Ìèíèñòåðñòâî íàóêè, âûñøåé øêîëû è òåõíè÷åñêîé ïîëèòèêè
                     Ðîññèéñêîé ôåäåðàöèè

 Ñàðàòîâñêèé îðäåíà òðóäîâîãî êðàñíîãî çíàìåíè ãîñóäàðñòâåííûé
              óíèâåðñèòåò èì. Í. Ã. ×åðíûøåâñêîãî

                      ÐÅÔÅÐÀÒ ÏÎ ÔÈËÎÑÎÔÈÈ

                   ñîèñêàòåëÿ çâàíèÿ ê.ô.-ì.í.
              èíæåíåðà êàôåäðû ôèçèêè òâ¸ðäîãî òåëà
                  Áàáàÿíà Àíäðåÿ Âëàäèìèðîâè÷à.

              Òåìà: Ïðîñòðàíñòâî è âðåìÿ â ôèçèêå.

                      ã.Ñàðàòîâ - 1994 ã.


                                                             1
         ÑÎÄÅÐÆÀÍÈÅ
                                                          ëèñò
ÂÂÅÄÅÍÈÅ                                                    2

     1. Ðàçâèòèå ïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåííûõ ïðåäñòàâëåíèé
        â êëàññè÷åñêîé ìåõàíèêå                             3

     2. Ïðîñòðàíñòâî è âðåìÿ â òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè
        Àëüáåðòà Ýéíøòåéíà                                  8

        2.1. Ñïåöèàëüíàÿ òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè             8

        2.2. Ïðîñòðàíñòâî è âðåìÿ â îáùåé òåîðèè
             îòíîñèòåëüíîñòè è ðåëÿòèâèñòñêîé
             êîñìîëîãèè                                    10

     3. Ïðîñòðàíñòâî è âðåìÿ â ôèçèêå ìèêðîìèðà            15

        3.1. Ïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåííûå ïðåäñòàâëåíèÿ
             êâàíòîâîé ìåõàíèêè                            15

        3.2. Ïðåðûâíîñòü è íåïðåðûâíîñòü ïðîñòðàíñòâà è
             âðåìåíè â ôèçèêå ìèêðîìèðà                    18

        3.3. Ïðîáëåìà ìàêðîñêîïè÷íîñòè ïðîñòðàíñòâà è
             âðåìåíè â ìèêðîìèðå                           20

ÇÀÊËÞ×ÅÍÈÅ                                                 23

ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ                                                 24



                                                             2
         ÂÂÅÄÅÍÈÅ.

     Äèàëåêòè÷åñêèé  ìàòåðèàëèçì  èñõîäèò  èç òîãî, ÷òî "â ìèðå 
íåò íè÷åãî, êðîìå äâèæóùåéñÿ ìàòåðèè, è äâèæóùàÿñÿ  ìàòåðèÿ  íå 
ìîæåò äâèãàòüñÿ èíà÷å, êàê â  ïðîñòðàíñòâå  è  âî  âðåìåíè"(*). 
Ïðîñòðàíñòâî è âðåìÿ, ñëåäîâàòåëüíî, âûñòóïàþò ôóíäàìåíòàëüíûìè 
ôîðìàìè     ñóùåñòâîâàíèÿ    ìàòåðèè.    Êëàññè÷åñêàÿ    ôèçèêà 
ðàññìàòðèâàëà    ïðîñòðàíñòâåííî - âðåìåííîé   êîíòèíóóì    êàê 
óíèâåðñàëüíóþ  àðåíó  äèíàìèêè   ôèçè÷åñêèõ   îáúåêòîâ.  Îäíàêî 
ðàçâèòèå íåêëàññè÷åñêîé ôèçèêè  ( ôèçèêè  ýëåìåíòàðíûõ  ÷àñòèö, 
êâàíòîâîé  ôèçèêè  è  äð. )  âûäâèíóëî  íîâûå  ïðåäñòàâëåíèÿ  î 
ïðîñòðàíñòâå è âðåìåíè. Îêàçàëîñü, ÷òî ýòè êàòåãîðèè íåðàçðûâíî 
ñâÿçàíû ìåæäó ñîáîé. Âîçíèêëè ðàçíûå êîíöåïöèè: ñîãëàñíî îäíèì, 
â  ìèðå   âîîáùå  íè÷åãî   íåò,  êðîìå  ïóñòîãî   èñêðèâëåííîãî 
ïðîñòðàíñòâà, à ôèçè÷åñêèå îáúåêòû ÿâëÿþòñÿ òîëüêî ïðîÿâëåíèÿìè
ýòîãî  ïðîñòðàíñòâà.  Ñîãëàñíî  äðóãèì,  ïðîñòðàíñòâî  è  âðåìÿ 
ïðèñóùè ëèøü ìàêðîñêîïè÷åñêèì îáúåêòàì.
     Êàê  âèäíî,  ñîâðåìåííàÿ  ôèçèêà  íàñòîëüêî  ðàçðîñëàñü  è 
ïîòåðÿëà åäèíñòâî, ÷òî â åå ðàçëè÷íûõ ðàçäåëàõ ñóùåñòâóþò ïðÿìî 
ïðîòèâîïîëîæíûå óòâåðæäåíèÿ î ïðèðîäå è ñòàòóñå ïðîñòðàíñòâà  è 
âðåìåíè. Ýòîò ôàêò òðåáóåò  òùàòåëüíîãî èññëåäîâàíèÿ,  òàê  êàê  
ìîæåò  ïîêàçàòüñÿ,  ÷òî    ïðåäñòàâëåíèÿ   ñîâðåìåííîé   ôèçèêè   
ïðîòèâîðå÷àò   ôóíäàìåíòàëüíûì    ïîëîæåíèÿì    äèàëåêòè÷åñêîãî  
ìàòåðèàëèçìà.
     Ïðàâäà, ñëåäóåò îòìåòèòü,  ÷òî â  ñîâðåìåííîé ôèçèêå  ðå÷ü 
èäåò î ïðîñòðàíñòâå è âðåìåíè  êàê î ôèçè÷åñêèõ ïîíÿòèÿõ, êàê î 
êîíêðåòíûõ     ìàòåìàòè÷åñêèõ       ñòðóêòóðàõ,      íàäåëåííûõ     
ñîîòâåòñòâóþùèìè ñåìàíòè÷åñêèìè è ýìïèðè÷åñêèìè èíòåðïðåòàöèÿìè  
â ðàìêàõ îðåäåë¸ííûõ òåîðèé, è ÷òî  âûÿñíåíèå  ìàêðîñêîïè÷íîñòè
ïîäîáíûõ  ñòðóêòóð  íå  èìååò  ïðÿìîãî  îòíîøåíèÿ  ê  ïîëîæåíèþ 
äèàëåêòè÷åñêîãî ìàòåðèàëèçìà îá óíèâåðñàëüíîñòè ïðîñòðàíñòâà  è 
âðåìåíè, òàê êàê â ýòîì ðå÷ü èäåò óæå î ôèëîñîôñêèõ êàòåãîðèÿõ.
     Íà÷èíàòü  èññëåäîâàíèå   öåëåñîîáðàçíî   ñ   ïðåäñòàâëåíèé  
àíòè÷íîé íàòóðôèëîñîôèè, àíàëèçèðóÿ çàòåì âåñü ïðîöåññ ðàçâèòèÿ 
ïðîñòðàíñòâåííî - âðåìåííûõ ïðåäñòàâëåíèé âïëîòü äî íàøèõ äíåé. 

---------
(*) Ëåíèí Â.È. ÏÑÑ, ò. 18, ñ. 181.      


                                                             3
         1. ÐÀÇÂÈÒÈÅ ÏÐÎÑÒÐÀÍÑÒÂÅÍÍÎ - ÂÐÅÌÅÍÍÛÕ
            ÏÐÅÄÑÒÀÂËÅÍÈÉ Â ÊËÀÑÑÈ×ÅÑÊÎÉ ÔÈÇÈÊÅ.

     Â  àíàëèçå  àíòè÷íûõ  äîêòðèí  î  ïðîñòðàíñòâå  è  âðåìåíè 
îñòàíîâèìñÿ íà äâóõ:  àòîìèçìå Äåìîêðèòà è  ñèñòåìå Àðèñòîòåëÿ.
     Àòîìèñòè÷åñêàÿ  äîêòðèíà   áûëà   ðàçâèòà   ìàòåðèàëèñòàìè   
Äðåâíåé Ãðåöèè Ëåâêèïïîì è Äåìîêðèòîì. Ñîãëàñíî ýòîé  äîêòðèíû, 
âñ¸  ïðèðîäíîå  ìíîãîîáðàçèå  ñîñòîèò  èç  ìåëü÷àéøèõ  ÷àñòè÷åê 
ìàòåðèè  (  àòîìîâ  ),  êîòîðûå   äâèãàþòñÿ,   ñòàëêèâàþòñÿ   è   
ñî÷åòàþòñÿ â  ïóñòîì ïðîñòðàíñòâå. Àòîìû ( áûòèå ) è  ïóñòîòà ( 
íåáûòèå ) ÿâëÿþòñÿ ïåðâîíà÷àëàìè ìèðà. Àòîìû íå âîçíèêàþò è  íå 
óíè÷òîæàþòñÿ,  èõ  âå÷íîñòü   ïðîèñòåêàåò   èç   áåçíà÷àëüíîñòè   
âðåìåíè.  Àòîìû  äâèãàþòñÿ   â   ïóñòîòå   áåñêîíå÷íîå   âðåìÿ.   
Áåñêîíå÷íîìó ïðîñòðàíñòâó ñîîòâåòñòâóåò áåñêîíå÷íîå âðåìÿ.
     Ñòîðîííèêè ýòîé  êîíöåïöèè  ïîëàãàëè, ÷òî àòîìû  ôèçè÷åñêè 
íåäåëèìû â ñèëó ïëîòíîñòè è îòñóòñòâèÿ â íèõ ïóñòîòû. Ìíîæåñòâî 
àòîìîâ, êîòîðûå  íå  ðàçäåëÿþòñÿ  ïóñòîòîé, ïðåâðàùàþòñÿ â îäèí  
áîëüøîé àòîì, èñ÷åðïûâàþùèé ñîáîé ìèð.
     Ñàìà  æå  êîíöåïöèÿ  áûëà  îñíîâàíà  íà àòîìàõ, êîòîðûå  â 
ñî÷åòàíèè ñ ïóñòîòîé îáðàçóþò âñ¸ ñîäåðæàíèå ðåàëüíîãî ìèðà.  Â 
îñíîâå  ýòèõ  àòîìîâ  ëåæàò  àìåðû  ( ïðîñòðàíñòâåííûé  ìèíèìóì 
ìàòåðèè  ).  Îòñóòñòâèå  ó  àìåðîâ  ÷àñòåé   ñëóæèò   êðèòåðèåì  
ìàòåìàòè÷åñêîé íåäåëèìîñòè. Àòîìû íå  ðàñïàäàþòñÿ  íà  àìåðû, à  
ïîñëåäíèå íå ñóùåñòâóþò â ñâîáîäíîì ñîñòîÿíèè. Ýòî ñîâïàäàåò  ñ 
ïðåäñòàâëåíèÿìè ñîâðåìåííîé ôèçèêè î êâàðêàõ.
     Õàðàêòåðèçóÿ   ñèñòåìó  Äåìîêðèòà  êàê  òåîòèþ ñòðóêòóðíûõ 
óðîâíåé  ìàòåðèè  -  ôèçè÷åñêîãî  (  àòîìû   è   ïóñòîòà  )   è  
ìàòåìàòè÷åñêîãî  (   àìåðû   ),   ìû   ñòàëêèâàåìñÿ   ñ   äâóìÿ   
ïðîñòðàíñòâàìè:   íåïðåðûâíîå   ôèçè÷åñêîå   ïðîñòðàíñòâî   êàê   
âìåñòèëèùå è ìàòåìàòè÷åñêîå  ïðîñòðàíñòâî, îñíîâàííîå íà àìåðàõ 
êàê ìàñøòàáíûõ åäèíèöàõ ïðîòÿæåíèÿ ìàòåðèè.
     Â ñîîòâåòñòâèè  ñ  àòîìèñòè÷åñêîé  êîíöåïöèåé ïðîñòðàíñòâà  
Äåìîêðèò  ðåøàë  âîïðîñû  î  ïðèðîäå  âðåìåíè  è  äâèæåíèÿ.   Â 
äàëüíåéøåì   îíè   áûëè  ðàçâèòû  Ýïèêóðîì  â  ñèñòåìó.  Ýïèêóð  
ðàññìîòðèâàë   ñâîéñòâà   ìåõàíè÷åñêîãî   äâèæåíèÿ   èñõîäÿ  èç   
äèñêðåòíîãî   õàðàêòåðà   ïðîñòðàíñòâà  è  âðåìåíè.   Íàïðèìåð,  
ñâîéñòâî èçîòàõèè çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî  âñå  àòîìû äâèæóòñÿ ñ  
îäèíàêîâîé ñêîðîñòüþ. Íà  ìàòåìàòè÷åñêîì óðîâíå  ñóòü  èçîòàõèè 
ñîñòîèò â òîì, ÷òî â ïðîöåññå ïåðåìåùåíèÿ  àòîìû  ïðîõîäÿò îäèí
"àòîì" ïðîñòðàíñòâà çà îäèí "àòîì" âðåìåíè.
     Òàêèì îáðàçîì, äðåâíåãðå÷åñêèå àòîìèñòû ðàçëè÷àëè äâà òèïà 
ïðîñòðàíñòâà  è  âðåìåíè.  Â èõ ïðåäñòàâëåíèÿõ áûëè ðåàëèçîâàíû  


