ИЗМЕНЕНИЕ РЕАЛЬНОГО ПОНИМАНИЯ ПРОСТРАНСТВА ДО СОЗДАНИЯ ПОНЯТИЯ ПРОСТРАНСТВА-ВРЕМЕНИ

23. Сейчас, когда научная критическая мысль подо­шла вплотную к основной идее системы мира Ньютона, к абсолютному пространству и к абсолютному времени, мы видим, что в науке реальное физическое пространство давно уже не является абсолютным.

За 244 года оно претерпело коренное изменение.

Научная мысль в своей текущей работе по мере нуж­ды вносила в реальное понимание пространства глубочай­шие изменения, не считаясь с тем, насколько это понима­ние логически стройно, насколько оно совместимо с аб­солютным пространством.

Эти изменения были произведены одновременно по двум пересекаемым путям научной мысли, перед которы­ми все и все должны склоняться как перед научной исти­ной — ростом математической мысли, менявшей простран­ство древней геометрии, единственное известное Ньюто­ну, и ростом эмпирического знания, коренным образом перерабатывавшим физическое пространство.

24. Ньютон в основу понимания природы положил аб­страктное пространство геометра, характеризуемое в этом аспекте, в конце концов, метрикой геометрии древних.

Он определил его так: «Абсолютное пространство по своей собственной природе и безотносительно ко всему остается всегда неподвижным и неизменным».

Научный исследователь природы сталкивается в дей­ствительности с пространством и в других его проявлениях помимо метрических его свойств. Пространство геометрии времени Ньютона неизбежно является пространством изот­ропным и однородным. Ему отвечает абсолютная пустота.

С таким абсолютным пространством — пространством древней геометрии трех измерений — пустым, однород­ным, изотропным — исследователь природы реально не встречается.

Может идти речь только о небольших относительно участках, где к такому состоянию физическое простран­ство приближается, но и то по мере уточнения научной методики давно стало ясным, что такие части простран­ства неизменно уменьшаются в размерах, сходят на нет. К середине XIX столетия выяснилось, что они и геометри­чески не реальны.

25. В течение всего XIX столетия, с его начала и даже с конца XVIII столетия, шла огромная творческая работа геометрической мысли, связавшая, с одной стороны, гео­метрию по-новому с числом и, с другой стороны, изме­нившая в корне ту однородность пространства, которая логически неизбежно приводила к отождествлению в пред­ставлении натуралиста геометрического пространства с абсолютной пустотой.

Новая геометрия — создание XIX в., стоявшая вне кру­гозора и сознания Ньютона, — подготовила почву для того коренного перелома в понимании пространства и време­ни, которое мы сейчас переживаем в науке[287].

Лишь на фоне ее развития могут быть ясно осознаны и могли проявить свою научную мощь те изменения, ка­кие эмпирическая научная работа заставила внести в по­нимание физического пространства, единственного, с ко­торым она имела дело.

26. Идеи Ньютона входили в жизнь с большим тру­дом; борьба шла десятки лет; лишь через 20—30 лет после его смерти, в 1730—1750 гг., его представления окончательно охватили научную мысль. Долго держались и царили на­учные гипотезы и теории Рене Декарта и картезианцев, крупных современников Ньютона, как Гюйгенс, Лейбниц, Роберт Гук и др. Они все были резко противоположны абсолютному пространству.

В одной части это представление никогда целиком не могло охватить научную мысль. Пространство абсолютное, пустота, признавалось в научной работе всегда немногими.

Идеи Ньютона вошли в физику без принятия пустого пространства. Еще при жизни Ньютона для объяснения явлений света в научную мысль X. Гюйгенсом было введе­но понятие эфира, непрерывно заполняющего все простран­ство. Движение материальных тел системы мира должно происходить в эфире.

Тот же эфир проникает все тела и объясняет те явле­ния передач энергии, которые мы, например, наблюдаем в явлениях света.

История идеи эфира — создания древнеэллинской мыс­ли — имеет длинное прошлое, но на ней я здесь останав­ливаться не буду.

Важно лишь отметить, что это понятие позволило X. Гюйгенсу и поколениям ученых, шедших по его пути, вне­сти в картину мира ряд явлений, по-новому захваченных ко­личественно законами механики, законами движения. Гюй­генс еще более, чем Ньютон, считал, что в науке все должно быть сведено к движению, и он был тот человек, который применением законов маятника к исчислению времени, со­зданием удобных и точных в человеческом быту часов глубо­чайшим образом повлиял на наше чувство времени, выража­емое в числе. Несовместимый по существу с абсолютным пространством, световой, всемирный эфир охватил физи­ческую мысль рядом с всемирным тяготением.

