Предыдущая часть:
Таким образом, в искривлении трехмерного пространства, с точки зрения математики и геометрии, ничего необычного нет.
Чтобы изогнуть одномерную прямую линию, нам нужно второе измерение, то есть нужна плоскость. Чтобы изогнуть двухмерную плоскость, нам нужно третье измерение, то есть нужно трехмерное пространство. А чтобы изогнуть трехмерное пространство - не какие-то отдельные линии или поверхности в этом пространстве, а все трехмерное пространство целиком, в какой-то его области - нам нужно четвертое измерение.
Этот ряд можно продолжить и обобщить: для искривления n-мерного пространства требуется дополнительное, n+1, измерение. И в ОТО и современной физике таким дополнительным, четвертым, измерением выступает время.
Проблема пространства и времени
Но на этом проблемы не заканчиваются - с этого они только начинаются.
И главная проблема современной натурфилософии (то есть современной физики) состоит в том, что никто из физиков до сих пор не может толком сказать, что такое пространство и время. Что это такое? Это какая-то объективная реальность, часть физического материального мира? Или это что-то другое, принципиально отличное от всякой материи и вещества?
С одной стороны, вроде бы вполне очевидно, что пространство и время не являются какой-либо формой материи или вещества. "Это что-то другое".
Особенно это очевидно относительно времени. Ведь вряд ли кто-то из нас скажет, что время - это что-то "вещественное", какая-то "форма материи". Очевидно, время не является веществом или материей - оно существует как-то совершенно иначе, чем любые формы материи и вещества. Время принципиально отлично от вещества и любых форм материи - оно нематериально. Мы его даже увидеть или потрогать не можем. Скорее мы можем о нем только мыслить, наблюдая за движением материальных вещей и предметов - например, наблюдая за движением секундной стрелки на циферблате часов.
Но оно есть. И мы можем время даже измерить - как мы можем измерить любую другую физическую величину. Для этого нам, как и при измерении любых других величин, достаточно выбрать эталон, единицу измерения времени (например, секунду), а потом можно измерять любое время.
А пространство? Что это такое вообще? В сущности, если подумать, пространством мы называем просто "пустоту". Вот в комнате стоит стол, стул, шкаф, другие предметы. А между ними ничего нет - между ними "пустота". И вот эту "пустоту" мы и называем "пространством".
То есть, как и в случае со временем, пространство мы скорее просто домысливаем. И как и в случае со временем, увидеть и потрогать пространство мы не можем: ведь нельзя же увидеть и потрогать "пустоту"? Пустота - она потому и пустота, что "там ничего нет". Мы можем увидеть и потрогать вещи, материальные предметы, которые находятся вокруг нас, а о существовании этой "пустоты", пространства, между вещами мы узнаем именно потому, что "там ничего нет" и мы ничего там не видим и не ощущаем.
Тем не менее, у нас нет сомнений, что пространство, как и время, все же каким-то образом существует. И как и время, мы даже можем его измерять, с помощью принятых единиц расстояния. Причем измерять пространство мы можем в три разные стороны.
Странности пространства и времени
Но самая большая странность состоит даже не в том, что мы можем измерять пространство и время, как любую другую физическую величину - несмотря на то, что пространство и время, очевидно, принципиально отличаются от любых предметов, любого вещества и любых форм материи (частиц или полей).
Самая большая странность состоит в том, что, согласно ОТО Эйнштейна, пространство и время - будучи, очевидно, чем-то принципиально отличным от материи, то есть будучи чем-то нематериальным - каким-то образом все же взаимодействуют с материей и веществом.
В самом деле, ведь, согласно ОТО, большое количество материи, с большой массой, искривляет пространство и время. И в результате другие материальные вещи, обладающие массой, движутся в таком искривленном пространстве-времени иначе, чем в неискривленном, "плоском", пространстве-времени.
Как выразился по этому поводу один современный натурфилософ: "Вещество говорит пространству, как ему искривляться, а пространство говорит веществу, как ему двигаться".
То есть получается, что нечто нематериальное и принципиально отличное от материи - пространство и время - все же каким-то образом взаимодействует с материей и веществом. И, собственно, именно этот момент в ОТО Эйнштейна в свое время вызвал возмущение у гомо советикусов, воспитанных на марксистском "диалектическом материализме". Совки увидели в ОТО Эйнштейна покушение на "материализм", отход товарища Эйнштейна от марксистско-ленинских философских принципов "последовательного материализма". Заподозрили в ОТО "происки буржуазии" и нашли в ней признаки "буржуазной идеалистической философии".
