автореферат диссертации по истории, специальность ВАК РФ 07.00.10
диссертация на тему: Развитие идей и координация исследований в области теории физического пространства-времени в СССР

Полный текст автореферата диссертации по теме "Развитие идей и координация исследований в области теории физического пространства-времени в СССР"

ЯРОСЛАВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. К.Д. УШИНСКОГО

ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

г ОД

' ; " л 1П.Т?

На правах рукописи

Демидова Ольга Витальевна

РАЗВИТИЕ ИДЕЙ И КООРДИНАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ТЕОРИИ ФИЗИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА-ВРЕМЕНИ В СССР (1961-1988)

Специальность 07.00.10 - история науки и техники

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук

Ярославль - 1997

Работа выполнена на кафедре теоретической и экспериментальной физики физико-математического факультета Ярославского государственного педагогического университета имени К.Д.Ушинского.

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор Ю.С.Владимиров.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор В.Н.Мельников; доктор физико-математических наук, профессор В.Я.Френкель.

Ведущая организация: Пермский государственный университет.

Защита состоится "_" _ 1997 г. в_час. на заседании

специализированного совета К 003.11.04 при Институте истории естествознания и техники им. С.И.Вавилова РАН по адресу: 103012, Москва, К-12, Старопанский пер., д. 1/5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института истории естествознания и техники им. С.И.Вавилова РАН.

Автореферат разослан "_" 1997 г.

Учёный секретарь специализированного совета, кандидат физико-математических наук

И.О.Лютер

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В развитии отечественных исследований в области теории пространства-времени и гравитации следует выделить ответственный период с 1962 по 1988 гг., связанный с координирующей деятельностью секции гравитации Научно-технического совета МинВУЗа СССР. В это время сложилось содружество физиков-релятивистов в масштабе всей страны, на основе которого в 1988 г. образовалось Российское гравитационное общество.

Прошло уже почти десять лет с момента прекращения функционирования секции гравитации. Большинство из тех людей, которые возглавляли и организовывали на протяжении многих лет исследования в области теории относительности и гравитации в стране, уже ушло из жизни. Существует реальная опасность, что организационный опыт и научный потенциал, накопленные с большим трудом за прошедшие десятилетия будут безвозвратно утеряны.

Особо следует подчеркнуть тот факт, что в XX веке исследования по теории физического пространства-времени приобрели особую актуальность. Есть все основания утверждать, что именно представления о пространстве-времени должны быть положены в основу фундаментальной теоретической физики. До настоящего времени общепринятым базисом понимания свойств и структуры пространства-времени являлась теория относительности.

Цель работы. Основное внимание в работе уделено организационным и научным аспектам истории развития теории физического пространства-времени, главным образом общей теории относительности (ОТО) и её обобщений, в СССР в период деятельности секции гравитации (1961-1988 гг.).

Исследования по проблеме физического (геометрического) пространства-времени в России имеют глубокие корни. Их истоки следует связать с работами Н.И.Лобачевского первой трети XIX века по неевклидовой геометрии. В начале XX века в России были восприняты идеи специальной и общей теорий относительности. В соответствии со сложившимися в нашей стране научными традициями эти идеи получили дальнейшее развитие в работах отечественных физиков и математиков. История исследований по теории относительности и гравитации в России и СССР интересна и драматична: 20-е годы - период "взлёта" отечественных теоретических исследований (в том числе и по ОТО); в 30-е - 40-е годы во всём мире наблюдался спад в этой области исследований - в СССР ситуация осложнялась репрессиями и проводившимися идеологическими кампаниями; к концу 50-х годов в стране сложились все необходимые условия для нового

подъёма исследований по теории относительности и гравитации. В связи с этим, одной из задач, поставленных в диссертационной работе, было показать преемственность отечественных исследований в области теории пространства-времени и охарактеризовать ситуацию, сложившуюся в этом направлении в стране к началу 60-х годов.

В 1961 г. в СССР была осознана необходимость создания органа, координирующего и организующего исследовательские работы по теории относительности и гравитации в масштабе всей страны. Таким органом в 1962 г. стала секция гравитации Научно-технического совета МинВУЗа СССР. В диссертации воссоздана история секции гравитации со времени проведения Первой Советской гравитационной конференции в МГУ (1961 г.) до учредительного собрания Всесоюзного гравитационного общества в 1988 г. на VI 1-й Советской гравитационной конференции в Ереване. В работе проанализированы предпосылки создания секции гравитации и указаны причины прекращения её деятельности.

