Борис Кузнецов - Ньютон

Все это означает, что понятие силы получает физическую расшифровку: сила перестает быть модусом субстанции, обладающей лишь одним предикатом — протяженностью (как у Декарта), перестает быть непротяженной субстанцией (как у Лейбница), перестает быть проблемой: модус субстанции или непротяженная субстанция (как у Ньютона). Отныне сила становится физическим полем, обладающим протяженностью, движением, энергией и, как выяснилось на рубеже XIX и XX вв., — массой. Рядом с механикой, отвечающей на первый вопрос «Начал» (как движется тело под воздействием силы?), вырастает физика поля, которая ищет ответ на второй вопрос «Начал» и не только находит силы по расположению тел, но и изучает их как субстанцию, как нечто, обладающее самостоятельным бытием.

Теория поля вступает в конфликт с механикой. В момент, когда картина мира, созданная Ньютоном, кажется достигшей абсолютной достоверности и законченности, на ее чистом небе появляются небольшие облака, которые предвещают бурю. Именно так Дж. Томсон назвал два наметившихся в самом конце XIX в. проявления указанного конфликта. Он говорил, что в классической физике, как будто пришедшей в гавань и окончательно решившей основные вопросы, существуют две проблемы: 1) отсутствие экспериментальных доказательств движения тел относительно эфира и 2) парадоксальные результаты экспериментов с излучением электромагнитных колебаний. Из этих проблем возникла: из первой — теория относительности, из второй — квантовая физика. Таким образом были заложены основы неклассической физики, резко изменившей соотношение двух направлений физической мысли, вышедших из первой и второй задач «Начал» — механики и теории поля.

Теория относительности Эйнштейна радикально отличается от предшествующих попыток объяснить парадоксальные с точки зрения классического правила сложения скоростей результаты измерения скорости света в движущихся системах. Свет подобен путнику, с одной и той же скоростью движущемуся относительно поезда, который он догоняет, относительно поезда, который идет ему навстречу, и относительно поезда, стоящего на месте. Лоренц объяснил этот результат измерений, исходя из классического правила сложения скоростей: согласно его предположению, расстояние в движущейся системе изменяется таким образом, что изменение скорости света становится незаметным. Эта теория была лишена «внутреннего совершенства», она вводила для объяснения данного экспериментального результата специальную дополнительную гипотезу. Эйнштейн объяснил этот результат иначе: он показал, что правило сложения скоростей — приближенное правило, что движение тела по отношению к эфиру — физически бессодержательное понятие, что ньютоновский закон зависимости ускорения от силы неточен: приближаясь к скорости света и испытывая все новые импульсы, тело приобретает все меньшие ускорения, масса его растет, становится бесконечной при скорости тела, равной скорости света, и, таким образом, скорость тела не может превысить скорости света. Тем самым из картины мира была устранена бесконечная скорость, стало ясно, что «моментальная фотография» Вселенной не может описать реальный мир. Последний оказывается не трехмерным, а четырехмерным — роль четвертого измерения играет время. Устранение эфира как абсолютного тела отсчета было результатом специальной теории относительности. Общая теория относительности устранила абсолютное пространство, обобщив принцип относительности движения по инерции, распространив его на ускоренные движения. Она опровергла ньютоново доказательство абсолютного ускоренного движения. При этом «внутреннее совершенство» теории Эйнштейна, выведение экспериментальных данных из наиболее общих и отнюдь не гипотетических законов, означало неизбежное подчинение механики новым законам, включающим понятия теории поля.

Таков был финал ньютоновой коллизии первой и второй задач «Начал», теории движения тел и истоков теории поля. Этот финал — результат субстанциализации поля. Когда поле стало физическим объектом, понятие физического объекта должно было измениться. Физический объект стал рассматриваться как четырехмерный. Не менее значительной трансформацией представления о соотношении поля и тел была квантовая физика. Здесь субстанциализация поля привела к соединению понятий «волновое поле» и «тело». Эйнштейн показал, что электромагнитное поле можно рассматривать как множество частиц, впоследствии получивших название фотонов. Луи де Бройль высказал мысль, что тела, частицы, именно электроны, можно рассматривать в рамках волновых представлений. Фотоны были открыты в начале XX столетия, а волны де Бройля — на исходе первой его четверти. С тех пор обнаружено множество новых типов элементарных частиц и соответствующих полей.