27. Волнообразные явления, дававшие объяснения све­ту, широко позже использованные в геометрических пред­ставлениях о других проявлениях энергии, резко по суще­ству отличны от движений материальных тел системы мира Ньютона. Материальные тела в этой системе реально пе­редвигались с определенной скоростью в абсолютном про­странстве под влиянием мгновенно (вне времени) действу­ющей силы всемирного тяготения.

Понятие о силе тяжести, быстро перешедшее в поня­тие всемирного тяготения, не было дано Ньютоном. Он публично и в частной переписке против него возражал.

Оно было введено в научную мысль в 1713 г. в предис­ловии ко второму изданию «Philosophiae Naturalis Principia» кембриджским профессором Роджером Котсом, редакто­ром этого второго издания, как одно из возможных логи­чески связанных с математическими выводами Ньютона представлений.

Ньютон высоко ценил Котса, вскоре умершего моло­дым, но этого предисловия он, официально по крайней мере, не читал[288].

Я не могу здесь вдаваться в изложение причин такого отношения Ньютона к появлению идеи, против которой он всегда возражал, в предисловии к его труду. Но именно идея всемирного тяготения наложила печать на всю науч­ную мысль следующих двух столетий, была принята как следствие достижений Ньютона, как ньютонова идея.

Мысль Ньютона склонялась к другим физическим представлениям о всемирном тяготении. Недавно (1928) одно из них, швейцарца Николая Фатио де Дюлье (N. Fatio de Duillier— 1664 - 1753)[289], Ньютоном одобренное, найде­но и напечатано.

28. В отличие от движения материальной среды, движе­ния эфира — волнообразные движения света — проявляют­ ся в передаче состояний энергии без переноса на всем протяжении в направлении движения каких бы то ни было ре­альных частиц. Здесь скорость движения определяет скорость передачи состояния материальных частей, которые могут оставаться неподвижными или меняться очень незначитель­но в своем положении. Ясным представляется, что скорость такой передачи состояний вещества (в направлении движе­ния) и скорость реального материального его переноса (в направлении движения) не могут a priori быть рассматриваемы как явления и как понятия одного ряда, как явления, до конца сравнимые. Это требует доказательства.

Логический и теоретико-познавательный анализ этих двух разных понятий о скорости явлений приобретает сей­час особое значение, так как он тесно связан с философс­кими и научными исканиями нашего времени, высказан­ными теорией относительности. Больше того, он связан с критикой и пониманием самой теории относительности.

Здесь я могу это лишь отметить.

Для нас сейчас важно, что заполненное эфиром простран­ство не есть пространство Ньютона и что так выраженное пространство в дальнейшем подверглось еще более глубо­кому изменению.

Это изменение связано с выявлением его особого стро­ения — прежде всего его неоднородности, но также его анизотропности.

29. В 1800 г. Алессандро Вольта, создатель вольтова стол­ба, поставил в центр внимания проблему проявлений электричества при простом соприкосновении разнородных тел.

Его объяснение не удержалось для того частного случая, для которого оно было дано, но оно возбудило длительные споры, решавшиеся не логикой, а опытом и наблюдением и приведшие в конце концов к познанию новых свойств про­странства, к проявлению его неоднородности.

На границах неоднородной среды, в самых разнооб­разных ее случаях, развиваются разнообразные силы, мо­гущие производить работу.

Неоднородность физического пространства выявляется динамически. Она вечно меняется — меняется и во времени.

Так как все реальное пространство состоит из разно­родных частей, эта динамическая неоднородность прони­кает все реальное пространство.

Я и здесь могу только коснуться этого мощного явле­ния. Мне важно лишь отметить, что как пространство, за­полненное эфиром (отсутствие в окружающей реальности пустоты), так и динамичность неоднородности простран­ства (возбуждение на разнородных соприкосновениях энер­гии, могущей производить работу) придают физическому пространству исследователя природы свойства, резко от­личные от пространства геометра XVII - XVIII вв., от абсо­лютного пространства Ньютона.

Пространство физика не характеризуется прежде все­го метрикой древней геометрии, как это имеет место для пространства Ньютона.

