ПРОСТРАНСТВО, форма существования материи. «В мире нет ничего, кроме движущейся материи, и движущаяся материя не может двигаться иначе, как в пространстве и во времени» (Ленин, Соч., т. XIII, стр. 144). Пространство и время суть «объективно-реальные формы бытия» (Ленин, там же). Это определение пространства точно выражает материалистическое понимание пространства, как объективной реальной формы самой материи. Оно направлено прежде всего против ложных идеалистических утверждений, что пространство есть форма человеческого сознания, — утверждений, реакционность и несостоятельность которых доказана всей историей развития геометрии, физики и философии. Оно направлено и против метафизической, механистической трактовки пространства как пустого вместилища вещей, существующего вне и независимо от движущейся материи и от времени.
Основной проблемой в физическом учении о пространстве является вопрос о природе пространства и его основных свойствах, о связи пространства с материей. Этим вопросом занимается, гл. обр., физика. Геометрия изучает конкретные пространственные формы и соотношения пространственных мер, но она не решает вопроса об основных свойствах пространства и о его природе. Эти свойства геометрия принимает в качестве исходного пункта своих исследований, формулируя их в виде т. н. аксиом.
История науки показывает, что конкретное понимание пространства тесно связано с развитием физического понятия материи и движения. В простейшей форме проблема связи пространства и материи была поставлена еще в древности. Возможно ли существование пространства без материи, мыслимо ли абсолютно пустое пространство? Атомисты (древне-греч. философы Демокрит, Эпикур) подразделяли все сущее на «полное» — непроницаемые материальные атомы — и на пустое пространство. Протяженность тел, следовательно, по мнению атомистов, есть нечто отличное от пространства. Пустота разделяет друг от друга тела — материальные частицы. Если бы не было пустого пространства, то невозможно было бы, согласно их точке зрения, движение. Эти представления о пустом пространстве встретили возражение со стороны ряда древних философов (напр., Аристотеля). Пространство обладает размерами, а величиной, указывали они, могут обладать только реальные тела, но не «ничто». Если бы существовала пустота, то все тела в этой пустоте двигались бы с одинаковой скоростью. Движение тел происходит относительно друг друга, но не в пустоте.
Спор о природе пространства на новой основе возобновился в 17 веке. Значительную роль сыграло открытие О. Герике вакуума, т. е. пространства, в котором нет обычного вещества, что шло в разрез с мнением аристотеликов, согласно которому природа «боится пустоты». В этот период возрождаются атомистические идеи и вместе с тем взгляды атомистов на пространство. Выразителем этих идей явился Гассенди. Пространство, по Гассенди, — бесконечно, неподвижно, бестелесно, не связано ни с какой материальной субстанцией; вместе с тем оно есть объективно существующая реальность. Этот взгляд встретил возражение со стороны Декарта. Исходя из своих взглядов на субстанцию, считая протяженность единственным атрибутом материи, Декарт отрицал возможность пустого пространства. Все, что обладает протяжением, есть субстанция. Пространство отличается от телесной субстанции «лишь по способу, каким оно постигается нами» (Декарт). Оно есть лишь общее, «родовое» понятие протяженности.
Ньютон (см.), будучи сторонником взглядов атомистов на материю, принял также их точку зрения на пространство и в своих «Математических началах натуральной философии» дал развернутое изложение своего учения о пространстве и времени. Согласно взглядам Ньютона, следует отличать истинное, абсолютное, неподвижное, пустое пространство (так же, как и абсолютное время) от относительного, обыденного. Ньютон считал, что обычно мы имеем дело с относительными «местами», положениями тел относительно друг друга, которые мы определяем опытным путем. Но истинным, по его мнению, является именно абсолютное пространство. Оно не связано ни с временем, ни с материей и может существовать вне и независимо от них. Соответственно следует отличать абсолютное движение (т. е. движение, относящееся к абсолютному пространству и времени) от относительного, с которым мы имеем дело в нашем опыте. Наряду с абсолютным движением существует и абсолютный покой. — Постановка вопроса о пространстве Ньютоном отличается тем, что он связал его с вопросом о системе отсчета. Согласно Ньютону (и классической механике), существует преимущественная группа систем отсчета, т. н. инерциальных систем отсчета, связанных с абсолютным пространством и абсолютным временем, в которых только и справедливы законы механики. В любой же системе отсчета, движущейся ускоренно относительно абсолютного пространства, появляются т. н. силы инерции, которые и служат свидетельством ускоренного движения системы отсчета относительно абсолютного пространства. Силы инерции, следовательно, по утверждению Ньютона, физически доказывают существование абсолютного пространства. Возможно, указывает Ньютон, что мы непосредственно и не сможем познать абсолютные места тел, т. е. абсолютное пространство (поскольку все инерциальные системы, обладающие различной скоростью, являются все же равноправными), но тем не менее именно оно является истинным.
