Глава XV. ПЛАНЕТНОЕ ЗНАЧЕНИЕ ЖИЗНИ. СИММЕТРИЯ КАК ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ ПРОЯВЛЕНИЕ ЭМПИРИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЙ ПРОСТРАНСТВА. СОСТОЯНИЕ ПРОСТРАНСТВА КОСНЫХ ПРИРОДНЫХ ТЕЛ НАШЕЙ ПЛАНЕТЫ

Смотрите также:

БИОСФЕРА. Следы былых биосфер

Вернадский Владимир Иванович

Вернадский. Ноосфера Вернадского. Биосфера планеты Земля

Владимир Иванович Вернадский. Основанные Вернадским ...

Биосфера. Вернадский. Дж. Мерей. Зюсс. Ламарк

ВЕРНАДСКИЙ. БИОСФЕРА. Представитель космизма ...

НООСФЕРА. ВЕРНАДСКИЙ

Вернадский. Какое вещество считается живым. Термин «живое ...

ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ ВЕРНАДСКИЙ. Биография и книги ...

ВЕРНАДСКИЙ. Биография и труды Вернадского. Вершиной его ...

Ноосфера. Вернадский. Пьер Тейяр де Шарден

Значение для понимания пространственных отношений в новой физике понятия о естественных телах. Естественные тела, нам доступные в космическом масштабе. Ньютон и миропредставление, им данное, к началу XX в. Эйнштейн и новые идеи в физике XX в. Поправка Эддингтона

Прежде чем перейти к состояниям земного пространства Кюри (см. § 129), необходимо остановиться на той неточной логической установке, которая сейчас царит в новой физике, когда она имеет дело с окружающими ее природными явлениями.

К каким природным явлениям относится пространство-время Эйнштейна или пространство Ньютона? В обоих случаях говорится, что мы имеем дело с Космосом или, точнее, с физическим пространством-временем и с пустым пространством Эвклида. В действительности Ньютон имел дело с пространством нашей Солнечной системы, а Эйнштейн и физики XIX-XX вв. реально имели дело главным образом с нашей Галаксией, с Галаксией Млечного Пути, т.е. с одной из спиральных туманностей.

Только после В. Гершеля (1738-1822) и В.Я. Струве (1793-1864) мы вышли настоящим образом за пределы Солнечной системы. В основу всего дальнейшего изложения я вношу это уточнение о естественных телах как объект научной работы, т.е. Солнечной системы и Галактики Млечного Пути вместо "Космоса" и "реальности". Эта поправка далеко не безразлична, так как ясно становится теперь, что, например, Галактики как спиральные туманности имеют неповторяемое определенное сложное пространственное строение, отличное от такого же строения солнечных систем. И, несомненно, в их пространствах это должно отражаться. Не только физико-химическое пространство в пределах нашей планеты сложно и неоднородно и не может быть сравниваемо с пространством Солнечной системы, в котором она находится, без поправок и оговорок, но и пространство нашей Солнечной системы не может быть сравниваемо без поправок и оговорок с пространством нашей Галактики Млечного Пути, в котором она находится. И те и другие являются разными, с точки зрения их пространства, естественными телами. Во всем дальнейшем изложении я буду говорить только об этих естественных телах и постараюсь оставить в стороне такие неопределенные представления, как Космос и реальность, которые явно разнородны.

Мы видим в нашем Млечном Пути проекцию многочисленных других Галаксий, лежащих за пределами пространства Млечного Пути, немногие свойства которых мы можем тоже изучать.

В основу современного точного естествознания кладется представление о естественном {природном) теле или о естественном {природном) явлении. Только такие тела изучаются натуралистом реально, будь это астроном, геолог или физик, который касается природных тел . Естественное или природное тело - это есть всякое природное, независимо от нас обособленное в пространстве и во времени от других природных тел и природных явлений, материальное или материально-энергетическое проявление. С точки зрения пространственных явлений мы различаем в окружающей нас земной, т.е. планетной, среде естественные тела: горные породы, почвы, океаны, минералы, кристаллы, животные, растения и т.п. То же видим мы за пределами нашей планеты и Солнечной системы: газовые туманности, Галактики или спиральные туманности, космическая пыль, кометы, метеориты, тектиты и т.п. Из этого перечисления ясно, что нас окружающее в высшей степени неоднородно, и понятие Космоса, или реальности, слишком неопределенно и двусмысленно для современного расцвета естествознания, есть остаток изжитых натуралистом представлений.