30. На почве этих двух представлений, охватывающих все пространство, развились более частные идеи, указыва­ющие на существование в реальном пространстве отгра­ниченных областей, с особым строением, проявляющихся разным образом только при изучении отдельных совокупностей явлений.

Очевидно, и в этих отдельных областях время должно иметь особые свойства. Сами эти области закономерно бренны.

Эти течения мысли возникают в XIX в., главным об­разом во второй его половине, и идут в XX столетие.

Сейчас для пространства-времени они приобретают первостепенное значение. Отмечу главнейшие. Они все изошли из эмпирического научного опыта и наблюдения.

К середине прошлого века мысль двух людей подошла к этого рода представлениям чрезвычайно широко и глу­боко, совсем по-разному, почти одновременно и вполне независимо.

Это были два величайших экспериментатора прошло­го века, стоявшие в стороне от математической обработки своих достижений: Михаил Фарадей, никогда не прини­мавший идеи абсолютного пространства и такого же вре­мени, искавший нового объяснения для всемирного тяго­тения, и Луи Пастер, едва ли когда в своей работе реально встречавшийся с последствиями построений Ньютона в связи с теорией тяготения.

Фарадей представлял себе эфиром заполненное простран­ство проникнутым правильно распределенными, опытом вы­деляемыми линиями сил. Он придал пространству Ньютона определенное строение, очевидно не объяснимое одной мет­рикой евклидова пространства. Для огромной области элек­трических и магнитных сил, охватывающей всю реальность, он выявил определенное строение, лежащее вне метрики про­странства. Мы видим сейчас, как бьется научная мысль над сведением к одному математическому выражению фарадей-максвеллова электромагнитного поля из ньютонова поля тя­готения. Еще неясно, не есть ли это стремление — иллюзия.

Пастер вскрыл опытом и наблюдением не менее глубо­кое свойство пространства-времени. Образ времени здесь выступает резко и определенно, хотя он не привлекал ис­следовательскую мысль Пастера. Здесь, наряду с динамиз­мом неоднородного пространства, выявляется новое его общее свойство — его анизотропность. Еще больше, Пастер указал на резко своеобразное свойство пространства, охва­ченного жизнью. Он нашел, что в этом пространстве отсут­ствует сложная симметрия, а простая симметрия определен­ным, закономерным образом нарушена — диссимметрична. Почти через 20 лет после Пастера Леонард Зонке, развивая идеи Габриэля Делафосса, Морица Людвига Франкенгейма и Августа Браве, перенес в пространство представление об анизотропной его однородности в более общем выражении в математической обработке данных науки о кристаллах. Он перешел от кристаллических многогранников к безгранич­ной однородности анизотропной среды из точек — к поня­тию анизотропной прерывчатой непрерывности. Павел Грот отождествил точки такой непрерывно-прерывчатой среды с атомами, Евграф Степанович Федоров и Артур Шёнфлис решили математическую задачу о таких пространственных анизотропных прерывчатых непрерывностях в обшей фор­ме. Пространственная решетка такой среды сейчас являет­ся основным орудием нашей эмпирической мысли в изуче­нии состояния твердого вещества.

От нее сейчас перебрасывается мост в познание жид­костей. Видится возможность подхода к газам; она начи­нает охватывать всю материю.

В сущности, анизотропная непрерывность[290] есть про­странство в новом, отличном от других его геометричес­ких выражений, геометрическом понимании.

31. Так, пространство физика оказывается заполнен­ным, неоднородным, анизотропным. Дальнейшее углуб­ление позволило еще конкретнее охватить пространство, еще далее отойти от абсолютного пространства.

Две концепции исторически выделяются по своему зна­чению. В год смерти Фарадея, в 1867 г., Джемс Клерк Мак­свелл дал первые основания математической обработки и углубления идей Фарадея, не понятых современниками, — о строении эфира в электромагнитных явлениях. В 70-х годах XIX в. он дал глубокое математическое их развитие, но лишь через десяток-два лет после его смерти (1879) идеи Клерка Максвелла охватили научную мысль, охватили це­ликом и глубоко. Они положили прочное основание поня­тию физических полей — математически выражаемых облас­тей пространства, особого строения для разных физичес­ких явлений. Физическое поле сейчас охватывает всю мысль и работу физика. Поле тяготения стало рядом с полем электромагнитным, к которому Максвелл свел явления света и электричества. Любопытно, что Максвелл, подобно Ньюто­ну и Фарадею, совмещал и неразрывно связывал свою все­объемлющую математически выраженную концепцию мира с искренним теологическим христианским исканием...

