Пространство и время как атрибуты материи

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Основные свойства пространства и времени.

 

При анализе этих вопросов необходимо учитывать не только то, что пространство и время неразрывно связаны с движением материи, но и наличие субординации между ними: “Движение есть сущность времени и пространства”5. Приведем два соображения в пользу этого тезиса.

Во-первых, пространство и время - это стороны движения материи.

То, что свойства пространства (и времени) в определенных пределах не зависят от отдельных объектов (явлений) еще не означает, подчеркнем, что эти свойства вообще не зависят от материи.

Во-вторых, если бы частицы вещества, образующие тело, обладали только притяжением или только отталкиванием, тело не могло бы иметь конечной протяженности (в одном случае имея нулевые размеры, в другом - бесконечные). Таким образом, протяженность (основной момент пространства) обусловлена характером движения, взаимодействия частиц материи, именно - единством присущих им отталкивания и притяжения. Ситуация со временем аналогична.

Поскольку сущность пространства и времени - это движение, постольку

(а) наиболее существенные  свойства пространства и времени - это проявление свойств движущейся  материи;

(б) понимание пространства и времени в главном определяется пониманием движения, взаимодействия.

К всеобщим свойствам пространства и времени как атрибутов материи, прежде всего, относятся: объективность, абсолютность (как универсальных форм бытия материи), необходимая связь друг с другом и с движением материи, неисчерпаемость, единство прерывного и непрерывного в структуре (на двух последних моментах далее мы остановимся).

Кратко рассмотрим, иллюстрируя тезис (а), проблему размерности пространства и времени.

Одномерность времени вытекает из его необратимости: преобразование симметрии в n-мерном пространстве эквивалентно преобразованию поворота в n+1-мерном пространстве, поэтому обратимое время было бы двумерным. Что касается необратимости времени, то она связана с несимметричным характером взаимодействий и необратимостью причинно-следственных связей. Утверждать, как это иногда делается в учебной литературе, что необратимость времени обусловлена необратимостью причинно-следственных связей, нельзя: само различение причины и следствия включает в качестве необходимого признака предшествование причины следствию во времени, т.е. предположение о необратимости времени. Здесь важно учитывать, что в обратимом времени было бы невозможно существование познающего субъекта. Дело в том, что последний имеет общественную сущность, но общение как ее основа в обратимом времени невозможно: сообщение, адресованное некоторому субъекту, воспринималось бы им как направленное от него.

Трехмерность макроскопического пространства обусловлена кулоновым характером господствующего в нем взаимодействия.

Поскольку размерность пространства определяется конкретным характером взаимодействия материальных объектов, нет оснований считать трехмерность пространства его универсальным свойством. В условиях, где доминируют взаимодействия, отличные от кулоновых (микро и мегамир), должна отличаться от трех и размерность пространства.

Очень важна и для философии, и для частного научного знания проблема пространственной бесконечности и вечности материального мира. Эта проблема очень сложна. Так, рассмотрение на современном уровне бесконечности пространства требует выделения его метрических и топологических свойств, анализа их обусловленности и так далее. Поэтому совсем кратко выделим следующее. Поскольку абсолютно изолированных объектов не существует (существовать - значит взаимодействовать), постольку всякий материальный объект - это элемент некоторой материальной системы. Но наряду с материей как единой и единственной субстанциальной основой мира вещей не существует ничего, что в каком-либо смысле могло ее ограничивать... Неисчерпаемость материи означает, подчеркнем, что пространственную бесконечность материального мира нельзя понимать как его “дурную” бесконечность. Что касается вечности материального мира, то решающим аргументом здесь является указание на несотворимость и неуничтожимость движущейся материи (нечто не возникает из ничего и не превращается в ни что).

В пользу тезиса (б) свидетельствует вся история познания пространства и времени. Рассмотрим кратко основные этапы этого процесса.