Доступная точному научному изучению реальность резко для нас распадается на несколько пространственно ограниченных естественных тел. Таковы: 1) пространство нашей Галактики Млечного Пути; 2) пространство нашей Солнечной системы, обособленное в Млечном Пути; 3) пространства планет ее, обособленные в пространстве Солнечной системы, и 4) пространство нашей планеты - Земли, неразрывно с нами связанное и наиболее глубоко нам доступное.

В основе всего описательного естествознания, которого касается и физик, лежит представление о разнородности естественных природных тел и явлений в среде, им изучаемой. Коренное изменение произошло в начале XX в., в 1905-1915 гг., 37 лет назад, когда глубокий мыслитель и математик А. Эйнштейн [26], тогда в Мюнхене, а ныне здравствующий в США54, положил начало коренному перевороту нашего понимания окружающей нас реальности.

Этот переворот по своему значению сравним с тем, который произвел англичанин И. Ньютон (1642-1727) в Кембридже более 270 лет назад; прошло с тех пор более 10-12 поколений. Основные ньютоновы достижения сохранились, получили дальнейшее развитие, но понимание их коренным образом изменилось. Ньютон понимал реальность в рамках древнего эллинского миропредставления. Нельзя забывать той исторической научной обстановки, в которой он работал.

В это время впервые на основе открытых в XVI и XVII столетиях рукописей эллинских геометров и математиков, их изданий и переводов, творческая мысль западноевропейских ученых в этой области знания подняла нить, упущенную несколько столетий назад, и быстро перегнала достижения древних ученых (поскольку они были тогда известны), положив начало новой математике.

Ньютон закончил и математически оформил идею Аристарха Самосского, жившего больше чем за тысячу лет до него, о вращении Земли вокруг Солнца, дал научное строение Солнечной системы, точное и с тех пор нерушимое геометрическое о ней представление.

В конце XVII в. он закончил работу двух веков до него: Коперника, Кеплера и Галилея. После долгой борьбы с картезианством его идеи вошли в жизнь только во второй половине XVII в. и окончательно овладели наукой только в конце его и в начале XIX в., когда создалась небесная механика. Но еще в XIX в. такой крупный мыслитель и натуралист как Гёте (1749-1832) стоял в стороне от его мировоззрения.

Идеи Ньютона вошли в науку с коренной поправкой физиков: пустое трехмерное эвклидово пространство Ньютона было заменено тем же пространством, заполненным материальным континуумом - световым эфиром (Гюйгенс).

Говоря о Ньютоне, нельзя забывать о другой черте характера его личности и его обстановки, о среде его веры, аналогичной пуританам - его современникам, но иной, чем у них, среди которой он жил. Ньютон был глубоко верующим христианином, занимавшимся не только наукой, но и теологией. Для него одно было неотделимо от другого.

Христианство его было в значительной степени субъективно, как было субъективно христианство его великого современника Мильтона, тоже глубоко верующего христианина и философа-материалиста, считавшего души человека, дьяволов и ангелов материальными.

Ньютон был если не одинок в своем понимании христианства, то принадлежал к ничтожной кучке людей, с ним согласных. Он принимал единого Бога и считал Христа только человеком. Но в то же время он принимал Библию как истинный факт, который руководил его жизнью, и много сил потратил на то, чтобы точно определить время создания и конца того временного мира, в котором он жил, для понимания которого он открыл законы всемирного тяготения.

Законы мира, которые он открыл, для него были законами временного, имеющего конец, мира. К апокалипсису он относился как к истине, указывающей ближайшее будущее. Свое пустое пространство он рассматривал как атрибут Бога и в нем допускал "как бы мгновенное" действие сил тяготения на расстоянии, что казалось для науки его времени невозможным и кажется таким и теперь. В действительности он ввел в науку теологическую мысль, допуская "чудо", постоянно существующее и непрерывно действующее, проявление - атрибут единого Бога.

