Геометрическое и философское понятия пространства
2) Они абсолютны, то есть всеобщи и необходимы для объективных процессов, отношений, связей. Нет объектов вне пространства и вне времени. Такая абсолютность не тождественна Ньютоновской абсолютности.
3) Они относительны, то есть связанность с отношением в конкретной форме движущейся материи. Каждой из пяти форм материи соответствуют свои пространство и время. В разных частях Вселенной пространство и время различны. Эйнштейн показал математически в специальной теории относительности связанность между пространством и временем, а в общей теории относительности связанность пространства-времени с движущимся математическим объектом.
Принцип относительности в пространстве и времени, как противовес принципу абсолютности пространства и времени позволяет ставить вопрос о пространстве и времени применительно в пяти формам движения.
Каждая форма предполагает свое собственное пространство и время. Социальное движение обязывает нас ставить вопрос о социальном времени и социальном пространстве. В современной философии это вопрос стоит очень актуально. Он по своему содержанию открыт, то есть ответов на него нет.
§4. Геометрия реального пространства.
Проблемы, связанные с интерпретацией существуют в настоящее время во всех разделах математики, в частности, в геометрии. Построение неевклидовых геометрий естественно привело к идее, что возможно существование физических пространств другой природы, которые отвечают новым геометриям также как, наше реальное пространство отвечает трехмерной евклидовой геометрии. Но общая идея такого рода немедленно ставит вопрос, каким образом мы вообще можем определить характер физического пространства самого по себе и отнести его к определенной геометрической структуре? Что означает само понятие «реальное пространство»? Почему мы, в частности, убеждены, что окружающее нас пространство, пространство в котором мы живем, имеет евклидову структуру?
Эти вопросы возникли уже перед Лобачевским. Лобачевский полагал, что выбор одной геометрии как реальной из многих возможных решается исключительно в опыте, а именно в практике измерений. Эту же мысль защищал позднее Риман в лекциях об основаниях геометрии. Эту мысль систематически проводил Гельмгольц в борьбе против априоризма. Гельмгольц считал, что обычная евклидова геометрия появилась на основе измерения тел посредством жестких масштабов и, поскольку такие тела и такие масштабы реально существуют, наше обычное пространство является евклидовым. В других мирах, где это условие будет нарушено, мы, естественно, должны будем принять как адекватную другую геометрическую структуру. Особая данность (наглядность) евклидовой геометрии объясняется исключительно историческим привыканием человека к определенной среде обитания.
Новый взгляд на этот вопрос был высказан А. Пуанкаре, который подчеркнул, во-первых, тот факт, что геометрия сама по себе как математическая структура не имеет физического значения и не может подлежать какой-либо проверке. Мы проверяем в действительности только адекватность системы «геометрия плюс физика» (Г+Ф), то есть адекватность опыту определенным образом интерпретированной геометрии. Во-вторых, Пуанкаре указал на то обстоятельство, что данная система физических представлений не требует жестко какой-то единственной геометрии. Мы можем заменить Г на Г1 и Ф на Ф1 таким образом, что новая система утверждений (Г1+Ф1) будет столь же адекватно описывать данную систему физических связей. С одними и теми же физическими представлениями в принципе совместимы различные геометрии. Мы прибегаем к той или иной геометрии в нашем описании мира, согласно Пуанкаре, отнюдь не из-за каких-то особенностей физического материала, но исключительно из-за ее удобства как средства предсказаний и расчетов.
Концепция Пуанкаре, получившая позднее наименование конвенционализма, содержит следующие два вывода. Первый состоит в том, что в принципе любую геометрию можно «спасти» посредством той или иной переформулировки физических законов. Сам Пуанкаре, в частности, был убежден, что физики никогда не откажутся от евклидовой геометрии как от математической основы описания реальных закономерностей. Евклидова геометрия наиболее проста, и ее сохранение будет целесообразным всегда, даже ценой существенного усложнения физических принципов. Это методологическое предсказание Пуанкаре, однако, оказалось неверным. Эйнштейн, создав общую теорию относительности, органически связанную с римановой геометрией, явно продемонстрировал обратное.
Второй вывод из концепции Пуанкаре носит более общий философский характер. Если данная система физических фактов совместима как с аппаратом описания с различными геометриями, тогда вопрос об истинной геометрии для той или другой сферы опыта теряет смысл, как и вопрос об истинной геометрии пространства в целом. Наше убеждение, что геометрия реального пространства является евклидовой, с этой точки зрения, не более чем привычка выражения, фиксирующая то обстоятельство, что евклидова геометрия служит удобным средством описания и предсказания в обычном опыте.
Тезис Пуанкаре о том, что любую геометрию можно спасти, безусловно, верен. Но это теоретический, идеализированный тезис, а отнюдь не принцип практического действия. Вообще любое положение в структуре науки можно спасти, соответствующим образом усложняя структуру теории. Однако одно дело идеальная, теоретическая возможность, а другое – практика науки. Ученый в действительности никогда не занимается бесконечным конструированием только ради спасения определенного тезиса или теории. Практически любой тезис ставится под сомнение и отвергается, как только его защита в достаточной мере усложняется, начинает требовать искусственных гипотез, не расширяющих возможности теории в целом. Абсолютизация евклидовой геометрии как аппарата описания, исходя из чисто теоретической возможности ее сохранения, является, конечно, неверной. Простота евклидовой геометрии имеет относительный смысл. В ряде случаев именно отказ от простой геометрии позволяет дать наиболее адекватное и простое описание реальности.
Не является верным также и второй вывод из концепции Пуанкаре, утверждающий неосмысленность, некорректность идеи истинного пространства для данной области фактов. В основе его, как нетрудно видеть, также лежит смещение идеального и фактического, идеальной свободы и фактической определенности в познавательной ситуации.
Эйнштейн, выдвигая в свое время идею свободного конструирования принципов теоретической физики, вместе с тем отмечал: «При такой неопределенности методики (методики отыскания принципов) можно думать, что существует произвольное число равноценных систем теоретической физики. Это мнение в принципе определенно верно. Но история показала, что из всех мыслимых построений в данный момент только одно оказывается преобладающим. Никто из тех, кто действительно углублялся в предмет, не станет отрицать, что теоретическая система практически однозначно определяется миром наблюдений, хотя никакой логический путь не ведет от наблюдений к основным принципам теории». [7]. Аналогично этому, принципиальная множественность геометрий, допустимых для описания данной сферы физической реальности, не исключает того, что каждая такая сфера практически однозначно определяет свою геометрию. Это значит, что, подчеркивая свободу в выборе геометрии, мы вправе, тем не менее, говорить о существовании различных геометрических пространств, то есть различных сфер опыта, описание которых органически связано с определенной системой геометрических преобразований.