Пространство и время как атрибутивные свойства материи

Все материальные объекты внешнего мира движутся не иначе как в пространстве и времени. Пространство и время – формы бытия материи, коренные свойства движущейся материи, так что лишь в методических целях отделяют эти четыре понятия друг от друга, рассматривают их порознь для более глубокого анализа и уяснения. Реальных пространства и времени вне движущейся материи не существует.

Многообразие тел, предметов внешнего мира предполагает их сосуществование. Пространство и характеризует взаимное расположение, протяженность, объем, величину, форму тел окружающего нас мира.

Пространство фиксирует то, что предметы находятся один возле другого; последовательность же их изменений в них, то, что один процесс следует после другого, а также длительность, темпы развития объектов отражают понятие времени. Если пространство характеризует устойчивость, стабильность в существовании тел, то время – их изменяемость, текучесть.

Пространство и время существуют объективно, т.е. независимо от чьего-либо сознания. Их общим свойством является то, что они (точнее, пространственно-временные свойства движущихся объектов) представляют собой единство дискретного и непрерывного. Пространство и время обладают метрическими свойствами, которые могут быть выражены с помощью соответствующих единиц измерения.

Пространство и время как объективные формы бытия материи отличаются от тех естественнонаучных представлений о пространстве и времени, которые с прогрессом естествознания изменяются. В связи с этим, кроме реальных пространства и времени, различают перцептуальное и концептуальное пространство и время. Под перцептуальным пространством и временем понимают формы чувственного созерцания, отражение реальных пространства и времени в чувственном восприятии субъекта, тогда как концептуальное пространство и время – это наши знания, представления, которые в итоге оказываются более или менее адекватным отображением реальных пространства и времени путем логического мышления. Перцептуальное и концептуальное пространство и время являются формами отражения материальной действительности и вместе с тем формами дальнейшего познания внешнего мира.

Пространство и время как чувственные и логические формы познания действительности не есть врожденные, априорно данные; они – следствие обучения и воспитания ребенка в процессе его деятельности. Впрочем, знания о пространстве и времени постепенно изменяются, совершенствуются даже у взрослого человека.

Пространство и время обладают своими особенностями. Пространство трехмерно; это означает, что положение любого тела, представленного в виде точки, определяется с помощью трех перпендикуляров, опущенных на соответствующие оси системы координат. Пространство обычно изотропно, в нем ни одна точка отсчета, ни одна система координат не имеет преимуществ перед другими (в противоположность представлению, будто Земля является центром Вселенной).

Время одномерно, для определения его момента достаточно одной координаты. Время течет всегда в направлении от прошлого через настоящее к будущему, так что инверсия времени невозможна (необратимость времени). Только мысленно можно воспроизвести, вспомнить то, что уже прошло; вернуть же прошлое нельзя. Образно говоря, реку времени не повернуть вспять.

Время является наиболее сложным и трудным для понимания феноменом. Еще Аристотель утверждал, что среди неизвестного в окружающей нас природе самым неизвестным является время, ибо никто не знает, что такое время и как им управлять. В том же духе высказывался известный средневековый философ Августин: «Пока меня не спрашивают о времени, я знаю о нем все, но как только меня попросят рассказать о времени, то оказывается, что я о нем не знаю ничего». Академик А.Е. Ферсман писал: «Трудно себе представить более простое и вместе с тем более сложное понятие, чем время».

Трехмерное пространство в единстве со временем образуют четырехмерный континуум. Это понятие выражает неразрывную связь пространства и времени, постоянство пространства-времени, несмотря на изменение пространственных и временных параметров при движении тел.

В математике часто употребляется понятие «многомерное пространство», когда число измерений гораздо более трех и в качестве измерения могут выступать температура, скорость, давление и тому подобные параметры. Однако реальное пространство нашего макромира трехмерно.

Органическая связь пространства и времени выявлена теорией относительности, которую создал А. Эйнштейн. Согласно специальной теории относительности, пространственно-временные свойства движущегося объекта зависят от скорости этого движения, так что теоретически с ее возрастанием тело в направлении движения сокращается по длине, а время замедляет свой бег:

L = l₀ Ö1-(n²_ф / c²); Т = t₀ / Ö1-(n²_ф / c²),

где l₀ – первоначальная длина объекта; t₀ – первоначальный промежуток времени; n_ф – фактическая скорость.

Если бы, например, один из близнецов отправился путешествовать на корабле с околосветовой скоростью, то процессы в нем замедлились бы столь значительно, что по возвращении через несколько десятилетий на Землю он мог бы оказаться моложе своего брата и даже своих детей.

Общая теория относительности вскрывает зависимость пространственно-временных свойств и от сосредоточения вещества в той или иной части Вселенной, силы гравитационных взаимодействий. Так, вблизи Солнца время течет медленнее, чем на Земле; машинистка, работающая на самых высоких этажах небоскреба, будет стареть быстрее, чем та, которая работает на первом этаже, где гравитационное поле Земли оказывается сильным, вследствие чего процессы в организме чуточку замедляются.

В теории относительности используется более сложная неевклидова геометрия, основы которой в прошлом столетии были заложены Н.И. Лобачевским. В отличие от Евклида, Лобачевский отказался от аксиомы о параллельных прямых, которые в обычной геометрии при своем продолжении, как известно, никогда не пересекаются, и доказал, что в масштабах Вселенной, в условиях «искривленного» пространства дело обстоит иначе, а сумма внутренних углов треугольника меньше 180 градусов (в геометрии Римана эта сумма больше 180 градусов), что геометрия Евклида есть частный случай более сложных геометрий, что луч вблизи Солнца под действием мощных гравитационных сил искривляет свой путь.

Вскрытая теорией относительности зависимость пространственно-временных параметров от скорости движения объектов внешнего мира и уровня сил гравитации свидетельствует о неразрывном единстве материи, движения, пространства и времени, о том, что пространство и время – атрибутивные свойства материи, а не что-то внешнее по отношению к ней. Между тем в истории философии и науки сплошь и рядом пространство и время отрывались от движущейся материи. Ньютон, например, полагал, что пространство независимо от материальных объектов и представляет собой пустое вместилище для Вселенной, а время – есть чистая длительность, «мировые часы», заведенные однажды Богом.

Ошибку допускали и субъективные идеалисты, которые рассматривали пространство и время только как формы «упорядочения» ощущений (Мах), как нечто субъективное, присущее лишь психике человека. Если Ньютон метафизически отрывал пространство и время от движущейся материи, но все-таки признавал их объективное существование в окружающей действительности, то субъективные идеалисты отказывают пространству и времени даже в этом.

Объективные идеалисты тоже ненаучно подходили к решению этого сложного философского вопроса, утверждая, что пространство и время принадлежат сфере Объективного Духа, Мировой Идее (Гегель), вернее, порождаются ими.

Таким образом, ни метафизический материализм, ни субъективный и объективный идеализм не в состоянии разрешить проблему пространства и времени, которая имеет не только философский, но и естественнонаучный аспект.

Пространство и время абсолютны и относительны, дискретны и непрерывны, бесконечны и безграничны (опять-таки, поскольку они присущи движущейся материи). Абсолютность пространства и времени заключается в том, что материальные объекты движутся не иначе как в пространстве и времени.

«Мнение, будто «сверхтонкий мир находится вне времени и пространства», не выдерживает научной критики и кажется привнесенным из области фантастики[3].

Кстати, подобные выражения не должны противопоставляться кардинальному положению философии и естествознания, согласно которому пространство и время есть атрибутивные свойства материи. Дело в том, что в рамках повседневного опыта, когда человек имеет дело со сравнительно небольшими скоростями движения, а также сравнительно небольшими по своей массе телами природы, достаточно четко ограниченными от других тел, он привычно пользуется геометрией Евклида, механикой Ньютона, представлениями о пространстве как вместилище тел и о времени как длительности, независимой от специфики окружающих объектов. Это и находит свое отражение в вышеприведенных выражениях, без которых обойтись практически невозможно. (Недостаток выражения «тело движется в пространстве и времени» сразу обнаруживается при рассмотрении Вселенной в целом: очевидно, что говорить о движении всей материальной действительности в пространстве и времени некорректно, ибо это наводит на мысль, будто пространство и время существуют сами по себе, независимо от движущейся материи, от Вселенной).

Пространство и время относительны, ибо объектам качественно различной природы присущи свои пространственно-временные особенности. Такие особенности имеют место в микромире, где элементарные частицы обладают корпускулярно-волновой природой, другими своеобразными свойствами, и в области живой материи, где приходится различать три шкалы времени (филогенез, онтогенез и конкретная ситуация), учитывать пространственную ассиметрию, а также «биологические часы», жизненные ритмы организма (суточные, времен года и т.п.).

Известно, например, что медузы раскрываются, когда их накрывает вода; но если поместить их в бак с водой, они продолжают разжиматься и сжиматься в соответствии со временем прилива и отлива, хотя в баке нет ни приливов, ни отливов. При попадании на другое полушарие Земли насекомое (тараканы, пчелы и т.п.) «переставляют» свои «биологические часы», изменяют свой суточный ритм. Человек это тоже вынужден делать, но ему такая перестройка доставляет значительно больше хлопот: спортсменам, перелетевшим буквально за несколько часов в другое полушарие, зачастую требуется несколько суток, чтобы обрести спортивную форму, восстановить физиологические потенции организма.

Для больного с повышенной температурой время кажется идущим более медленно, так как в его организме метаболические процессы ускоряются. Наоборот, пожилому человеку, у которого эти процессы замедляются, время кажется протекающим быстрее. Биологические ритмы зависят и от внешней температуры: предварительно охлажденные пчелы прилетали для сбора нектара с опозданием.

Все эти примеры свидетельствуют о необходимости пользоваться так называемым универсальным временем, общим эталоном времени на нашей планете.

По сравнению с живой, а тем более неживой природой темпы развития социальных процессов в обществе оказываются иными. Реальная история общественного развития свидетельствует об ускорении социальных изменений, социального времени.

Пространство и время прерывны и непрерывны. Прерывность их заключается в том, что материальные объекты обладают относительной дискретностью своего существования, т.е. имеет место дифференциация тел. Вместе с тем совершаемое во времени и пространстве движение является и непрерывным: оно несводимо к сумме дискретных моментов, обладая связностью, лишено каких бы то ни было разрывов, а также абсолютного вакуума.

С проблемой прерывности и непрерывности тесно связан вопрос о бесконечности движущейся материи во времени и пространстве. Окружающий мир существовал всегда и обладает не только безграничностью (даже поверхность теннисного шарика не имеет границ), но и бесконечностью в том смысле, что говорить о наличии чего-то за его пределами некорректно: такая постановка вопроса проистекает из понимания бесконечности как, например, постоянно растущего ряда натуральных чисел, как, по выражению Гегеля, «дурной», а не реальной бесконечности, находящейся в неразрывном единстве со своей противоположностью – конечным. (Человек исследовал Вселенную приблизительно в диапазоне от 10^-20см до 10²⁷см и от 10^-30 до 10¹⁷сек, т.е. в интервале 47 порядков).

Итак, пространство и время бесконечны и безграничны. В связи с этим попытка объяснения установленного наукой факта «разбегания» галактик во Вселенной со всевозрастающей скоростью не может быть расценена как свидетельство сотворения мира Богом 15-20 млрд. лет тому назад (так зачастую трактуется факт «красного смещения» в спектре галактик).