                                                             4 
ñóáñòàíöèàëüíàÿ è àòðèáóòèâíàÿ êîíöåïöèè.
     Àðèñòîòåëü    íà÷èíàåò    àíàëèç   ñ   îáùåãî   âîïðîñà  î  
ñóùåñòâîâàíèè âðåìåíè,  çàòåì  òðàíñôîðìèðóåò  åãî  â  âîïðîñ î  
ñóùåñòâîâàíèè  äåëèìîãî  âðåìåíè.  Äàëüíåéøèé  àíàëèç   âðåìåíè 
âåä¸òñÿ Àðèñòîòåëåì  óæå íà  ôèçè÷åñêîì  óðîâíå,  ãäå  îñíîâíîå  
âíèìàíèå îí óäåëÿåò âçàèìîñâÿçè âðåìåíè è äâèæåíèÿ.  Àðèñòîòåëü 
ïîêàçûâàåò. ÷òî âðåìÿ íåìûñëèìî, íå ñóùåñòâóåò áåç äâèæåíèÿ, íî 
îíî íå åñòü è ñàìî äâèæåíèå.
     Â  òàêîé ìîäåëè âðåìåíè ðåàëèçîâàíà ðåëÿöèîííàÿ êîíöåïöèÿ. 
Èçìåðèòü âðåìÿ  è âûáðàòü åäèíèöû åãî èçìåðåíèÿ ìîæíî ñ ïîìîùüþ 
ëþáîãî  ïåðèîäè÷åñêîãî  äâèæåíèÿ, íî, äëÿ òîãî ÷òîáû ïîëó÷åííàÿ  
âåëè÷èíà áûëà óíèâåðñàëüíîé, íåîáõîäèìî èñïîëüçîâàòü äâèæåíèå ñ 
ìàêñèìàëüíîé  ñêîðîñòüþ.  Â  ñîâðåìåííîé  ôèçèêå  ýòî  ñêîðîñòü 
ñâåòà, â àíòè÷íîé è ñðåäíåâåêîâîé ôèëîñîôèè - ñêîðîñòü äâèæåíèÿ 
íåáåñíîé ñôåðû.
     Ïðîñòðàíñòâî  äëÿ  Àðèñòîòåëÿ âûñòóïàåò â êà÷åñòâå íåêîåãî 
îòíîøåíèÿ  ïðåäìåòîâ  ìàòåðèàëüíîãî  ìèðà,  îíî  ïîíèìàåòñÿ êàê 
îáúåêòèâíàÿ êàòåãîðèÿ, êàê ñâîéñòâî ïðèðîäíûõ âåùåé.
     Ìåõàíèêà  Àðèñòîòåëÿ   ôóíêöèîíèðîâàëà  ëèøü  â åãî ìîäåëè 
ìèðà. Îíà áûëà ïîñòðîåíà íà î÷åâèäíûõ ÿâëåíèÿõ çåìíîãî ìèðà. Íî 
ýòî   ëèøü   îäèí   èç   óðîâíåé   êîñìîñà    Àðèñòîòåëÿ.   Åãî  
êîñìîëîãè÷åñêàÿ ìîäåëü ôóíêöèîíèðîâàëà â êîíå÷íîì  íåîäíîðîäíîì 
ïðîñòðàíñòâå, öåíòð êîòîðîãî ñîâïàäàë ñ öåíòðîì  Çåìëè.  Êîñìîñ  
áûë ðàçäåëåí íà  çåìíîé è íåáåñíûé  óðîâíè. Çåìíîé  ñîñòîèò  èç 
÷åòûð¸õ ñòèõèé -  çåìëè, âîäû, âîçäóõà  è îãíÿ; íåáåñíûé  -  èç 
ýôèðíûõ  òåë,  ïðåáûâàþùèõ  â  áåñêîíå÷íîì  êðóãîâîì  äâèæåíèè.
Ýòà  ìîäåëü ïðîñóùåñòâîâàëà îêîëî äâóõ òûñÿ÷åëåòèé.  
     Îäíàêî  â  ñèñòåìå   Àðèñòîòåëÿ  áûëè  è äðóãèå ïîëîæåíèÿ, 
êîòîðûå îêàçàëèñü áîëåå  æèçíåñïîñîáíûìè è âî ìíîãîì îïðåäåëèëè 
ðàçâèòèå  íàóêè  âïëîòü  äî  íàñòîÿùåãî  âðåìåíè.  Ðå÷ü  èä¸ò î 
ëîãè÷åñêîì   ó÷åíèè   Àðèñòîòåëÿ   íà   îñíîâå  êîòîðîãî   áûëè  
ðàçðàáîòàíû  ïåðâûå  íàó÷íûå  òåîðèè,  â  ÷àñòíîñòè   ãåîìåòðèÿ 
Åâêëèäà.
     Â  ãåîìåòðèè  Åâêëèäà íàðÿäó  ñ îïðåäåëåíèÿìè  è àêñèîìàìè 
âñòå÷àþòñÿ  è  ïîñòóëàòû, ÷òî  ñâîéñòâåííî  áîëüøå  ôèçèêå, ÷åì  
àðèôìåòèêå.  Â  ïîñòóëàòàõ  ñôîðìóëèðîâàíû  òå  çàäà÷è, êîòîðûå 
ñ÷èòàëèñü  ðåø¸ííûìè.  Â  òàêîì  ïîäõîäå  ïðåäñòàâëåíà   ìîäåëü 
òåîðèè, êîòîðàÿ ðàáîòàåò è ñåãîäíÿ: àêñèîìàòè÷åñêàÿ  ñèñòåìà  è  
ýìïèðè÷åñêèé   áàçèñ   ñâÿçûâàþòñÿ   îïåðàöèîííûìè   ïðàâèëàìè.   
Ãåîìåòðèÿ Åâêëèäà ÿâëÿåòñÿ ïåðâîé ëîãè÷åñêîé ñèñòåìîé  ïîíÿòèé, 
òðàêòóþùèõ  ïîâåäåíèå  êàêèõ-òî  ïðèðîäíûõ  îáúåêòîâ.  Îãðîìíîé 
çàñëóãîé Åâêëèäà  ÿâëÿåòñÿ âûáîð  â  êà÷åñòâå  îáúåêòîâ  òåîðèè 

                                                             5 
òâ¸ðäîãî òåëà è ñâåòîâûõ ëó÷åé.
     Ã.Ãàëèëåé âñêðûë íåñîñòîÿòåëüíîñòü àðèñòîòåëåâñêîé êàðòèíû 
ìèðà  êàê â ýìïèðè÷åñêîì, òàê è â òåîðåòèêî-ëîãè÷åñêîì ïëàíå. Ñ 
ïîìîùüþ  òåëåñêîïà  îí íàãëÿäíî  ïîêàçàë íàñêîëüêî ãëóáîêè áûëè
ðåâîëþöèîííûå  ïðåäñòàâëåíèÿ   Í. Êîïåðíèêà,   êîòîðûé   ðàçâèë  
ãåëèîöåíòðè÷åñêóþ ìîäåëü  ìèðà. Ïåðâûì  øàãîì  ðàçâèòèÿ  òåîðèè 
Êîïåðíèêà ìîæíî ñ÷èòàòü îòêðûòèÿ È.Êåïëåðà:
1. Êàæäàÿ  ïëàíåòà  äâèæåòñÿ  ïî  ýëëèïñó,  â  îäíîì èç ôîêóñîâ 
êîòîðîãî íàõîäèòñÿ Ñîëíöå.
2. Ïëîùàäü ñåêòîðà îðáèòû, îïèñóâàåìàÿ ðàäèóñ-âåêòîðîì ïëàíåòû, 
èçìåíÿåòñÿ ïðîïîðöèîíàëüíî âðåìåíè.
3. Êâàäðàòû âðåì¸í îáðàùåíèÿ ïëàíåò âîêðóã Ñîëíöà îòíîñÿòñÿ êàê 
êóáû èõ ñðåäíèõ ðàññòîÿíèé îò Ñîëíöà.
     Ãàëèëåé, Äåêàðò è Íüþòîí ðàññìàòðèâàëè ðàçëè÷íûå ñî÷åòàíèÿ 
êîíöåïöèé  ïðîñòðàíñòâà è èíåðöèè: ó  Ãàëèëåÿ ïðèçíà¸òñÿ ïóñòîå 
ïðîñòðàíñòâî è êðóãîâîå èíåðöèàëüíîå  äâèæåíèå, Äåêàðò äîø¸ë äî 
èäåè ïðÿìîëèíåéíîãî  èíåðöèàëüíîãî  äâèæåíèÿ, íî îòðèöàë ïóñòîå 
ïðîñòðàíñòâî, è òîëüêî  Íüþòîí  îáúåäèíèë ïóñòîå ïðîñòðàíñòâî è 
ïðÿìîëèíåéíîå èíåðöèàëüíîå äâèæåíèå.
     Äëÿ  Äåêàðòà  íå õàðàêòåðåí  îñîçíàííûé è  ñèñòåìàòè÷åñêèé 
ó÷¸ò  îòíîñèòåëüíîñòè   äâèæåíèÿ. Åãî  ïðåäñòàâëåíèÿ îãðàíè÷åíû  
ðàìêàìè    ãåîìåòðèçàöèè   ôèçè÷åñêèõ   îáúåêòîâ,   åìó   ÷óæäà    
íüþòîíîâñêàÿ  òðàêòîâêà  ìàññû êàê èíåðöèàëüíîãî  ñîïðîòèâëåíèÿ  
èçìåíåíèþ. Äëÿ  Íüþòîíà  æå  õàðàêòåðíà äèíàìè÷åñêàÿ  òðàêòîâêà 
ìàññû, è â  åãî  ñèñòåìå  ýòî  ïîíÿòèå ñûãðàëî îñíîâîïîëîãàþùóþ  
ðîëü. Òåëî ñîõðàíÿåò  äëÿ Äåêàðòà ñîñòîÿíèå äâèæåíèÿ èëè ïîêîÿ, 
èáî  ýòî   òðåáóåòñÿ   íåèçìåííîñòüþ   áîæåñòâà.  Òî  æå  ñàìîå  
äîñòîâåðíî äëÿ Íüþòîíà âñëåäñòâèå ìàññû òåëà.
     Ïîíÿòèÿ   ïðîñòðàíñòâà  è  âðåìåíè  ââîäÿòñÿ  Íüþòîíîì  íà 
íà÷àëüíîì  óðîâíå  èçëîæåíèÿ, à  çàòåì ïîëó÷àþò ñâî¸ ôèçè÷åñêîå  
ñîäåðæàíèå   ñ ïîìîùüþ àêñèîì ÷åðåç çàêîíû äâèæåíèÿ. Îäíàêî îíè  
ïðåäøåñòâóþò  àêñèîìàì, òàê  êàê ñëóæàò óñëîâèåì äëÿ ðåàëèçàöèè  
àêñèîì:  çàêîíû  äâèæåíèÿ  êëàññè÷åñêîé   ìåõàíèêè  ñïðàâåäëèâû  
â  èíåðöèàëüíûõ  ñèñòåìàõ  îòñ÷¸òà,  êîòîðûå  îïðåäåëÿþòñÿ  êàê  
ñèñòåìû,  äâèæóùèåñÿ   èíåðöèàëüíî  ïî  îòíîøåíèþ ê àáñîëþòíîìó 
ïðîñòðàíñòâó è  âðåìåíè.  Ó  Íüþòîíà àáñîëþòíîå  ïðîñòðàíñòâî è 
âðåìÿ ÿâëÿþòñÿ àðåíîé äâèæåíèÿ ôèçè÷åñêèõ îáúåêòîâ.
     Ïîñëå  âûõîäà â ñâåò "Íà÷àë" Íüþòîíà ôèçèêà íà÷àëà àêòèâíî 
ðàçâèâàòüñÿ,   ïðè÷¸ì   ýòîò   ïðîöåññ   ïðîèñõîäèë  íà  îñíîâå   
ìåõàíèñòè÷åñêîãî  ïîäõîäà.  Îäíàêî, âñêîðå âîçíèêëè ðàçíîãëàñèÿ  
ìåæäó  ìåõàíèêîé   è   îïòèêîé,    êîòîðàÿ  íå  óêëàäûâàëàñü  â   
êëàññè÷åñêèå ïðåäñòàâëåíèÿ î äâèæåíèè òåë.

                                                             6
     Ïîñëå òîãî, êàê ôèçèêè ïðèøëè ê  âûâîäó î âîëíîâîé ïðèðîäå 
ñâåòà   âîçíèêëî   ïîíÿòèå   ýôèðà  -   ñðåäû  â  êîòîðîé  ñâåò   
ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ.  Êàæäàÿ ÷àñòèöà ýôèðà ìîãëà áûòü ïðåäñòàâëåíà 
êàê èñòî÷íèê âòîðè÷íûõ  âîëí,  è ìîæíî áûëî îáúÿñíèòü  îãðîìíóþ 
ñêîðîñòü ñâåòà îãðîìíîé  òâ¸ðäîñòüþ è óïðóãîñòüþ  ÷àñòèö ýôèðà.  
Èíûìè  ñëîâàìè    ýôèð   áûë    ìàòåðèàëèçàöèåé   Íüþòîíîâñêîãî    
àáñîëþòíîãî  ïðîñòðàíñòâà.  Íî  ýòî  øëî  â  ðàçðåç ñ îñíîâíûìè 
ïîëîæåíèÿìè äîêòðèíû Íüþòîíà î ïðîñòðàíñòâå.
     Ðåâîëþöèÿ â ôèçèêå íà÷àëàñü îòêðûòèåì Ð¸ìåðà - âûÿñíèëîñü, 
÷òî  ñêîðîñòü ñâåòà  êîíå÷íà è ðàâíà  ïðèìåðíî 300'000 êì/ñ.  Â 
1728  ãîäó  Áðýäðè îòêðûë ÿâëåíèå çâ¸çäíîé àáåððàöèè. Íà îñíîâå  
ýòèõ  îòêðûòèé  áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî ñêîðîñòü ñâåòà íå çàâèñèò  
îò äâèæåíèÿ èñòî÷íèêà è/èëè ïðè¸ìíèêà.
     Î.Ôðåíåëü  ïîêàçàë,  ÷òî   ýôèð  ìîæåò ÷àñòè÷íî óâëåêàòüñÿ 
äâèæóùèìèñÿ  òåëàìè,   îäíàêî   îïûò  À.Ìàéêåëüñîíà  (1881  ã.)  
ïîëíîñòüþ  ýòî  îïðîâåðã. Òàêèì  îáðàçîì âîçíèêëà  íåîáúÿñíèìàÿ 
íåñîãëàñîâàííîñòü,  îïòè÷åñêèå  ÿâëåíèÿ  âñ¸  õóæå  ñâîäèëèñü ê 
ìåõàíèêå.  Íî  îêîí÷àòåëüíî   ìåõàíèñòè÷åñêóþ    êàðòèíó   ìèðà   
ïîäîðâàëî    îòêðûòèå   Ôàðàäåÿ - Ìàêñâåëëà:   ñâåò    îêàçàëñÿ    
ðàçíîâèäíîñòüþ    ýëåêòðîìàãíèòíûõ     âîëí.     Ìíîãî÷èñëåííûå    
ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàêîíû  íàøëè  îòðàæåíèå â ñèñòåìå  óðàâíåíèé 
Ìàêñâåëëà,     êîòîðûå     îïèñûâàþò    ïðèíöèïèàëüíî     íîâûå   
çàêîíîìåðíîñòè. Àðåíîé ýòèõ çàêîíîâ  ÿâëÿåòñÿ âñ¸ ïðîñòðàíñòâî, 
à íå îäíè òî÷êè, â êîòîðûõ  íàõîäèòñÿ  âåùåñòâî èëè çàðÿäû, êàê  
ýòî ïðèíèìàåòñÿ äëÿ ìåõàíè÷åñêèõ çàêîíîâ.
     Òàê âîçíèêëà   ýëåêòðîìàãíèòíàÿ  òåîðèÿ   ìàòåðèè.  Ôèçèêè 
ïðèøëè  ê  âûâîäó  î  ñóùåñòâîâàíèè   äèñêðåòíûõ   ýëåìåíòàðíûõ 
îáúåêòîâ  â  ðàìêàõ ýëåêòðîìàãíèòíîé êàðòèíû ìèðà (ýëåêòðîíîâ).  
Îñíîâíûå   äîñòèæåíèÿ  â  îáëàñòè  èññëåäîâàíèÿ ýëåêòðè÷åñêèõ è 
îïòè÷åñêèõ  ÿâëåíèé   ñâÿçàíû  ñ ýëåêòðîííîé òåîðèåé Ã.Ëîðåíöà.  
Ëîðåíö ñòîÿë íà ïîçèöèè  êëàññè÷åñêîé ìåõàíèêè. Îí íàø¸ë âûõîä, 
êîòîðûé ñïàñàë  àáñîëþòíîå  ïðîñòðàíñòâî  è âðåìÿ  êëàññè÷åñêîé 
ìåõàíèêè, à òàêæå îáúÿñíÿë  ðåçóëüòàò îïûòà Ìàéêåëüñîíà, ïðàâäà 
åìó ïðèøëîñü îòêàçàòüñÿ  îò  ïðåîáðàçîâàíèé êîîðäèíàò Ãàëèëåÿ è  
ââåñòè   ñâîè   ñîáñòâåííûå,   îñíîâàííûå  íà  íåèíâàðèàíòíîñòè  
âðåìåíè.   t'=t-(vx/c¤),   ãäå  v - ñêîðîñòü  äâèæåíèÿ  ñèñòåìû   
îòíîñèòåëüíî  ýôèðà, à  õ - êîîðäèíàòà  òîé  òî÷êè â äâèæóùåéñÿ 
ñèñòåìå, â êîòîðîé ïðîèçâîäèòñÿ  èçìåðåíèå âðåìåíè. Âðåìÿ t' îí 
íàçâàë "ëîêàëüíûì âðåìåíåì". Íà îñíîâå ýòîé òåîðèè âèäåí ýôôåêò 
èçìåíåíèÿ ðàçìåðîâ òåë  L2/L1=1+(v¤/2c¤). Ñàì  Ëîðåíö  îáúÿñíèë 
ýòî  îïèðàÿñü  íà  ñâîþ  ýëåêòðîííóþ  òåîðèþ:  òåëà  èñïûòûâàþò 
ñîêðàùåíèå âñëåäñòâèå ñïëþùèâàíèÿ ýëåêòðîíîâ.


