Пространство и время - формы бытия материи

Все предметы, которые нас окружают, имеют определенные размеры, протяженность в разных

направлениях, перемещаются один относительной но одного или вместе с Землей - в отношении космических тел. Так же все объекты возникают и меняются во времени.

Пространство и время являются общими формами бытия всех материальных систем и процессов. Не существует объекта, который находился бы вне пространства и времени, как нет пространства и времени самих по себе, вне материи, что движется. Абсолютного пространства как бесконечной пустой протяженности не существует. Везде есть материя в тех или иных формах (вещество, поле), а пространство выступает как общее свойство (атрибут) материи. Так же нет и абсолютного времени, время всегда неразрывно связан с движением, развитием материи. Пространство и время существуют объективно и независимо от сознания, но вовсе не материи.

Понятие пространства и времени являются фундаментальными понятиями человеческой культуры. Они настолько фундаментальны, что на определенной ступени развития человеческого познания (или незнания) их рассматривали как абсолютную субстанцию мира. Таков рваными в раннем зороастризме, хаос в древнегреческой мифологии, акаша и кала в древнеиндийских системах. Пространство и время считались основами Вселенной и в античной натурфилософии или в христианской картине мира. Для пространственно-временных представлений того времени характерно невероятное разнообразие концепций и моделей пространства и времени: субстанционные, реляционные, дискретные, циклические, конечные и тому подобное.

Совсем другое направление развития представлений о пространстве и времени начинается в трудах Галилея, Декарта и Ньютона: создание классической механики ознаменовало рождение нового физического подхода к познанию пространства и времени. Был создан ряд фундаментальных физических теорий (специальная и общая теория относительности, релятивистская космология, квантовая гео-метродинамика и др.), В русле которых оригинальные, более усложненные метрические, топологические и другие структуры пространства и времени.

Современные ученые в поисках новых идей начинают сознательно обращаться к богатой концептуальной кладовой мифологического моделирования мира. Это особенно проявилось в физике микромира, где некоторые исследователи начали привлекать конструкцию восьмилетнего пути Будды для систематики элементарных частиц или притчу о жемчужное ожерелье индры как основу парадигмы бутстрапнои модели. Современные ученые заимствуют из древней мифологии такие концепции, структуры и модели, о существовании которых сами создатели этой мифологии не только не знали, но и принципиально не могли знать. Такое реконструкционное заимствования оказывается важной формой новаторства.

В самом общем виде динамику мифологического мира можно охарактеризовать как переход от Хаоса к Космосу. В более развитых системах вода трансформировалась в некоторые персонифицированные божественные образы (Намму в Шумере, Нун в Египте, Апсу в Вавилоне, Асат в Индии и др.). Вода - это неопределенного начало, который в процессе организации (с помощью тотемных животных, предков, Дике, нуса, идеи Бога и др.) Трансформируется в космос, упорядоченный в пространстве и времени. Все природное и социальное выступало как единое целое, а потому длинные племени на группы определяло распределение пространства и порядок обрядовой церемонии связан с направлением в пространстве. Весь мифологический пейзаж оказывается воплощенным мифом. Тотемные центры племени - это ячейка "мистической энергии", под охраной духов предков находится территория племени, а все пространство за этими пределами злой и ужасный. Развитие межплеменных связей привел к идее размножения оазисов упорядоченного бытия. Пространство существует "в малом" и в "большом", он непрерывный, ба-гатозвьязковий, а позже осознается как багатослоистий (верхний уровень - мир сакральных персонажей, средний - мир людей, ниже - мир мертвых).

В соответствии с представлениями о пространстве развивались и идеи времени. Поскольку Вселенная слоистый, душа шамана гонится за злым духом в сакральном времени, который превышает продолжительность жизни человека. Для мифа характерно также направленность в прошлое: мифический мир существует тогда, когда еще не было времени. Хотя время и отнесен к прошлому, он выступает и как современное, и как будущее (циклическая модель времени), как колебания между жизнью и смертью, днем и ночью.

Вообще же, мифологическое пространство и время могут быть определены следующим образом: циклическая структура времени и багатослоистий изоморфизм пространства. Именно на этой почве позже сформировалась спиральная модель времени.