Через шесть лет после Максвелла великий французс­кий ученый Пьер Кюри математически расширил и обра­ботал понятие диссимметрии Пастера. Он был менее сча­стлив, чем Максвелл, и не успел довести до конца свою работу. Случайность прервала его жизнь... Кюри выявил диссимметрию Пастера как неоднородность пространства, выраженную в образах математически понятой симметрии. Он перенес ее на физические поля. Он ввел в простран­ство геометрии и в пространство реальности представле­ние о его закономерной анизотропности, о существова­нии определенных состояний пространства. Понятие ани­зотропности глубже проникает в идею пространства, чем идея о заполнении и неоднородности пространства, так как это понятие закономерно геометрическое: это геомет­рически выраженная неоднородность. Оно может быть рас­пространено и на геометрическую метрику пространства. Кюри мог поэтому думать о состояниях пространства[291].

32. Независимо шли и другие построения, менее все­объемлющие, но углублявшие понимание пространства в широких областях эмпирического знания.

На трех из них необходимо остановить внимание.

Во-первых, Уильям Клиффорд, математик и философ, признавая вероятность реального существования много­мерного пространства, поставил более 50 лет назад про­блему об особом геометрическом строении физического пространства, о кажущейся его трехмерности и кажущем­ся тождестве с евклидовым пространством; он связал про­странство с веществом, являющимся проявлением геомет­рического строения пространства. Научная мысль идет по этому пути. Пространство Клиффорда ближе к простран­ству Декарта, чем к пространству Ньютона.

Христиан фон Эренфельс в Праге, ныне здравствую­щий психолог, на основе изучения психической жизни лич­ности указал на закономерное пространственное влияние в этой области явлений, долго стоявших вне научной ра­боты. Он указал на необходимость признания определенных геометрических образов, структур для визуального простран­ства, для мелодии тонов и т. п. явлений, связанных со стро­ением пространственно и временно выявляемого мысли­тельного аппарата. Эти представления о психических обра­зах были берлинским профессором Вольфгангом Кёлером распространены на явления зоопсихологии и физики.

Они привели к новому научному выражению физическо­го пространства и к созданию нового философского течения, изучающего законы мышления, — к «философии образов».

Наконец, наш сочлен [действительный член Академии наук СССР. — Ред.] Николай Семенович Курнаков связал с пространством новой геометрии, с геометрическим построе­нием пространства Клиффорда огромную область физико-химических процессов — вещество в этом его выражении. В физико-химическом анализе и в равновесиях соединений ато­мов он пытался выявить свойства пространства, ими проник­нутого. Физико-химические явления, атомы химических эле­ментов проникают все физическое пространство. Явления гео­химии могут быть ими в значительной доле охвачены.

33. Во всех этих проявлениях пространства неизбежно и неуклонно неразделимо проявляется и время.

Пространство пространства-времени XX в. не есть нью­тоново абсолютное пространство, но многоликое физи­ческое пространство, только что в главных своих образах мною указанное.

В геометрической реальности время выражается век­тором, который, однако, в зависимости от геометрическо­го или физического строения пространства может не быть прямой линией евклидова пространства.

Если в современной разработке указанных структур обычно на время не обращают внимания, — совершенно ясно, что оно геометрически в них уже существует и мо­жет быть выявлено.

Я уже указывал, что неоднородность [пространства] проявляется динамически, т. е. выявляется во времени; также очевидно устанавливается в ходе времени его ани­зотропность. В заполненном эфиром пространстве выяв­ления проявляются в движении, т. е. во времени.

Рассматривать эти структуры как неподвижные ста­тические равновесия можно только в их устойчивом предельном состоянии, только в некоторых состояниях вре­мени, в отдельные мгновения.

К этому пределу они приходят или, вернее, его прохо­дят. И характер определяющего их приход или проход вре­мени в геометрическом выражении резко и определенно всегда полярный, однозначный.

34. В двух крупнейших физико-математических обобщениях, опирающихся глубочайшим образом на эмпирическую базу науки начала и конца XIX в., в пространстве-времени резко выявляется этот полярный характер времени.

