Чтение онлайн

РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ПРОСТРАНСТВЕ И ВРЕМЕНИ. Вся история науки показывает, что диалектико-материалистическое учение о пространстве и времени есть единственно верное учение. Наши знания о пространстве и времени изменяются, развиваются, всё полнее и глубже отражая объективно реальные формы существования материи. Изменчивость человеческих представлений о пространстве и времени ни в какой степени не отвергает их объективной реальности. Более того, всё более глубокое, всё более полное познание свойств пространства и времени убедительно доказывает их объективную реальность, подобно тому, как изменчивость научных знаний о строении и формах движения материи доказывает объективную реальность внешнего мира.

Естествознание всегда исходило из признания объективной реальности пространства и времени. В механике Ньютона пространство и время рассматривались как в зависимые от человеческих представлений объективно реальные сущности. Однако Ньютон выдвинул представление о так называемом "абсолютном пространстве", которое остаётся всегда одинаковым и неподвижным, независимым от материальных объектов. Аналогично и время, по Ньютону, является чистой длительностью, протекающей абсолютно равномерно и совершенно не зависящей от движения материи.

Учение ньютоновской механики об объективности пространства и времени является материалистическим учением, вокруг которого на протяжении столетий шла борьба материализма с идеализмом. Различные субъективно-идеалистические теории о пространстве и времени Маха, Бергсона и других реакционных философов были направлены главным образом против это учения.

Представления Ньютона об "абсолютных" пространстве и времени были исторически ограничены и являли метафизическими по своему существу. Отрыв пространства и времени друг от друга и от движущейся материи в механике Ньютона был использован идеалистами для создания представлений о "мгновенном взаимодействии" тел через пустоту; в конечном счёте этот отрыв пространства от материи привёл самого Ньютона к мистическому толкованию пространства как "чувствилища бога".

Эта историческая ограниченность ньютоновского учения о пространстве и времени была преодолена дальнейшим развитием науки. Современная физика подтвердила вывод о неразрывной связи пространства и времени с движущейся материей. Изучение весьма быстрых движений, происходящих со скоростями, близкими к скорости света показало, что время нельзя рассматривать как чистую длительность, ничем не связанную с материальными процессами. Течение времени обнаружило свою тесную зависимость от движения материальных объектов. Эта зависимость получила прямое экспериментальное подтверждение. Исследование "элементарных" частиц - мезонов, о которых уже говорилось выше, показало, что они существуют некоторый весьма малый промежуток времени, после которого распадаются, превращаясь в другие частицы. Оказалось, что время существования мезонов, как принято говорить в физике, время их жизни, существенно зависит от скорости их движения. Эксперименты показали, что время жизни мезона увеличивается с врастанием скорости движения. Современная физика показала также неразрывную связь и взаимозависимость пространственной и временной характеристик движущегося тела.

Неразрывность пространства и времени наглядно обнаруживается уже при изучении простого механического перемещения тел. Скорость движения тел измеряется величиной пространственного перемещения тела за определенный промежуток времени. Бессмысленно говорить о скорости движения тела только в пространстве или только во времени. Лишь совокупная пространственно-временная характеристика отражает действительное движение тел относительно друг друга.

Пространство, будучи неразрывно связанным со временем, тем не менее отличается от времени. Специфические особенности пространства исследуют математика и физика. Анализ пространственных форм составляет содержание геометрии.

Геометрия как наука, изучающая пространственные отношения материального внешнего мира, является результатом длительной абстрагирующей работы человеческого мышления. Ещё в древности Евклидом была создана теория, изучающая пространственные отношения объективного мира. Основные положения евклидовой геометрии прочно вошли в систему современных научных знаний,

Реальное пространство является трёхмерным. Трёхмерность пространства выражается в том, что через каждую точку пространства можно провести только три взаимно перпендикулярные прямые линии. Любые материальные объекты существуют в трёхмерном пространстве. Как бы велики или малы ни были предметы объективно мира, их движение может протекать только в реальном пространстве, имеющем три измерения.

По аналогии с реальным трёхмерным пространством математика создаёт абстракции четырёхмерных, пятимерных и т. д. "пространств". Само собой разумеется, что так называемые "многомерные пространства" нельзя отождествлять с реальным пространством, которое являет коренной формой бытия материи и имеет только три измерения. Эти абстракции так называемых "многомерных пространств" отражают закономерности определенных совокупностей вещей и их свойств. В физике, например, имеется представление о так называемом "фазовом пространстве" с весьма большим числом измерений, куда кроме трёх пространственных координат, характеризующих положение отдельных частиц какой-либо материальной системы, входят также величины, выражающие количество движения этих частиц.

В современной физике используется представление о так называемом "четырёхмерном мире". Действительный смысл этого представления о "четырёхмерном мире" заключается не в утверждении, что пространство четырехмерно, а в том, что в реальной действительности пространство и время неразрывно связаны друг с другом и что трёхмерное пространство и "одномерное" время нужно рассматривать в единстве друг с другом.

Всякие попытки приписывать реальному пространству больше трёх измерений ведут к спиритизму и мистике. Признание трёхмерности реального пространства вооружает науку против теологов, пытающихся использовать абстрактные понятия "многомерных пространств" для протаскивания в науку мистики и идеализма.

Геометрия включает в себя целую систему законов, отражающих пространственные отношения внешнего мира. Со времени появления геометрии Евклида эти знания претерпели значительные изменения. Они будут развиваться и дальше, всё полнее вскрывая связь пространства с самими материальными объектами.

Великий русский учёный-математик Н. И. Лобачевский в первой половине XIX в. создал новую, неевклидову геометрию, которая точнее, глубже отражает свойства реального пространства и его связь с материей. Геометрия Лобачевского выявила ограниченность геометрии Евклида, установила, что последняя является лишь известным приближением к реальному пространству.

Развитие науки привело к необходимости более точно, чем геометрия Евклида, отразить свойства реального пространства. Конечно, евклидова геометрия и в настоящее время имеет широкое применение в физике и технических науках. Но вместе с тем имеют место такие физические явления, исследование которых приводит к мысли о наличии особых пространственных, геометрических отношений, отличных от евклидовых.

Создавая новую, неевклидову геометрию, Лобачевский исходил из важнейшего материалистического положения о неразрывной связи пространства с материей, об определяющей роли материи по отношению к свойствам пространства.

В системе евклидовой геометрии имеется положение, или так называемый "постулат о параллельных линиях", который можно выразить таким образом: через точку, лежащую вне прямой, может проходить в одной плоскости ними только одна параллельная прямая.

Анализируя теоретические основы геометрии, Лобачевский пришёл к выводу, что в зависимости от различных физических условий должны существовать геометрии, отличные от евклидовой, в которых указанный постулат о параллельных не выполняется. Исследуя различные возможности геометрических отношений, Лобачевский приходит к новой формулировке постулата о параллельных: через данную точку можно провести в общей плоскости по крайней мере две параллельные прямые. Лобачевский развил новую логически стройную систему геометрии, которая значительно отличается от геометрии Евклида. Одним из основных положений геометрии Лобачевского является установление зависимости между отрезками и углами. Это положение непосредственно приводит к установлению зависимости, например, между величиной сторон треугольника и его углами. Если, например, в геометрии Евклида сумма углов любого по величине треугольника равна двум прямым углам, то в геометрии Лобачевского эта сумма углов треугольника меньше двух прямых. При этом отклонение от геометрии Евклида тем больше, чем больше стороны треугольника.