодня-завтра, непрерывно нас проникающая, пока мы живём, распространяется на всю природу. Пространство-время не есть стационарно абстрактное построение или явление. В нём есть вчера-сегодня-завтра. Оно всё как целое этим вчера-сегодня-завтра всеобъемлюще проникнуто.
Возникают новые вопросы о времени, теснейшим образом связанные с длением. Полярные векторы, ему отвечающие, могут ли быть геометрически различны и вне сравнения с энтропией? Пастер указал, что в пространстве, в ряде явлений жизни, эти векторы должны быть энантиоморфны — правые или левые. Распространяется ли эта энантиоморфность, правое и левое свойство вектора, на полярные векторы времени? В чём она тогда выражается? Энантиоморфность выражена в мыслительном аппарате — в мозге. Она должна, вернее, может выявляться и в эффекте — в длении.
6. НЕСКОЛЬКО ЗАМЕЧАНИЙ О ПРИНЦИПЕ СИММЕТРИИ
И ОБ ЭМПИРИЧЕСКОМ МГНОВЕНИИ
37. Научная мысль стоит на историческом переломе. Глубоко коснувшись основных понятий пространства и времени, обняв их по-новому, она подошла к новому пониманию реальности — новому и вширь и вглубь.
В здоровом, но бурном движении научная мысль смещает установившееся веками понимание. Перед ней возникают новые проблемы и возникнут ещё такие, о которых никогда научное творчество не помышляло.
Путь предстоит долгий, путь один — исконный путь науки: решение частных задач, связанных между собой для человеческой мысли аксиомой реальности мира.
Прежде чем кончить, я хочу остановить ваше внимание на двух больших проблемах, сейчас, мне кажется, выдвигаемых моментом дня.
Одна проблема старая, другая — новая.
Одна из них — анизотропность пространства-времени. Как к ней подойти и как её изучать?
Математически это возможно только [с помощью понятия] симметрии.
Между тем учение о симметрии получило в науке неполное и отчасти одностороннее выражение и совершенно оставлено без внимания философской мыслью. В современном виде оно недостаточно для новой, стоящей перед нами задачи.
Учение о симметрии разработано главным образом минералогами и математиками. Для областей эмпирического знания — почти исключительно минералогами, в связи с изучением природных кристаллов, приведшим в конце концов к гораздо более широкой области явлений — к изучению твёрдого состояния материи, в котором и анизотропность и симметрия выражены чрезвычайно ярко.
Изучающая это состояние наука, вся проникнутая учением о симметрии — кристаллография — достигла стройности и глубины, не превзойдённой другими областями точного знания.
Но в кристаллографии симметрия проявляется не во всей полноте. И это ясно давно указал, но не успел развить для других отделов физики Пьер Кюри.
Ещё ярче это проявляется для наук биологических.
Здесь требуется новая работа мысли. Симметрия проявлений жизни была охвачена обобщающей мыслью гораздо менее, чем симметрия твёрдого вещества, хотя из неё исходил Браве, положивший основы симметрии кристаллов. Ярко видна особенность симметрии жизни хотя бы из одного факта. Ось симметрии 5-го порядка, неразрывно связанная с «золотым, или божественным, сечением», отражающимся в нашем осознании красоты, занимавшим мысль Леонардо да Винчи, Иоганна Кеплера и всех других к нему подходивших, — эта ось, играющая заметную роль в морфологии форм жизни, в кристаллографии невозможна. И она в ней действительно отсутствует. А между тем именно эта пятерная симметрия играет видную роль и в геометрии — ещё древней эллинской. Она определяет один из пяти многогранников, которым Платон и неопифагорейцы придавали огромное значение в строении мира.
Уже в нашем веке, сперва в Москве Юрий Викторович Вульф, потом в Гронингене Франс Мартин Ёгер охватили в одном общем учении симметрию жизни и симметрию кристаллов. Но это начатки, не получившие должного развития. Морфологи-биологи работают над симметрией вне учения о симметрии, его не зная или его не учитывая. Здесь быстро создаётся огромная область разрозненных новых и давно известных явлений. Эта область учением о симметрии не охвачена.