                                                             7
     Òåðèÿ  Ëîðåíöà  èñ÷åðïàëà âîçìîæíîñòè êëàññè÷åñêîé ôèçèêè. 
Äàëüíåéøåå ðàçâèòèå ôèçèêè áûëî íà ïóòè ðåâèçèè ôóíäàìåíòàëüíûõ 
êîíöåïöèé êëàññè÷åñêîé  ôèçèêè, îòêàçà îò ïðèíÿòèÿ êàêèõ - ëèáî 
âûäåëåííûõ  ñèñòåì  îòñ÷¸òà,  îòêàçà  îò  àáñîëþòíîãî äâèæåíèÿ, 
ðåâèçèè êîíöåïöèè àáñîëþòíîãî  ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè. Ýòî áûëî 
ñäåëàíî ëèøü â ñïåöèàëüíîé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè Ýéíøòåéíà.

                            _______

                                                             8
         2. ÏÐÎÑÒÐÀÍÑÒÂÎ È ÂÐÅÌß Â ÒÅÎÐÈÈ ÎÒÍÎÑÈÒÅËÜÍÎÑÒÈ
                       ÀËÜÁÅÐÒÀ ÝÉÍØÒÅÉÍÀ.
         2.1. Ñïåöèàëüíàÿ òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè.

     Â  òåîðèè  îòíîñèòåëüíîñòè Ýéíøòåéíà  âîïðîñ î ñâîéñòâàõ è
ñòðóêòóðå  ýôèðà òðàíñôîðìèðóåòñÿ â âîïðîñ î ðåàëüíîñòè  ñàìîãî  
ýôèðà.  Îòðèöàòåëüíûå   ðåçóëüòàòû   ìíîãèõ   ýêñïåðèìåíòîâ  ïî  
îáíàðóæåíèþ  ýôèðà  íàøëè  åñòåñòâåííîå   îáúÿñíåíèå  â  òåîðèè 
îòíîñèòåëüíîñòè - ýôèð íå ñóùåñòâóåò.  Îòðèöàíèå  ñóùåñòâîâàíèÿ  
ýôèðà  è  ïðèíÿòèå   ïîñòóëàòà  î  ïîñòîÿíñòâå  è  ïðåäåëüíîñòè 
ñêîðîñòè ñâåòà ëåãëè  â  îñíîâó òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè, êîòîðàÿ  
âûñòóïàåò êàê ñèíòåç ìåõàíèêè è ýëåêòðîäèíàìèêè.
     Ïðèíöèï  îòíîñèòåëüíîñòè  è  ïðèíöèï  ïîñòîÿíñòâà ñêîðîñòè  
ñâåòà  ïîçâîëèëè  Ýéíøòåéíó  ïåðåéòè  îò  òåîðèè Ìàêñâåëëà  äëÿ 
ïîêîÿùèõñÿ òåë  ê  íåïðîòèâîðå÷èâîé ýëåêòðîäèíàìèêå  äâèæóùèõñÿ  
òåë.  Äàëåå   Ýéíøòåéí  ðàññìàòðèâàåò  îòíîñèòåëüíîñòü  äëèí  è 
ïðîìåæóòêîâ  âðåìåíè,  ÷òî ïðèâîäèò  åãî  ê  âûâîäó î  òîì, ÷òî  
ïîíÿòèå   îäíîâðåìåííîñòè    ëèøåíî   ñìûñëà:   " Äâà  ñîáûòèÿ,    
îäíîâðåìåííûå ïðè íàáëþäåíèè èç îäíîé êîîðäèíàòíîé ñèñòåìû, óæå 
íå  âîñïðèíèìàþòñÿ   êàê   îäíîâðåìåííûå  ïðè  ðàññìîòðåíèè  èç  
ñèñòåìû,   äâèæóùåéñÿ    îòíîñèòåëüíî    äàííîé ".    Âîçíèêàåò    
íåîáõîäèìîñòü ðàçâèòü òåîðèþ ïðåîáðàçîâàíèÿ êîîðäèíàò è âðåìåíè 
îò ïîêîÿùåéñÿ  ñèñòåìû  ê  ñèñòåìå, ðàâíîìåðíî  è  ïðÿìîëèíåéíî  
äâèæóùåéñÿ îòíîñèòåëüíî  ïåðâîé. Ýéíøòåéí ïðèøåë ê ôîðìóëèðîâêå 
ïðåîáðàçîâàíèé Ëîðåíöà:
               x-vt                       t-vx/c¤
         x'=---------  , y'=y, z'=z, t'=----------,
            v1-v¤/c¤                     v1-v¤/c¤
ãäå x, y, z, t - êîîðäèíàòû â îäíîé ñèñòåìå, x', y', z', t' - â 
äðóãîé.
     Èç  ýòèõ  ïðåîáðàçîâàíèé  âûòåêàåò  îòðèöàíèå íåèçìåííîñòè 
ïðîòÿæ¸ííîñòè  è  äëèòåëüíîñòè,  âåëè÷èíà  êîòîðûõ  çàâèñèò  îò 
äâèæåíèÿ ñèñòåìû îòñ÷¸òà:
                      ________       dt0
                 l=l0v1-v¤/c¤,  dt=----------
                                   v1-v¤/c¤
Â  ñïåöèàëüíîé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè ôóíêöèîíèðóåò íîâûé çàêîí 
ñëîæåíèÿ   ñêîðîñòåé,   èç   êîòîðîãî   âûòåêàåò  íåâîçìîæíîñòü 
ïðåâûøåíèÿ ñêîðîñòè ñâåòà.
     Êîðåííûì  îòëè÷èåì  ñïåöèàëüíîé  òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè îò  
ïðåäøåñòâóþùåõ   òåîðèé   ÿâëÿåòñÿ  ïðèçíàíèå  ïðîñòðàíñòâà   è  
âðåìåíè  â  êà÷åñòâå   âíóòðåííèõ  ýëåìåíòîâ  äâèæåíèÿ ìàòåðèè, 

                                                             9
ñòðóêòóðà êîòîðûõ çàâèñèò  îò ïðèðîäû ñàìîãî äâèæåíèÿ, ÿâëÿåòñÿ 
åãî   ôóíêöèåé.  Â  ïîäõîäå  Ýéíøòåéíà  ïðåîáðàçîâàíèÿ  Ëîðåíöà 
îêàçûâàþòñÿ   ñâÿçàííûìè  ñ  íîâûìè  ñâîéñòâàìè  ïðîñòðàíñòâà è 
âðåìåíè: ñ  îòíîñèòåëüíîñòüþ  äëèíû  è âðåìåííîãî ïðîìåæóòêà, ñ  
ðàâíîïðàâíîñòüþ   ïðîñòðàíñòâà  è  âðåìåíè,  ñ  èíâàðèàíòíîñòüþ 
ïðîñòðàíñòâåííî - âðåìåííîãî èíòåðâàëà.
     Âàæíûé âêëàä â ïîíÿòèå "ðàâíîïðàâíîñòü" âí¸ñ Ã.Ìèíêîâñêèé. 
Îí  ïîêàçàë  îðãàíè÷åñêóþ âçàèìîñâÿçü  ïðîñòðàíñòâà è  âðåìåíè, 
êîòîðûå    îêàçàëèñü    êîìïîíåíòàìè   åäèíîãî   ÷åòûð¸õìåðíîãî  
êîíòèíóóìà. Ðàçäåëåíèå íà ïðîñòðàíñòâî è âðåìÿ íå èìååò ñìûñëà.
     Ïðîñòðàíñòâî è âðåìÿ â ñïåöèàëüíîé  òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè 
òðàêòóåòñÿ ñ òî÷êè çðåíèÿ ðåëÿöèîííîé êîíöåïöèè. Îäíàêî áûëî áû 
îøèáî÷íûì  ïðåäñòàâëÿòü  ïðîñòðàíñòâåííî  - âðåìåííóþ ñòðóêòóðó  
íîâîé    òåîðèè    êàê    ïðîÿâëåíèå   îäíîé   ëèøü   êîíöåïöèè   
îòíîñèòåëüíîñòè. Ââåäåíèå  Ìèíêîâñêèì ÷åòûð¸õìåðíîãî ôîðìàëèçìà 
ïîìîãëî   âûÿâèòü  àñïåêòû  "àáñîëþòíîãî  ìèðà",  çàäàííîãî  â  
ïðîñòðàíñòâåííî - âðåìåííîì êîíòèíóóìå.
     Â òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè, êàê è  â  êëàññè÷åñêîé ìåõàíèêå,  
ñóùåñòâóþò äâà òèïà ïðîñòðàíñòâà  è  âðåìåíè, êîòîðûå ðåàëèçóþò  
ñóáñòàíöèàëüíóþ  è   àòðèáóòèâíóþ   êîíöåïöèè.  Â  êëàññè÷åñêîé  
ìåõàíèêå  àáñîëþòíûå  ïðîñòðàíñòâî è âðåìÿ âûñòóïàëè â êà÷åñòâå  
ñòðóêòóðû  ìèðà  íà òåîðåòè÷åñêîì  óðîâíå. Â ñïåöèàëüíîé òåîðèè  
îòíîñèòåëüíîñòè    àíàëîãè÷íûì    ñòàòóñîì   îáëàäàåò    åäèíîå  
÷åòûð¸õìåðíîå ïðîñòðàíñòâî - âðåìÿ.
     Ïåðåõîä  îò  êëàññè÷åñêîé  ìåõàíèêè  ê  ñïåöèàëüíîé òåîðèè 
îòíîñèòåëüíîñòè  ìîæíî  ïðåäñòàâèòü  òàê:  1) íà  òåîðåòè÷åñêîì 
óðîâíå  -  ýòî   ïåðåõîä   îò  àáñîëþòíûõ   è   ñóáñòàíöèàëüíûõ   
ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè ê àáñîëþòíîìó è ñóáñòàíöèàëüíîìó åäèíîìó 
ïðîñòðàíñòâó - âðåìåíè, 2) íà  ýìïèðè÷åñêîì óðîâíå - ïåðåõîä îò 
îòíîñèòåëüíûõ è ýêñòåíñèîííûõ  ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè Íüþòîíà ê 
ðåëÿöèîííîìó ïðîñòðàíñòâó è âðåìåíè Ýéíøòåéíà.
     Îäíàêî,   êîãäà   Ýéíøòåéí   ïûòàëñÿ  ðàñøèðèòü  êîíöåïöèþ  
îòíîñèòåëüíîñòè    íà    êëàññ    ÿâëåíèé,    ïðîèñõîäÿùèõ    â    
íåèíåðöèàëüíûõ ñèñòåìàõ îòñ÷¸òà, ýòî  ïðèâåëî ê ñîçäàíèþ  íîâîé  
òåîðèè ãðàâèòàöèè, ê ðàçâèòèþ ðåëÿòèâèñòñêîé  êîñìîëîãèè è ò.ä. 
Îí áûë âûíóæäåí  ïðèáåãíóòü ê ïîìîùè  èíîãî  ìåòîäà  ïîñòðîåíèÿ  
ôèçè÷åñêèõ òåîðèé, â êîòîðîì ïåðâè÷íûì âûñòóïàåò  òåîðåòè÷åñêèé
àñïåêò.
     Íîâàÿ  òåîðèÿ - îáùàÿ  òåîðèÿ  îòíîñèòåëüíîñòè - ñòðîèëàñü
ïóò¸ì  ïîñòðîåíèÿ  îáîáù¸ííîãî   ïðîñòðàíñòâà  è  ïåðåõîäà   îò  
òåîðåòè÷åñêîé ñòðóêòóðû  èñõîäíîé  òåîðèè - ñïåöèàëüíîé  òåîðèè 
îòíîñèòåëüíîñòè - ê  òåîðåòè÷åñêîé  ñòðóêòóðå íîâîé, îáîáù¸ííîé  

                                                            10
òåîðèè ñ ïîñëåäóþùåé  å¸ ýìïèðè÷åñêîé  èíòåðïðåòàöèåé. Äàëåå ìû  
ðàññìîòðèì ïðåäñòàâëåíèå î ïðîñòðàíñòâå è âðåìåíè â ñâåòå îáùåé 
òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè.

         2.2. Ïðîñòðàíñòâî   è   âðåìÿ   â   îáùåé   òåîðèè
              îòíîñèòåëüíîñòè è â ðåëÿòèâèñòñêîé êîñìîëîãèè.