В среде, где он жил, было мало людей, которые могли так серьезно верить, как Ньютон [27]. Вдумываясь в биографию Ньютона и в его работу над апокалипсисом, нельзя признать правильным обвинение его Лейбницем в безбожии в печатном памфлете на французском языке [28], с которым он обратился к одному из членов английской королевской семьи. Ньютон отвечал на это обвинение не сам, а ответ был дан тоже в виде памфлета, с его согласия, одним из его друзей, Кларком, так же, как и он, теологом. Книга эта до сих пор интересна как исторический памятник. Но надо отметить, что Ньютон не мог примириться с действием всемирного тяготения на расстоянии "как бы мгновенно", как это он принял для своих законов. В течение больше чем двухсот пятидесяти лет блестящее, первое в то время в истории науки, подтверждение природных законов такого масштаба - и с такой точностью - и дальнейшее их развитие заставляют считаться с фактом. Сохранились указания, однако, что Ньютон искал объяснения мгновенного действия тяготения в развитии идей Фотье дю Дюийе (1664-1753), швейцарского ученого, объясняющего тяготение давлением мелких двигающихся частиц, заполняющих Космос [29].

Научная мысль пошла по другому пути. Физика и астрономы XVII и XVIII столетий не могли последовать Ньютону и заполнили пустое пространство Ньютона физическим пространством - гипотетической всепроникающей всемирной жидкостью (континуумом), световым эфиром (Гюйгенс) [30]. Только при этом условии научное представление о силе тяготения (силах всемирного притяжения материи) могло иметь место.

В конце XIX в., когда идея о свете как волнообразном движении эфира, казалось, окончательно вошла в жизнь, существование эфира казалось доказанным. Как раз в это время динамическое представление о материи входило в жизнь, и я помню прекрасно один из разговоров с моим товарищем по Московскому университету, одним из крупнейших ученых-профессоров физики П.Н. Лебедевым, который утверждал, что он уверен только в существовании светового эфира. Мы все не заметили, как быстро исчезло представление об эфире и заменилось той научной атомистикой, расцвет которой мы переживаем. Все попытки доказать вещественный эфир экспериментально окончились неудачей. Результаты опытов дали отрицательный ответ. Научно-математическая критика (главным образом Лоренца в Голландии) нанесла последний удар в 1906 г.

В это время, в 1905 г., появилась впервые теория относительности А. Эйнштейна, заменившая пространство Ньютона, как оно понималось в XIX в., пространством-временем Эйнштейна1". Она произвела огромное впечатление. Но можно сказать, что только после второго мемуара Эйнштейна 1915 г. в пространстве-времени его теории относительности трехмерное пространство Эвк- лида, всем казавшееся понятным , исчезло, и в строении мира в физических природных процессах выдвинулось на первое место не пространство, как это было в ньютоновском представлении. По указанию Эддингтона [38] после 1915 г. в концепцию теории относительности вошла как основная часть в 1918 г. относительность мерила правила (gouge) (Н. Weyl).

Создалось новое миропредставление, где роль пространства не была столь основной, какую она играла в ньютоновском представлении и во всех основных земных процессах до Эйнштейна.

С 1915 г. - второго мемуара Эйнштейна - ход научного знания быстро выдвинул ряд новых идей и эмпирических достижений, значение которых не меньше, чем значение идей, выдвинутых Эйнштейном. В результате создалась новая физика XX столетия, находящаяся в бурном расцвете. Мы сейчас видим, что коренное изменение началось еще до Эйнштейна. Четыре новые большие области знания, считая идею Эйнштейна, в XX в. охватили и охватывают научное понимание реальности.

Во-первых, понятие пространства-времени теории относительности Эйнштейна. Он считал, что его пространство-время охватывает всю реальность, изучаемую физиками, правильнее сказать, естествознанием. В действительности, как указано в § 119, доступное научному изучению не выходит за пределы одной Галактики Млечного Пути. В Млечном Пути мы видим проекции других Галаксий, независимых от него, в виде правых или левых спиральных туманностей, но пространственных свойств их мы пока изучать не можем. Реально научно мы с ними сталкиваемся. Явно, что эти спиральные туманности, так же как скопления космической пыли, "угольные ямы" астрономов, только проектируются в нашу Галаксию, а лежат за ее пределами.