Необходима обработка учения о симметрии в тесной связи с морфологией жизни. Это и есть та новая огромная задача, которая сейчас стала на очереди. Я уже указывал, что в связи с этим стоит и проблема полярных векторов времени в энантиоморфной среде жизни.
38. Но для симметрии не проделана и другая работа. Вся область научного творчества, связанная с постройкой научных теорий, научных космогоний и научных гипотез, находится в теснейшей связи с философской мыслью. В ней неизбежен, для неё необходим философский анализ основных научных положений. Странным образом учение о симметрии оставлено без внимания тысячелетней философской мыслью. Попытка, недавняя, связать это понятие с лейбницевским принципом достаточного основания, впервые, кажется, сделанная философом и математиком Федерико Энрикесом. явно недостаточно глубока. Она не охватывает, мне кажется, многих основных проявлений учения о симметрии. Направление сюда философского анализа является поэтому очередной задачей для тех философских систем, которые учитывают современную научную мысль. Оно необходимо для научного роста проблемы времени, ибо она [проблема] всегда будет идти, как это ясно из всего сказанного, в связи с философской мыслью. Но анализ симметрии необходим и для философской мысли. Должен быть найден общий язык между философией и наукой. Ясно, что принцип симметрии, геометрический охват пространства-времени в науке будет играть основную роль. Его должна охватить и философия. Но что такое симметрия? Это задача прежде всего философского искания. Она должна быть ею поставлена.
39. Другая проблема — новая. Проблема эмпирического мгновения. Она уже не выходит из области времени, но она глубочайшим образом должна нас интересовать, больше того, она является сейчас научно и философски злободневной.
Мы переживаем сейчас, в XX в., исторически небывалое углубление в понятие времени, аналогичное, но противоположное тому, какое вошло в научную мысль в эпоху создания новой науки в XVII столетии.
Тогда вошла в сознание человечества безграничность времени в его проявлении в Космосе; стали сознавать его возможную безначальность и бесконечность. Вчера отделяет мириады лет прошедшего. Завтра начнёт новые мириады будущего. Сегодня находится между ними.
Теперь мы подходим к такому же сознанию чрезвычайного богатства содержанием, реальным содержанием, доступным научному изучению, мельчайших мгновений. Есть вчера-сегодня-завтра — в мгновении.
Этим мы удаляемся не только от Ньютона или Эйлера, длительность мира — Космоса науки — для которых допускалась в пределах тысячелетий, но и от представлений научных мыслителей, отбросивших рамки философских или религиозных ограничений. Эти мыслители открыли путь понимания огромных мириад лет. На этом пути принимают сейчас во внимание в научных концепциях десятки квинтиллионов лет, которые, например, недавно Эдвин Хаббл использовал в исчислениях при анализе межгалактической материи, материи вне нашего мирового острова.
40. Такая же бездна открывается сейчас в понимании мгновения. Для мгновения, для точки времени — Zeitpunkt Паладия — вскрывается реальное содержание, не менее богатое, чем то, которое нами сознаётся в безбрежности пространства-времени Космоса.
Реально это изменение представлений прежде всего ставит перед нами вопрос о правильности веками выработанной основной единицы измерения времени — секунды, связанной с равномерным движением, с линейным, а не с векториальным выражением времени.
В анализе мгновения мы входим в тот научный микроскопический разрез реальности — бытия — который в новой физике привёл нас сейчас к новому миропониманию, коренным образом меняющему основные положения научной и философской мысли. На явлениях, в этом разрезе проявляющихся, сейчас выявилась необходимость коренного изменения основных понятий механики.