     Îäíîé èç ïðè÷èí ñîçäàíèÿ îáùåé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè áûëî 
æåëàíèå Ýéíøòåéíà  èçáàâèòü ôèçèêó  îò  íåîáõîäèìîñòè  ââåäåíèÿ 
èíåðöèàëüíîé ñèñòåìû îòñ÷¸òà. Ñîçäàíèå  íîâîé òåîðèè íà÷àëîñü ñ 
ïåðåñìîòðà êîíöåïöèè  ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè â ïîëåâîé äîêòðèíå 
Ôàðàäåÿ  -  Ìàêñâåëëà  è  ñïåöèàëüíîé  òåîðèè  îòíîñèòåëüíîñòè. 
Ýéíøòåéí àêöåíòèðîâàë âíèìàíèå íà îäíîì âàæíîì  ïóíêòå, êîòîðûé 
îñòàëñÿ   íåçàòðîíóòûì.  Ðå÷ü   èäåò   î  ñëåäóþùåì   ïîëîæåíèè   
ñïåöèàëüíîé   òåîðèè    îòíîñèòåëüíîñòè:  "...äâóì    âûáðàííûì   
ìàòåðèàëüíûì   òî÷êàì   ïîêîÿùåãîñÿ  òåëà  âñåãäà ñîîòâåòñòâóåò
íåêîòîðûé  îòðåçîê  îïðåäåë¸ííîé   äëèíû,   íåçàâèñèìî  êàê  îò
ïîëîæåíèÿ è îðèåíòàöèè òåëà, òàê è îò  âðåìåíè. Äâóì îòìå÷åííûì
ïîêàçàíèÿì ñòðåëêè  ÷àñîâ,  ïîêîÿùèõñÿ   îòíîñèòåëüíî íåêîòîðîé  
ñèñòåìû  êîîðäèíàò,  âñåãäà   ñîîòâåòñòâóåò   èíòåðâàë  âðåìåíè  
îïðåäåë¸ííîé âåëè÷èíû, íåçàâèñèìî îò ìåñòà è âðåìåíè".
     Ñëåäóåò   îòìåòèòü,  ÷òî  â  îáùåé  òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè 
íàõîäèò     íàèáîëåå     ïîëíîå     âîïëîùåíèå    ïðåäñòàâëåíèå   
äèàëåêòè÷åñêîãî  ìàòåðèàëèçìà  î  ïðîñòðàíñòâå  è  âðåìåíè  êàê 
ôîðìàõ    ñóùåñòâîâàíèÿ    ìàòåðèè.      Ñïåöèàëüíàÿ     òåîðèÿ   
îòíîñèòåëüíîñòè íå çàòðàãèâàëà ïðîáëåìó âîçäåéñòâèÿ  ìàòåðèè íà 
ñòðóêòóðó  ïðîñòðàíñòâà-âðåìåíè,  à  â  îáùåé  òåîðèè  Ýéíøòåéí 
íåïîñðåäñòâåííî îáðàòèëñÿ  ê  îðãàíè÷åñêîé âçàèìîñâÿçè ìàòåðèè, 
äâèæåíèÿ, ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè.
     Ýéíøòåéí  èñõîäèë èç èçâåñòíîãî ôàêòà î ðàâåíñòâå èíåðòíîé 
è òÿæ¸ëîé ìàññ. Îí óñìîòðåë â ýòîì ðàâåíñòâå èñõîäíûé ïóíêò, íà 
áàçå    êîòîðîãî    ìîæíî    îáúÿñíèòü    çàãàäêó   ãðàâèòàöèè.    
Ïðîàíàëèçèðîâàâ  îïûò Ýòâåøà, Ýéíøòåéí  îáîáùèë åãî ðåçóëüòàò â  
ïðèíöèï  ýêâèâàëåíòíîñòè:  "  ôèçè÷åñêè   íåâîçìîæíî   îòëè÷èòü  
äåéñòâèå îäíîðîäíîãî ãðàâèòàöèîííîãî  ïîëÿ è ïîëÿ, ïîðîæä¸ííîãî 
ðàâíîóñêîðåííûì äâèæåíèåì".
     Ïðèíöèï ýêâèâàëåíòíîñòè íîñèò ëîêîëüíûé õàðàêòåð è, âîîáùå 
ãîâîðÿ, íå  âõîäèò â ñòðóêòóðó îáùåé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè. Îí 
ïîìîã  ñôîðìóëèðîâàòü îñíîâíûå  ïðèíöèïû, íà êîòðûõ  áàçèðóåòñÿ 
íîâàÿ  òåîðèÿ:  ãèïîòåçû î ãåîìåòðè÷åñêîé ïðèðîäå ãðàâèòàöèè, î  
âçàèìîñâÿçè ãåîìåòðèè ïðîñòðàíñòâà-âðåìåíè è ìàòåðèè. Êðîìå íèõ 
Ýéíøòåéí   âûäâèíóë  ðÿä  ìàòàìàòè÷åñêèõ  ãèïîòåç,  áåç êîòîðûõ 

                                                            11
íåâîçìîæíî   áûëî    áû   âûâåñòè    ãðàâèòàöèîííûå  óðàâíåíèÿ:    
ïðîñòðàíñòâî    ÷åòûð¸õìåðíî,   åãî   ñòðóêòóðà    îïðåëåëÿåòñÿ  
ñèììåòðè÷íûì   ìåòðè÷åñêèì   òåíçîðîì,  óðàâíåíèÿ  äîëæíû  áûòü  
èíâàðèàíòíûìè îòíîñèòåëüíî ãðóïïû ïðåîáðàçîâàíèé êîîðäèíàò.
     Â  ðàáîòå  "Îòíîñèòåëüíîñòü   è   ïðîáëåìà   ïðîñòðàíñòâà"  
Ýéíøòåéí ñïåöèàëüíî  ðàññìàòðèâàåò  âîïðîñ î ñïåöèôèêå  ïîíÿòèÿ 
ïðîñòðàíñòâà  â  îáùåé   òåîðèè  îòíîñèòåëüíîñòè. Ñîãëàñíî ýòîé 
òåîðèè   ïðîñòðàíñòâî   íå   ñóùåñòâóåò   îòäåëüíî,  êàê  íå÷òî   
ïðîòèâîïîëîæíîå   "òîìó,  ÷òî  çàïîëíÿåò  ïðîñòðàíñòâî"  è  ÷òî 
çàâèñèò  îò  êîîðäèíàò. "Ïóñòîå ïðîñòðàíñòâî, ò.å. ïðîñòðàíñòâî  
áåç ïîëÿ  íå  ñóùåñòâóåò. Ïðîñòðàíñòâî-âðåìÿ ñóùåñòâóåò íå ñàìî  
ïî ñåáå, à òîëüêî êàê ñòðóêòóðíîå ñâîéñòâî ïîëÿ".
     Äëÿ  îáùåé  òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè  äî ñèõ  ïîð àêòóàëüíîé 
ÿâëÿåòñÿ   ïðîáëåìà  ïåðåõîäà  îò  òåîðåòè÷åñêèõ  ê  ôèçè÷åñêèì 
íàáëþäàåìûì   âåëè÷èíàì.  Òåîðèÿ  ïðåäñêàçàëà  è  îáúÿñíèëà òðè 
îáùåëåëÿòèâèñòñêèõ   ýôôåêòà:   áûëè  ïðåäñêàçàíû  è  âû÷èñëåíû  
êîíêðåòíûå   çíà÷åíèÿ    ñìåùåíèÿ   ïåðåãåëèÿ   Ìåðêóðèÿ,  áûëî   
ïåäñêàçàíî è îáíàðóæåíî îòêëîíåíèå  ñâåòîâûõ ëó÷åé çâ¸çä ïðè èõ 
ïðîõîæäåíèè âáëèçè  Ñîëíöà, áûë  ïðåäñêàçàí è îáíàðóæåí ýôôåêò  
êðàñíîãî ãðàâèòàöèîííîãî ñìåùåíèÿ ÷àñòîòû ñïåêòðàëüíûõ ëèíèé.
     Ðàññìîòðèì  äàëåå  äâà  íàïðàâëåíèÿ,  âûòåêàþùèõ  èç îáùåé 
òåîðèè    îòíîñèòåëüíîñòè:    ãåîìåòðèçàöèþ     ãðàâèòàöèè    è    

ðåëÿòèâèñòñêóþ  êîñìîëîãèþ,  ò.ê.   ñ  íèìè  ñâÿçàíî äàëüíåéøåå  
ðàçâèòèå  ïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåííûõ  ïðåäñòàâëåíèé  ñîâðåìåííîé  
ôèçèêè.
     Ãåîìåòðèçàöèÿ   ãðàâèòàöèè  ÿâèëàñü  ïåðâûì  øàãîì íà ïóòè 
ñîçäàíèÿ åäèíîé òåîðèè ïîëÿ. Ïåðâóþ ïîïûòêó ãåîìåòðèçàöèè  ïîëÿ
ïðåäïðèíÿâ Ã.Âåéëü.  Îíà  îñóùåñòâëåíà  çà ðàìêàìè  ðèìàíîâñêîé 
ãåîìåòðèè. Îäíàêî äàííîå  íàïðàâëåíèå íå ïðèâåëî ê óñïåõó. Áûëè 
ïîïûòêè  ââåñòè   ïðîñòðàíñòâà  áîëåå  âûñîêîé ðàçìåðíîñòè. ÷åì 
÷åòûð¸õìåðíîå ïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåííîå   ìíîãîîáðàçèå  Ðèìàíà:  
Êàëóöà ïðåäëîæèë  ïÿòèìåðíîå, Êëåéí  -  øåñòèìåðíîå,  Êàëèöûí - 
áåñêîíå÷íîå ìíîãîîáðàçèå. Îäíàêî òàêèì ïóò¸ì ðåøèòü ïðîáëåìó íå 
óäàâàëîñü.
     Íà  ïóòè  ïåðåñìîòðà åâêëèäîâîé  òîïîëîãèè ïðîñòðàíñòâà  - 
âðåìåíè  ñòðîèòñÿ  ñîâðåìåííàÿ åäèíàÿ  òåîðèÿ ïîëÿ  - êâàíòîâàÿ 
ãåîìåòðîäèíàìèêà   Äæ.  Óèòëåðà.   Â   ýòîé   òåîðèè  îáîáùåíèå   
ïðåäñòàâëåíèé î ïðîñòðàíñòâå äîñòèãàåò î÷åíü  âûñîêîé ñòåïåíè è 
ââîäèòñÿ   ïîíÿòèå   ñóïåðïðîñòðàíñòâà,   êàê   àðåíû  äåéñòâèÿ   
ãåîìåòðîäèíàìèêè.  Ïðè   òàêîì  ïîäõîäå  êàæäîìó âçàèìîäåéñòâèþ 
ñîîòâåòñòâóåò   ñâîÿ   ãåîìåòðèÿ,  è   åäèíñòâî   ýòèõ   òåîðèé  
çàêëþ÷àåòñÿ  â  ñóùåñòâîâàíèè  îáùåãî  ïðèíöèïà,  ïî   êîòîðîìó 

                                                            12
ïîðîæíàþòñÿ äàííûå  ãåîìåòðèè è "ðàññëàèâàþòñÿ" ñîîòâåòñòâóþùèå 
ïðîñòðàíñòâà.                           
     Ïîèñêè   åäèíûõ   òåîðèé  ïîëÿ  ïðîäîëæàþòñÿ. ×òî êàñàåòñÿ 
êâàíòîâîé ãåîìåòðîäèíàìèêè  Óèòëåðà, òî  ïåðåä  íåé  ñòîèò  åù¸ 
áîëåå ãðàíäèîçíàÿ çàäà÷à - ïîñòè÷ü  Âñåëåííóþ   è  ýëåìåíòàðíûå 
÷àñòèöû â èõ åäèíñòâå è ãàðìîíèè.
     Äîýéíøòåéíîâñêèå    ïðåäñòàâëåíèÿ   î   Âñåëåííîé    ìîæíî  
îõàðàêòåðèçîâàòü  ñëåäóþùèì  îáðàçîì:  Âñåëåííàÿ  áåñêîíå÷íà  è 
îäíîðîäíà â ïðîñòðàíñòâå  è ñòàöèîíàðíà  âî  âðåìåíè. Îíè  áûëè  
çàèìñòâîâàíû  èç ìåõàíèêè Íüþòîíà - ýòî àáñîëþòíûå ïðîñòðàíñòâî 
è âðåìÿ, ïîñëåäíåå ïî ñâîåìó õàðàêòåðó Åâêëèäîâî. Òàêàÿ  ìîäåëü 
êàçàëàñü   î÷åíü  ãàðìîíè÷íîé  è  åäèíñòâåííîé.  Îäíàêî  ïåðâûå 
ïîïûòêè ïðèëîæåíèÿ ê ýòîé ìîäåëè ôèçè÷åñêèõ çàêîíîâ è êîíöåïöèé 
ïðèâåëè ê íååñòåñòâåííûì âûâîäàì.
     Óæå êëàññè÷åñêàÿ êîñìîëîãèÿ òðåáîâàëà ïåðåñìîòðà íåêîòîðûõ 
ôóíäàìåíòàëüíûõ ïîëîæåíèé, ÷òîáû ïðåîäîëåòü ïðîòèâîðå÷èÿ. Òàêèõ 
ïîëîæåíèé  â  êëàññè÷åñêîé   êîñìîëîãèè  ÷åòûðå: ñòàöèîíàðíîñòü 
Âñåëåííîé,  å¸  îäíîðîäíîñòü   è   èçîòðîïíîñòü,   åâêëèäîâîñòü  
ïðîñòðàíñòâà.  Îäíàêî   â   ðàìêàõ    êëàññè÷åñêîé   êîñìîëîãèè   
ïðåîäîëåòü ïðîòèâîðå÷èÿ íå óäàëîñü.
     Ìîäåëü   Âñåëåííîé,  êîòîðàÿ  ñëåäîâàëà  èç  îáùåé  òåîðèè 
îòíîñèòåëüíîñòè,  ñâÿçàíà   ñ   ðåâèçèåé  âñåõ  ôóíäàìåíòàëüíûõ  
ïîëîæåíèé êëàññè÷åñêîé êîñìîëîãèè. Îáùàÿ òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè 
îòîæäåñòâèëà    ãðàâèòàöèþ   ñ   èñêðèâëåíèåì    ÷åòûð¸õìåðíîãî  
ïðîñòðàíñòâà - âðåìåíè. ×òîáû ïîñòðîèòü ðàáîòàþùóþ îòíîñèòåëüíî 
íåñëîæíóþ   ìîäåëü,   ó÷¸íûå    âûíóæäåíû  îãðàíè÷èòü  âñåîáùèé   
ïåðåñìîòð ôóíäàìåíòàëüíûõ  ïîëîæåíèé  êëàññè÷åñêîé êîñìîëîãîèè:  
îáùàÿ  òåîðèÿ   îòíîñèòåëüíîñòè   äîïîëíÿåòñÿ   êîñìîëîãè÷åñêèì  
ïîñòóëàòîì îäíîðîäíîñòè è èçîòðîïíîñòè Âñåëåííîé.
     Ñòðîãîå âûïîëíåíèå ïðèíöèïà èçîòðîïíîñòè Âñåëåííîé âåä¸ò ê 
ïðèçíàíèþ   å¸   îäíîðîäíîñòè.  Íà  îñíîâå  ýòîãî  ïîñòóëàòà  â  
ðåëÿòèâèñòñêóþ    êîñìîëîãèþ    ââîäèòñÿ    ïîíÿòèå    ìèðîâîãî    
ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè.  Íî ýòî  íå  àáñîëþòíûå ïðîñòðàíñòâî  è  
âðåìÿ  Íüþòîíà,  êîòîðûå   õîòÿ  òîæå   áûëè    îäíîðîäíûìè   è   
èçîòðîïíûìè, íî â ñèëó åâêëèäîâîñòè  ïðîñòðàíñòâà èìåëè íóëåâóþ 
êðèâèçíó.  Â  ïðèìåíåíèè  ê  íååâêëèäîâó  ïðîñòðàíñòâó  óñëîâèÿ 
îäíîðîäíîñòè  è  èçîòðîïíîñòè  âëåêóò  ïîñòîÿíñòâî  êðèâèçíû, è 
çäåñü âîçìîæíû òðè ìîäèôèêàöèè  òàêîãî ïðîñòðàíñòâà: ñ íóëåâîé, 
îòðèöàòåëüíîé è ïîëîæèòåëüíîé êðèâèçíîé.
     Âîçìîæíîñòü  äëÿ  ïðîñòðàíñòâà  è  âðåìåíè èìåòü ðàçëè÷íûå 
çíà÷åíèÿ   ïîñòîÿííîé  êðèâèçíû  ïîäíÿëè  â  êîñìîëîãèè  âîïðîñ 
êîíå÷íà  Âñåëåííàÿ  èëè áåñêîíå÷íà.  Â êëàññè÷åñêîé  êîñìîëîãèè 