Изучение механического движения макротел (с нерелятивистскими скоростями) привело к созданию механики Ньютона, в рамках которой пространство - однородно и изотропно (ибо при любом переносе, повороте в нем изолированной системы как целого ее механические свойства не меняются);

бесконечно (тело сколь угодно долго сохраняет состояние равномерного движения при отсутствии взаимодействий);

время - однородно (ибо закон сохранения энергии означает, что течение времени не меняет энергии изолированной системы);

пространство и время не связаны друг с другом (ибо в механике Ньютона допускается существование бесконечной скорости передачи импульса, т.е. допускается существование вневременных процессов в пространстве).

Таким образом, рассмотрение движения как механического обусловило субстанциальное понимание пространства и времени как неких не связанных друг с другом и с движением материи ее вместилищ, “ящиков без стенок”. В рамках С-концепции пространства и времени, отметим, неразрешимы два, как минимум, вопроса: (1) что означает протяженность пустоты? (2) если пространство и время - условия всякого бытия, то каковы же тогда условия их собственного бытия?

Что касается механики Ньютона, то в ней была и специфическая трудность: закон тяготения необходимо (ввиду отсутствия понятия поля) совмещался с идеей дальнодействия, но почему же тогда сила тяготения зависит от расстояния, если между телами - пустота?

Тем не менее, ньютоново понимание пространства и времени было основным в науке вплоть до создания теории относительности. Ведь без признания существования абсолютной пустоты, казалось, нельзя объяснить, в частности, отсутствие торможения в движении планет вокруг Солнца. Кроме того, понятия абсолютного пространства и абсолютного времени, не связанных с материей, играли важную роль в концептуальном каркасе классической механики. Дело в том, что законы Ньютона справедливы лишь для инерциальных систем отсчета. Но существуют ли такие системы? Ясно, что вполне инерциальной может быть лишь система отсчета, не подверженная возмущающему влиянию со стороны материальных объектов, т.е. система отсчета, связанная с чем-то, что существует независимо от материи. Функцию строго инерциальной системы отсчета и выполняли в механике Ньютона субстанциально понимаемые абсолютное пространство и абсолютное время.

Исследование электромагнитных взаимодействий привело, в конечном счете, к созданию теории относительности (СТО), в рамках которой пространство и время неразрывно связаны друг с другом, ибо предельный характер скорости света, ограничивающей скорость передачи взаимодействий, указывает на невозможность процессов в пространстве, не требующих времени; с движением материи, ибо протяженность и длительность имеют смысл (определенное численное значение) лишь при указании системы отсчета, связываемой с телом отсчета.

Подчеркнем, что в СТО поле приобретает существенно новый статус, становясь важнейшим компонентом физической реальности.

Таким образом, в современной науке нет места абсолютно пустым пространству и времени, а потому и С-пониманию их сущности. Отметим также, что в области явлений, изучаемой СТО, идеализация абсолютно твердого тела уже не является оправданной, вследствие чего СТО отказывается от нее введением постулата ограниченности скорости передачи взаимодействий, что находит выражение во введении четырехмерного пространственно-временного многообразия (элементом которого является событие), описывающегося псевдоэвклидовой геометрией.

В этом контексте в учебной (и не только) литературе иногда утверждается: “Теория относительности... выявила глубокую связь между пространством и временем, показав, что в природе существует единое пространство-время, а отдельно пространство и отдельно время выступают как его своеобразные проекции, на которые оно по-разному расщепляется в зависимости от характера движения тел”6.

