Пространство, время и относительность - Неванлинна Р.
Скачать (прямая ссылка):
217
ГЛ. V. ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
ну мира, вытекающую из общей теории относительности, следует считать эмпирически подтвержденной.
В очень протяженных частях космоса результаты теории тяготения Эйнштейна дают чрезвычайно большие отклонения от физической картины классической физики. Они дают основание предполагать, что мировое про* странство замкнутое, т. е. конечное, но безграничное. Следовательно, пространственно-временной мир должен быть «цилиндрическим», подобным тому, который был описан в § 7 гл. II. Пространственный базис этого пространственно-временного мира образован конечным трехмерным пространством. Исходя из этой гипотезы, Эйнштейн даже пытался с помощью своей теории тяготения определить конечный объем пространства.
С логической точки зрения вполне возможна гипотеза, что мир замкнут также во временном отношении. Такой мир уже не был бы цилиндрическим в направлении времени и имел бы в целом структуру, описанную в § 7 гл. II.
Заключение
В нашей попытке изложить основные идеи картины мира, раскрываемой современным точным естествознанием, мы достигли границ, перейти за которые без применения методов высшей математики невозможно. Впрочем, и те сведения, которые нам удалось дать в элементарном изложении, остались частично незаконченными, так как мы, где только могли, старались избегать «высшей математики». Особенно это относится к параграфам, посвященным динамике, римановой геометрии и общей теории относительности. Эту теорию можно было затронуть только вскользь, ограничившись лишь общими, довольно неопределенными указаниями.
С другой стороны, при критическом рассмотрении того или иного вопроса часто полезно ограничивать изложение элементарными методами и не прибегать к методам высокоразвитых специальных дисциплин. Часто ученый, именно вследствие своих технических навыков, склонен направлять свое внимание односторонне на дальнейшее развитие теории и не останавливаться в достаточной мере на фундаментальных, принципиальных аспектах теории. Даже специалисту всегда полезно возвращаться к тем исходным предпосылкам, из которых выросли теория и созданная этой теорией «картина мира». Критический пересмотр этих предпосылок может помочь лучше понять подлинное содержание представлений, ранее принятых за очевидные или оставшихся неосознанными. Это ведет к углублению понимания тео-
219
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
рии, к расширению поля зрения. Такой критический пересмотр может превратиться в кризис. Выявляется, что старые представления слишком узки или даже представляют собой необоснованные предубеждения. Старая картина мира расшатывается в своих основах и вынуждена уступить свое место новым взглядам, открывающим путь к созданию более широкого представления о действительности.
Следя за ходом развития точного естествознания, мы останавливались на тех этапах этого развития, которые приводили к решающим поворотам мышления в направлении более широкого понимания действительности. Такими этапами были: блестящее достижение греческой античной мысли — поднятие эмпирической геометрии на высокую ступень математической теории (Евклид); возникновение современной физики (Коперник, Кеплер, Галилей); создание Ньютоном классической физико-математической универсальной картины мира, в частности подчинение кинематических явлений динамическим законам; возникновение неевклидовой геометрии (Бойяи, Лобачевский) и ее обобщение в дифференциально-геометрические теории Гаусса и Римана; критика Эйнштейном понятия времени, вызвавшая появление специальной теории относительности; толкование мира физических событий как лоренцевой геометрии четырехмерного пространственно-временного многообразия (Эйнштейн, Мин-ковский) и, наконец, объяснение гравитации с помощью римановой метрики четырехмерного мира на основе общей теории относительности Эйнштейна.
Главная цель нашего изложения состояла в том, чтобы оттенить следующие важные и общие обстоятельства.
Каждый из упомянутых этапов развития естествознания представлял собой глубокий переворот в представлениях. На место старых воззрений приходили существенно новые взгляды. Однако переход к более новой точке зрения ни в коем случае не означает полного отказа от прежних представлений. Эти представления образуют почву, из которой органически произрастает новая теория; они продолжают жить в новой теории либо в модифицированной форме, либо в качестве предельных случаев новых закономерностей.
220
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Так, например, переход от евклидова понимания пространства к неевклидовой геометрии ни в коем случае не означает крушения учения Евклида. Новые теории пространства расширяют и модифицируют евклидовы представления, и, что особенно важно, евклидова структура пространства сохраняет с большой точностью свою правильность в достаточно малых, но с точки зрения практики обычных пространственных областях.
Аналогичным образом, понятие времени, введенное Эйнштейном, содержит старую теорию абсолютного времени в качестве предельного случая. Релятивизация времени, следовательно, представление, что временное течение физических явлений зависит от состояния движения наблюдателя, распространяется только на узкую область физической действительности. Поэтому в практической жизни и даже в широких областях физического знания последователь теории относительности может пользоваться классическим понятием абсолютного времени без всякого опасения прийти к практически существенным противоречиям.