В таком разрезе мира единица пространства — сантиметр, — может быть, выдержала испытание научного опыта и наблюдения. Я говорю «может быть», потому что возможно, что именно единица пространства, неправильно выбранная, обусловливает то колебание в стойкости логического закона причинности [Вопрос о причинности, «детерминизме», сейчас поставленный в науке, встретился с полной неподготовленностью к нему философской мысли. Причинность и детерминизм философских учений не охватывают детерминизма физиков.], которое мы переживаем.
Для секунды начинает уже реально и ясно проявляться эта возможность.
В микроскопическом разрезе мира одна гепталлионная сантиметра — мера протона — есть такая же реальность, наполненная содержанием, как десятибиллионная доля секунды, в течение которой атом полония, проходя через атом висмута, даст атом свинца. Каждый из этих атомов в этот ничтожный промежуток времени получает своё сложнейшее, резко различное строение, проявляет свои закономерные движения. [И в научном изучении времени мы подходим к гепталлионным частям секунды, как подошли и в сантиметре. Время столкновения α-частицы с протоном измеряется 10-21 секунды, т.е. гексалионными долями секунды, в тысячи только раз меньше, чем подошли реально в измерении пространства.]
В этом явлении микрокосмоса, для нашего сознания бездонного, мы подходим к делению нашей личности: сколько бессознательных и сознательных процессов переживает каждый из нас в ничтожную долю времени, в мгновение! Бывают мгновения в жизни каждого, когда это сознаётся явно и определённо.
Сантиметр и секунда, связанные с равномерным движением, колеблются в нашем сознании как неизбежные и удобные меры времени и пространства. [И в сантиметре и в секунде не включено то свойство времени, которое выражается в природных явлениях в длении — его однозначность — полярность вектора при геометрическом выражении времени.]
Изменение в мере времени мы переживаем ярче в явлениях физического мира. Ибо отвечающее неподвижному, устойчивому, абстрактному понятию геометрического пространства, такое же понятие для времени, понятие неподвижной, абстрактной вечности, не вошло в ньютоново представление и в науку. Время науки, жизни, построений Ньютона вечно подвижное. Только пространство реальности принял Ньютон неподвижным в его сущности.
Такое время, не измеримое секундой, отвечает нашему чувству дления.
Философ Георг Зиммель, один из духовных властителей современной Германии, перед смертью ярко выразил это субъективное значение времени для мыслящей личности: «Время есть жизнь, если оставить в стороне её содержание».
Почти без изменения это выражение может быть сейчас применено к научной реальности.
41. Новое, огромного значения, охватываемое наукой явление, тесно с этим связанное, сейчас перед нами реально открывается. Оно с новой стороны приводит нас к изменению в понимании единицы времени — секунды, только что наполнившейся для нас огромным содержанием. Оно началось, можно сказать, за последние два-три года. Оно изошло из точных эмпирических наблюдений астрономов. И оно приводит нас к такому пониманию пространства-времени, в котором и пространство яснейшим образом перестаёт быть неподвижным пространством геометрии. Оно становится неустойчивым, динамическим, текучим пространством.
42. Начинает открываться новая картина мироздания. Видимое простым глазом звёздное небо отвечает только нашему мировому острову, одному из миллионов-миллионов таких же мировых островов, галаксий.
Все видимые простым глазом звёзды, всё видимое простым глазом звёздное небо принадлежат к нашей галаксии.
Но телескоп проникает за её пределы. В телескоп среди звёзд видны бесчисленные рассеянные туманности, нашим звёздам чуждые, чуждые нам мировые острова.
И вот мы видим, что эти мировые острова от нас разбегаются с непостижимой для нас, раньше негаданной для космических тел скоростью. Для самых дальних она превышает сейчас 20 тыс. км в секунду — 1/15 часть скорости света для туманности в созвездии Льва (М.L.Humason, 1931). Ещё три года назад наибольшая известная скорость удаления была в 17-18 раз меньше. Мы знали эти скорости для материальных тел в микроскопическом разрезе мира: в радиоактивном распаде для α-частиц, заряженных атомов гелия.