                                                            13
ïîäîáíîãî  âîïðîñà íå âîçíèêàëî, ò.ê. åâêëèäîâîñòü ïðîñòðàíñòâà 
è âðåìåíè  îäíîçíà÷íî  îáóñëàâëèâàëà å¸ áåñêîíå÷íîñòü. Îäíàêî â  
ðåëÿòèâèñòñêîé êîñìîëîãèè âîçìîæåí è âàðèàíò êîíå÷íîé Âñåëåííîé 
- ýòî ñîîòâåòñòâóåò ïðîñòðàíñòâó ïîëîæèòåëüíîé êðèâèçíû.
     Âñåëåííàÿ  Ýéíøòåéíà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé òð¸õìåðíóþ ñôåðó - 
çàìêíóòîå  â  ñåáå   íååâêëèäîâî  òð¸õìåðíîå  ïðîñòðàíñòâî. Îíî 
ÿâëÿåòñÿ êîíå÷íûì,   õîòÿ è  áåçãðàíè÷íûì. Âñåëåííàÿ  Ýéíøòåéíà 
êîíå÷íà  â  ïðîñòðàíñòâå,  íî  áåñêîíå÷íà  âî  âðåìåíè.  Îäíàêî 
ñòàöèîíàðíîñòü   âñòóïàëà   â   ïðîòèâîðå÷èå  ñ  îáùåé  òåîðèåé  
îòíîñèòåëüíîñòè, Âñåëåííàÿ îêàçàëàñü  íåóñòîé÷èâîé è ñòðåìèëàñü 
ëèáî   ðàñøèðèòüñÿ,   ëèáî   ñæàòüñÿ.   ×òîáû   óñòðàíèòü   ýòî   
ïðîòèâîðå÷èå   Ýéíøòåéí  ââ¸ë  â  óðàâíåíèÿ  òåîðèè  íîâûé ÷ëåí 
ñ ïîìîùüþ  êîòîðîãî   âî   Âñåëåííóþ   ââîäèëèñü  íîâûå   ñèëû,  
ïðîïîðöèîíàëüíûå   ðàññòîÿíèþ,  èõ  ìîæíî  ïðåäñòàâèòü êàê ñèëû 
ïðèòÿæåíèÿ è îòòàëêèâàíèÿ.
     Äàëüíåéøåå  ðàçâèòèå  êîñìîëîãèè îêàçàëîñü ñâÿçàííûì íå ñî  
ñòàòè÷åñêîé  ìîäåëüþ  Âñåëåííîé.  Âïåðâûå íåñòàöèîíàðíàÿ ìîäåëü  
áûëà ðàçâèòà À. À. Ôðèäìàíîì. Ìåòðè÷åñêèå ñâîéñòâà ïðîñòðàíñòâà 
îêàçàëèñü èçìåíÿþùèìèñÿ  âî  âðåìåíè. Âûÿñíèëîñü, ÷òî Âñåëåííàÿ  
ðàñøèðÿåòñÿ. Ïîäòâåðæäåíèå ýòîãî áûëî îáíàðóæåíî â 1929 ãîäó Ý. 
Õàááëîì, êîòîðûé íàáëþäàë  êðàñíîå ñìåùåíèå ñïåêòðà. Îêàçàëîñü, 
÷òî ñêîðîñòü  ðàçáåãàíèÿ  ãàëàêòèê  âîçðàñòàåò ñ  ðàññòîÿíèåì è 
ïîä÷èíÿåòñÿ çàêîíó Õàááëà V = H*L, ãäå Í - ïîñòîÿííàÿ Õàááëà, L 
- ðàññòîÿíèå. Ýòîò ïðîöåññ ïðîäîëæàåòñÿ è â íàñòîÿùåå âðåìÿ.
     Âñâÿçè  ñ  ýòèì  âñòàþò  äâå   âàæíûå  ïðîáëåìû:  ïðîáëåìà 
ðàñøèðåíèÿ  ïðîñòðàíñòâà è ïðîáëåìà  íà÷àëà âðåìåíè. Ñóùåñòâóåò  
ãèïîòåçà, ÷òî  òàê  íàçûâàíèå "ðàçáåãàíèå ãàëàêòèê" - íàãëÿäíîå  
îáîçíà÷åíèå     ðàñêðûòîé     êîñìîëîãèåé      íåñòàöèîíàðíîñòè    
ïðîñòðàíñòâåííîé   ìåòðèêè.   Òàêèì   îáðàçîì,   íå   ãàëàêòèêè   
ðàçëåòàþòñÿ  â  íåèçìåííîì  ïðîñòðàíñòâå,  à  ðàñøèðÿåòñÿ  ñàìî 
ïðîñòðàíñòâî. 
     Âòîðàÿ ïðîáëåìà ñâÿçàíà ñ ïðåäñòàâëåíèåì î íà÷àëå âðåìåíè. 
Èñòîêè èñòîðèè Âñåëåííîé îòíîñÿòñÿ ê ìîìåíòó âðåìåíè t=0, êîãäà 
ïðîèçîø¸ë òàê íàçûâàåìûé Áîëüøîé âçðûâ. Â.Ë. Ãèíçáóðã  ñ÷èòàåò, 
÷òî "...Âñåëåííàÿ  â ïðîøëîì  íàõîäèëàñü  â  îñîáîì  ñîñòîÿíèè,  
êîòîðîå  îòâå÷àåò  íà÷àëó  âðåìåíè,  ïîíÿòèå  âðåìåíè  äî ýòîãî 
íà÷àëà ëèøåíî ôèçè÷åñêîãî, äà è ëþáîãî äðóãîãî ñìûñëà".
     Â  ðåëÿòèâèñòñêîé êîñìîëîãèè áûëà ïîêàçàíà îòíîñèòåëüíîñòü 
êîíå÷íîñòè  è  áåñêîíå÷íîñòè   âðåìåíè   â  ðàçëè÷íûõ  ñèñòåìàõ  
îòñ÷¸òà. Ýòî ïîëîæåíèå îñîáî ÷¸òêî îòðàçèëîñü â  ïðåäñòàâëåíèÿõ 
î "÷¸ðíûõ äûðàõ".  Ðå÷ü èäåò îá  îäíîì èç  íàèáîëåå  èíòåðåñíûõ 
ÿâëåíèé  ñîâðåìåííîé   êîñìîëîãèè  -  ãðàâèòàöèîííîì  êîëëàïñå. 

                                                            14
Ñ.Õîêèíñ è Äæ. Ýëëèñ  îòìå÷àþò: "Ðàñøèðåíèå Âñåëåííîé âî ìíîãèõ 
îòíîøåíèÿõ  ïîäîáíî  êîëëàïñó çâåçäû, åñëè íå ñ÷èòàòü òîãî, ÷òî  
íàïðàâëåíèå âðåìåíè ïðè ðàñøèðåíèè îáðàòíîå".
     Êàê "íà÷àëî"  Âñåëåííîé, òàê  è ïðîöåññû â "÷¸ðíûõ  äûðàõ" 
ñâÿçàíû  ñî  ñâåðõïëîòíûì ñîñòîÿíèåì  ìàòåðèè. Òàêèì  ñâîéñòâîì 
îáëàäàþò  êîñìè÷åñêèå  òåëà ïîñëå ïåðåñå÷åíèÿ ñôåðû Øâàðöøèëüäà  
(óñëîâíàÿ ñôåðà  ñ  ðàäèóñîì r = 2GM/c¤, ãäå G - ãðàâèòàöèîííàÿ  
ïîñòîÿííàÿ, Ì - ìàññà). Íåçàâèñèìî  îò  òîãî, â êàêîì ñîñòîÿíèè  
êîñìè÷åñêèé îáúåêò  ïåðåñ¸ê  ñîîòâåòñòâóþùóþ ñôåðó Øâàðöøèëüäà, 
äàëåå îí  ñòðåìèòåëüíî ïåðåõîäèò   â  ñâåðõïëîòíîå  ñîñòîÿíèå â  
ïðîöåññå  ãðàâèòàöèîííîãî   êîëëàïñà.  Ïîñëå  ýòîãî  îò  çâåçäû 
íåâîçìîæíî ïîëó÷èòü  íèêàêîé  èíôîðìàöèè,  ò.ê. íè÷òî  íå ìîæåò 
âûðâàòüñÿ èç  ýòîé  ñôåðû  â îêðóæàþùåå  ïðîñòðàíñòâî -  âðåìÿ: 
çâåçäà  ïîòóõàåò  äëÿ óäàë¸ííîãî  íàáëþäàòåëÿ, è â ïðîñòðàíñòâå  
îáðàçóåòñÿ "÷¸ðíàÿ äûðà".
     Ìåæäó êîëëàïñèðóþùåé çâåçäîé è íàáëþäàòåëåì â îáû÷íîì ìèðå 
ïðîëåãàåò   áåñêîíå÷íîñòü,   ò. ê.   òàêàÿ   çâåçäà   íàõîäèòñÿ  
çà  áåñêîíå÷íîñòüþ  âî  âðåìåíè. Òàêèì îáðàçîì, îêàçàëîñü,  ÷òî 
ïðîñòðàíñòâî - âðåìÿ  â  îáùåé  òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè ñîäåðæèò  
ñèíãóëÿðíîñòè,   íàëè÷èå   êîòîðûõ   çàñòàâëÿåò    ïåðåñìîòðåòü   
êîíöåïöèþ  ïðîñòðàíñòâåííî - âðåìåííîãî  êîíòèíóóìà êàê íåêîåãî  
äèôôåðåíöèðóåìîãî "ãëàäêîãî" ìíîãîîáðàçèÿ.
     Âîçíèêàåò  ïðîáëåìà, ñâÿçàííàÿ ñ ïðåäñòàâëåíèåì î êîíå÷íîé 
ñòàäèè   ãðàâèòàöèîííîãî   êîëëàïñà,  êîãäà  âñÿ  ìàññà  çâåçäû  
ñïðåññîâûâàåòñÿ â òî÷êó ( r -> 0 ), êîãäà  áåñêîíå÷íà ïëîòíîñòü 
ìàòåðèè, áåñêîíå÷íà  êðèâèçíà  ïðîñòðàíñòâà è ò.ä. Ýòî âûçûâàåò  
îáîñíîâàííîå ñîìíåíèå. Äæ. Óèòëåð ñ÷èòàåò, ÷òî â çàêëþ÷èòåëüíîé 
ñòàäèè   ãðàâèòàöèííîãî    êîëëàïñà    âîîáùå   íå   ñóùåñòâóåò  
ïðîñòðàíñòâà - âðåìåíè. Ñ. Õîêèíã  ïèøåò:  "Ñèíãóëÿðíîñòü - ýòî  
ìåñòî, ãäå ðàçðóøàåòñÿ  êëàññè÷åñêàÿ êîíöåïöèÿ  ïðîñòðàíñòâà  è 
âðåìåíè òàê æå, êàê è  âñå èçâåñòíûå çàêîíû  ôèçèêè,  ïîñêîëüêó  
âñå îíè ôîðìóëèðóþòñÿ íà  îñíîâå  êëàññè÷åñêîãî  ïðîñòðàíñòâà -  
âðåìåíè.   Ýòèõ   ïðåäñòàâëåíèé   ïðèäåðæèâàþòñÿ    áîëüøèíñòâî   
ñîâðåìåííûõ êîñìîëîãîâ.
     Íà çàêëþ÷èòåëüíûõ  ñòàäèÿõ ãðàâèòàöèîííîãî êîëëàïñà âáëèçè 
ñèíãóëÿðíîñòè  íåîáõîäèìî   ó÷èòûâàòü  êâàíòîâûå  ýôôåêòû.  Îíè 
äîëæíû  èãðàòü  íà ýòîì óðîâíå äîìèíèðóþùóþ ðîëü è ìîãóò âîîáùå  
íå äîïóñêàòü  ñèíãóëÿðíîñòè. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî â ýòîé îáëàñòè 
ïðîèñõîäÿò  ñóáìèêðîñêîïè÷åñêèå  ôëóêòóàöèè  ìàòåðèè, êîòîðûå è  
ñîñòàâëÿþò   îñíîâó ãëóáîêîãî ìèêðîìèðà.
     Âñ¸   ýòî   ñâèäåòåëüñòâóåò  î  òîì,  ÷òî  ïîíÿòü  ìåãàìèð 
íåâîçìîæíî áåç ïîíèìàíèÿ ìèêðîìèðà.

                                                           15
         3. ÏÐÎÑÒÐÀÍÑÒÂÎ È ÂÐÅÌß Â ÔÈÇÈÊÅ ÌÈÊÐÎÌÈÐÀ.
         3.1. Ïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåííûå ïðåäñòàâëåíèÿ
              êâàíòîâîé ìåõàíèêè.

