Павел Флоренский - Павел Флоренский История и философия искусства

7. Пространство трехмерно. Обычное разъяснение трехмерности делается с ссылкою на возможность провести чрез каждую точку пространства три, — не более и не менее как три, —взаимно перпендикулярные прямые. Но такое разъяснение предполагает ряд других свойств, которые в существе дела не связаны необходимо со свойством трехмерности. Поэтому правильнее будет охарактеризовать трехмерность пространства как необходимость и достаточность для точек его определяться тремя, — не более и не менее как тремя, —независимыми друг от друга данными, каковы бы они ни были. Если три данные устанавливают точку в пространстве, два данных или одно недостаточны, так как оставляют возможность бесконечного выбора, а четыре, или большее число данных, если они независимы друг от друга, оказываются, вообще говоря, несовместимыми и друг друга исключающими, то такое пространство обладает свойством трехмерности, если же этого нет, то нет причин называть пространство трехмерным. От других вышеуказанных свойств трехмерность независима и потому должна быть доказываема особо.

8. Пространство однозначно. Три данные или координаты определяют точку в пространстве, т. е. исключают возможность произвольного выбора в том или другом непрерывном геометрическом образе. Однако это не отменяет выбора какого бы то ни было. Определенному сочетанию трех координат может отвечать несколько или даже бесконечное множество различных точек, своею совокупностью не образующих, однако, никакой непрерывности. —Иначе говоря, соответствие точек и координатных триад может быть не однозначным, или во всяком случае, хотя и однозначным, но не взаимно однозначным. Можно мыслить трехмерное пространство таким, что всякой точке или быть может некоторым точкам, соответствует не одна, а множество различных координатных триад; а с другой стороны, можно мыслить пространство, в котором каждой координатной триаде или некоторым соответствует некоторое множество точек. Это будет пространство хотя и трехмерное, но не однозначное. Указанная возможность мыслима и суженною, так, чтобы координатным триадам соответствовали точки однозначно, но не наоборот, или чтобы точкам однозначно соответствовали координатные триады, но триадам соответствие точек было бы многозначное. Итак, вообще говоря, пространство — трехмерное и иное, должно мыслиться вообще говоря многозначным, и лишь на основании особых доказательств может быть признано однозначным. Ясное дело, многозначность пространства есть свойство общее, сравнительно с частным —однозначности, и последнее требует для своего существования особых условий. — Сказанное о точках должно быть повторено с соответственными изменениями также о направлениях в пространстве, в путях и различных геометрических образах, в отношении которых однозначность должна быть всякий раз доказываема особо, тогда как многозначность, вообще говоря, разумеется сама собою. Сюда относится, например, расширение и обогащение понятия о четнои нечетносторонних поверхностях: в связи с существованием, наряду с нормалью, бинормали и тринормали возможны чрезвычайно сложные трехмерные аналогии односторонним и двусторонним поверхностям обыкновенного пространства, но бесконечно более богатые свойствами, подобно тому, как поверхность богаче плоских линий. Наконец, пространство обладает всюду нулевою кривизною. Это свойство пространства не вытекает из предыдущих и должно утверждаться и доказываться особо. Из бесчисленных возможностей различных положительных и отрицательных кривизн, хотя бы и всюду постоянных, нулевая кривизна есть лишь частный случай, и потому доказательство действительности его лежит на том, кто утверждает этот частный случай, тогда как вообще говоря, о кривизне пространства надо говорить как об отличной от нуля. Далее, в главе о полях, понятие кривизны пространства будет рассмотрено более обстоятельно.

1925. V.15

Перечисленными выше признаками характеризуется евклидо–кантовское пространство, т. е. пространство обыкновенной геометрии. Это —то самое пространство, с которым имеет дело рациональная механика. Но пространство физического мира, даже схематически строенное физикою, имеет признаки, существенно отличные от перечисленных выше. Уже основные аксиомы ньютоновской механики, в частности принцип инерции, несовместимы с бесконечностью и некоторыми другими свойствами евклидовского пространства, так что требуется какая‑то перестройка самого понятия пространства. Более глубокая перестройка основ физики на почве обоих принципов относительности повела к существенно отличным от прежних взглядов на пространство, установив его конечность, неоднородность и неизотропность, многомерность (в концепции Эдцингтона — пятимерность), отличие его кривизны от нуля, и притом различное в разных местах, многозначность и, при известном подходе (использование мнимостей), — его несвязность. В дальнейшем можно предвидеть, уже намеченное современной мыслью, отрицание непрерывности на почве теории квантов. Современная физика уже порвала с канто–евклидовским пространством. Достаточно отметить хотя бы эйнштейновский вывод из общей теории относительности о квази–сферичности мирового пространства с радиусом, равным

где ρ есть средняя плотность материи, или подобный же вывод де–Зитмера [187]о конечности времени, или хотя бы результат астрономических исследований Шварцшильда [188]и Гарцера [189]об эллиптичности (в римановском смысле) пространства вселенной с радиусом кривизны, примерно в 100 миллионов раз превосходящим радиус земной орбиты, как представление, согласованное с астрономическим опытом, чтобы убедиться, насколько далека от современной физики евклидовская геометрия. На эту тему можно было бы еще говорить много и показать всесторонне выветривание евклидовского пространства под действием физических исследований. Но в данном случае это не является необходимостью, хотя и могло бы быть полезным дидактическим вступлением для тех, кто в своем мышлении о действительности отправляется от схем и абстракций вместо прямого использования непосредственного опыта. Но поскольку настоящая книга, хотя и общедоступная, предназначена все‑таки тем, кто вниманию своему подвергает действительно переживаемое, а не провозглашаемое таковым в угоду построений схематических, постольку анализ физического пространства здесь был бы скорее вредным, отнимая место у других глав, и подсказывая ложную мысль о необходимости считаться при изучении искусства с выводами физики, и создавая соответственную привычку.