Альфа-частицы RaC вылетают при разрушении его ядра с той же почти скоростью, равной 1/16 скорости света. Они проходят небольшие пространства, быстро затормаживаются. Электроны движутся с ещё большей скоростью. Но мыслить подобные скорости — скорости взрыва для огромных частей пространства, для космических систем наибольших мыслимых размеров — как обычное, основное проявление мироздания казалось ещё недавно невероятным.
Что это такое? Реальное явление? Действительно идущий рост мира? Его пульсация, как это математически и логически выводил за несколько лет до этих научных выявлений так рано ушедший от нас Александр Александрович Фридман?
Или же это новое, не известное нам проявление свойств не стационарного, но текучего пространства-времени, как высказывал одно время Артур Эддингтон? Или же следствие невозможности принятых единиц для меры пространства-времени — сантиметра и секунды?
Если это реальное явление, мир нам вскрывается как неустойчивое, находящееся в несложившемся состоянии волнение. Мир взрывающийся, но, возможно, по аналогии с α-частицей вновь приходящий в равновесие. Вскрывается ли перед нами тот мировой вихрь, который в XVII в. рисовался в гениальной философской интуиции Рене Декарту? Вихрь, который был удалён из нашего научного понимания Космоса системой мира Ньютона, стройной, до конца исчисляемой, устойчивой прочной системой, чем не была вихревая теория мироздания. В этой форме только и выявлялись для нас элементы вечного порядка. Стабильность этой системы — причина её — занимала более ста лет назад мысль Луи де Лапласа, строившего свою систему мира, долго, ещё недавно владевшую научной мыслью, — и объяснения не получила.
Устойчивость системы мира Ньютона давно представлялась загадкой. Непрерывно открывались явления, на первый взгляд незначительные, ей противоречащие. Они реальны и мощны?
На наших глазах в два-три последних года, т.е. в мгновение, сейчас, начинает коренным образом меняться тысячелетнее научное мироздание. Изменение вносится не гипотетическими построениями фантазии или интуиции, не великой научно-философской концепцией, как мировые вихри Декарта, а точным эмпирическим научным наблюдением реальности, научными фактами.
43. Мы стоим на границе величайших изменений в познании мира, оставляющих далеко за собой эпоху создания новой науки XVII в.
В философской литературе довольно часто, а изредка и в научной, встречаются указания, что наука переживает кризис. Но в философской же литературе и обычно в научной есть другое представление о переживаемом моменте как об эпохе не кризиса, но величайшего научного расцвета. Этот научный перелом отражается и в понимании времени. Философы, сторонники Паладия, сравнивают вводимое им научно-философское понимание с тем великим освобождением человеческой личности от уз тогдашней, XVI в., религии и философии, какое было произведено спокойным мудрецом, фрауэнбургским каноником Николаем Коперником в год его смерти, в 1543 г., 388 лет назад.
Я думаю, что такое представление ближе отражает действительность, но и оно недостаточно сильно. Мы переживаем не кризис, волнующий слабые души, а величайший перелом научной мысли человечества, совершающийся лишь раз в тысячелетия, переживаем научные достижения, равных которым не видели долгие поколения наших предков. Может быть, нечто подобное было в эпоху зарождения эллинской научной мысли, за 600 лет до нашей эры.
Стоя на этом переломе, охватывая взором раскрывающееся будущее — мы должны быть счастливы, что нам суждено это пережить, в создании такого будущего участвовать.
Мы только начинаем сознавать непреодолимую мощь свободной научной мысли, величайшей творческой силы Homo Sapiens, человеческой свободной личности, величайшего нам известного проявления её космической силы, царство которой впереди. Оно этим переломом негаданно быстро к нам придвигается.
1931 г.
Доклад на общем собрании АН СССР 26.XII.1931 г. Он был напечатан в «Известиях АН СССР» (серия ОМЕН, 1932, № 4, стр. 511-541)