     Ñîçäàíèå  Ýéíøòåéíîì ñïåöèàëüíîé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè íå 
èñ÷åðïûâàåò    âîçìîæíîñè     âçàèìîäåéñòâèÿ     ìåõàíèêè     è   
ýëåêòðîäèíàìèêè. Â ñâÿçè ñ îáúÿñíåíèåì òåïëîâîãî èçëó÷åíèÿ áûëî 
âûÿâëåíî  ïðîòèâîðå÷èå  êàê  â  èñòîëêîâàíèè  ýêñïåðèìåíòàëüíûõ 
äàííûõ, òàê è â òåîðåòè÷åñêîé ñîãëàñîâàííîñòè ýòèõ âûâîäîâ. Ýòî 
ïîâëåêëî çà  ñîáîé ðîæäåíèå  êâàíòîâîé ìåõàíèêè.  Îíà  ïîëîæèëà 
íà÷àëî  íåêëàññè÷åñêîé   ôèçèêå,   îòêðûëà  äîðîãó  ê  ïîçíàíèþ  
ìèêðîêîñìîñà, ê îâëàäåíèþ âíóòðèàòîìíîé ýíåðãèåé,  ê  ïîíèìàíèþ  
ïðîöåññîâ â íåäðàõ çâ¸çä è "íà÷àëå" Âñåëåííîé.
     Â  êîíöå  XIX  âåêà   ôèçèêè   íà÷àëè   èññëåäîâàòü,   êàê 
ðàñïðåäåëÿåòñÿ èçëó÷åíèå ïî âñåìó ñïåêòðó ÷àñòîò. Â òîò  ïåðèîä 
ôèçèêè   çàäàëèñü  òàêæå  öåëüþ  âûÿñíèòü  ïðèðîäó  âçàèìîñâÿçè 
ýíåðãèè  èçëó÷åíèÿ è òåìïåðàòóðû  òåëà. Ì. Ïëàíê ïûòàëñÿ ðåøèòü 
ýòó ïðîáëåìó ñ ïîìîùüþ ìåòîäîâ êëàññè÷åñêîé ýëåêòðîäèíàìèêè, íî 
ýòî íå ïðèâåëî ê óñïåõó. Ïîïûòêà  ðåøèòü   ïðîáëåìó  ñ  ïîçèöèè 
òåðìîäèíàìèêè  ñòîëêíóëàñü  ñ  ðàññîãëàñîâàííîñòüþ   òåîðèè   è 
ýêñïåðèìåíòà.  Ïëàíê  ïîëó÷èë  ôîðìóëó  ïëîòíîñòè  èçëó÷åíèÿ  ñ 
ïîìîùüþ èíòåðïîëÿöèè:
                         8  h
                        ------v
                          c
                 ð = ------------- , ãäå
                          hv
                      exp(--) - 1
                          kT

v  -  ÷àñòîòà  èçëó÷åíèÿ,  Ò  -  òåìïåðàòóðà,  k  -  ïîñòîÿííàÿ 
Áîëüöìàíà.
     Ïîëó÷åííàÿ  Ïëàíêîì  ôîðìóëà  áûëà  î÷åíü  ñîäåðæàòåëüíîé, 
êðîìå  òîãî, îíà  âêëþ÷àëà  ðàíåå  íåèçâåñòíóþ   ïîñòîÿííóþ  h, 
êîòîðóþ    Ïëàíê   íàçâàë   ýëåìåíòàðíûì   êâàíòîì    äåéñòâèÿ.  
Ñïðàâåäëèâîñòü  ôîðìóëû   Ïëàíêà   äîñòèãàëàñü  î÷åíü  ñòðàííûì 
äëÿ  êëàññè÷åñêîé  ôèçèêè  ïðåäïîëîæåíèåì: ïðîöåññ èçëó÷åíèÿ  è  
ïîãëîùåíèÿ ýíåðãèè  ÿâëÿåòñÿ äèñêðåòíûì.  
     C  ðàáîòàìè    Ýéíøòåéíà   î   ôîòîíàõ   â   ôèçèêó  âîøëî   
ïðåäñòàâëåíèå î  êàðïóñêóëÿðíî -  âîëíîâîì  äóàëèçìå.  Ðåàëüíàÿ 
ïðèðîäà  ñâåòà  ìîæåò   áûòü  ïðåäñòàâëåíà  êàê  äèàëåêòè÷åñêîå 
åäèíñòâî âîëíû è ÷àñòèö.

                                                            16
     Îäíàêî  âîçíèê âîïðîñ î  ñóùíîñòè è ñòðóêòóðå àòîìà.  Áûëî 
ïðåäëîæåíî  ìíîæåñòâ î ïðîòèâîðå÷àùèõ äðóã äðóãó ìîäåëåé. Âûõîä  
áûë  íàéäåí  Í.  Áîðîì  ïóò¸ì  ñèíòåçà ïëàíåòàðíîé ìîäåëè àòîìà 
Ðåçåðôîðäà è êâàíòîâîé ãèïîòåçû. Îí ïðåäïîëîæèë, ÷òî àòîì ìîæåò 
èìåòü  ðÿä   ñòàöèîíàðíûõ  ñîñòîÿíèé  ïðè  ïåðåõîäå  â  êîòîðûå 
ïîãëàùàåòñÿ   èëè   èçëó÷àåòñÿ   êâàíò   ýíåðãèè.  Â  ñàìîì  æå   
ñòàöèîíàðíîì  ñîñòîÿíèè àòîì íå èçëó÷àåò. Îäíàêî òåîðèÿ Áîðà íå 
îáúÿñíÿëà  èíòåíñèâíîñòè  è ïîëÿðèçàöèè  èçëó÷åíèÿ. ×àñòè÷íî  ñ 
ýòèì  óäàëîñü  ñïðàâèòüñÿ ñ  ïîìîùü ïðèíöèïà ñîîòâåòñòâèÿ Áîðà.  
Ýòîò   ïðèíöèï   ñâîäèòñÿ  ê  òîìó,  ÷òî   ïðè  îïèñàíèè  ëþáîé  
ìèêðîñêîïè÷åñêîé òåîðèè íåîáõîäèìî ïîëüçîâàòüñÿ  òåðìèíîëîãèåé, 
ïðèìåíÿåìîé â ìàêðîìèðå.
     Ïðèíöèï ñîîòâåòñòâèÿ ñûãðàë âàæíóþ ðîëü â èññëåäîâàíèÿõ äå 
Áðîéëÿ.  Îí  âûÿñíèë,  ÷òî  íå  òîëüêî ñâåòîâûå  âîëíû îáëàäàþò 
äèñêðåòíîé  ñòðóêòóðîé,  íî  è  ýëåìåíòàðíûì  ÷àñòîöàì  ìàòåðèè 
ïðèñóù  âîëíîâîé  õàðàêòåð.  Íà  ïîâåñòêó  äíÿ âñòàëà  ïðîáëåìà 
ñîçäàíèÿ âîëíîâîé ìåõàíèêè êâàíòîâûõ îáúåêòîâ, êîòîðàÿ  â  1929  
ãîäó  áûëà  ðåøåíà  Ý.  Øðåäèíãåðîì,  êîòîðûé  âûâåë   âîëíîâîå 
óðàâíåíèå, íîñÿùåå åãî èìÿ.
     Í. Áîð   âñêðûë   èñòèííûé   ñìûñë  âîëíîâîãî    óðàâíåíèÿ 
Øðåäèíãåðà. Îí ïîêàçàë, ÷òî ýòî óðàâíåíèå  îïèñûâàåò  àìïëèòóäó 
âåðîÿòíîñòè íàõîæäåíèÿ ÷àñòèöû â äàííîé îáëàñòè ïðîñòðàíñòâà.
     ×óòü ðàíüøå   (1925ã.)   Ãåéçåíáåðãîì   áûëà   ðàçðàáîòàíà 
êâàíòîâàÿ ìåõàíèêà.  Ôîðìàëüíûå ïðàâèëà ýòîé òåîðèè îñíîâàíû íà 
ñîîòíîøåíèè    íåîïðåäåë¸ííîñòåé    Ãåéçåíáåðãà:   ÷åì   áîëüøå 
íåîïðåäåë¸ííîñòü   ïðîñòðàíñòâåííîé   êîîðäèíàòû,  òåì   ìåíüøå 
íåîïðåäåë¸ííîñòü   çíà÷åíèÿ   èìïóëüñà   ÷àñòèöû.   Àíàëîãè÷íîå 
ñîîòíîøåíèå èìååò ìåñòî äëÿ âðåìåíè è ýíåðãèè ÷àñòèöû.
     Òàêèì   îáðàçîì,  â  êâàíòîâîé   ìåõàíèêå   áûëà   íàéäåíà 
ïðèíöèïèàëüíàÿ  ãðàíèöà  ïðèìåíèìîñòè  êëàññè÷åñêèõ  ôèçè÷åñêèõ 
ïðåäñòàâëåíèé ê àòîìíûì ÿâëåíèÿì è ïðîöåññàì.
     Â   êâàíòîâîé  ôèçèêå  áûëà  ïîñòàâëåíà  âàæíàÿ ïðîáëåìà î 
íåîáõîäèìîñòè   ïåðåñìîòðà     ïðîñòðàíñòâåííûõ   ïðåäñòàâëåíèé  
ëàïëàñîâñêîãî äåòåðìèíèçìà êëàññè÷åñêîé ôèçèêè.  Îíè  îêàçàëèñü  
ëèøü ïðèáëèæ¸ííûìè ïîíÿòèÿìè è îñíîâûâàëèñü íà ñëèøêîì  ñèëüíûõ 
èäåàëèçàöèÿõ. Êâàíòîâàÿ  ôèçèêà  ïîòðåáîâàëà  áîëåå  àäåêâàòíûõ  
ôîðì   óïîðÿäî÷åííîñòè   ñîáûòèé,  â  êîòîðûõ   ó÷èòûâàëîñü  áû  
ñóùåñòâîâàíèå   ïðèíöèïèàëüíîé   íåîïðåäåë¸ííîñòè  â  ñîñòîÿíèè  
îáúåêòà,  íàëè÷èå   ÷åðò   öåëîñòíîñòè  è  èíäèâèäóàëüíîñòè   â  
ìèêðîìèðå, ÷òî  è  âûðàæàëîñü  â ïîíÿòèè  óíèâåðñàëüíîãî êâàíòà 
äåéñòâèÿ h.
     Êâàíòîâàÿ   ìåõàíèêà   áûëà   ïîëîæåíà   â   îñíîâó  áóðíî 

                                                            17
ðàçâèâàþùåéñÿ  ôèçèêè  ýëåìåíòàðíûõ  ÷àñòèö, êîëè÷åñòâî êîòîðûõ 
äîñòèãàåò íåñêîëüêèõ ñîòåí, íî äî  íàñòîÿùåãî  âðåìåíè  åù¸  íå 
ñîçäàíà  êîððåêòíàÿ  îáîáùàþùàÿ òåîðèÿ.  Â ôèçèêå  ýëåìåíòàðíûõ 
÷àñòèö ïðåäñòàâëåíèÿ î ïðîñòðàíñòâå è âðåìåíè ñòîëêíóëèñü ñ åù¸ 
áîëüøèìè   òðóäíîñòÿìè.   Îêàçàëîñü,   ÷òî   ìèêðîìèð  ÿâëÿåòñÿ   
ìíîãîóðîâíåâîé ñèñòåìîé, íà êàæäîì óðîâíå  êîòîðîé ãîñïîäñòâóþò 
ñïåöèôè÷åñêèå  âèäû  âçàèìîäåéñòâèé  è  ñïåöèôè÷åñêèå  ñâîéñòâà 
ïðîñòðàíñòâåííî  -  âðåìåííûõ  îòíîøåíèé.  Îáëàñòü  äîñòóïíûõ â 
ýêñïåðèìåíòå ìèêðîñêîïè÷åñêèõ  èíòåðâàëîâ  óñëîâíî  äåëèòñÿ  íà  
÷åòûðå óðîâíÿ: 1)  óðîâåíü ìîëåêóëÿðíî -  àòîìíûõ  ÿâëåíèé,  2)  
óðîâåíü ðåëÿòèâèñòñêèõ  êâàíòîâîýëåêòðîäèíàìè÷åñêèõ  ïðîöåññîâ,  
3)   óðîâåíü   ýëåìåíòàðíûõ   ÷àñòèö,  4)  óðîâåíü  óëüòðàìàëûõ  
ìàñøòàáîâ,   ãäå    ïðîñòðàíñòâåííî  -   âðåìåííûå    îòíîøåíèÿ    
îêàçûâàþñòÿ   íåñêîëüêî   èíûìè,  ÷åì  â  êëàññè÷åñêîé   ôèçèêå  
ìàêðîìèðà. Â  ýòîé îáëàñòè  ïî-èíîìó ñëåäóåò  ïîíèìàòü  ïðèðîäó 
ïóñòîòû - âàêóóì.
     Â   êâàíòîâîé   ýëåêòðîäèíàìèêå  âàêóóì  ÿâëÿåòñÿ  ñëîæíîé  
ñèñòåìîé   âèðòóàëüíî   ðîæäàþùèõñÿ  è  ïîãëàùàþùèõñÿ  ôîòîíîâ,  
ýëåêòðîííî - ïîçèòðîííûõ ïàð  è  äðóãèõ ÷àñòèö.  Íà ýòîì óðîâíå  
âàêóóì  ðàññìàòðèâàþò  êàê  îñîáûé  âèä  ìàòåðèè  - êàê  ïîëå â 
ñîñòîÿíèè   ñ   ìèíèìàëüíî    âîçìîæíîé    ýíåðãèåé.  Êâàíòîâàÿ    
ýëåêòðîäèíàìèêà âïåðâûå íàãëÿäíî ïîêàçàëà, ÷òî  ïðîñòðàíñòâî  è  
âðåìÿ íåëüçÿ îòîðâàòü îò ìàòåðèè, ÷òî òàê íàçûâàåìàÿ  "ïóñòîòà" 
- ýòî îäíî èç ñîñòîÿíèé ìàòåðèè.
     Êâàíòîâàÿ ìåõàíèêà áûëà ïðèìåíåíà  ê âàêóóìó, è îêàçàëîñü, 
÷òî ìèíèìàëüíîå ñîñòîÿíèå ýíåðãèè íå õàðàêòåðèçóåòñÿ íóëåâîé å¸ 
ïëîòíîñòüþ. Ìèíèìóì å¸ îêàçàëñÿ ðàâíûì óðîâíþ îñöèëëÿòîðà hv/2.
"Äîïóñòèâ ñêðîìíûå 0.5hv äëÿ êàæäîé îòäåëüíîé âîëíû, - ïèøåò ß. 
Çåëüäîâè÷, - ìû íåìåäëåííî ñ óæàñîì îáíàðóæèâàåì, ÷òî âñå âîëíû 
âìåñòå  äàþò  áåñêîíå÷íóþ  ïëîòíîñòü  ýíåðãèè". Ýòà áåñêîíå÷íàÿ 
ýíåðãèÿ ïóñòîãî ïðîñòðàíñòâà òàèò â ñåáå îãðîìíûå  âîçìîæíîñòè, 
êîòîðûå åù¸ ïðåäñòîèò îñâîèòü ôèçèêå.
     Ïðîäâèãàÿñü âãëóáü ìàòåðèè,  ó÷¸íûå ïåðåøàãíóëè ðóáåæ 10 
ñì.  è   íà÷àëè   èññëåäîâàòü  ôèçè÷åñêèå  ïðîöåññû  â  îáëàñòè  
ñóáàòîìíûõ  ïðîñòðàíñòâåííî  -  âðåìåííûõ  îòíîøåíèé.  Íà  ýòîì 
óðîâíå ñòðóêòóðíîé îðãàíèçàöèè ìàòåðèè îïðåäåëÿþùóþ ðîëü èãðàþò 
ñèëüíûå  âçàèìîäåéñòâèÿ  ýëåìåíòàðíûõ    ÷àñòèö.   Çäåñü   èíûå   
ïðîñòðàíñòâåííî - âðåìåííûå ïîíÿòèÿ. Òàê,  ñïåöèôèêå  ìèêðîìèðà  
íå ñîîòâåòñòâóþò îáûäåííûå ïðåäñòàâëåíèÿ î ñîîòíîøåíèè ÷àñòè  è 
öåëîãî.  Åù¸  áîëåå  ðàäèêàëüíûõ  èçìåíåíèé  ïðîñòðàíñòâåííî - 
âðåìåííûõ    ïðåäñòàâëåíèé   òðåáóåò   ïåðåõîä  ê  èññëåäîâàíèþ   
ïðîöåññîâ, õàðàêòåðíûõ  äëÿ  ñëàáûõ âçàèìîäåéñòâèé. Ïîýòîìó  íà 

                                                            18
ïîâåñòêó äíÿ  âñòà¸ò âîïðîñ  î  íàðóøåíèè   ïðîñòðàíñòâåííîé  è  
âðåìåííîé   ÷¸òíîñòè,  ò.å.  ïðàâîå  è  ëåâîå  ïðîñòðàíñòâåííûå 
íàïðàâëåíèÿ îêàçûâàþòñÿ íåýêâèâàëåíòíûìè.
     Â  ýòèõ  óñëîâèÿõ   áûëè   ïðåäïðèíÿòû  ðàçëè÷íûå  ïîïûòêè  
ïðèíöèïèàëüíî íîâîãî èñòîëêîâàíèÿ  ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè. Îäíî 
íàïðàâëåíèå ñâÿçàíî ñ èçìåíåíèåì  ïðåäñòàâëåíèé î ïðåðûâíîñòè è 
íåïðåðûâíîñòè  ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè, à âòîðîå - ñ ãèïîòåçîé î 
âîçìîæíîé   ìàêðîñêîïè÷åñêîé  ïðèðîäå  ïðîñòðàíñâà  è  âðåìåíè. 
Ðàññìîòðèì áîëåå ïîäðîáíî ýòè íàïðàâëåíèÿ.
     