Особенностью рассматриваемого периода в развитии теории относительности и гравитации было интенсивное (особенно к концу 70-х годов) развитие исследований по выходу за рамки общепринятой теории гравитации в виде широкого применения новых математических методов, квантования и обобщений ОТО. В диссертации приведены сведения об исследованиях, проводившихся отечественными учёными в области обобщений эйнштейновской теории гравитации в 60-е - 80-е годы, даны классификация и характеристика основных изучавшихся направлений. В качестве одного из примеров более подробно рассмотрена бинарная геометрофизика -реляционная теория пространства-времени и физических взаимодействий, развиваемая в группе Ю.С.Владимирова (МГУ).

Методы исследования. Достоверность положений и обоснованность выводов диссертации определяется тщательным критическим анализом большого количества архивных материалов в сопоставлении их с публикациями в научных изданиях, а также с воспоминаниями непосредственных участников событий, описываемых в работе.

Научная новизна. На настоящий момент существует массив исследований, затрагивающий круг проблем, обсуждаемых в диссертации - это работы по истории восприятия и развития теории относительности в России и СССР (1905-1940гг.) (В.П.Визгин, Г.Е.Горелик, В.Я.Френкель). Этот материал использован в первой (вводной) части диссертации для воссоздания по возможности более полной истории развития идей и представлений о пространстве-времени и теории относительности в России и СССР до начала 1960-х годов. Более поздний период, а именно, очерченные в работе

рамки 1961-1988 гг. в развитии отечественных исследований в этом направлении практически не освещен в историко-научной литературе.

В работе были широко использованы ранее неопубликованные материалы из личного архива бывшего учёного секретаря, а затем заместителя председателя секции гравитации Ю.С.Владимирова. Всего использовано более 100 новых документов из этого фонда.

Кроме архивных материалов, в работе использованы публикации биографического характера и воспоминания (как опубликованные, так и неопубликованные), а также личные воспоминания (интервью) многих участников освещаемых в работе событий.

Практическая значимость работы. Полученные результаты могут быть использованы в дальнейших исследованиях обобщений эйнштейновской теории гравитации, а также в работах по истории советской и российской физики, при разработке курсов по истории физики для студентов и аспирантов.

Апробация работы. Содержание и основные результаты отдельных глав диссертации и работы в целом докладывались на Международной школе-семинаре "Многомерная гравитация и космология" (Ярославль, 1994), на научной конференции аспирантов и молодых учёных по истории естествознания и техники (Москва, ИИЕиТ РАН, 1995), на Международной школе-семинаре "Основания теории гравитации и космологии" (Одесса, 1995), на 1Х й Российской гравитационной конференции "Теоретические и экспериментальные проблемы гравитации" (Новгород, 1996), а также на научных семинарах Москвы и Ярославля.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ.

Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения (суммарный объём - 215 страниц текста, набранного в издательской системе М]?Х), четырёх приложений, а также списка литературы из 299 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, определены цели работы, тематические границы, особенности методики и дан краткий обзор содержания диссертации с делением на главы.

Первая глава.

В главе 1 (вводной) дано краткое описание основных этапов развития теории физического пространства-времени в России и СССР до начала 60-х годов XX века.

Россия - родина первой неевклидовой геометрии. Впервые профессор Казанского университета Н.И.Лобачевский объявил о результатах своих исследований по неевклидовой геометрии в 1826 г. В его работах уже можно найти обсуждение проблемы реального (физического) пространства.

Геометрические исследования в духе идей Н.И.Лобачевского были вновь возрождены в 70-х годах прошлого столетия. Казанские математики Ф.М.Суворов, А.В.Васильев, А.П.Котельников и др. не только занимались дальнейшим развитием неевклидовой геометрии, но и обсуждали возможности проявления новой геометрии в физическом мире (так называемая традиция Лобачевского (понятие, введённое В.П.Визгиным)).

Примерно в это же время формируется сильный центр исследований по дифференциальной геометрии в Москве. Его основателем был К.М.Петер-сон. Научные традиции, сложившиеся в этой своеобразной школе, поддерживались московскими математиками Б.К.Млодзеевским, Д.Ф.Егоровым, С.П.Финиковым, Н.Н.Лузиным, впоследствии их учениками - такими известными геометрами, как П.К.Рашевский и А.П.Норден.

Крупнейшим математическим центром ещё со времён Л.Эйлера был Петербургский университет. Во второй половине XIX века здесь сформировалась большая научная школа П.Л.Чебышёва, математические традиции которой сыграли существенную роль для развития отечественных исследований в области теории физического пространства-времени.