Ньютон подверг критике взгляды на пространство Декарта. Он доказывает невозможность существования пространства, заполненного сплошной средой, тем фактом, что планеты, двигаясь вокруг солнца, не теряют своей энергии при движении. Если бы существовала сплошная среда, то это было бы невозможно. — Ньютоново представление об абсолютном пустом пространстве неразрывно связано с его взглядами на материю и на способы ее действия. Согласно Ньютону, материальные тела взаимодействуют друг с другом на расстоянии, через пустое пространство, причем эти действия передаются от тела к телу мгновенно. Взгляды Ньютона были приняты подавляющим большинством естествоиспытателей того времени. Против Ньютоновой концепции в 18 в. выступали лишь отдельные мыслители, напр., Лейбниц, но доводы Ньютона все же признавались решающими. — Слабость и метафизичность Ньютоновой концепции были затем использованы идеалистами, как это показано ниже. Да и сам Ньютон не удержался на материалистических позициях. В «Принципах», напр., он утверждал, что абсолютное пространство есть «чувствилище бога».
В противоположность материалистическим воззрениям на пространство как на объективную реальность, Кант выдвинул метафизически-идеалистический взгляд на пространство. По Канту, пространство есть априорная, внеопытная форма чувственного восприятия, созерцания. Эта априорность пространства, по Канту, является основанием неизменности аксиом геометрии (геометрии Евклида). Кант при этом использовал все слабости Ньютоновых воззрений на пространство, а именно, его признание независимости пространства от движущейся материи, абсолютности пространства. Критику метафизических взглядов Ньютона на пространство и субъективно-идеалистической концепции пространства Канта дал Гегель. Гегель показал, что пространство должно быть связано с временем и что в основе этой связи лежит движение. Однако критика Гегеля велась с идеалистических позиций, а поэтому он не сумел выяснить действительную связь между пространством, временем и движущейся материей.
Метафизические взгляды на пространство были подорваны в результате развития в 19 в. как геометрии, так и физики. Результатом открытий великих геометров 19 в., основоположников неевклидовой геометрии (Лобачевский, Гаусс, Риман), явились следующие положения: возможна не только Евклидова геометрия, но и другие геометрии, которые кладут в основу иные аксиомы, нежели Евклидовы (отказ от аксиомы о параллельных линиях); следовательно, аксиомы геометрии вовсе не являются неизменными, а могут изменяться; вопрос же о том, какая геометрия верна, т. е. соответствует действительным свойствам объективного пространства, может быть решен лишь на основе опыта; следовательно, утверждение кантианцев о вечности и априорности аксиом геометрии неверно. Самая постановка вопроса, таким образом, шла в разрез с господствовавшей в то время концепцией об абсолютном характере Евклидовой геометрии. Гельмгольц пошел еще дальше. Он показал, что аксиомы Евклидовой геометрии основаны на понятии твердого тела и группы движений твердого тела; геометрия, следовательно, основана на физике. — Все развитие физики 19 в. также приводило к необходимости отказа от старых Ньютоновых воззрений на пространство. Мы уже отметили, что Ньютон признавал мгновенное взаимодействие тел через абсолютное пустое пространство (действие на расстоянии). Физика 19 в. подорвала эту точку зрения дальнодействия, показав, что всякое действие одного тела на другое передается через пространство с конечной скоростью, от точки к точке. Но отсюда следует, что в т. н. пустоте совершаются реальные физические процессы. Тем не менее, Ньютоновы взгляды на пространство удержались вплоть до начала 20 в.
Только диалектический материализм показал полную несостоятельность кантовского априоризма и других идеалистических взглядов на пространство и вскрыл до конца ограниченность Ньютоновой концепции пространства и времени. «Разумеется, — пишет Энгельс, — обе формы существования материи (т. е. время и пространство. — Ред.) без этой материи представляют ничто, только пустое представление, абстракцию, существующую только в нашей голове» (Энгельс, Анти-Дюринг, 1938, стр. 284). Следовательно, пустое пространство без материи (так же, как и материя вне пространства) не существует. Так же, как и материя, пространство бесконечно. Пространство и время суть формы существования движущейся материи. Пространство неразрывно связано с временем; единство пространства и времени проявляется в движении. По мере развития науки мы все глубже познаем основные законы пространства, его структуру. Объективно существующее пространства так же принципиально познаваемо, как и все другие формы движущейся материи. — Эти важнейшие положения диалектического материализма относительно времени и пространства получили блестящее подтверждение в дальнейшем развитии науки. Так, в конце 19 в. было доказано, что явления, происходящие в электромагнитном поле, нельзя свести к перемещениям какой-то сплошной среды — эфира. В связи с этим, в физике понятие поля приобрело новое содержание, — именно, некоей физической реальности, не сводимой к обычной механической среде. Пустое пространство оказалось на самом деле областью, в которой действуют поля. С другой стороны, развитие учения о строении материи показало, что не существует каких-то абсолютно неизменных по объему непроницаемых частиц, диаметрально противоположных по своим свойствам «пустоте», что непроницаемость относительна, что относительно само понятие частицы. Объем частицы определяется полем действия некоторых сил, зависящим от движения частицы. Наконец, теория относительности в начале 20 в. полностью отбросила Ньютоновы воззрения на пространство и время. Положительные выводы теории относительности сводятся к тому, что пространство связано с временем, что пространственные масштабы движущихся тел меняются вместе с временными и что структура пространства (вместе с временем) меняется, в зависимости от распределения и движения масс. Теория относительности принимает, что метрические свойства пространства полностью определяются полем тяготения и что в общем случае геометрия пространства вовсе не является Евклидовой геометрией. Согласно теории относительности, понятие однородного «плоского» пространства, на котором основана Евклидова геометрия, применимо лишь к сравнительно малым пространственным областям, с которыми мы имеем дело в нашей обычной практике. Для областей же космических это понятие, по предположению, уже непригодно; современная физика дает некоторые основания для гипотезы, что в больших областях действительна неевклидова геометрия (геометрия Римана). При этом Евклидова геометрия вовсе не отбрасывается современной наукой, а оказывается лишь первым приближением к истине, и ею мы с успехом можем пользоваться в соответствующих границах. Таким образом, развитие геометрии и физики полностью подтверждает правильность трактовки пространства диалектическим материализмом.