Если специфическим признаком мифологии является отнесенность к прошлому, то религия ориентируется на специфическое переживание современного с целью достижения определенного будущего. Религия овладевает душой человека именно своим обещанием преодолеть и победить время: нирвана буддиста, рай христианина, Джанна мусульманина соотносятся не из времени, а с вечностью. Время - это форма существования мира между актом творения и эсхатологическим актом. В то же время подчеркивается жизненность Божьих актов: в мусульманстве пророк преодолел большие расстояния, а когда вернулся, то заметил, что из бокала не успела вытечь капля воды.

Отношение людей к пространству на первых этапах человеческой истории было обусловлено не. только спецификой жизнедеятельности (сбор, охота, земледелие), но и мистическими и религиозными представлениями, особенно о смерти. Ужасная не сама по себе смерть, а смерть на чужбине. Позже разделение труда, товарное производство, расцвет городов побудили новые идеи, связанные с пространством (нездоровый интерес к чужим территорий, то есть экспансионизм, попытки создания объединенных империй). В условиях господства представление о неразрывной связи пространства и Бога как наказание рассматривали пространственную трансформацию, то есть переселение восставшего народа или, наоборот, десакрализации территории (переселение самого Бога). Так были наказаны Ксеркса по-встанци-вавилоняне: разрушили главный храм, а статую бога Мардука завезли в Персию. Такие пространственные трансформации способствовали развитию представлений людей о пространстве и времени и окружающий мир. В представлениях о богах состоялось абстрагирования от их родовой принадлежности - это уже не будущее "родня", а обладатели территории и всего живущего на ней.

Философский смысл представлений о пространстве потерпел длительной и противоречивой эволюции. Некоторые древние философы рассматривали пространство как однородную, бесконечную, неподвижную пустоту, заполненную атомами, субстанциями (Демокрит, Эпикур). В науке Нового времени пространство представляли однородной и бесконечной протяженности. Классическая механика Ньютона привела к отрыву пространства от материи, движения и времени. В концепции Ньютона абсолютное пространство трактуется как бесконечная протяженность, которая включает в себя всю материю и не зависит от каких-либо материальных процессов, а абсолютное время - как текучая безотносительно ко всяким изменениям равномерная удлинённость, в которой все возникает и исчезает. В нью-тоновський концепции пространства и времени приписывались некоторые суб-станционные признаки - абсолютная самостоятельность и самодостаточность существования; в то же время пространство и время рассматривались как пустоты, субстанции, в которых возникают все тела.

В религиозных и объективно-идеалистическим концепциях пространство и время трактовались как образованные вместе с материей Богом или абсолютным духом. С точки зрения теологии к Богу понятия пространства и времени неприемлемы, поскольку он существует вне пространства и времени в вечности. В субъективно-идеалистических концепциях выдвигались эклектичные и внутренне противоречивые толкования пространства и времени как априорных форм чувственного созерцания (Кант) или как форм составлении комплексов ощущений и опытных данных, установления между ними функциональных зависимостей (Беркли, Мах, позитивизм).

Пространство - это форма бытия материи, характеризующая ее протяженность, структурность, сосуществование и взаимодействие элементов во всех материальных системах. Понятие пространства тесно связано с структурностью материи, ее способностью делиться на части. Действительно, сама возможность выделить в любом объекте составные части позволяет говорить об их взаимное расположение, взаимную координацию, то есть говорить о пространстве.

Само определение пространства подразумевает неразрывную связь его с материальными объектами, поскольку он определяется как свойство этих объектов. Например, абсолютной пустоты, "чистого вакуума" без всякой материи существовать не может. Даже если бы мы в мысленном эксперименте из-под некоторого колпака скачали весь воздух, изъяли все молекулы (реально невозможно), то и тогда там останется гравитационное поле и так называемое поле вакуума. Будет там также и "обычное" электромагнитное поле, которое образуется стенками колпака, который имеет температуру, отличную от абсолютного нуля (абсолютный ноль, как известно, недостижим). Эти поля можно экранировать даже в мысленном эксперименте.

Время - форма бытия материи, которая проявляет длительность ее существования, последовательность смены состояний в развитии всех материальных систем. Понятие времени неразрывно связано с движением (сменяемостью) материи. Действительно, сменяемость является изменение одного состояния другим, но именно эта смена состояний и позволяет говорить о времени. Так, уже в древние времена сравнения циклических состояний, повторений - смена дня и ночи - со всеми другими состояниями, с которыми имела дело человек, привело к понятию времени и изобретения принадлежности для измерения его промежутков.

