Атрибуты материи: движение, пространство, время. Материя, движение, пространство, время Движение пространство время как свойства материи

Первое, что поражает воображе­ние человека, когда он наблюдает окружающий мир, - это удивительное многообразие предметов, процессов, свойств и отношений.

Уже первые мыслители заметили, что некоторые свойства и состояния вещей во всех превращениях сохраняются. Эту постоянно сохра­няющуюся основу вещей они назвали первоматерией . Это естественное воззрение на происхождение всего много­образия мира из некой первоосновы положило начало научному объяснению многих явлений природы и общества. В дальнейшем представление о материи углуб­ляется и одновременно утрачивает чувственно-конкретные черты.

Материя предстала в новом свете - без цвета, запаха, твердости, без тех свойств, с которыми люди привыкли связывать понятие материального. На основании новых данных науки созда­вались новые концепции.

С точки зрения диалектики, материя есть объективная реальность - причина, основа, содержание и носитель (субстан­ция) все го мно го обра з ия мира . Она проявляется в бесчисленных свойствах. Важнейшие из них - объективность существования, струк ту рность, неуничтожимость, движение, пространство, время, отражение . Это атрибуты материи, т.е. всеобщие ее свойства, без которых невозможно ее бытие.

Материю вообще нельзя видеть, осязать, пробовать на вкус. Материя не есть одна из вещей, существующих наряду с другими, внутри или в основе их. Все существующие конкретные материальные образования и есть материя в различных ее формах, видах, свойствах и отношениях.

Материя имеет сложное строение . Она состоит из элементарных частиц, атомов, молекул, макромолекул, планет, звезд, галактик и т.д. Кроме того, есть разные виды полей - гравитационные, электромагнитные, ядерные. Они связывают частицы материи, по­зволяют им взаимодействовать и тем самым существовать. Все частицы независимо от их природы обладают волновыми свойствами.

Материя имеет разные уровни, каждый из которых характеризуется особой системой закономерностей и своим носителем. Различные структурные образования материи - это разные степени сложности. Каждая форма материи качественно своеобразна. Но поскольку сложные формы материи включают в ка­честве своих элементов низшие, то это нужно учитывать в процессе изучении животных и растений.

Одним из атрибутов материи является ее неуничтожимость. За к о н сохра н е ни я и превращения энерг ии гласи т: к а к ие б ы процесс ы превращения ни проис х од ил и в мире, общее к оличество масс ы и энергии остается неизменн ы м. Ни один элемент материи не уничтожа­ется, не превращается в ничто, а оставляет определенное следствие и не возникает из ничего, а всегда имеет определенную причину. Гибель конкрет­ной вещи означает лишь ее превращение в другую.

Мир находится в постоянном движении . Движение многообразно. Дв и же ни е - это с п особ существова н ия бытия, материи. Б ыт ь - з н ачи т б ы ть в дв и же ни и, изменении. Нет в мире неизменных вещей, свойств и отношений. Движение несотворимо и неуничтожимо, абсолютно, всеобще. Оно проявляется в виде конкретных форм движения. Формы и виды движения многообразны. Они связаны с уровнями структурной организации бытия, материи. Ка ждой форме дв и ­ ж е ни я п р и с ущ определенн ы й нос и тель - с у бс та н ция .

Покой как момент движения всегда имеет только ви­димый и относительный характер.

Все тела различным образом расположены друг относительно друга. Пространство ес т ь форма к оорд ин а ции сосуще­с т вующих об ъ е кт ов, оно характеризует положение объектов друг подле друга (рядом, сбоку, внизу вверху, внутри, сзади, спереди и т.д.). Порядок сосуществования этих объ­ектов и их состояний образует структуру пространства.

Явления характеризуются длительностью существования, по­следовательностью этапов развития. Процессы совершаются либо одновременно, либо один раньше или позже другого; таковы, на­пример, взаимоотношения между днем и ночью, зимой и весной, летом и осенью. Все это означает, что тела существуют и движутся во времени. Время - это форма координа ц ии сменяющих ся о бъектов и их сос т ояний, оно характеризует положение объектов друг после друга. Порядок смены этих объектов и состояний образует структуру времени.

П рос т ранс т во и время - это всеоб щ ие форм ы су щ еств о ­вания материи, бытия. В мире все простирается и длится. Пр остранство и время обла д ают своими особенностями. Пространство трехмерно, разнонаправлено, обратимо. Время однонаправлено, одномерно, необратимо.

Некогда су­ществовало воззрение, согласно которому пространство представляло собой грандиозное вместилище, куда помещена материя, а время мыслилось наподобие потока, все увлекающего за собой и все погло­щающего. Изменение физической картины мира изменило представление о пространстве и времени. Огромный вклад в разработку научных представлений о связи пространства и времени с движущейся материей внес Н.И. Лоба­чевский. Он создал неевклидову геометрию, которая является более общей и включает в себя евклидову геометрию как частный случай, отражающий пространственные отношения, воспринимаемые нами в повседневном опыте. Сумма углов треугольника в геометрии Лобачевского не остается постоянной и равной 180°, а меняется в зависимости от изменения длины его сторон и при этом всегда оказываем меньше 180°. Б. Риман создал еще одну неевклидову геометрию. В ней вообще нет параллельных прямых, а сумма углов треугольника 6oльше 180°. Эти парадоксальные положения очевидны и имеют смысл, если геометрические фигуры нарисовать не на плоскости а, например, на поверхности сферы. У нарисованного на сфере треугольника сумма yглов больше 180°.