С одной стороны, молодой французский инженер Сади Карно в 1824 г. положил начало термодинамике. Прин­цип Карно определяет однозначный ход процесса во вре­мени. Позже, через 30 лет, Рудольф Юлий Клаузиус, тогда профессор в Цюрихе, в принципе энтропии распростра­нил этот однозначный процесс, выражающийся в простран­стве-времени геометрически полярным вектором време­ни, на всю реальность как определяющий «конец мира». В этой форме это есть экстраполяция логической мысли, но не явление реальности.

Еще почти через 20 лет, в 1876 - 1878 гг., в крупней­шем и глубочайшем математически выраженном обобще­нии о неоднородных равновесиях, созданном профессо­ром Йельского университета в Нью-Хейвене в Коннекти­куте Уиллярдом Гиббсом, через 15 - 20 лет, к концу XIX столетия, вошедшем в жизнь, огромная новая область яв­лений, в том числе, как мы теперь видим, и геохимичес­ких, была охвачена законами термодинамики; по-новому охвачены и электродинамические явления. Ход процесса выражен во времени однозначным полярным вектором.

Время, пока устанавливается равновесие, может быть очень длительным и все же геометрически выражаться по­лярным вектором. Однако в законченном установившем­ся, идущем процессе — в динамическом равновесии — это свойство времени исчезает. Равновесие выражается в об­ратимых процессах.

35. Тот же полярный характер времени резко и ярко сказывается в тех явлениях бренности атомов и бренности неделимых жизни, о которых я говорил в начале речи.

В обоих случаях мы имеем процессы, не сводимые к энтропии, в облике времени ей противоположные. Векторы энтропии и геохимической бренности суть векторы противоположного направления и ясно разного характера. Я не могу здесь на этом останавливаться, но ясно, что так или иначе эта разница должна быть геометрически выражена.

Противопоставление проявления времени в энтропии и в явлениях жизни должно быть научно осознано. Энт­ропия многими признается самым основным обобщени­ем, всепроникающим, отдельно стоящим. Ее понимание должно измениться с изменением понимания времени.

Вступая в область жизни, мы опять подходим к более глубокому, чем в других процессах природы, проникнове­нию в реальность, к новому пониманию времени.

36. Бренность жизни нами переживается как время, от­личное от обычного времени физика. Это длительность — дление.

Ньютон пытался длительность связать с абсолютным временем. Сейчас же были показаны Джоном Локком не­разделимая связь длительности с умственным процессом и ошибочность отнесения длительности в ее основной ча­сти к абсолютному времени — времени механики.

В русском языке можно выделить эту «duree» Анри Бергсона как «дление», связанное не только с умственным процессом, но общее и вернее с процессом жизни, отдель­ным словом, для отличия от обычного времени физика, оп­ределяемого не реальным однозначным процессом, идущим в мире, а движением. Измерение этого движения в физике основано в конце концов на измерении периодичности — возвращении предмета к прежнему положению. Таково наше время астрономическое и время наших часов. Направление времени при таком подходе теряется из рассмотрения.

Дление характерно и ярко проявляется в нашем со­знании, но его мы, по-видимому, логически правильно должны переносить и ко всему времени жизни, и к брен­ности атома[292].

Дление — бренность в ее проявлении — геометричес­ки выражается полярным вектором, однозначным с вре­менем энтропии, но от него отличным.

С исчезновением из нашего представления абсолют­ного времени Ньютона дление приобретает в выражении времени огромное значение. Грань между психологичес­ким и физическим временем стирается.

Великая загадка вчера — сегодня-завтра, непрерывно нас проникающая, пока мы живем, распространяется на всю природу. Пространство-время не есть стационарно абстрактное построение или явление. В нем есть вчера— сегодня-завтра. Оно все как целое этим вчера—сегодня-завтра всеобъемлюще проникнуто.

Возникают новые вопросы о времени, теснейшим об­разом связанные с длением. Полярные векторы, ему отве­чающие, могут ли быть геометрически различны и вне сравнения с энтропией? Пастер указал, что в простран­стве, в ряде явлений жизни, эти векторы должны быть энантиоморфны — правые или левые. Распространяется ли эта энантиоморфность, правое и левое свойство векто­ра, на полярные векторы времени? В чем она тогда выра­жается? Энантиоморфность выражена в мыслительном аппарате — в мозге. Она должна, вернее, может выявлять­ся и в эффекте — в длении.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: