Тот же самый парадокс, который со всей очевидностью встает здесь, можно сформулировать и другими словами: причинно-следственное взаимодействие не может быть односторонним. Иначе говоря, в истории нашего мира не только причина определяет характер следствия, но и следствие каким-то таинственным образом по-своему формирует и корректирует свою причину. Другими словами, причина и следствие взаимодействуют друг с другом по принципу, родственному обратной связи.
Принцип обратной связи лежит в основе работы любого автоматического устройства, начиная от самого простого, кончая самым сложным. Так, в любом бытовом холодильнике термостат, регулирующий постоянство температуры в холодильной камере, работает в строгом согласии именно с ним. Вкратце его можно свести к следующему. Есть некоторый «вход», куда поступает электрический ток; где-то рядом со «входом» расположено регулирующее устройство, в простейшем случае – выключатель, управляющий его подачей. Есть «выход» – температура холодильной камеры. Эта температура может быть измерена простой металлической пластиной, закрепленной с обеих концов. При повышении температуры пластина увеличивается в размерах, но вследствие того, что ее концы закреплены, она может только изгибаться. В этом случае ее «горб» вступает в контакт с тем концом электрический цепи, который на «входе» включает подачу тока. При снижении температуры пластина сокращается и, следовательно, выпрямляется; в этом случае замыкается другой контакт, в результате чего подача тока на «входе» прекращается.
Словом, существо дела заключается в постоянном сравнении «выходного» параметра с некоторым заранее заданным эталоном и, в зависимости от результата сравнения, – во включении или выключении тех или иных механизмов, которые призваны корректировать состояние «входа». Отнюдь не исключено, что нечто подобное может лежать и в основе причинно-следственного взаимодействия.
Мы видели, что чем дальше продвигаемся мы по цепи следствий в будущее, тем более слабым оказывается действие любой данной причины и тем сильнее становится действие случайности (все это, как уже говорилось, может быть выражено даже несложной математической зависимостью). Но если то, что нами было обозначено случайностью, и в самом деле проявляет себя как обратное действие следствия на свою причину, то отсюда прямо вытекает, что чем дальше мы уходим от некоторой (любой) данной причины, тем жестче оказывается обратная ее зависимость от всей суммы своих собственных следствий. Поэтому, если довести это положение до его естественного логического предела, то обнаружится, что именно конечное следствие едва ли не всецело определяет собой свою собственную первопричину.
Все это выглядит совершенно неправдоподобным для того, чтобы служить предметом даже предварительного анализа. Здравый смысл просто вопиет против этого. Впрочем, от здравого смысла еще можно было бы и отмахнуться, в конце концов многие порождаемые теоретической мыслью вещи противоречат ему. Больше того, в своем развитии любая наука поднимается ко все усложняющимся абстракциям, которые все меньше и меньше согласуются с так называемым здравым смыслом.
Так, например, почти до самого конца XIX века никому и в голову не могла прийти мысль о возможности деформации пространства, о замедлении времени, словом, обо всех тех чудесах, которые порождались необходимостью хоть как-то объяснить отрицательный результат знаменитых опытов Альберта Абрахама Майкельсона (1852—1931), американского физика, создателя точных оптических приборов (интерферометр Майкельсона, эшелон Майкельсона) и автора остроумных экспериментов по определению скорости света.
Эксперименты по измерению скорости света впервые были проведены им в 1881 г. и впоследствии в 1887 г. совместно с Морли. Во многом именно за эту работу в 1907 году ему была присуждена Нобелевская премия по физике.
Результаты его экспериментов, которые были призваны найти абсолютную систему отсчета любого движения в мировом пространстве, обескуражили многих. В качестве такой системы предполагался мировой эфир, представление о котором в те годы было чем-то аксиоматичным для физиков. Но вот обнаружилось, что доказать его существование не удается, даже с помощью приборов, точность которых была заведомо выше необходимой и должна была обнаружить эффект «эфирного ветра», значительно меньше предполагаемого теорией[42].
Объясняющая гипотеза была выдвинута в 1892 ирландским физиком Джорджем Фицджеральдом (1851—1901), который показал, что отрицательные результаты опыта Майкельсона можно объяснить, если принять, что размеры тел, движущихся со скоростью v, сокращаются в направлении их движения
Это было всего лишь блестящей гипотезой, но впоследствии (1904) Хендрик Антон Лоренц (1853—1928), известный голландский физик, лауреат Нобелевской премии за 1902 год, предложил ее теоретическое обоснование. Он исходил из того, что все положения атомов и молекул в любой линейке определяются электростатическими силами; между тем Лоренц (эти вопросы были детально исследованы в его работах) уже знал, что кулоновские поля движущихся зарядов испытывают точно такое же сокращение, что и должно было объяснять сокращение, о котором говорил Фицджеральд.
Лоренц выдвинул предположение о том, что при высокой скорости движения материального тела через эфир сокращаются не только линейные размеры объекта (в направлении движения), но также происходит увеличение сопротивления ускорению (что равносильно увеличению его массы) и к замедлению его «внутреннего» времени. Им были предложены математические формулы, описывающие эти эффекты, которые впоследствии получили название релятивистских.
Математический аппарат именно этих преобразований, которые в честь обоих ученых впоследствии получили обозначение преобразований Лоренца-Фицжеральда, в неизменном виде вошел в частную теорию относительности Эйнштейна и составил едва ли не самую ее сердцевину. В этой теории единицы длины (l), времени (t) и массы (m) перестают быть тем, чем они были в рамках классической физики. Все эти начала оказываются самым тесным образом связанными со скоростью движения измеряемых объектов относительно измерителя (v) и изменяются в строгом соответствии с ее изменениями. Так,
…Словом, здравый смысл должен был отступать, пространство и время переставали быть тем, чем они были для него на протяжение всей истории человеческой мысли…
Основы учения о пространстве были заложены еще Евклидом, древнегреческим математиком, работавшим в Александрии в III веке до нашей эры и умершим где-то между 275 – 270 годами. Но собственно определения пространства долгое время вообще не существовало, была только совокупность принимаемых без доказательства аксиом, осмысление которых и порождало интуитивное представление о нем. Строгое формальное определение пространства (а заодно и времени) только через два тысячелетия после Евклида дал Исаак Ньютон (1643 – 1727), английский математик, механик, астроном и физик, создатель классической механики.
Знаменитое его сочинение «Математические начала натуральной философии»[43] (Philosophiae naturalis principia mathematica) – работа, оказавшая огромное воздействие на научную мысль последующих поколений, вышло в 1687 году (второе издание – в 1703). Во вступительной части этой книги Ньютон анализирует основные понятия механики и среди них – пространство и время. Раздел «Определения» заканчивается «Поучением», где и даются их определения. Вот как они звучат:
Абсолютное, истинное математическое время само по себе и по самой своей сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равномерно и иначе называется длительностью. Абсолютное пространство по самой своей сущности безотносительно к чему бы то ни было внешнему и остается всегда одинаковым и неподвижным.
