О науке

Теперь, когда давно отшумела буря над физикой, и на ее могучем остове возникли стройные здания современных теорий, нелегко представить себе то смутное время сомнений в самых основных физических принципах. Нужно забыть на минуту о всех возникших позже новых представлениях физики XX века, чтобы по достоинству оценить значение программного доклада Пуанкаре, в котором он дал ключевую основу для поиска новых физических закономерностей — совокупность основных принципов, сохраняющих свое значение и в новой физике. Особенно подчеркивал Пуанкаре незыблемость закона сохранения энергии, который, по его мнению, не смогут поколебать никакие будущие открытия. Это убеждение высказывалось им и раньше, на Первом физическом конгрессе в Париже.

В науке после этого произошла самая крупная революция за все время ее существования. Коренному преобразованию подверглись основные физические представления. Были установлены совершенно необычные физические законы, действующие при околосветовых скоростях и в мире мельчайших частиц. Но все отмеченные Пуанкаре общие принципы и по сей день сохраняют свое значение, действуя в современной физике в преобразованном виде[122]. Пуанкаре весьма проницательно наметил стержневую линию новой физики, ее остов из основных принципов, связывающих ее с классической физикой.

Вопреки своему намерению не делать прогнозы, из опасения допустить нелепость с точки зрения будущих поколений физиков, Пуанкаре дал в докладе удивительно меткие указания «горячих точек» физики, в которых следовало ожидать рождения принципиально новых закономерностей. И оправдались не просто многие из этих прорицаний, а буквально все. Современные ученые не находят ни одной нелепости в его смелых суждениях. История науки не знает другого такого труда, в котором с такой полнотой и с такой конкретностью были бы предсказаны грядущие преобразования в физике. Причем в своих предсказаниях Пуанкаре сохранял свойственную ему конкретность суждений, смягчая смелость детального прогнозирования предположительной формой своих высказываний.

Заключая доклад осторожным заявлением: «мы не в состоянии предвидеть, в каком направлении пойдет дальнейшее развитие», Пуанкаре тут же проявляет гениальную прозорливость: «Тогда физический закон получил бы совершенно новый вид: он не был бы уже только дифференциальным уравнением, но приобрел бы характер статистического закона» (с. 324). Столь же определенно предсказывал Пуанкаре и неизбежность открытия новых законов движения электронов в атомах, объясняющих загадочное распределение линий излучения в спектрах. «Эти явления еще не объяснены, — говорит он, — и я думаю, что здесь перед нами одна из наиболее важных тайн природы» (с. 322).

По поводу невозможности обнаружения абсолютного движения Пуанкаре высказал в конце доклада предположение: «Возможно также, что нам придется создать совершенно новую механику, которую мы сейчас лишь смутно предугадываем». Но это «смутное предугадывание» он характеризует весьма четким определением сущности будущей релятивистской теории: «В этой механике инерция возрастала бы вместе со скоростью, и скорость света являлась бы непреодолимым пределом» (с. 324).

В осуществлении своего пророчества Пуанкаре сам сыграл выдающуюся роль. Тема относительности движения неслучайно занимает важное место во всех четырех книгах. На протяжении многих лет он постоянно обращается к обсуждению этой проблемы, оказывая плодотворное влияние на других ученых, занятых ее решением. А в 1905 году Пуанкаре завершает наиболее полное и строгое, в математическом отношении построение новой физической теории, получившей затем название теории относительности. С созданием этой теории был успешно преодолен один из самых тяжелых кризисов классической физики, связанный с крушением надежд на обнаружение движения тел относительно эфира.

Начиная с Ньютона, ученые XVIII и XIX веков мысленно заполняли все мировое пространство некоторой универсальной средой — эфиром, пронизывающим даже сплошные тела. Этот единый материальный носитель обуславливал все известные тогда явления физического мира, но сам был ненаблюдаемой субстанцией. В течение полутора столетий эфир так и оставался вне досягаемости физического эксперимента, а следовательно — за пределами научного знания. После того, как физикам стала ясна фундаментальность электромагнитных явлений, их несводимость к механическим явлениям, они отказались от безуспешных поисков проявлений механических свойств эфира. Он стал выступать материальным носителем свойств непосредственно самого электромагнитного поля. Но и в этом новом обличье эфир продолжал оставаться особой идеальной средой, невидимой и невесомой, недоступной опытному познанию. Только в последней четверти XIX века появилась, наконец, надежда окончательного решения этой проблемы, когда физики стали проводить на самом высоком уровне оптические и электромагнитные опыты, с помощью которых надеялись обнаружить движение Земли относительно неподвижного мирового эфира.