В начале XX века в России были восприняты идеи релятивизма, затем, в 20-х годах, отечественные физики и математики приняли активное участие в распространении, преподавании и дальнейшем развитии идей общей теории относительности. В эти годы были получены важные результаты мирового значения (нестационарная космология А.А.Фридмана, уравнение Клейна-Фока и др.).

В 30-х - 40-х годах в СССР (впрочем, как и во всём мире) наблюдался спад исследований в области теории относительности. Кроме того, на развитие отечественных работ в этом направлении негативное воздействие оказали официальные идеологические установки. Большой урон науке нанесли репрессии.

В послевоенные годы (преимущественно с середины 50-х) тематика ОТО вновь становится актуальной в мировом научном сообществе. Советскими учёными был выполнен ряд циклов исследований (В.А.Фок, А.З.Петров, А.Л.Зельманов, Д.Д.Иваненко и др.), по результатам которых можно было судить о достаточно высоком научном потенциале, имевшемся в стране в области теории относительности и гравитации.

Таким образом, в соответствии с поставленными целями, по результатам первой главы можно сделать следующие выводы:

1. В развитии идей о сущности и свойствах физического пространства и времени в России и СССР имелись богатые традиции, истоки которых были заложены работами Н.И.Лобачевского первой трети XIX века. Важное значение для дальнейших отечественных исследований в этой области имели сложившиеся впоследствии две устойчивые математические традиции: Лобачевского (Казанский университет) и Чебышёва (С.-Петербургский университет).

2. К концу 50-х годов в стране сложились все необходимые условия для нового подъёма исследований в области общей теории относительности и гравитации: во-первых, был существенно ослаблен идеологический пресс на науку, во-вторых, в СССР, как и во всём мире, проявился рост интереса к проблемам ОТО, в-третьих, в стране к этому времени был накоплен достаточный научный потенциал для широкого развития работ в этой области и, в-четвёртых, в развитии фундаментальных исследований по физике (в частности по теории относительности) был заинтересован отечественный военно-промышленный комплекс.

Вторая глава.

Во второй главе изложена история секции гравитации Научно-технического совета МинВУЗа СССР. Охарактеризованы предпосылки её создания, основные периоды деятельности и, наконец, главные причины прекращения функционирования секции.

К концу 50-х годов в стране сложилась следующая ситуация в области исследований по теории относительности и гравитации: во-первых, имелся узкий круг профессиональных теоретиков-гравитационистов, уже достаточно хорошо известных своими работами в этой области (В.А.Фок, Д.Д.Иваненко, А.З.Петров, А.Л.Зельманов, М.Ф.Широков и др.), во-вторых, имелся ряд авторитетных центров теоретической физики с широким диапазоном исследований, который частично охватывал и вопросы релятивистской физики, но к тому времени они ещё не оформились в самостоятельные темы и разделы исследований (Объединённый институт ядерных исследований в Дубне, Институт физических проблем и Физический институт АН СССР в Москве и др.), в-третьих, имелся ряд учреждений и организаций, тематика которых непосредственно примыкала к проблемам теории гравитации, но в их деятельности, как правило, тогда ещё не использовались закономерности ОТО (астрономические обсерватории, гравиметрические лаборатории и геологические институты), в-четвёртых, в различных городах страны как в ВУЗах, так и в научно-исследовательских институтах работало некоторое количество молодых учёных - выходцев из групп профессиональных физиков-гравитационистов - (Н.В.Мицкевич, И.И.Гутман, Я.И.Пугачёв, Я.И.Гра-

новский и др.), для которых в сравнительно благоприятных условиях было естественно продолжить работу в области теории гравитации.

В те годы все стороны жизни советского общества были формализованы. Никакая серьёзная масштабная деятельность в стране не могла осуществляться без официального разрешения "сверху". И если научным сообществом и руководством страны к началу 60-х годов была осознана необходимость широкого проведения исследований в области теории относительности и гравитации, то это можно было сделать либо под эгидой Академии наук, либо МинВУЗа СССР.

Поскольку большая часть научного потенциала страны в этой области исследований оказалась сосредоточенной в ВУЗах, главным образом в ведущих университетах, координирующий орган в данной области фундаментальных исследований был создан при МинВУЗе СССР.

В 1961 г. по инициативе проф. МГУ Д.Д.Иваненко была созвана Первая Советская гравитационная конференция. Она проходила в Московском гос. университете с 27 июня по 1 июля, а ровно через год, также в МГУ, состоялось первое заседание Советской гравитационной комиссии Научно-технического совета МинВУЗА СССР. Председателем комиссии был назначен проф. Казанского гос. университета А.З.Петров, заместителем председателя - проф. МГУ Д.Д.Иваненко. Эти двое учёных представляли собой два основных направления в отечественных исследованиях в области теории физического пространства-времени, сложившихся в Казанском и Ленинградском - Московском университетах. Этот союз под эгидой секции гравитации фактически символизировал слияние двух отечественных математических (геометрических) традиций: Н.И.Лобачевского и П.Л.Чебышёва.

