Учение Коперника и религия: Из истории борьбы за научную истину в астрономии

В значительной мере вдохновителем Эйнштейна в вопросе о вращении Земли был Эрнст Мах, который считал, что при разборе вопроса о системах мира нет смысла делать различие между кажущимся и реальным движением. «Система мира, — писал Мах, — нам не дана дважды с Землей, покоющейся и вращающейся, а дана только однажды с ее единственно поддающимися определению относительными движениями». Правда, при этом Мах высказал следующую мысль: «Если тело вращается относительно неба неподвижных звезд, то развиваются центробежные силы, а если оно вращается относительно какого-нибудь другого тела, а не относительно неба неподвижных звезд, то таких центробежных сил нет».[63]

Однако Мах считал, что оба эти случая не лежат в разных плоскостях, напротив, они должны быть приняты за один и тот же случай. Эту точку зрения и усвоил Эйнштейн, который по сути дела отказался отличать кажущееся движение от истинного (реального), ошибочно решив, что эта проблема не имеет для науки никакого смысла.

Следует отметить, что Коперник отдавал себе отчет в относительности движения: «Весь небесный свод имеет движение с востока на запад; если вообразим небесный свод в покое, а дадим Земле движение обратное, т. е. с запада на восток, то получим одни и те же явления». Но, говоря о возможности кажущегося движения, Коперник не был релятивистом в крайнем смысле слова, т. е. он не дошел до провозглашения абстрактно-теоретической равноправности различных представлений. Руководствуясь «чувством реального», он доискивался такой теории, которая была бы физически наиболее правдоподобной и истинной, т. е. соответствовала бы объективной действительности. Вот почему Коперник и говорил, что так как небо есть все в себе содержащее, а Земля есть лишь часть содержимого, то не видно причины, почему не приписать лучше движения тому, что содержится, а не тому, что содержит. Стало быть, Коперник отличал истинное движение от кажущегося, причем признаком такого различения были для него соображения научного здравого смысла.

Еще М. В. Ломоносов указывал на то, что не только научные факты, но прежде всего обычный здравый смысл убеждает нас в неправильности положений, из которых исходит геоцентризм. Имея в виду Солнце и согреваемую им Землю, Ломоносов не без иронии спрашивал: кто видел такого простака, который вертел бы очаг вокруг жаркого? Видимо, именно на таких «простаков» и рассчитаны «новейшие» аргументы Нордмана, Эрмитейджа и им подобных, пусть эти аргументы и связываются ими с теорией относительности. В действительности теория относительности Эйнштейна не только не противоречит учению Коперника, но всецело зиждется на тех завоеваниях науки, которые стали возможны только благодаря этому учению.

К тому же правильно понятая теория относительности вовсе не отрицает движения Земли, так как она не имеет прямого отношения к вопросу о покое или движении нашей планеты. Необходимо учесть, что, по теории Эйнштейна, никакой неподвижности вообще не существует, а есть только относительное движение. Отсюда следует, что именно допущение неподвижности Земли, следовательно, и вся система Птолемея, противоречит исходному положению теории относительности.

Во всяком случае отказ теории относительности от абсолютного движения означает лишь отрицание движения, отнесенного к какому-то абсолютно неподвижному телу, ибо такового не существует. Поэтому смысл уравнений этой теории в том, что они формулируют физические закономерности таким образом, чтобы эти законы были, как говорят, «инвариантны», т. е. действительны во всех движущихся системах. Эйнштейн выражает эти законы так, чтобы они не менялись в зависимости от перемены «точки зрения» наблюдателя, т. е. от перехода к новой системе отсчета, к новой «системе координат» в связи с переходом от одной движущейся системы к другой.

При этом следует иметь в виду, что теория относительности не только не отказывается от выбора системы координат при переходе от одного движущегося тела к другому, но и признает «привилегированные системы координат», т. е. она считает, что выбор системы отсчета должен быть сделан не произвольно, а лишь на определенных условиях (например, координата времени всегда должна резко отличаться от трех координат пространства), так как несоблюдение этих условий может привести к нелепостям. Но нелепости как раз бывают в том случае, если следуют системе Птолемея, т. е. если движение Солнца относить к координатной системе, связанной с Землей. Следовательно, совершенно ошибочно полагать, что правильно понятая теория относительности допускает физическую равнозначность движения Солнца вокруг Земли и движения Земли вокруг Солнца.

Признавая всякое движение относительным, теория относительности должна спрашивать не о том, что именно (Земля или Солнце) «на самом деле» движется, а лишь к чему (к какому телу) относить движение. Стоя на точке зрения этой теории, можно утверждать лишь то, что движение Земли есть нечто относительное (относительно, например, Солнца), но вовсе нельзя утверждать абсолютного покоя Земли. Иначе говоря, с точки зрения правильно и научно истолкованной теории относительности необходимо утверждение, что и Земля и Солнце одинаково находятся в движении. Признавая всякое движение относительным, теория относительности в известной мере признает также абсолютность движения, но отнюдь не покоя.

В теории относительности вместо абсолютного движения тел в пространстве фигурирует их движение относительно какой-нибудь «системы отсчета», которая из практического удобства рассматривается в качестве покоящейся. Но хотя Эйнштейн считает, что «принципиально» допущение покоящейся Земли «совершенно равноценно» всякому другому допущению, он все-таки при математическом изучении Солнечной системы признает наиболее удобным или целесообразным за тело отсчета принимать Солнце, а не Землю. Поэтому Эйнштейн говорит, что «никто не станет пользоваться при изучении Солнечной системы координатами, находящимися в покое относительно Земли, ибо это неправильно». Значит, несмотря на то, что теория относительности является как бы внешней по отношению к вопросу о действительном, объективном, реальном движении Земли, она все же, даже устами своего основоположника, говорит, что система Коперника целесообразнее, практически лучше системы Птолемея.