Долго время представлялся в виде какого-то потока, реки, равномерно пронизывает весь мир, несет на себе все события. Отсюда выражение - река времени, поток времени. Самый же время не зависит от каких-либо материальных процессов. Такое толкование получило название "абсолютного времени".

Исторически сложились два подхода к пространству и времени. Первый может быть назван субстанциональной концепцией. Пространство и время толкуются здесь как нечто самостоятельно существующее наряду с материей, как ее пустая емкость. Пространство - это чистая протяженность, а время - чистая длительность, в которые будто бы "погружены", "размещены" материальные объекты. Таким образом, пространство и время представлялись как арена, на которой происходят различные события. Первым этот взгляд выразил Демокрит, подчеркивая, что существуют атомы и пустота, а свое развитие и завершение субстанциальная концепция получила в Ньютона и в классической физике в целом.

Второй подход можно назвать реляционной (от лат. Геиайуииз -относительный) концепцией пространства и времени. Наметки ее можно обнаружить еще у Аристотеля, но впервые со всей четкостью она сформулирована Г. Лейбницем. С точки зрения реля-ной концепции, пространство и время - не особые субстанциальные сущности, а формы существования материальных объектов. Пространство обнаруживает сосуществования объектов, время - последовательность их состояний. Реляционная концепция в философском плане была воспринята и развита диалектическим материализмом, а в естественно-научном плане - релятивистской физикой и в наше время наиболее полно соответствует уровню развития естествознания.

Субстанциональную и реляционная концепции не связаны однозначно с материализмом и идеализмом. Здесь возможны любые комбинации. В частности, Лейбниц пытался использовать разработанную им реляционную концепцию для борьбы против субстанционной концепции Ньютона, которая проявляла точку зрения метафизического материализма. Однако это не должно приводить к оценке самой ре-ляционными концепции как идеалистической.

Существуют две концепции времени: динамическая и статическая.

Согласно динамической концепции, существуют события только настоящего времени, прошедшего бытия нет; оно только оставило свои следы в настоящем и пошло в небытие. Будущие события не существуют вообще, есть только их предпосылки. Поэтому есть прошлое, настоящее и будущее.

Согласно статической концепции, не существует разделения на прошлое, настоящее, будущее. Все они существуют реально одновременно.

Разница между ними обусловлена не объективными характеристиками, а свойствами нашего сознания, которая движется по мировой линии.

К общим свойств пространства и времени относятся: объективность и независимость от сознания человека; их абсолютность как атрибутов материи; неразрывную связь времени и пространства между собой, а также с движением материи; зависимость от структурных отношений и процессов развития в материальных системах; единство непрерывный и непрерывного в их структуре; количественная и качественная бесконечность. Кроме того, различают метрические (т.е. связанные с измерениями) и топологические (например, связность, симметрия пространства и непрерывность, одномерность. Необратимость времени) свойства пространства и времени.

Наряду с едиными характеристиками, присущими как пространства, так и времени, для них характерны некоторые особенности. К общим свойствам пространства относятся прежде всего протяженность, которая означает рядопокладання и сосуществования различных элементов (точек, отрезков, объемов и т.д.), возможность добавления к каждому данному элементу некоторого следующего элемента либо возможность уменьшения числа элементов. Протяженной можно считать любую систему, в которой возможны изменения характера связей и взаимодействий составляющих элементов, их численности, взаимного расположения и качественных особенностей. А потому именно протяженность тесно связана с структурностью.

Пространства присуща также связность и непрерывность, которая проявляется как в характере перемещения тел, так и в распространении физических воздействий через различные поля (электромагнитное, гравитационное, ядерное) в виде близкодействия в передаче материи и энергии. Связность означает отсутствие каких-то "разрывов" в пространстве и нарушение близкодействия в распространении материальных воздействий в полях. Вместе с тем пространства присуща относительная прерывность, которая оказывается в распределительном существовании материальных объектов и систем, которые имеют определенные размеры и границы, в существовании различных структурных уровней материи с различными пространственными отношениями.

Общим свойством пространства является трехмерность, которая органично связана с структурностью систем и их движением. Все материальные процессы и взаимодействия реализуются только в пространстве трех измерений. В одномерном или двухмерном пространстве (линия, плоскость) не могли бы происходить взаимодействия вещества и поля. Абстрактные (концептуальные) многомерные пространства в современной математике и физике образуются путем добавления до трех пространственных координат и других параметров, учета взаимной связи и изменений которых необходимо для совершенного исследования процессов. Однако не следует отождествлять эти концептуальные пространства, которые вводятся как средство описания систем, с пространством, всегда трехмерный и характеризует протяженность и структурность материи, сосуществование и взаимодействие элементов в различных системах.