Комиссия, затем в 1969 г. Приказом по МинВУЗу СССР переименованная в секцию гравитации, просуществовала до 1988 г.

В деятельности секции гравитации НТС МинВУЗа СССР можно выделить три основных периода:

1) с 1962 по 1972 гг. (секцию возглавлял профессор А.З.Петров) - период становления содружества отечественных учёных-гравитационистов;

2) с 1972 по 1984 гг. (секцию возглавлял профессор А.А.Соколов) -период стабилизации совместного сотрудничества советских физиков-гра-витационистов;

3) с 1984 по 1988 гг. (секцию возглавлял академик А.А.Логунов) - заключительный этап деятельности секции гравитации.

Секция гравитации официально прекратила своё существование к началу 1989 г. В это время произошла реорганизация структуры управления научно-исследовательскими работами в ВУЗах страны, и координация ис-

следований в области теории относительности и гравитации с 1989 г. стала осуществляться под эгидой "Научного экспертного совета по ядерной физике, гравитации и астрономии".

Предвидя подобный оборот событий, актив прежней секции гравитации во время проведения УН-й Всесоюзной гравитационной конференции в Ереване - Цахкадзоре 18-21 октября 1988 г. учредил Всесоюзное гравитационное общество, президентом которого был избран проф. В.Н.Мельников (ВНИЦПВ, Москва).

С октября 1988 г. был начат новый период в организации и координации исследований по гравитации и теории пространства-времени сначала в СССР, а затем в России и в странах СНГ.

Третья глава.

В третьей главе охарактеризованы основные формы деятельности секции гравитации НТС МинВУЗа СССР.

1. Проведение Советских (Всесоюзных) гравитационных конференций рассматривалось как один из важнейших видов деятельности секции. Они созывались с периодичностью раз в три - четыре года. С 1961 по 1988 гг. состоялись следующие конференции:

1-я конференция - 1961 г. (27 июня - 1 июля), г. Москва, МГУ; П-я конференция - 1965 г. (20-27 апреля), г. Тбилиси, Тб.ГУ; У-я Международная гравитационная конференция (С11-5) - 1968 г. (9-16 сентября), г. Тбилиси, Тб.ГУ;

Ш-я конференция - 1972 г. (11-14 октября), г. Ереван-Цахкадзор, ЕГУ;

IV-я конференция - 1976 г. (1-3 июля), г. Минск, БГУ;

V-я конференция - 1981 г. (1-3 июля), г. Москва, МГУ;

VI-я конференция - 1984 г. (3-5 июля), г. Москва, МГПИ;

УП-я конференция - 1988 г. (18-21 октября), г. Ереван-Цахкадзор, ЕГУ.

Роль каждой из этих конференций была особой и неповторимой. Чрезвычайно важной была 1-я Советская гравитационная конференция. Она дала возможность впервые собраться вместе всем советским гравитацио-нистам, провести смотр сил, установить научные связи. По последующим конференциям можно проследить развитие отечественных исследований в области теории относительности, эволюцию точек зрения, какие проблемы выдвигались на первый план. УП-я конференция (1988 г.) стала учредительной для Всесоюзного гравитационного общества.

2. В перерывах между Всесоюзными конференциями проводились более узкие как по тематике, так и по числу участников школы-семинары, симпозиумы, совещания по различным проблемам теории гравитации и смежных с ней разделов физики. Из них выделим школы-семинары и симпозиумы, имевшие всесоюзный характер (превратившиеся фактически в

миниконференции) и серии совещаний:

1. Школа-семинар по проблеме энергии-импульса гравитационного поля и гравитационным волнам, 1963 г. (27 июня - 3 июля), г. Тарту (Тарт.ГУ), председатель оргкомитета акад. АН Эст.ССР Х.П.Керес.

2. Симпозиумы по современным проблемам гравитации при Московском обществе испытателей природы (МОИП), проходили в Москве, в старом здании МГУ, в период 1968 - 1975 гг., председатель оргкомитета проф. В.И.Родичев.

3. Петровские чтения в Киеве (1972 - 1977 гг.), ИТФ АН УССР, организатор -докт. физ.-мат. наук К.А.Пирагас.

4. Всесоюзные симпозиумы "Актуальные проблемы гравитации" в Мен-делеево (под Москвой) (1973 г., 1977 г.), организовывались при поддержке Гос. комитета стандартов СССР, председатель оргкомитета проф. К.П.Станюкович.