Не трудно, однако, заметить, что некоторые сторонники теории относительности в сущности стараются воскресить, оживить старое типичное махистское представление Осиандера об учении Коперника как полезной математической фикции. Ведь если Эйнштейн за «неподвижное» начало отсчета расстояний берет Солнце, а не Землю, то это не потому, что он убежден в абсолютности движения Земли вокруг Солнца, а лишь потому, что при математическом описании Солнечной системы это наиболее удобно. Весьма характерно при этом то, что многие из интерпретаторов теории Эйнштейна и не пытаются объяснить, почему приходится признать наиболее целесообразной именно систему Коперника. Они совершенно игнорируют то обстоятельство, что не случайно гелиоцентрическая система лучше геоцентрической, что практическое удобство системы Коперника является отражением, или отображением самой природы вещей. Они не понимают или не хотят понимать того, что это важное преимущество (удобство, простота и т. п.) учение Коперника имеет лишь потому, что Земля действительно, в самом деле, движется в пространстве.

Во всяком случае сам Коперник достаточно ясно дал понять, что его система мира имеет в виду простоту, взаимосвязь и симметрию самой действительности, а не наших математических теорий. Как бы заранее возражая махистам и их предшественнику Осиандеру, он писал: «Весьма нелепо приписывать движение скорее содержащему и вмещающему, а не содержимому и вмещенному, т. е. Земле… Нужно взять пример с природы, которая ничего не производит лишнего, ничего бесполезного, а, напротив, из одной причины умеет выводить множество следствий… И таким образом Солнце, как бы восседая на царском престоле, управляет вращающимся около него семейством светил… Этот порядок обусловливает собою удивительную симметрию мироздания и такое гармоническое соотношение между движением и величинами орбит, какого мы другим образом найти не можем».[64] Словом, для Коперника суточное и годовое движение было не просто удобным в математическом смысле допущением, а объективной реальностью. Его соображения о движении Земли полностью сохранили свое значение, и поэтому не может быть и речи о том, чтобы ставить на одну доску геоцентрическую и гелиоцентрическую системы мира.

Неправильное представление о равноправности учений Птолемея и Коперника обычно поддерживают те ученые, которые путают физику, вскрывающую причины движения тел, с кинематикой, изучающей перемещение тел вне всякой зависимости от причин этого перемещения. Кинематика — это как бы соединение геометрии с изменением во времени, и поэтому с кинематической точки зрения действительно безразлично, что именно считать находящимся в относительном покое — Землю или Солнце. Но кинематика дает лишь формальное, весьма поверхностное представление о движении тел, так что говорит о равнозначности движения Земли и Солнца можно только в том случае, если отвлечься от существования всей остальной Вселенной. С физической же точки зрения это нелепо, так как Земля и Солнце связаны со всеми другими небесными телами, поэтому не может быть и речи о подмене физического рассмотрения Земли кинематическим. Это, как мы видели, понимал уже Пуанкаре, который подчеркнул, что отрицание учения Коперника необходимо ведет к отрицанию возможности небесной механики.

Недавно видный советский физик В. А. Фок — крупный специалист в области теории относительности — очень ясно и убедительно показал физическую несостоятельность всей идеалистической концепции «равноправности» систем Птолемея и Коперника, оправдываемой при помощи соответствующей интерпретации теории Эйнштейна. Конечный вывод В. А. Фока таков: спор между сторонниками систем Птолемея и Коперника следует считать бесповоротно решенным в пользу Коперника, причем теория тяготения Эйнштейна не внесла сюда никакого принципиального изменения. Он пишет: «Бессмертное творение Коперника — его гелиоцентрическая теория солнечной системы — получила прочное теоретическое обоснование в механике Ньютона, и это обоснование нисколько не было поколеблено дальнейшим развитием науки».[65]

Впрочем, уже на простом примере вращающегося волчка можно показать, что, вопреки ложному утверждению идеалистических интерпретаторов теории относительности, нельзя допустить равнозначности между собою всех систем отсчета вообще. Эти интерпретаторы заявляют, что, согласно теории относительности, можно с одинаковым правом утверждать: волчок вращается по отношению к стенам комнаты, или же — стены комнаты вращаются вокруг волчка. Так как волчок вращается не только по отношению к стенам комнаты, но и по отношению ко всему миру, то можно сделать явно нелепый вывод, что вся Вселенная вращается вокруг волчка, который находится в неподвижном состоянии. Этот вывод дает лишь видимость истины: он правилен только с узкой формально-математической точки зрения, т. е. он кажется наукообразным лишь тогда, когда мы ограничиваем свою задачу только описанием того, что происходит с волчком, не касаясь вопроса о причине движения. Однако как только мы ставим вопрос о причине движения, мы вынуждены рассматривать связь волчка со всем окружающим его миром и безоговорочно признать, что вращается именно волчок, а не мир вокруг волчка. Ведь волчок пришел в движение только потому, что мы «запустили» его, т. е. затратили на это определенное количество энергии. Но если этой энергии достаточно для того, чтобы завертеть волчок, то ее, конечно, совершенно недостаточно для того, чтобы завертеть вокруг этого волчка комнату и все остальные бесчисленные предметы.