         3.2. Ïðåðûâíîñòü è íåïðåðûâíîñòü ïðîñòðàíñòâà è
              âðåìåíè â ôèçèêå ìèêðîìèðà.

     Ôèçèêà   ìèêðîìèðà   ðàçâèâàåòñÿ   â   ñëîæíîì  åäèíñòâå è 
âçàèìîäåéñòâèè ïðåðûâíîñòè è íåïðåðûâíîñòè.  Ýòî  îòíîñèòñÿ  íå 
òîëüêî ê ñòðóêòóðå ìàòåðèè, íî  è  ê ñòðóêòóðå  ïðîñòðàíñòâà  è 
âðåìåíè.
     Ïîñëå ñîçäàíèÿ òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè è êâàíòîâîé ìåõàíèêè 
ó÷¸íûå  ïîïûòàëèñü îáúåäèíèòü  ýòè äâå ôóíäàìåíòàëüíûå  òåîðèè. 
Ïåðâûì äîñòèæåíèåì íà ýòîì ïóòè ÿâèëîñü ðåëÿòèâèñòñêîå âîëíîâîå
óðàâíåíèå  äëÿ  ýëåêòðîíà.  Áûë  ïîëó÷åí  íåîæèäàííûé  âûâîä  î 
ñóùåñòâîâàíèè àíòèïîäà ýëåêòðîíà  - ÷àñòèöû  ñ  ïðîòèâîïîëîæíûì 
ýëåêòðè÷åñêèì çàðÿäîì. Â íàñòîÿùåå âðåìÿ èçâåñòíî,  ÷òî  êàæäîé  
÷àñòèöå â ïðèðîäå  ñîîòâåòñòâóåò àíòè÷àñòèöà,  ýòî  îáóñëîâëåíî 
ôóíäàìåíòàëüíûìè ïîëîæåíèÿìè  ñîâðåìåííîé òåîðèè  è  ñâÿçàíî  ñ 
êàðäèíàëüíûìè   ñâîéñòâàìè  ïðîñòðàíñòâà  è  âðåìåíè ( ÷¸òíîñòü 
ïðîñòðàíñòâà, îòðàæåíèå âðåìåíè è ò.ä. ).
     Èñòîðè÷åñêè  ïåðâîé  êâàíòîâîé òåîðèåé ïîëÿ áûëà êâàíòîâàÿ  
ýëåêòðîäèíàìèêà,  âêëþ÷àþùàÿ  â  ñåáÿ   îïèñàíèå  âçàìîäåéñòâèé 
ýëåêòðîíîâ, ïîçèòðîíîâ, ìþîíîâ è ôîòîíîâ. Ýòî ïîêà åäèíñòâåííàÿ 
âåòâü òåîðèè  ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö,  êîòîðàÿ  äîñòèãëà  âûñîêîãî 
óðîâíÿ  ðàçâèòèÿ   è   èçâåñòíîé  çàâåðø¸ííîñòè.  Îíà  ÿâëÿåòñÿ  
ëîêàëüíîé òåîðèåé,  â  íåé ôóíêöèîíèðóþò çàèìñòâîâàííûå ïîíÿòèÿ  
êëàññè÷åñêîé ôèçèêè,  îñíîâàííûå íà êîíöåïöèè ïðîñòðàíñòâåííî - 
âðåìåííîé  íåïðåðûâíîñòè: òî÷å÷íîñòü  çàðÿäà, ëîêàëüíîñòü ïîëÿ,  
òî÷å÷íîñòü âçàèìîäåéñòâèÿ  è  ò. ä. Íàëè÷èå ýòèõ ïîíÿòèé âëå÷¸ò  
çà  ñîáîé  ñóùåñòâåííûå  òðóäíîñòè,  ñâÿçàííûå  ñ  áåñêîíå÷íûìè 
çíà÷åíèÿìè  íåêîòîðûõ  âåëè÷èí  (  ìàññà,  ñîáñòâåííàÿ  ýíåðãèÿ 
ýëåêòðîíà, ýíåðãèÿ íóëåâûõ êîëåáàíèé ïîëÿ è ò.ä. ).
     Ýòè òðóäíîñòè ó÷¸íûå  ïûòàëèñü ïðåîäàëåòü ïóò¸ì ââåäåíèÿ â 
òåîðèþ  ïîíÿòèé   î  äèñêðåòíîì  ïðîñòðàíñòâå  è âðåìåíè. Òàêîé 
ïîäõîä   íàìå÷àåò   åäèíñòâåííûé   âûõîä   èç  íåîïðåäåë¸ííîñòè   

                                                            19
áåñêîíå÷íîñòè, ò.ê.  ñîäåðæèò ôóíäàìåíòàëüíóþ   äëèíó -  îñíîâó 
àòîìèñòè÷åñêîãî ïðîñòðàíñòâà.
     Ïîçæå áûëà ïîñòðîåíà îáîáù¸ííàÿ êâàíòîâàÿ ýëåêòðîäèíàìèêà, 
êîòîðàÿ  òàêæå ÿâëÿåòñÿ ëîêàëüíîé òåîðèåé, îïèñûâàþùåé òî÷å÷íûå 
âçàèìîäåéñòâèÿ  òî÷å÷íûõ  ÷àñòèö, ÷òî  ïðèâîäèò ê  ñóùåñòâåííûì 
òðóäíîñòÿì.  Íàïðèìåð, íàëè÷èå ýëåêòðîìàãíèòíîãî è ýëåêòðîííî - 
ïîçèòðîííîãî  âàêóóìà   îáóñëàâëèâàåò  íåáõîäèìîñòü  âíóòðåííåé 
ñëîæíîñòè, ñòðóêòóðíîñòè ýëåêòðîíà. Ýëåêòðîí ïîëÿðèçóåò âàêóóì, 
è  ôëóêòóàöèè  ïîñëåäíåãî ñîçäàþò âîêðóã ýëåêòðîíà àòìîñôåðó èç  
âèðòóàëüíîé ýëåêòðîííî  -  ïîçèòðîííîé   ïàðû. Ïðè  ýòîì âïîëíå  
âåðîÿòåí ïðîöåññ àííèãèëÿöèè èñõîäíîãî ýëåêòðîíà  ñ  ïîçèòðîíîì  
ïàðû.  Îñòàâøèéñÿ ýëåêòðîí ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê èñõîäíûé, íî 
â äðóãîé òî÷êå ïðîñòðàíñòâà.
     Ïîäîáíàÿ   ñïåöèôèêà  îáúåêòîâ  êâàíòîâîé  ýëåêòðîäèíàìèêè 
ÿâëÿåòñÿ âåñêèì àðãóìåíòîì â ïîëüçó êîíöåïöèè ïðîñòðàíñòâåííî - 
âðåìåííîé äèñêðåòíîñòè. Â å¸ îñíîâå ëåæèò èäåÿ î òîì, ÷òî ìàññà 
è çàðÿä ýëåêòðîíà  íàõîäÿòñÿ â ðàçíûõ ôèçè÷åñêèõ ïîëÿõ, îòëè÷íû 
îò ìàññû è çàðÿäà  èäåàëèçèðîâàííîãî ( èçîëèðîâàííîãî îò ìèðà ) 
ýëåêòðîíà. Ðàçíîñòü  ìåæäó ìàññàìè îêàçûâàåòñÿ áåñêîíå÷íîé. Ïðè 
îïåðèðîâàíèè  ýòèìè   áåñêîíå÷íîñòÿìè  èõ  ìîæíî âûðàçèòü ÷åðåç 
ôèçè÷åñêèå êîíñòàíòû - çàðÿä  è  ìàññó ðåàëüíîãî ýëåêòðîíà. Ýòî  
äîñòèãàåòñÿ ïóò¸ì ïåðåíîðìèðîâêè òåîðèè.
     ×òî   êàñàåòñÿ   òåîðèè  ñèëüíûõ  âçàèìîäåéñòâèé,  òî  òàì  
ïðîöåäóðó ïåðåíîðìèðîâêè èñïîëüçîâàòü íå óäà¸òñÿ. Âñâÿçè ñ ýòèì 
â  ôèçèêå  ìèêðîìèðà   øèðîêîå  ðàçâèòèå  ïîëó÷èëî íàïðàâëåíèå, 
ñâÿçàííîå  ñ  ïåðåñìîòðîì   êîíöåïöèè   ëîêàëüíîñòè.  Îòêàç  îò  
òî÷å÷íîñòè âçàèìîäåéñòâèÿ  ìèêðîîáúåêòîâ  ìîæåò  îñóùåñòâëÿòüñÿ 
äâóìÿ ìåòîäàìè. Ïðè  ïåðâîì  èñõîäÿò èç ïîëîæåíèÿ. ÷òî  ïîíÿòèå 
ëîêàëüíîãî  âçàèìîäåéñòâèÿ  ëèøåíî ñìûñëà.  Âòîðîé îñíîâàí   íà 
îòðèöàíèè  ïîíÿòèÿ  òî÷å÷íîé êîîðäèíàòû ïðîñòðàíñòâà - âðåìåíè,  
÷òî ïðèâîäèò ê òåîðèè êâàíòîâîãî ïðîñòðàíñòâà - âðåìåíè.
     Ïðîòÿæ¸ííàÿ   ýëåìåíòàðíàÿ    ÷àñòèöà   îáëàäàåò   ñëîæíîé   
äèíàìè÷åñêîé    ñòðóêòóðîé.    Ïîäîáíàÿ    ñëîæíàÿ    ñòðóêòóðà    
ìèêðîîáúåêòîâ  ñòàâèò  ïîä ñîìíåíèå  èõ ýëåìåíòàðíîñòü.  Ó÷¸íûå 
ñòîëêíóëèñü íå òîëüêî ñî ñìåíîé îáúåêòà, ê êîòîðîìó ïðèëàãàåòñÿ 
ñâîéñòâî  ýëåìåíòàðíîñòè,  íî è  ñ ïåðåñìîòðîì ñàìîé äèàëåêòèêè  
ýëåìåíòàðíîãî è ñëîæíîãî  â  ìèêðîìèðå. Ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû íå  
ýëåìåíòàðíû  â  êëàññè÷åñêîì ñìûñëå: îíè ïîõîæè íà êëàññè÷åñêèå  
ñëîæíûå   ñèñòåìû,  íî  îíè  íå  ÿâëÿþòñÿ  ýòèìè  ñèñòåìàìè.  Â 
ýëåìåíòàðíûõ   ÷àñòèöàõ   ñî÷åòàþòñÿ  ïðîòèâîïîëîæíûå  ñâîéñòâà  
ýëåìåíòàðíîãî è ñëîæíîãî.
     Îòêàç  îò ïðåäñòàâëåíèé î òî÷å÷íîñòè âçàèìîäåéñòâèÿ âëå÷¸ò 

                                                            20
çà ñîáîé èçìåíåíèå íàøèõ ïðåäñòàâëåíèé î ñòðóêòóðå ïðîñòðàíñòâà 
- âðåìåíè è ïðè÷èííîñòè, êîòîðûå òåñíî âçàèìîñâÿçàíû. Ïî ìíåíèþ 
íåêîòîðûõ  ôèçèêîâ,  â ìèêðîìèðå òåðÿþò ñìûñë îáû÷íûå âðåìåííûå  
îòíîøåíèÿ  "ðàíüøå"   è   "ïîçæå".   Â   îáëàñòè   íåëîêàëüíîãî  
âçàèìîäåéñòâèÿ ñîáûòèÿ ñâÿçàíû â íåêèé "êîìîê",  â  êîòîðîì îíè  
âçàèìíî îáóñëàâëèâàþò äðóã äðóãà, íî íå ñëåäóþò îäíî çà äðóãèì.
     Òàêîâî   ïðèíöèïèàëüíîå   ïîëîæåíèå   äåë,  ñëîæèâøååñÿ  â  
ðàçâèòèè êâàíòîâîé òåîðèè ïîëÿ, íà÷èíàÿ ñ ðàáîò  Ãåéçåíáåðãà  è  
êîí÷àÿ ñîâðåìåííûìè  íåëîêàëüíûìè è  íåëèíåéíûìè  òåîðèÿìè, ãäå  
íàðóøåíèå ïðè÷èííîñòè â  ìèêðîìèðå ïðîâîçãëàøàåòñÿ  â  êà÷åñòâå 
ïðèíöèïà è îòìå÷àåòñÿ, ÷òî ðàçãðàíè÷åíèå ïðîñòðàíñòâà - âðåìåíè 
íà îáëàñòè "ìàëûå", ãäå  ïðè÷èííîñòü íàðóøåíà, è  áîëüøèå,  ãäå 
îíà âûïîëíåíà, íåâîçìîæíî  áåç  ïîÿâëåíèÿ â íåëîêàëüíîé  òåîðèè  
íîâîé êîíñòàíòû ðàçìåðíîñòè  äëèíû - ýëåìåíòàðíîé äëèíû. Ñ ýòèì 
"àòîìîì" ïðîñòðàíñòâà ñâÿçàí  è  ýëåìåíòàðíûé ìîìåíò  âðåìåíè (  
õðîíîí  ),  è  èìåííî  â  ñîîòâåòñòâóþùåé  èì ïðîñòðàíñòâåííî - 
âðåìåííîé îáëàñòè ïðîòåêàåò ñàì ïðîöåññ âçàèìîäåéñòâèÿ ÷àñòèö.
     Òåîðèÿ   äèñêðåòíîãî  ïðîñòðàíñòâà  -  âðåìåíè  ïðîäîëæàåò 
ðàçâèâàòüñÿ.  Îòêðûòûì îñòà¸òñÿ  âîïðîñ î âíóòðåííåé  ñòðóêòóðå 
"àòîìîâ"  ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè.  Ñóùåñòâóåò ëè ïðîñòðàíñòâî è  
âðåìÿ  â "àòîìàõ"  ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè?  Ýòî îäíà èç  âåðñèé 
ãèïîòåçû  î  âîçìîæíîé ìàêðîñêîïè÷íîñòè ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè,  
êîòîðàÿ áóäåò ðàññìîòðåíà íèæå.