5. Всесоюзные совещания "Гравитация и электромагнетизм" в Минске (БГУ) (1978 - 1990 гг.), председатель оргкомитета акад. АН БССР Ф.И.Фёдоров.

6. Международные семинары "Квантовая теория гравитация" в Москве, проводятся с 1978 г. в Институте ядерных исследований АН СССР, организатором семинаров был акад. М.А.Марков.

Проводился и ряд других совещаний.

3. Важное место в работе секции занимала издательская деятельность. По характеру деятельности идеальным инструментом секции должен бы быть отдельный гравитационный журнал. Вопрос об его организации неоднократно поднимался ещё при жизни А.З.Петрова, затем новым президиумом секции в 1973 г., затем обсуждался в 80-х годах, но в тех условиях осуществить эту идею не удалось. Поэтому издательская деятельность осуществлялась в нескольких формах:

а) издание сборников тезисов Всесоюзных гравитационных конференций;

б) издание серий тематических сборников, которые в какой-то степени заменяли единый гравитационный журнал; из них выделим три основных серии, просуществовавших значительное время и получивших широкую известность: казанский сборник "Гравитация и теория относительности" (основанный проф. А.З.Петровым), московский сборник "Проблемы теории гравитации и элементарных частиц" (основанный проф. К.П.Станюковичем) и минский сборник "Гравитация и электромагнетизм" (основанный акад. АН БССР Ф.И.Фёдоровым);

в) курирование раздела со статьями по гравитационной тематике

в журнале "Известия ВУЗов (Физика)", издаваемого в Томске;

г) издание сборников и монографий переводных работ зарубежных авторов по общей теории относительности и смежным разделам физики; было выпущено более 20 таких сборников и переведено более 40 книг видных физиков-гравитационистов;

д) за годы работы секции было издано значительное число (более 80) монографий, учебников и учебных пособий отечественных физиков-гр авитационистов.

4. Международная деятельность. Секция гравитации способствовала установлению научных контактов с зарубежными коллегами. Особенно это было важно на первом этапе существования секции в 60-х годах. Формировались делегации советских учёных на Международные гравитационные конференции. На научных семинарах секции обсуждались итоги зарубежных поездок.

Подводя итог вышесказанному, можно сделать вывод, что годы функционирования секции гравитации были "золотым периодом" в отечественных исследованиях по теории относительности и гравитации. Для деятельности вузовских учёных-гравитационистов были созданы благоприятные условия. Оказывалось финансирование, преподавателям снижалась педагогическая нагрузка, предоставлялись оплачиваемые командировки на конференции, совещания и научные семинары по этой тематике.

Четвёртая глава.

В этой главе проанализировано развитие теории относительности и гравитации в СССР в период деятельности секции гравитации (1961-1988 гг.). Основное внимание уделено отечественным исследованиям в области обобщений эйнштейновской теории гравитации.

С начала 60-х годов в СССР, как и во всём мире, наблюдался рост интереса к проблемам общей теории относительности и гравитации. Однако, несмотря на большие усилия, затраченные в нашей стране и за рубежом на исследования эйнштейновской теории гравитации и её обобщений, в этой области физики не было получено результатов, сравнимых, например, с открытием неевклидовых геометрий в прошлом веке или с созданием теории относительности (специальной или общей) в начале нашего века. Этот промежуток времени следует охарактеризовать как период осмысления содержания ОТО и углублённого анализа её основ.

Все проводившиеся в этот период исследования можно разделить на 5 больших направлений:

1) классическая теория гравитации;

2) обобщения эйнштейновской теории гравитации;

3) квантовая теория гравитации и связь теории гравитации с физикой микромира;

4) релятивистская астрофизика и космология;

5) гравитационный эксперимент (отдельно выделялись исследования по гравитационному эксперименту в волновой и неволновой зонах).

Все из названных выше направлений важны и необходимы. Каждое из них имеет свою историю, анализ которых мог бы составить предмет отдельного исследования. В настоящей работе внимание сосредоточено на развитии второго направления - обобщений эйнштейновской теории гравитации.

В рассматриваемый период предпринимались многочисленные попытки выхода за рамки общепринятой теории гравитации. В качестве побудительных мотивов таких исследований можно указать следующие: логика развития ОТО - исследования в области классической (эйнштейновской) теории гравитации потеряли свой первоначальный фундаментальный характер, возможность реализации ряда принципиальных проблем (гипотез) фундаментальной теоретической физики, таких как принцип Маха (влияние свойств окружающего мира на локальные свойства материи) или гипотеза Дирака об изменении физических констант, проблема законов сохранения в ОТО, проблема квантования гравитации, проблема геометризации физических взаимодействий, калибровочный подход в построении современных моделей единых теорий поля (и элементарных частиц) и некоторые другие.

