Sa velikim naporom, u svijest matematičara proniklo je ubjeđenje koje je, prije svega, formulisano u aksiomi o paralelnim pravima. To je bilo teško shvatiti i zbog toga što sve do kraja XIX vijeka, nikakvih jasnih matematičkih aksioma uopšte nije bilo. Za aksiome o paralelnim pravima ispostavilo se da je odlučujuća bila treća decenija XIX vijeka. U tom periodu dva velika geometra – ruski matematičar Nikolaj Ivanovič Lobačevski i mađarski matematičar Janoš Bojai, potpno nezavisno jedan od drugoga, stvorili su geometrijsku teoriju zaznovanu na odricanju aksiome o paralelnim pravima. Ta teorija nazvana je geometrija Lobačevskog– Bojaia, ili jednostavno geometrija Lobačevskog. Prve publikacije o toj geometriji pripadaju autorima: Lobačevskom 1829. i Bojaiu 1832. godine. Njihovim prethodnicima mogu se smatrati njemački pravnik Švejkart, koji je došao na ideju o mogućnosti takve geometrije 1818. godine, ali ništa o tome nije objavio. „Kralj matematičara”, veliki Gaus, o kojemu je bilo riječi kada smo govorili o kvadraturi kruga, došao je na ideju još ranije, ali, takođe, ništa o tome nije objavljivao, opravdano računajući da naučna javnost još nije spremna da prihvati tako hrabre ideje. I stvarno, geometrija Lobačevskog nije naišla na priznavanje savremenih matematičara, sa izuzetkom Gausa, koji ju je cijenio, i čak je učio ruski jezik da bi mogao da čita djela Lobačevskog u originalu. Genijalnost Lobačevskog i Boajia bila je priznata tek poslije njihove smrti, 1856. i 1860.godine. Kada je, na kraju, mogućnost Euklidove geometrije bila shvaćena, došlo je do zaokreta, ne samo u matematici, nego i u filozofiji.
U geometriji Lobačevskog mnogo je neobičnog za nas koji smo se obrazovali po Euklidovoj geometriji. Na primjer, zbir uglova u svakom trouglu je svoj, pri čemu je uvijek manji od 180 stepeni. Ako su trouglovi slični, onda su jednaki.
Čini se da je prirodno pitanje: koja je od aksioma tačna, Euklidova ili Lobačevskog. Hajde da to raščistimo. Ovdje smo obavezni da se obratimo filozofskim problemima. Prije svega, treba shvatiti što je to „istina”. Čini se da je jasno: istina je ono što odgovara realnom stanju stvari. Kako je to, da li u realnom svijetu postoji samo jedna paralelna prava, ili više njih? A nikako zbog toga što u realnom svijetu uopšte nema pravih, kao što nema ni drugih geometrijskih predmeta. Geometrijskih lopti, na primjer, u prirodi nema. Postoje samo predmeti koji se svojim oblikom približavaju geometrijskoj lopti. Tako je, recimo, lubenica u manjoj mjeri lopta nego odbojkaška lopta, a ta lopta je u manjoj mjeri lopta nego bilijarska loptica ili kuglični ležaj. Sa pravima je stvar još komplikovanija, jer prava je beskonačna, i svi primjeri koje mi možemo navesti, bilo da je ta linija nacrtana na pijesku, ili na papiru, ili zategnuti konac, ili granica između zida i plafona, sve one nam pokazuju samo ograničenje, to jest krajnje djelove pravih linija, odnosno to što se u geometriji zove iskrivljeni odsječci. Pa čak ni odsječaka, u preciznom geometrijskom smislu, u prirodi nema; najtanji konac ima debljinu, najotšlifovanija površina samo se približava idealnom obliku i pod elektronskim mikroskopom izgleda kao treperenje. I svjetlosni zrak se iskrivljuje u realnom prostoru. Za pojavu predstave o beskonačnoj pravoj samo jedan očigledni način je nedovoljan. Potrebna je još i mašta. Od prve pojave geometrije prošle su hiljade godina, dok su ljudi postali svjesni da mi ne možemo neposredno pratiti tačke, odsječke, prave, ravni, uglove, lopte i slične geometrijske predmete, i zato predmet geometrije nije samo realni svijet, nego i svijet fantazije, prepunjen tim idealnim geometrijskim predmetima, koji je, prije svega, sličan realnom svijetu.