Во-вторых, в 1901 г., за 4 года до Эйнштейна, немецкий физик Планк [34], сын самостоятельно мыслившего философа, создал понятие "кванты", не обратившее вначале на себя внимание, но которое в 1925 г., благодаря немецкому математику В. Гейзенбергу в Вене, давшему основные идеи, выросло в новую отрасль науки - квантовую механику, играющую сейчас огромную роль в работе новой физики [35]. Оно связало концепцию Эйнштейна с научной атомистикой, охватившей науку XX в.

В-третьих, идея, которая выдвинута, мне кажется, одновременно в философии и в физике в начале 1930-х годов: в 1930 г. философом и математиком Jlepya [36] в Париже и в 1931 г. физиком Н. Бором в Копенгагене [37]. Но, мне кажется, те же идеи появились раньше, в 20-х годах [38]. Корни их идут в XVII век. Это идея, ярко высказанная Леруа, о коренном различии материально-энергетическом в макроскопическом и микроскопическом разрезах "мира". Реальное проявление этого явления мы видим в человеческой личности и в многоклеточном ее строении. В 1939 г. она была внесена в физику в двойственном характере ее законов - молярных и микроскопических - английским астрономом и философом А. Эддингтоном.

Широкое проникновение этих новых идей в физику вызвало в ней расцвет философских исканий, главным образом так называемой философской теории познания, созданной в XVIII и XIX столетиях в основном, немецкой философией идеалистических течений. Широкое влияние философии в физике резко бросалось в глаза по сравнению с другими отраслями естествознания, где под влиянием успехов той же физики в области радиоактивности и смежных дисциплин примат науки выдвинулся на первое место и значение философии отходит на второй план.

В-четвертых, тот же А. Эддингтон [39] в 1939 г., охватив научным путем теорию познания как научную эпистомологию , поставил в рамки влияние философии на физику, так как эпистомологические выводы всецело подчинены тому же критерию, как и все научные факты и научные обобщения, т.е. научному опыту и наблюдению.

Мы видим здесь тот же процесс выделения из философии новых наук, который в XIX в. изъял из философии логику и психологию, а в XX в. теорию познания. Я думаю, прав Эддингтон, указывающий на большое значение этого подчинения научному критерию - опыту и наблюдению - эпистомологии. Она тем самым вышла из области философии.

В результате новых представлений пространство в аспекте реальности отходит на второй план по сравнению с прежними научными представлениями. Пространство-время Эйнштейна не есть пространство геометра, к которому мы привыкли. Когда говорят о том, что пространство Эйнштейна является римановским пространством четырех измерений - это только приближенная попытка выразить пространство-время Эйнштейна. В теории относительности приходится образно принимать во внимание замкнутое геометрическое сферическое пространство, имеющее свою иную, чем эвклидова, геометрическую структуру, но не охватывающее целиком пространство-время Эйнштейна, а только приближающееся к нему с достаточной для теории относительности точностью, но, возможно, сильно от реальности отличающееся. Когда говорят, что пространство Эйнштейна есть не эвклидово, а римановское пространство 4 измерений, это лишь приближенно отвечает действительности, нельзя оба эти явления (ньютоново, эвклидово пространство и часть пространства-времени Эйнштейна - римановское) так в научной работе сравнивать.

Мне кажется, что мы не можем сейчас ответить на вопрос, как проявляется пространство-время Эйнштейна в пределах нашей планеты .

Не ясно, каковы пределы Космоса, которые захватываются сферическим пространством-временем Эйнштейна, ограничиваются ли они нашей Галаксией или это пространство-время захватывает всю Вселенную, доступную изучению, исходя из нашей планеты?

Всеобщности признания, какую поколениями многовековой научной и школьной традиции имело пространство Эвклида, пространство-время Эйнштейна не получило. В действительности пространство Эйнштейна, если это действительно пространство, которое можно сравнивать с пространством Эвклида, конечно, сферическое и четырех измерений, т.е. одна из форм римановской геометрии. Оно единое, захватывающее весь эйнштейновский Космос.

Неоднородное пространство, которое мы научно изучаем на нашей планете - Земле, геометрически отвечает точке в эвклидовом пространстве Ньютона и в пространстве-времени Эйнштейна. Изучая геометрические состояния этого пространства, мы приходим к парадоксу, что мы не можем выходить за пределы геометрической точки, как бы научно работаем в пределах этой точки.

К содержанию книги: Академик Владимир Иванович Вернадский - Химическое строение биосферы Земли и ее окружения