Все изучавшиеся в мировой научной литературе возможности выхода за рамки ОТО целесообразно разделить на четыре основные группы по характеру используемых в них базисных геометрических понятий (связности, метрики, привлечению дополнительных факторов и концепций, размерности):

1. Неримановы 4-мерные геометрии - здесь, главным образом, имеются ввиду дифференциальные геометрии Я.Схоутена.

2. Геометрии с дополнительными факторами - геометрическим скалярным полем, более общим, нежели в римановой геометрии, определением метрики, несимметричной метрикой, второй метрикой, квадратичным по тензору кривизны лагранжианом и др.

3. Многомерные дифференциальные геометрии - 5-мерные геометрии, тг > 5 - мерные геометрии с топологией сферы и топологией тора, теории суперпространств и др.

4. Нетрадиционные подходы к построению теории физического пространства-времени - разработка аксиоматики специальной и общей теорий относительности, применение неархимедовых геометрий в СТО и в физике микромира, построение теории пространства-времени на основе полей Галуа, исследование геометрий с минимальной длиной, макроскопический

подход к сущности классического пространства-времени и некоторые др.

5. Исследования в рамках концепции дальнодействия - теории прямого межчастичного взаимодействия (разных типов). Близки по духу к этому направлению теория физических структур Ю.И.Кулакова (ТФС) и бинарная геометрофизика (БГФ) Ю.С.Владимирова.

В нашей стране развивались исследования практически по всему приведённому выше спектру обобщений эйнштейновской теории гравитации.

Пятая глава.

Здесь рассматривается история развития идей в рамках концепции дальнодействия, альтернативной теории поля - концепции близкодей-ствия.

Принцип "действия на расстоянии", т.е. передачи воздействия одного объекта на другой на расстоянии непосредственно, утвердился в естествознании во времена Ньютона после того как был открыт закон всемирного тяготения. Вплоть до последней четверти XIX столетия принцип дальнодействия являлся доминирующим в физическом миропонимании.

В эпоху "безраздельного господства" теорий поля, основанных на концепции близкодействия, представление о действии на расстоянии, казалось бы, навсегда было вытеснено из физики. Однако идея запаздывающего действия на расстоянии вновь возродилась в 20-х годах нашего столетия в теориях прямого межчастичного взаимодействия (ТПМЧВ).

В таких теориях среди первичных понятий отсутствуют поля переносчиков взаимодействий (бозонов): постулируется пространство-время и частицы, движение которых описывается лишь в терминах переменных, характеризующих траектории частиц. В зависимости от определения способа взаимодействия между частицами, существует несколько вариантов ТПМЧВ.

В России к идеям дальнодействия пришёл и отстаивал их (практически в одиночестве) в течении многих лет, доказывая непротиворечивость и перспективность такого подхода, крупнейший отечественный физик-теоретик Я.И.Френкель.

Начиная с 60-х годов в СССР проводились исследования по теории прямого межчастичного гравитационного взаимодействия. Здесь следует отметить работы Я.И.Грановского и А.А.Пантюшина (разработка линеаризованной теории гравитации), Е.Б.Парушина, К.А.Пирагаса и В.И.Жданова (уравнения движения в теориях межчастичного гравитационного взаимодействия фоккеровского типа), Ю.С.Владимирова и А.Ю.Турыгина (построение теории гравитации, эквивалентной общей теории относительности) и некоторых других авторов.

К идеологии прямого межчастичного взаимодействия можно отнести подход к построению физической картины мира, предложенный Ю.И.Кулаковым. Теория физических структур, развиваемая им и его учениками (Новосибирский гос. университет) с конца 60-х годов, представляет по сути своей универсальную алгебраическую теорию отношений.

В последнее время (с середины 80-х годов) в группе Ю.С.Владимирова (МГУ) активно разрабатывается оригинальная программа совместного построения теории пространства-времени и физических взаимодействий, названная бинарной геометрофизикой (БГФ), которая существенно базируется на: 1) идеях теории прямого межчастичного взаимодействия Фоккера-Фейнмана; 2) идеях и методах многомерных геометрических моделей типа теории Калуцы-Клейна и 3) совокупности нескольких нетрадиционных идей - соображении о макроскопической природе понятий классического пространства-времени и теории бинарных физических структур Ю.И.Кулакова. В настоящее время имеются веские основания надеяться на значительный прогресс в этом направлении.