Ломку старых метафизических взглядов на пространство, происходящую в современной физике, попытались использовать в своих целях разного рода идеалисты. Так, например, тот факт, что в теории относительности рассматриваются четырехмерные величины (соответственно трем измерениям пространства и одному измерению времени), используют разного рода мракобесы и мистики, утверждая о четырехмерности пространства и помещая в четвертое измерение всевозможные мистические выдумки вплоть до рая и ада. На самом деле реальное пространство обладает тремя измерениями. О подобного рода «выводах», делавшихся еще до теории относительности, Энгельс писал: «Достаточно, однако, привыкнуть приписывать или же четвертому измерению реальность вне нашей головы, чтобы решиться сделать еще шаг дальше и признать спиритический мир медиумов» (Энгельс, Диалектика природы, в книге: Маркс и Энгельс, Соч., т. XIV, стр. 474). — Махисты пытаются представить результаты современной науки в качестве подтверждения своих субъективно-идеалистических положений. Из относительного характера наших знаний о пространстве на каждом этапе их развития махисты делают вывод о том, что пространство не является объективной реальностью. В физиологическом отношении оно, по мнению махистов, есть ощущение ориентировки, а в физическом отношении — зависимость физических элементов (т. е., по Маху, наших восприятий) друг от друга. Мах докатывается до явно нелепого утверждения, что можно мыслить химические элементы и электрические явления вне пространства. Среди части физиков капиталистических стран эти субъективно-идеалистические установки нашли распространение и сказались, в частности, на трактовке ими теории относительности.
Ленин подверг махистскую точку зрения на пространство уничтожающей критике. Пространство и время, указывает Ленин, существовали до человека и его ощущений. «Человеческие представления о пространстве и времени относительны, но из этих относительных представлений складывается абсолютная истина, эти относительные представления, развиваясь, идут по линии абсолютной истины, приближаются к ней. Изменчивость человеческих представлений о пространстве и времени так же мало опровергает объективную реальность того и другого, как изменчивость научных знаний о строении и формах движения материи не опровергает объективной реальности внешнего мира» (Ленин, Соч., т. XIII, стр. 144).
Р. Штейнман.
В математике пространство имеет более широкое значение, чем обычное представление о трехмерном пространстве. Оказалось, что соотношения, имеющие место в различных действительных пространствах, осуществляются в определенных многообразиях элементов самой различной природы. Например, соотношения, существующие между плоскостями в пространстве Лобачевского, осуществляются и в Евклидовом пространстве, но уже не между плоскостями, а между сферами, ортогональными к какой-либо плоскости. В результате развития математики, физики и механики во второй половине 19 в. установилось такое положение: в математике пространством называется любая система элементов любой природы, в которой осуществляется достаточно много соотношений, аналогичных обычному пространству. Например, говорят о фазовом пространстве состояний механической или физической системы, о пространстве цветовых ощущений, о пространстве, элементами которого («точками») являются функции, и т. п. Геометрия изучает и классифицирует свойства всех этих пространств. Некоторые из математических пространств заведомо имеют свойства, отличные от свойств реального пространства. Например, фазовое пространство системы с те степенями свободы имеет 2 n измерений, в то время как реальное пространство имеет три измерения (так же, как, напр., пространство цветовых ощущений, которое тоже трехмерно). По поводу этого более широкого понимания термина пространства в математике см. Математика, Многомерное пространство, Метрическое пространство, Топология.
Лит.: Энгельс Ф., Анти-Дюринг, [Л.], 1938, отд. 1, гл. V, и Примечания к «Анти-Дюрингу», стр. 364-365; Ленин В. И., Материализм и эмпириокритицизм, Соч., 3 изд., т. XIII, гл. III, § 5 — Пространство и время.
Большая советская энциклопедия / гл. ред. О. Ю. Шмидт. – М., 1940. – Т. 47. Признаки делимости – Равенстон. – Стб. 340–345.
Пространство
распечатать
Смотри также:
