Книга: По следам бесконечности

От Аристотеля до Эйнштейна

От Аристотеля до Эйнштейна

Как уже говорилось, древнегреческие мыслители пытались решить вопрос о геометрических свойствах Вселенной чисто умозрительно, исходя из обыденных, наглядных представлений об окружающем.

Когда же Аристотель построил свою геоцентрическую систему мира, впервые появилась возможность делать выводы о конечности или бесконечности Вселенной, исходя из естественнонаучных данных того времени.

Согласно системе Аристотеля, все небесные светила обращаются вокруг Земли и притом с одинаковой угловой скоростью, совершая один оборот в сутки. Значит, чем дальше расположено от Земли то или иное небесное тело, тем большей линейной скоростью оно должно обладать. Ведь чем дальше, тем больше длина той окружности, которую планета или звезда должна описать в течение суток.

Если предположить, что существуют звезды, которые находятся на бесконечно больших расстояниях от Земли, то они должны перемещаться в пространстве с бесконечно большими скоростями.

Принцип запрета сверхсветовых скоростей в то время, разумеется, не был еще известен. Но интуиция подсказывала, что реальные тела не могут перемещаться с бесконечно большой скоростью. К тому же Аристотель, как мы уже отмечали, а вслед за ним и большинство мыслителей последующих эпох, не признавали актуальной, то есть осуществившейся бесконечности.

Таким образом, из картины мира, нарисованной Аристотелем, с неизбежностью следовал вывод о конечности мира. К подобному заключению Аристотеля приводили и некоторые соображения чисто физического порядка. К ним мы еще вернемся.

Вывод о конечности мира сохранил свою силу и по отношению к гелиоцентрическому учению Коперника с той лишь разницей, что центром обращения всех небесных тел стало теперь Солнце.

Сейчас нам ясно, в чем ошибочность подобных рассуждений. Все дело в том, что и Солнце вовсе не является центром мира, как считал Коперник, а лишь центром нашей Солнечной системы. Но во времена Коперника вывод об ограниченности Вселенной казался неопровержимым.

Первым, кто усомнился в этом и широко провозгласил идею бесконечности Вселенной, был Джордано Бруно.

«…Вселенная не имеет предела и края, но безмерна и бесконечна…» — писал великий итальянский мыслитель в своих знаменитых «Диалогах».

В безграничности Вселенной Бруно видел возможность освобождения человеческого духа от сковывавших его в мрачную эпоху средневековья всяческих границ, которые невольно отождествлялись для него с «небесной твердью».

писал Бруно в одном из своих сонетов.

Однако выводы Бруно не носили физического или астрономического характера, а были основаны на общих соображениях философского толка.

Естественнонаучное обоснование этих идей попыталась дать физика Ньютона. Из основных законов классической механики следует, что любая конечная система материальных частиц или тел должна в результате взаимного притяжения собраться к одному общему центру. Таким образом, с точки зрения физики Ньютона сколько-нибудь устойчивая конечная материальная Вселенная просто не может существовать.

А поскольку она существует и не собирается к одному центру, значит, она бесконечна.

Вопрос казался вполне ясным и решенным бесповоротно и окончательно, как, впрочем, и все другие проблемы, получившие описание в рамках классической физики.

— Сегодня можно смело сказать, — оптимистически заявил на рубеже XIX и XX столетий один из авторитетнейших физиков того времени англичанин Вильям Томсон (лорд Кельвин), — что грандиозное здание физики — науки о наиболее общих свойствах и строении неживой материи, о главных формах ее движения — в основном возведено. Остались мелкие отделочные штрихи.

Казалось, выводы классической физики Ньютона о бесконечности мира находят себе убедительное подтверждение и в астрономических наблюдениях.

С развитием методов изучения Вселенной ученым удалось установить, что звезды находятся от нас на разных расстояниях. И тем самым возможная «граница мира» значительно отодвинулась.

Прошло еще некоторое время, и оказалось, что окружающие нас звезды образуют обособленную звездную систему — Галактику. Были определены размеры этого звездного острова: выяснилось, что его протяженность составляет около 100 тысяч световых лет.

Затем были открыты другие галактики, удаленные от нашей на огромные расстояния. От одной из ближайших галактик — знаменитой туманности Андромеды, световой луч преодолевает расстояние до Земли за 2 миллиона световых лет!

По мере дальнейшего совершенствования методов астрономических наблюдений ученые открывали все новые и все более далекие космические объекты. Казалось, это может служить свидетельством бесконечной протяженности Вселенной, подтверждающим картину мира классической физики XIX столетия.

восторженно возглашала эпиграмма того времени.

Но, как это нередко случается в науке, достигнутая ясность оказалась обманчивой, а истина — куда более сложной, чем представлялось последователям Ньютона.

Разработанная в начале текущего столетия Альбертом Эйнштейном теория относительности перевернула уже успевшие стать привычными ньютоновские представления о пространстве и времени и заставила еще раз пересмотреть вопрос о бесконечности Вселенной.