Шестая глава.

Заключительная шестая глава посвящена развитию идей физического многомерия в отечественных исследованиях.

В конце XIX и начале XX веков некоторыми русскими мыслителями натурфилософского, либо даже эзотерического направления (Е.П.Блават-ской, Н.А.Морозовым, П.Д.Успенским и др.), неоднократно высказывались далёкие от физики, умозрительные предположения о реальном существовании четвёртого и более высоких измерений пространства. Идеи многомерности физического пространства в России в дорелятивистский период обсуждались и профессиональными математиками, в частности одним из видных представителей казанских геометров А.В.Васильевым.

Четвёртое измерение мира приобрело научный статус в физике с созданием специальной теории относительности, но только не в качестве дополнительного пространственного измерения, а временной компоненты единого 4-мерного пространства-времени.

Успешная геометризация гравитационного взаимодействия в рамках ОТО привела к появлению соответствующей геометрической программы объединения гравитационного и электромагнитного полей. Одним из наиболее перспективных путей её реализации стала пятимерная теория Т.Калуцы (1921 г.).

До 1926 г. теория Калуцы привлекала мало внимания. Квантовая механика, особенно в волновой форме Шредингера, вдохнула новую жизнь в пятимерные схемы. В 1926-1927 гг. было выполнено не менее двух десятков работ по связи пятимерия с квантовой механикой, среди которых

несколько принадлежало советским теоретикам: Г.А.Манделю, В.А.Фоку, Г.А.Гамову и Д.Д.Иваненко и В.К.Фредериксу.

Ленинградский физик-теоретик Г.А.Мандель был первым в СССР энтузиастом пятимерной теории. Не зная о работах Т.Калуцы и других авторов, в 1926 г. он переоткрыл возможность пятимерного объединения гравитации и электромагнетизма.

Следует отметить, что характер изложения 5-мерной теории у Манде-ля существенно отличается от работы Калуцы. Его первая статья 1926 г. интересна в двух аспектах: 1) по способу построения 5-мерной теории; и 2) по содержащемуся в ней материалу по монадному методу.

Одним из наиболее значительных отечественных результатов этого периода в области 5-мерия стал вывод В.А.Фоком в 1926 г. релятивистского обобщения уравнения Шредингера (уравнение Клейна-Фока).

Для развития отечественных работ в области многомерных теорий большое значение имели выполненные в 50-х - 60-х годах: цикл исследований Ю.В.Румера по 5-оптике, работы В.И.Родичева по физическим следствиям учёта кручения в пространстве-времени пяти измерений, серия работ Ю.П.Пытьева, по проблеме описания сильных взаимодействий с помощью 5-мерия, исследования В.Г.Кадышевского в области многомерных импульсных пространств в связи с попытками устранения расходимости из квантовой теории поля и некоторые другие.

В начале 80-х годов во всём мире наблюдался "многомерный бум", своего рода ренессанс теорий Калуцы-Клейна. В настоящее время идеи многомерия развиваются во многих научных группах России и ближнего зарубежья: в Москве - группы Ю.С.Владимирова и В.Н.Мельникова, в Красноярске - группа А.М.Баранова, в Ярославле - группа В.Г.Кречета, в Днепропетровске - группа М.П.Коркиной и ряде других городов. Эти исследования охватывают практически весь спектр современных проблем в этой области фундаментальной теоретической физики.

В Приложении к работе приведены официальные сведения о составах секции гравитации, оргкомитетах всесоюзных гравитационных конференций, перечислены защищенные докторские диссертации и изданные в стране монографии по теории гравитации и смежным разделам теоретической физики в период функционирования секции гравитации (1961-1988).

В Заключении сформулированы основные результаты диссертации, выносимые на защиту.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Изложена история развития идей и представлений о физическом пространстве-времени в России и СССР от работ Н.И.Лобачевского первой трети XIX века до времени создания секции гравитации НТС МинВУЗа СССР (начало 1960-х годов). Показана преемственность высказанных за более чем 130 лет в России идей и результатов. Выявлены основные предпосылки создания координирующего органа научно-исследовательских работ в области теории относительности и гравитации в масштабе страны к началу 1960-х годов.

2. На строго документированной основе впервые представлена история возникновения и развития секции гравитации НТС МинВУЗа СССР от оргкомитета 1-й Советской гравитационной конференции (Москва, МГУ) 1961 г. до учредительного собрания Всесоюзного гравитационного общества во время проведения УП-й Всесоюзной гравитационной конференции в Ереване-Цахкадзоре в 1988 г. Охарактеризованы три этапа деятельности секции гравитации и указаны основные причины прекращения её существования. Проанализировано состояние отечественных гравитационных исследований перед созданием секции и в момент завершения её деятельности.

3. Проанализированы основные формы деятельности секции гравитации как координирующего органа научных исследований в области общей теории относительности и гравитации в масштабе всей страны:

1) организация всесоюзных гравитационных конференций;

2) проведение симпозиумов, совещаний, школ-семинаров по гравитации и смежным разделам физики;

3) издание сборников и монографий по теории относительности и гравитации;

4) подготовка кадров высшей квалификации;

5) международная деятельность секции.

4. Дана классификация и охарактеризованы основные направления отечественных исследований в области обобщений эйнштейновской теории гравитации. Показано, что за рассматриваемый период деятельности секции гравитации отечественными учёными обсуждён и проанализирован чрезвычайно широкий спектр идей по возможным расширениям и обобщениям существующих представлений о пространстве и времени. Они создают основу для формирования следующего этапа фундаментальных исследований в области теории физического пространства-времени.

5. Рассмотрены эволюция и особенности развития идей в рамках концепции' дальнодействия, альтернативной общепринятой теории поля, в

России и СССР. Отмечена роль Я.И.Френкеля как одного из главных приверженцев и "хранителей" идей дальнодействия в 30-е - 50-е годы и вклад советских физиков-теоретиков Е.Б.Парушина, К.А.Пирагаса, В.И.Жданова, Ю.С.Владимирова и других в разработку теории прямого межчастичного гравитационного взаимодействия.

Впервые представлена история формирования реляционной теории пространства-времени и физических взаимодействий - бинарной геометро-физики, развиваемой с середины 80-х годов в группе Ю.С.Владимирова (МГУ). Указаны важнейшие идейные физические предпосылки, математический фундамент, а также основные целевые установки теории.

6. Проанализирована история развития в России и СССР идеи о многомерном физическом пространстве-времени, начиная с работ казанских геометров (А.В.Васильева и др.) и натурфилософов дореволюционной России (П.Д.Успенского, Н.А.Морозова) до исследований многомерных моделей физических взаимодействий типа теории Калуцы-Клейна конца 1980-х годов. Показана роль отечественных физиков-теоретиков (В.А.Фока, Д.Д.Иваненко, Г.А.Гамова, Ю.Б.Румера, Ю.П.Пытьева и др.) в развитии этого направления исследований.

7. Отдельно обсуждены работы середины 20-х годов ленинградского физика-теоретика Г.А.Манделя по 5-мерной теории гравитации и электромагнетизма, который пришёл к идеям многомерия независимо от Т.Калу-цы. Показано, что в его работах уже присутствуют некоторые элементы монадного метода, впоследствии развитые в виде методов хронометрических и кинеметрических инвариантов.

Публикации

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах автора:

1. Владимиров Ю.С., Демидова О.В. Идеи многомерия в России и СССР // Международная школа-семинар " Многомерная гравитация и космология" (Ярославль-1994): Сборник тезисов. М., 1994. С.14.

2. Визгип В.П., Владимиров Ю.С., Демидова О.В. Идеи многомерия пространства-времени в России: незаконченная история // История и методология науки: межвузовский сборник научных трудов. Пермь: Изд-во Пермского гос. ун-та, 1995. Вып.2. С.163-184.

3. Демидова О.В. 5-мерная единая теория гравитации и электромагнетизма Г.А.Манделя // Международная школа-семинар "Основания теории гравитации и космологии" (Одесса-1995): Сборник тезисов. М., 1995. С.27.

4. Демидова О.В. 5-мерная теория Г.Манделя и теория Калуцы-Клейна // Институт истории естествознания и техники им. С.И.Вавилова. Годичная научная конференция: Сборник докладов. М.: Ярус, 1996. С.133.

5. Владимиров Ю.С., Демидова О.В. К истории Российского гравитационного общества (движения) // 1Х-я Российская гравитационная конференция "Теоретические и экспериментальные проблемы гравитации" (Новгород-1996): Сборник тезисов. М., 1996. С.197.

6. Демидова О.В. Теория прямого межчастичного взаимодействия в работах отечественных исследователей // 1У-я конференция молодых учёных ЯГПУ: Сборник тезисов. Ярославль: Изд-во ЯГПУ, 1996. С.133-134.

7. Демидова О.В. К истории организованных исследований в области теории относительности и гравитации в России и СССР // Институт истории естествознания и техники им. С.И.Вавилова. Годичная научная конференция: Сборник докладов. М.: Ярус К, 1997. С.115-120.