Представления о пространстве и времени в физике
Проблема тут еще в том, что ни Эйнштейн, ни другие физики и сами до сих пор не могут толком сказать, что такое пространство и время.
Исаак Ньютон представлял пространство как огромный трехмерный "ящик без стенок", в котором тикают часы.
И, надо признать, представления о пространстве и времени у физиков с тех пор изменились мало. Вся разница только в том, что теперь часы не тикают в трехмерном "ящике", а время как бы "встроено" в сам этот "ящик", в качестве четвертого его измерения. То есть "ящик" теперь стал четырехмерным: три измерения у него обычные, пространственные, "ньютоновские", а четвертое измерение, время, отличается от этих трех пространственных измерений. И этот "ящик" теперь может искривляться, деформироваться, под воздействием находящегося в нем вещества.
Но это и все. Во всем остальном представления физиков о пространстве и времени со времен Ньютона почти не изменились. И ничего больше они сказать об этом не могут. Пространство и время, по их мнению - это, в сущности, все тот же ньютоновский "ящик", только более сложный. А в этом "ящике" находится материя, вещество. То есть пространство и время по-прежнему выступают неким "вместилищем" материи, "подмостками арены", на которых стоит вся наша Вселенная. Но что это за "подмостки Вселенной" и откуда они взялись - по этому поводу физики до сих пор ничего внятного сказать не могут.
А философы? Почему молчат философы? Куда они все подевались? В какой-то момент они отдали натурфилософию на откуп физикам и химикам и отстранились от проблем натуральной философии. А физикам самим с проблемой пространства и времени явно не справиться.
Современные физики, конечно, люди умные - они много знают, хорошо владеют сложнейшими математическими методами. Но физики уже давно отошли от своих истоков - от натурфилософии, и поэтому ничего, кроме своих носов и формул под этими носами, они не видят. А вопрос о природе пространства и времени, очевидно, не является вопросом только физики - он слишком сложный, тут уже требуется философия. Настоящая, серьезная философия.
Концепция пространства и времени Иммануила Канта
Но философы, конечно, не молчат. Они давно подозревали, что проблема пространства и времени гораздо сложнее, чем может показаться физикам, и даже после появления трудов Ньютона продолжали размышлять над этой проблемой.
И в 1781 году, спустя сто лет с момента появления «Математических начал натуральной философии» Ньютона, немецкий философ Иммануил Кант в своей книге «Критика чистого разума» предложил свою концепцию пространства и времени, принципиально отличную от концепции Ньютона.
Кант предположил, что то, что мы называем "пространством" и "временем" не является чем-то, что существует объективно, в самом объективном (физическом) мире. Это никакой не "ящик". Кант утверждал, что пространство и время - это нечто вроде "призмы" или "очков", которые "встроены" в само наше сознание. И мы, глядя через эти "очки" на окружающий мир, все вокруг воспринимаем как находящееся в пространстве и времени.
Помните сказку "Волшебник Изумрудного города"? Там все, кто появлялся в королевстве, должны были обязательно носить зеленые очки. И поэтому все вокруг им казалось зеленым, изумрудным. Вот и пространство и время, по мнению Канта, является чем-то вроде таких "очков". Только снять эти "очки" мы не можем - они "встроены" в само наше сознание. И все ощущения, которые возникают в нашем сознании в результате воздействия объективного внешнего мира на наши органы чувств, наше сознание укладывает и упорядочивает в специальную "рамку", в пространство и время - подобно тому, как краски на картине уложены в рамку, обрамляющую эту картину. И в результате в нашем сознании возникает единая "картинка мира", в которой все предметы и вещи уже существуют в пространстве и времени.
"Что за глупости! - возможно, возмутится кто-то из читателей, далеких от философии. - Ваш Кант был просто глупым фантазером и сказочником! Буржуазным философом-идеалистом! А когда я иду по улице или по лесу или по комнате? Что же, получается, что я никуда не иду? И мне только кажется, что я перемещаюсь в пространстве? Чушь полная! Я хожу по-настоящему, своими ногами! И это требует от меня усилий - иногда я даже потею при ходьбе! Как и положено представителю трудового народа! А значит, и пространство и время существуют объективно!"
И я отчасти даже соглашусь с таким читателем: концепция пространства и времени Канта действительно выглядит странной и вызывает вопросы. Но не будем спешить. Про Канта можно сказать что угодно, но нет сомнений, что человеком он был очень умным, даже гениальным. И прежде, чем представить свою концепцию пространства и времени, он, несомненно, хорошенько подумал. И он в своей книге представил несколько довольно убедительных аргументов в пользу такой концепции.