К специфическим (локальных) свойств пространства относятся симметрия и асимметрия, конкретная форма и размеры, расстояние между телами, пространственное распределение вещества и поля, границы каждой системы. Пространство каждой материальной системы принципиально незамкнутый, непрерывно переходит в пространство другой системы, которая может отличаться по метрическим и другими локальными свойствами. Отсюда происходит багатозвьязнисть реального пространства, его неисчерпаемость в количественном и качественном отношениях.

К общих свойств времени относятся: объективность; неразрывную связь с материей, а также с пространством, движением и другими атрибутами материи; продолжительность, которая проявляет последовательность существования и изменения состояния тел. Продолжительность образуется из моментов или интервалов времени, которые возникают один за другим и составляют в совокупности весь период существования тела от его возникновения до перехода в качественно иные формы. Время существования каждого конкретного объекта конечный и перевний, поскольку каждый предмет, явление имеет начало и конец существования. Однако материя, из которой состоит тело, при этом не возникает из ничего и не уничтожается, а только меняет формы своего бытия. Благодаря общему сохранению материи и движения время ее существования непрерывный, эта непрерывность абсолютная, тогда как прерывание относительная. Непрерывность времени тождественна его связности, отсутствие "разрывов" между его моментами и интервалами.

Время одномерный, асимметричный, необратимый и направлен всегда к будущему. Конкретными физическими факторами, которые характеризуют необратимость времени, является рост энтропии в различных системах, изменения количественных законов движения тел.

Специфическими свойствами времени являются конкретные периоды существования тел с момента их возникновения до перехода в качественно иные формы, одновременность событий, которая всегда относительна, ритм процессов, скорость изменения состояний, темпы развития, временные отношения между различными циклами в структуре систем.

Развитие науки в XX в. раскрыл новые аспекты зависимости пространства и времени от материальных процессов. Специальная теория относительности (1905) показала, что пространство и время нельзя рассматривать как независимые от движущейся материи самостоятельные сущности. Пространственные и временные промежутки относительные, поскольку меняются в зависимости от движения объектов, то есть от их скоростей. Время в подвижной системе замедляется по сравнению с неподвижной, а все пространственные размеры сокращаются в направлении движения. Пространство и время оказались не абсолютными величинами, а относительными, поскольку они имеют смысл только при условии учета того, в отношении которых материальных тел (систем счисления) они меняются. Пространство и время имеют тот же смысл, что, например, и скорость тела, не абсолютная, а относительная. Таким образом, специальная теория относительности выявила неразрывную связь пространства и времени от движения материальных объектов.

Общая теория относительности (1916) е более глубоко обнаружила связь пространства, времени и материи. А. Эйнштейн доказал, что в случае уничтожения всех материальных вещей исчезли бы пространство и время. Общая теория относительности обнаружила физическую связь между распределением материальных масс, пространства и времени - вблизи больших масс время замедляется, а пространственные размеры в направлении в центр массы сокращаются. Эта теория обнаружила физический смысл неевклидовых геометрий. Она показала, что наличие гравитации отличает геометрию пространства от евклидовой геометрии. Итак, во Вселенной, в зависимости от распределения масс, могут реализовываться различные геометрии пространства.

Таким образом, общая теория относительности блестяще подтвердила тезис: пространство и время - не самостоятельные сущности, а формы существования материи. Из теории относительности и экспериментальных фактов современной физики следует, что с увеличением скорости движения тел и приближением ее к скорости света растет масса, относительно сокращаются линейные размеры в направлении движения, замедляются все процессы по сравнению с состоянием относительного покоя тел. Важные выводы получены также в квантовой механике. В области слабых взаимодействий обнаружена пространственная асимметрия распада некоторых мезонов (несохранение четности). Выдвигается гипотеза квантования пространства и времени, что вызвало у определенной части физиков тенденции к отрицанию всеобщности пространства и времени. На самом деле исчезают не пространство и время, а определенный предел наших знаний о них. В связи с последующим проникновением в микромир и в космос можно обнаружить новые необычные свойства пространства и времени.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >