Пространство и время. Их важнейшие свойства и взаимосвязь

Важнейшими атрибутами материи (и одновременно особыми формами бытия) являются пространство и время. В истории философской и научной мысли на пространство и время смотрели по-разному:

а) субстанциональная концепция (от древнегреческих атомистов до Ньютона включительно). Пространство и время рассматриваются как самостоятельные, независимые от материи субстанции. Если исчезнут вещи, например, то пространство всё равно останется.

б) реляционная концепция (А. Эйнштейн и современная наука). Пространство и время взаимосвязаны. Ниже мы ещё вернёмся к этой теории.

Пространство – это форма бытия материи, характеризующая её протяжённость, структурность, сосуществование и взаимодействие элементов во всех материальных системах. Основные свойства материи: 1) протяжённость: каждый материальный объект имеет своё местоположение; 2) трехмерность: пространство имеет три измерения - длину, ширину и высоту; 3) однородность и изотропность. Однородность пространства связана с отсутствием в нём «выделенных» каким-либо образом точек. Изотропность пространства означает равноправность в нём любого из возможных направлений.

Время – это форма бытия материи, характеризующаяся длительностью, одномерностью, ассиметричностью, необратимостью и последовательностью. Длительность и последовательность времени проявляются в том, что все предметы и явления обладают способностью сменять друг друга, существовать одно после другого или изменять свои со­стояния. Так, день сменяет ночь, одно время года — другое; чело­веку свойственно находиться в течение дня в различных психичес­ких состояниях и т.п.

Одномерность времени проявляется в том, что некоторое за­фиксированное сознанием событие оказывается всегда можно связать с двумя другими событиями, одно из которых предшествует данному, а второе — следует за ним. Зафиксированное событие ока­зывается всегда между двумя другими событиями. Для описания такого рода ситуаций вполне достаточно лишь одной координаты, лишь одного измерения. Так, «сегодня» — это то, что находится между «вчера» и «завтра», и иначе быть не может.

Необратимость и асимметричность времени состоит в том, что все протекающие в мире процессы невозможно повернуть вспять. Они осуществляются только в одном направлении: от про­шлого — к будущему. Современную цивилизацию нельзя превра­тить в первобытное общество, старика невозможно превратить в юношу.

Необратимость и асимметричность времени в рамках реляцион­ной теории обосновывается на Эмпирическом уровне тремя груп­пами фундаментальных фактов, которые связывают с так называе­мыми «стрелами времени».

Первая — статистическая «стрела» — обусловлена явлени­ями термодинамического и статического характера, стремлением к переходу от структуры более высокого к структуре менее высоко­го уровня организации, т. е. стремлением к хаотическому, беспоря­дочному движению, к деградации.

Вторая «стрела» — электродинамическая. Она определяется свойством любой электромагнитной волны терять интенсивность своих колебаний и энергии с удалением от места своего зарожде­ния. Иными словами, электромагнитное излучение в космосе рас­сеивается и затухает.

Третья — космологическая «стрела» — связана с удалением космических объектов друг от друга, вызванного расширением метагалактики со скоростями, пропорциональными расстоянию между ними.

Всеэти три «стрелы» времени практически не имеют исключений.Это позволяет сделать вывод о необратимости структуры и последовательности фундаментальных и наиболее массовидных процессов на уровне физической организации материи, что, в свою очередь, определяет необратимость и направленность времени в целом.

Современная физика, как мы уже отмечали, благодаря работам, прежде всего Эйнштейна доказала, что время тесным образом связано с пространственными характеристиками материальной системы и зависит, например, от скорости движения, от характера изменений в структуре этой системы, от мощности гравитационного поля и т.п.

Обе категории активно используются в медицине: пространство – локализация патологического процесса, время – стадии заболевания, последовательность возникновения симптомов в развитии заболевания и проч.

Пространство и время существуют объективно, вне и независимо от нашего сознания. Их свойства и закономерности также объективны, не являются порождением мысли. Человечество придумало лишь единицы измерения пространства и времени. Перед лицом последнего, например, мы столь же бессильны, как щепка перед речным потоком. Гениальный учёный XX в. А. Эйнштейн (1879 – 1955) доказал единство пространства-времени (имеется в виду теория относительности). Во-первых, скорость взаимодействия тел конечна. Поэтому одного и того же мгновения для мира быть не может. Каждая материальная система имеет своё настоящее, своё прошлое и будущее. Во-вторых, размеры тел тоже относительны. Также промежуток времени между какими-либо событиями различен в различных движущихся материальных системах. [Оговоримся, что в очень сильном гравитационном поле течение времени замедляется]. Эти изменения протяжённости тел и временных промежутков, связанные со скоростью движения, свидетельствуют о внутреннем единстве пространства-времени.

Пространство-время обусловлено материей, как форма своим содержанием, и каждый уровень движения материи характеризуется своей пространственно-временной структурой. Например, особенными свойствами пространства и времени обладают живые клетки и организмы. Зависимость пространственно-временных характеристик от свойств той или иной материальной системы, от структурного уровня организации материи обусловила рождение идеи о том, что для каждого из этих уровней существует свое особого рода пространство-время (физическое, химическое, биологическое, социальное). Специфические свойства пространства на уровне биологической организации проявляются в том, что это пространство отличает, прежде всего, асимметрия «левого» и «правого» как на молёкулярном уровне, так и на уровне строения организмов. В каждой живой клетке на Земле заложены правые спирали нуклеиновой кислоты, а растения, используя симметричные соединения вроде воды и углекислого газа, превращают их в асимметричные молекулы крахмала и сахара. Именно лево-правая асимметрия, как считают учёные, является ключом к тайне жизни, так как она обусловливает характер тех или иных реакций организма на изменения внешней среды.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое «бытие»? Какие точки зрения на проблему бытия вам известны?

2. Какие формы и способы существования бытия вы знаете?

3. Что такое «материя»? Какие типы материальных систем вы знаете?

4. Что такое «движение»? Какие типы движения вы знаете?

5. Что такое «пространство»? Какие свойства пространства вы знаете?

6. Что такое «время»? Какие свойства времени вы знаете?