 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
102
критиковали понятия абсолютного пространства и абсолютного времени. Так, Г.В. Лейбниц, «вечный
оппонент» Ньютона, выступил с критикой субстанциальной концепции и отстаивал принципы
реляционной теории пространства и времени, считая «пространство, так же как и время, чем-то
чисто относительным: пространство —
порядком существований, а время —
порядком
последовательностей. Ибо пространство... обозначает порядок одновременных вещей, поскольку они
существуют совместно, не касаясь их специфического способа бытия» *. Однако в XVIII в. критика
субстанциальной концепции Ньютона и философская разработка реляционной теории пространства и
времени не оказали существенного воздействия на физику. Естествоиспытатели продолжали
пользоваться представлениями Ньютона об абсолютном пространстве и времени, различаясь между
собой лишь признанием или непризнанием наличия пустого пространства.
* Лейбниц Г.В. Переписка с Кларком // Соч.: В 4 т. М., 1982. Т. 1. С. 441.
Проблема пространства — особая проблема, объединяющая физику и геометрию. Долгое время
молчаливо предполагалось, что свойства физического пространства являются свойствами евклидового
пространства. Для многих это была само собой разумеющаяся истина. «Здравый смысл» был
философски воплощен И. Кантом в его взглядах на пространство и время как неизменные априорные
«формы чувственного созерцания». Из этого взгляда следовало, что те представления о пространстве и
времени, которые выражены в геометрии Евклида и механике Ньютона, вообще являются единственно
возможными.
Впервые по-новому вопрос о свойствах пространства был поставлен в связи с открытием
неевклидовой геометрии. Безуспешность попыток ряда ученых многих поколений доказать пятый
постулат Евклида привела к мысли о его недоказуемости, а вместе с тем и о возможности построения
геометрии, основанной на других постулатах. Одним из первых пришел к этой мысли К.Ф. Гаусс,
который еще в начале XIX в. начал размышлять над вопросом о возможности создания другой,
неевклидовой, геометрии. Гаусс высказал мысль, что представления о свойствах пространства не
являются априорными, а имеют опытное происхождение. Однако он не пожелал втягиваться в острую
дискуссию и скрывал от современников свои идеи о возможности неевклидовых геометрий.
Родиной неевклидовых геометрий стала Россия. В 1826 г. на заседании физико-математического
факультета Казанского университета Н.И. Лобачевский сделал сообщение об открытии им
неевклидовой геометрии, а в 1829 г. опубликовал работу «Начала геометрии», в которой показал, что
можно построить непротиворечивую геометрию, отличную от всем известной и казавшейся
единственно возможной геометрии Евклида *. При этом Лобачевский считал, что вопрос о том,
законам какой геометрии подчиняется реальное пространство — евклидовой или неевклидовой
геометрии — должен решить опыт, и прежде всего астрономические наблюдения. Он полагал, что
свойства пространства определяются свойствами материи и ее движения, и считал вполне возможным,
что «некоторые силы в природе следуют одной, другие своей особой геометрии» **, а вопрос о выборе
той или иной геометрии должен решать астрономический опыт.
* В 1832 г. венгерский математик Я. Больяй опубликовал работу, в которой (независимо от Лобачевского) также развил
основные идеи неевклидовой геометрии.
** Лобачевский Н.И. Полн. собр. соч. М.; Л., 1949. Т. 2. С. 159.
Спустя почти 40 лет после работ Лобачевского, в 1867 г. была опубликована работа Б. Римана «О
гипотезах, лежащих в основании геометрии». Опираясь на идею о возможности геометрии, отличной
от евклидовой, Риман подошел к этому вопросу с несколько иных позиций, чем Лобачевский. Он
вводит обобщенное понятие пространства как непрерывного многообразия п-го порядка или совокуп-
ности однородных объектов — точек, определяемых системой чисел (x1, х2,..., х
n
). Используя работы
Гаусса по геометрии поверхностей в обычном трехмерном пространстве, Риман вводит для
характеристики многообразия n-го порядка понятие расстояния между бесконечно близкими точками
ds и понятие кривизны для каждой точки этого многообразия. В искривленном пространстве нет
прямых линий, а свойства геометрических фигур другие, чем на плоскости. Прямая заменена здесь
линиями, которые являются кратчайшими расстояниями между точками. С точки зрения Римана,
вопрос о том, является ли геометрия нашего физического пространства евклидовой, что соответствует
его нулевой кривизне, или эта кривизна не равна нулю, должен решить эксперимент. При этом он
допускает, что свойства пространства должны зависеть от материальных тел и процессов, которые в
нем происходят.