–Površine, linije, tačke, kako ih određuje geometrija, postoje samo u našoj uobrazilji – pisao je 1835. godine Lobačevski u uvodu u svoje djelo „Novi principi geometrije sa potpunom teorijom pravih”. Geometrijske aksiome odmah preciziraju svojstva pojmova prisutnih u našoj fantaziji. Znači li to da mi možemo napisati aksiome kakve hoćemo? Ne, naravno, ako želimo da naši geometrijski pojmovi odražavaju naše predstave o realnom fizičkom prostranstvu. Iako prave, tačke i površine ne postoje realno, neki predmeti i pojave koje dovode do tih pojmova postoje. Zato pitanje treba postaviti ovako: Koja od aksioma, Euklidova ili Lobačevskog, preciznije opisuju predstave o strukturi realnog fizičog prostora koja se odražava geometrijskim oblicima? Precizni odgovor na ovo pitanje je: nepoznato. Pa ipak, može se uvjerljivo tvrditi da se u nama dostupnim oblastima posmatranja prostora Euklidova geometrija može uvažavati sa visokim stepenom tačnosti. Kada govorimo o neizvjesnosti, mi imamo u vidu veoma velike oblasti prostora. Stvar je u tome što su u geometriji Lobačevskog razlike zbira uglova trougla od 180 stepeni utoliko veće ukoliko su duže strane tog trougla; što je veći trougao, time su veće nade da se primijeti ta razlika i da se na taj način praktično potvrdi aksioma Lobačevskog. Otuda se pojavljuje ideja da se izmjere trouglovi sa vrhovima kod zvijezda. Takvim mjerenjima se bavio Lobačevski, ali se ispostavilo da se preciznost mjernih instrumenata pokazala kao nedovoljna da bi se uočilo odstupanje zbira uglova trougla od zbira dva prava ugla, ako takvo odstupanje uopšte i postoji.
Da bismo pojasnili kako može biti da za prostore manje površine važi jedna geometrija, a za veće druga, koristićemo se sledećom analogijom. Prilikom sastavljanja plana terena, nema potrebe da se računa sa loptastiim oblikom Zemlje, upravo zbog toga što je parcela mala. Zato je prilikom upoređivanja malih parcela razumno polaziti od toga da je Zemlja ravna. Upravo se zbog toga ta zabluda dugo održavala. Prilikom pravljenja karte Rusije, mora se računati na loptasti oblik Zemlje, a prilikom preciznih obračuna na to da Zemlja ima oblik elipse. Prilikom pucanja iz puške, može se na karti terena propratiti trajektorija metka, položivši lenjir na dvije tačke: na položaj strijelca i na cilj. Ali maršruta aviona koji leti na kratkoj liniji, na ravnoj površini izgleda kao duga. Analogno tome, Euklidova geometrija dobro radi na „malim”, to jest na nama dostupnim malim prostorima. Ali, mi ne znamo što se događa „na veoma velikom” prostoru. U Uelsovoj priči „Istorija Platnera” njegov heroj Gotfrid Platner izdržava neko fantastično putovanje, nakon čega se vraća kao u krivom ogledalu. Uels tu pojavu objašnjava kao izlazak u novi svijet, u četvrtu dimenziju. Teorijske predstave o mogućoj geometrijskoj strukturi svemira ne isključuje to da putovanje koje putnika dovodi do odražavanja u krivom ogledalu može biti realizovano i bez izlaska iz našeg trodimenzionalnog svijeta. Ovome ćemo se vratiti malo kasnije.
(Nastaviće se)
Preveo i priredio:
Slavko Šćepanović