         3.3. Ïðîáëåìà ìàêðîñêîïè÷íîñòè ïðîñòðàíñòâà
              è âðåìåíè â ìèêðîìèðå.

     Â   ñîâðåìåííîé   ôèçèêå   ìèêðîìèðà   âîçíèêëà  ñëåäóþùàÿ   
ïðîáëåìà: ðå÷ü ñòàëà èäòè íå îá èçìåíåíèè ñâîéñòâ èëè ñòðóêòóðû 
ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè, à îá èõ ìàêðîñêîïè÷åñêîé ïðèðîäå,  ò.å. 
î òîì, ÷òî èõ âîîáùå âîçìîæíî íåò â ìèêðîìèðå. Òàêàÿ ïîñòàíîâêà 
âîïðîñà ñâÿçàíà ñ ñîçäàíèåì  êâàíòîâîé ìåõàíèêè.  ×òî  êàñàåòñÿ  
ñôåð  ïðèëîæèìîñòè  ãèïîòåçû,  òî  å¸  ñòîðîííèêè ðàçîøëèñü  âî 
ìíåíèÿõ:  îäíè  ñ÷èòàþò,  ÷òî  îíà   èìååò   îòíîøåíèå  ëèøü  ê  
òåîðåòè÷åñêîìó  îïèñàíèþ  îáúåêòèâíîé  ðåàëüíîñòè  â  êâàíòîâîé 
ôèçèêå, äðóãèå  ðàñøèðèëè å¸  óðîâíÿ ôèëîñîôñêîãî  ïîëîæåíèÿ  î 
íåóíèâåðñàëüíîñòè ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè êàê ôîðì ñóùåñòâîâàíèÿ 
äâèæóùåéñÿ ìàòåðèè.
     Â   íüþòîíîâñêîé   ìåõàíèêå   òåîðåòè÷åñêîå è ýìïèðè÷åñêîå 
ïðîñòðàíñòâî è âðåìÿ âî ìíîãîì  ñîâïàäàëè.  Ñ  ðàçâèòèåì ôèçèêè 
ýòî ñîâïàäåíèå íàðóøàåòñÿ.
     Â ñâÿçè  ñ ýòèì  âîçíèêàåò âîïðîñ: äîëæíà ëè  ýìïèðè÷åñêàÿ 

                                                            21
ñòðóêòóðà  ôèçè÷åñêîé  òåîðèè  âûñòóïàòü   îáÿçàòåëüíî  â ôîðìå 
ïðîñòðàíñòâà   è   âðåìåíè   êëàññè÷åñêîé   ôèçèêè?  Ãåéçåíáåðã   
ñëåäóþùèì  îáðàçîì  îïèñûâàåò  ñîçäàâøóþñÿ  â  ôèçèêå ìèêðîìèðà 
ñèòóàöèþ: "Îêàçûâàåòñÿ, â íàøèõ èññëåäîâàíèÿõ àòîìíûõ ïðîöåññîâ 
íåèçáåæíî ñóùåñòâóåò ñâîåîáðàçíîå ðàçäâîåíèå. Ñ îäíîé  ñòîðîíû, 
âîïðîñû,  ñ  êîòîðûìè  ìû  îáðàùàåìñÿ  ê  ïðèðîäå   ïîñðåäñòâîì 
ýêñïåðèìåíòîâ, âñåãäà  ôîðìóëèðóþòñÿ  â  ïîíÿòèÿõ  êëàññè÷åñêîé  
ôèçèêè,  â  îñîáåííîñòè  â  ïîíÿòèÿõ  ïðîñòðàíñòâà  è  âðåìåíè, 
ïîñêîëüêó íàø ÿçûê  ïðèñïîñîáëåí ê ïåðåäà÷å  òîëüêî  îáûäåííîãî  
íàøåãî îêðóæåíèÿ è ïîñêîëüêó îïûòû ìû íå ìîæåì ïðîâåñòè  èíà÷å, 
êàê òîëüêî  âî âðåìåíè  è  â  ïðîñòðàíñòâå. Ñ  äðóãîé  ñòîðîíû,  
ìàòåìàòè÷åñêèå    âûðàæåíèÿ,    ïðèãîäíûå    äëÿ    èçîáðàæåíèÿ    
ýêñïåðèìåíòàëüíûõ   ðåçóëüòàòîâ,  ïðåäñòàâëÿþò  ñîáîé  âîëíîâûå 
ôóíêöèè  â  ìíîãîìåðíûõ   êîíôèãóðàöèîííûõ   ïðîñòðàíñòâàõ,  íå  
äîïóñêàþùèõ êàêîé-ëèáî ïðîñòîé íàãëÿäíîé èíòåðïðåòàöèè".
     Èç ýòîãî ïîëîæåíèÿ ìîæíî ñäåëàòü âûâîä, ÷òî ïðîñòðàíñòâî è 
âðåìÿ  êëàññè÷åñêîé  ôèçèêè  ÿâëÿþòñÿ  ýìïèðè÷åñêîé  ñòðóêòóðîé 
êâàíòîâîé ìåõàíèêè.
     Òàê  â  ÷¸ì æå ñóòü ðàññìàòðèâàåìîé ãèïîòåçû? Ýìïèðè÷åñêàÿ  
ñòðóêòóðà    ôèçè÷åñêîé    òåîðèè    çàâåäîìî    ìàêðîñêîïè÷íà.    
Òåîðåòè÷åñêàÿ ñòðóêòóðà ïðè  îïèñàíèè ìèêðîìèðà  âûñòóïàåò  êàê 
ïðîñòðàíñòâî è âðåìÿ. Ïðîñòðàíñòâî è âðåìÿ  ìîæíî  èñïîëüçîâàòü  
ïðè  ðàçâèòèè  ôèçè÷åñêèõ  òåîðèé,  îïèñûâàþùèõ  äðóãèå  óðîâíè 
ñòðîåíèÿ ìàòåðèè, íî ýòî ñîïðÿæåíî ñ íåîïðàâäàííûì  óñëîæíåíèåì 
òåîðèè,  è  ïîýòîìó    îò   íèõ   îòêàçûâàþòñÿ.   Ðå÷ü  èä¸ò  î   
ìàêðîñêîïè÷íîñòè ïðîñòðàíñòâà  è  âðåìåíè, êîòîðûå âûñòóïàþò  â 
êà÷åñòâå òåîðåòè÷åñêèõ ñòðóêòóð ôèçè÷åñêèõ òåîðèé.
     Â   çàêëþ÷åíèè   ðàññìîòðèì  ãèïîòåçó  î  ìàêðîñêîïè÷åñêîé  
ïðèðîäå ïðîñòðàíñòâà  è  âðåìåíè  ñ òî÷êè  çðåíèÿ äèàëåêòèêî  - 
ìàòåðèàëèñòè÷åñêîãî ó÷åíèÿ îá  èõ  óíèâåðñàëüíîñòè. Ðå÷ü åä¸ò î  
ïðîñòðàíñòâå  è  âðåìåíè  êàê   êàòåãîðèÿõ  ñîâðåìåííîé ôèçèêè, 
êîòîðûå   ÿâëÿþòñÿ   ñïåöèôè÷åñêèìè   ìåòðè÷åñêèìè  ñòðóêòóðàìè  
ñîñóùåñòâîâàíèÿ  äàííûõ  ÿâëåíèé è ñìåíû êîíêðåòíûõ ñîñòîÿíèèé,  
÷òî ïðåäïîëàãàåò  âîçìîæíîñòü  ðàçëè÷èÿ  äâóõ ñîñåäíèõ  òî÷åê è 
äâóõ ïîñëåäóþùèõ ìîìåíòîâ.  Ñâîéñòâà "ñîñåäñòâà" è "ñëåäîâàíèÿ" 
ÿâëÿþòñÿ êîíêðåòíûìè  è  ñïåöèôè÷åñêèìè  ñâîéñòâàìè  ñòðóêòóðû,  
êîòîðûå ìîãóò ñóùåñòâîâàòü äàëåêî íå âåçäå. Ñ ýòîé òî÷êè çðåíèÿ 
ìîæíî äàæå ãîâîðèòü  î "âíåïðîñòðàíñòâåííûõ"  è  "âíåâðåìåííûõ"  
ôîðìàõ ñóùåñòâîâàíèÿ  ìàòåðèè. Îäíàêî,  ìîæíî çàäàòü  è  äðóãîé 
âîïðîñ: åñëè ïðîñòðàíñòâî è âðåìÿ îêàçûâàþòñÿ íåóíèâåðñàëüíûìè, 
òî  êàêîé  ñìûñë  íóæíî  âêëàäûâàòü  â  íèõ  ñåé÷àñ, ÷òîáû  îíè 
ïîïðåæíåìó îñòàâàëèñü óíèâåðñàëüíûìè?


                                                            22
     Ñ ýòèì âîïðîñîì ñâÿçàíî âîçíèêíîâåíèå è ðàçâèòèå ðàçëè÷íûõ 
ìîäèôèêàöèé  ãèïîòåçû î ìàêðîñêîïè÷åñêîé ïðèðîäå ïðîñòðàíñòâà è 
âðåìåíè.  Åñëè  ýòîé   ãèïîòåçå  ïûòàþòñÿ  ïðèäàòü  ôèëîñîôñêèé 
ñòàòóñ, òî ýòî íåîáîñíîâàííî,  ò.ê. îíà íîñèò ñóãóáî ôèçè÷åñêèé 
õàðàêòåð è íå âñòóïàåò â ïðîòèâîðå÷èå ñ òåçèñîì äèàëåêòè÷åñêî - 
ìàòåðèàëèñòè÷åñêîé   ôèëîñîôèè  î  âñåîáùíîñòè  ïðîñòðàíñòâà  è 
âðåìåíè. Íî â  ðàìêàõ  ôèçè÷åñêîé ïðîáëåìàòèêè ýòà ãèïîòåçà  íå 
îçíà÷àåò,  ÷òî   ìàêðîìèð   îáëàäàåò   òîëüêî   ñîîòâåòñòâóþùåé   
ïðîñòðàíñòâåííîé ïðèðîäîé, ò.å. ñëåäóåò ó÷èòûâàòü, ÷òî ìàêðîìèð 
íå  èñ÷åðïûâàåòñÿ  êëàññè÷åñêèìè   îáúåêòàìè   â   êëàññè÷åñêèõ  
ïðîñòðàíñòâå  è  âðåìåíè,  ÷òî  íåêëàññè÷åñêèé  ìàêðîìèð  ìîæåò 
ïîòðåáîâàòü   íåêëàññè÷åñêîé    ïðîñòðàíñòâåííî   -   âðåìåííîé   
îðãàíèçàöèè.

                            _______ 


                                                            23
         ÇÀÊËÞ×ÅÍÈÅ.

     Íà  ýòîì ìû çàâåðøèì àíàëèç ñòàòóñà ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè 
â   ôèçè÷åñêîì    ïîçíàíèè.    Ñâÿçàííûå   ñ   ýòèì    ïðîáëåìû 
ðàçðàáàòûâàþòñÿ  ìíîãèìè ôèëîñîôàìè è åñòåñòâîèñïûòàòåëÿìè. Óæå 
ïîëó÷åíû èíòåðåðåñíûå ðåçóëüòàòû è âåäóòñÿ ïëîäîòâîðíûå ïîèñêè. 
     Â   ïîñëåäíåå   âðåìÿ   íàóêà   ïðèøëà  ê  ïðåäñòàâëåíèþ î       
äèàëåêòè÷åñêîé    âçàèìîñâÿçè   ýëåìåíòîâ   ðàçëè÷íûõ   óðîâíåé 
öåëîñòíîãî ìèðà, â êîòîðîì ýëåìåíòàðíàÿ ÷àñòèöà ìîæåò îêàçàòüñÿ 
ïîëóçàìêíóòîé  Âñåëåííîé,  à  â  ñïåöèôèêå  ÷åëîâåêà ìîæåò áûòü 
çàïå÷åòëåíà ñòðóêòóðà Âñåëåííîé.

                            _______


                                                            24
         ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ.

1. Àñêèí ß.Ô. Ïðîáëåìà âðåìåíè. Å¸ ôèçè÷åñêîå èñòîëêîâàíèå, Ì.: 
   Ìûñëü,-1986.

2. Àõóíäîâ Ì.Ä. Ïðîñòðàíñòâî è  âðåìÿ  â  ôèçè÷åñêîì  ïîçíàíèè, 
   Ì.:Ìûñëü,-1982.-253 ñ.

3. Àõóíäîâ Ì. Ä.    Ïðîáëåìû    ïðåðûâíîñòè   è   íåïðåðûâíîñòè 
   ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè, Ì.:Íàóêà,-1974.-256 ñ.

4. Àõóíäîâ Ì.Ä.   Êîíöåïöèè   ïðîñòðàíñòâà  è  âðåìåíè: èñòîêè, 
   ýâîëþöèÿ, ïåðñïåêòèâû, Ì.:Íàóêà,-1982.-222 ñ.

5. Îñèïîâ À.È. Ïðîñòðàíñòâî è âðåìÿ êàê êàòåãîðèè ìèðîâîççðåíèÿ 
   è ðåãóëÿòîðû ïðàêòè÷åñêîé äåÿòåëüíîñòè, Ìèíñê:Íàóêà è 
   òåõíèêà,-1989.-220 ñ.

6. Ïîò¸ìêèí Â.Ê., Ñèìàíîâ À.Ë. Ïðîñòðàíñòâî â  ñòðóêòóðå  ìèðà, 
   Íîâîñèáèðñê:Íàóêà,-1990.-176 ñ.

7. Ýéíøòåéí À. Ñîáðàíèå  íàó÷íûõ òðóäîâ â ÷åòûð¸õ òîìàõ. Òîì I. 
   Ðàáîòû ïî òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè 1905-1920, Ì.:Íàóêà,-1965.-
   700ñ.