Первая часть этого утверждения бесспорна лишь в таком виде: на естественнонаучном уровне СТО “выявила глубокую связь между пространством и временем”. Ибо философия эту связь выявила и глубоко проанализировала задолго до СТО,- поэтому сводить дело к философским выводам из СТО (как в процитированном учебнике) неправомерно. Согласиться же с тем, что “в природе существует единое пространство-время, а отдельно пространство и отдельно время выступают как его своеобразные проекции”, нельзя. Эта идея Г.Минковского давно отвергнута современной наукой, как естествознанием (ее несостоятельность показал А.Эйнштейн), так и философией. Дело в том, что четырехмерное пространство-время - это концептуальное пространство-время, на теоретическом уровне отражающее взаимоотношение реальных пространства и времени как качественно разных форм бытия материи. Исследование гравитационных взаимодействий привело к созданию общей теории относительности (ОТО), существенно обогатившей научные представления о движении материи и, соответственно, о пространстве и времени. ОТО доказала зависимость кривизны пространства от материи - источника гравитационного поля. Развитие космологии, в основе которого лежит главным образом ОТО, позволило поставить и в определенной мере решить ряд вопросов, касающихся структуры пространства и времени в наблюдаемой части Вселенной. Установлено, в частности, ее расширение. При этом для описания движения материальных объектов, изучаемого ОТО, потребовалось не только использовать геометрию Римана, но и учитывать ее изменение во времени. ОТО выявила также изменение временного ритма процессов в сильных полях тяготения.

Даже столь краткое рассмотрение показывает: развитие пространственно-временных представлений - результат углубления понимания движения, взаимодействия материальных объектов. Это свидетельствует в пользу тезиса “движение есть сущность времени и пространства”.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Концепция множественности нефизических форм пространства и времени.

 

Эта концепция оживленно обсуждается сегодня в научной литературе. Ее сторонники полагают, что наряду с “физическими” пространством и временем существуют качественно отличные от них химическое, геологическое, географическое, биологическое, социальное и многие другие пространство и время. Тезис “движение есть сущность времени и пространства” интерпретируется ими в том смысле, что всякой специфической форме движения материи соответствуют специфические (порождаемые ею) пространство и время. И в учебнике выделяются специфические формы пространства и времени, соответствующие основным сферам материального мира (неживая природа, жизнь, общество).

Но пока сторонникам этой идеи не удалось убедительно показать, в чем же состоит качественное отличие “нефизических” пространства и времени от “физических”7. Это представляется нам симптоматичным, ибо значительные сомнения вызывают как некоторые исходные посылки обсуждаемой концепции, так и ряд вытекающих из нее выводов. Ее сторонники ссылаются на реляционное понимание пространства и времени и на выявленное современной физикой своеобразие пространственно-временных отношений в субмикро-, микро-, макро- и мегамире.

Однако таких ссылок в данном случае недостаточно. Дело, в частности, в том, что протяженность - это свойство материальных объектов, порождаемое определенным характером взаимодействия (единством отталкивания и притяжения как непосредственных действий), присущим образующим эти объекты элементам. Сегодня науке известны четыре типа качественно своеобразных непосредственных действия (сильное, слабое, электромагнитное и гравитационное), обуславливающих специфичность пространственно-временных отношений в областях (масштабах) своего доминирования. В этой связи возникает, по сути, риторический вопрос: существуют ли непосредственно химические, геологические, географические, биологические, социальные (и прочие) притяжение и отталкивание, отличающиеся от электромагнитных и обуславливающие специфичность протяженности “нефизических” пространств? Подойдем под этим углом зрения к положению учебника о том, что объективно-реально существуют качественно различные, несводимые к “природному” и друг к другу, биологическое и социальное пространство-время и конкретизируем наш простой вопрос: существуют ли непосредственно биологические и социальные притяжение и отталкивание, отличающиеся от природных? Ответ очевиден.

Здесь важно учитывать, что мера непосредственного действия - это энергия. “Ею,- справедливо отмечал И.В.Кузнецов,- характеризуется один из основных аспектов интенсивности всех видов физического взаимодействия... Сами же по себе высшие формы движения не обладают никакой особой формой энергии, кроме энергии, присущей входящим в них элементарным физическим движениям, их совокупным связям... Если, например, говорят о “химической энергии” или “биологической энергии”, то это - не более чем метафорическое выражение”8.

Важно и то, что изучаемые физикой фундаментальные взаимодействия имеют конечную скорость распространения, что очень существенно для понимания природы пространства и времени. В этой связи еще риторический вопрос сторонникам рассматриваемой концепции: существуют ли непосредственно химические, геологические, географические, биологические, социальные (и прочие) взаимодействия, имеющие специфически “нефизическую” предельную скорость распространения?