Великое научное открытие двадцатого века - теория относительности, созданная А.Эйнштейном. В ней установлена связь пространства и времени с движущейся материей и друг с другом. В мире нет единствен­ного “сейчас”, разделяющего все прошлые события и события будущего. Каждая система имеет свое “сейчас”, свое прошлое и будущее.

Пространство и время обусловлены материей, как форма своим содержанием, и каждый уровень движения материи характеризуется своей пространственно-временной структурой.

Материя - это все, что прямо или косвенно действует на органы чувств человека и другие объекты . Окружающий нас мир, все существующее вокруг нас представляет собой материю. Она тождественна реальности. Неотъемлемое свойство материи -движение. Без движения нет материи, и наоборот. Движение материи - любые изменения, происходящие с материальными объектами в результате их взаимодействий. Материя не существует в бесформенном состоянии - из нее образуется сложная иерархическая система материальных объектов различных масштабов и сложности.

В современном естествознании различают три вида материи: вещество, физическое поле и физический вакуум.

Вещество - основной вид материи, обладающий массой . К вещественным объектам относятся элементарные частицы, атомы, молекулы и многочисленные образованные из них материальные системы.

Различные виды движения материи можно классифицировать с учетом изменений свойств материальных объектов и их воздействий на окружающий мир . Механическое движение (относительное перемещение тел), колебательное и волновое движения, распространение и изменение различных полей, тепловое (хаотическое) движение атомов и молекул, равновесные и неравновесные процессы в макросистемах, фазовые переходы между агрегатными состояниями (плавление, парообразование и др.), радиоактивный распад, химические и ядерные реакции, развитие живых организмов и биосферы, эволюция звезд, галактик и Вселенной в целом - все это примеры многообразных видов движения материи.

Физическое поле - особый вид материи, обеспечивающий физическое взаимодействие материальных объектов и их систем . К физическим полям относятся электромагнитное и гравитационное поля, поле ядерных сил, а также волновые (квантовые) поля, соответствующие различным частицам (например, электрон-позитронное поле). Источником физических полей являются частицы (например, для электромагнитного поля -заряженные частицы). Созданные частицами физические поля переносят с конечной скоростью взаимодействие между ними. В квантовой теории взаимодействие обусловливается обменом квантами поля между частицами.

Физический вакуум - низшее энергетическое состояние квантового поля. Этот термин введен в квантовой теории поля для объяснения некоторых микропроцессов. Среднее число частиц - квантов поля - в вакууме равно нулю, однако в нем могут рождаться виртуальные частицы - частицы в промежуточных состояниях, существующие короткое время. Виртуальные частицы влияют на физические процессы. В физическом вакууме могут рождаться пары частица-античастица разных типов. При достаточно большой концентрации энергии вакуум взаимодействует с реальными частицами, что подтверждается экспериментом. Предполагается, что из физического вакуума, находящегося в возбужденном состоянии, родилась Вселенная.

Всеобщими универсальными формами существования и движения материи принято считать время и пространство. Движение материальных объектов и различные реальные процессы происходят в пространстве и во времени. Особенность естественнонаучного представления об этих понятиях заключается в том, что время и пространство можно охарактеризовать количественно с помощью приборов.

Время выражает порядок смены физических состояний и является объективной характеристикой любого процесса или явления . Время - это то, что можно измерить с помощью специальных приборов. Принцип работы приборов для измерения времени основан на разных физических процессах, среди которых наиболее удобны периодические процессы: вращение Земли вокруг своей оси, электромагнитное излучение возбужденных атомов и другие. Природа наделила человека удивительным свойством интуитивно определять время с помощью биологических часов, которые отсчитывают циклы, примерно равные 24 ч. Такое восприятие времени осуществляется головным мозгом. Многие крупные достижения в естествознании связаны с разработкой более точных приборов для определения времени. Существующие сегодня эталоны позволяют измерить время с очень высокой точностью - например, относительная погрешность для водородного эталона времени не превышает 5 * 10-15. В последние десятилетия в качестве эталона времени используются атомные часы, в которых источник колебаний не маятник и не кварцевый генератор, а сигналы, обусловленные квантовым переходом электронов между двумя энергетическими уровнями атома. Эти сигналы имеют очень высокую стабильность энергии и частоты колебаний. Сегодня секунда - это промежуток времени, точно равный 9 192 631 770 периодам излучения, каждый из которых соответствует переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133.

Время всегда относительно. Из теории относительности следует, что при скорости, близкой к скорости света в вакууме, время замедляется - происходит релятивистское замедление времени, и что сильное поле тяготения приводит к гравитационному замедлению времени. В обычных земных условиях такие эффекты чрезвычайно малы.

Важнейшее свойство времени заключается в его необратимости. Прошлое во всех деталях и подробностях нельзя воспроизвести в реальной жизни - оно забывается. Необратимость времени обусловлена сложным взаимодействием множества природных систем, в том числе атомов и молекул, и символически обозначается стрелой времени, «летящей» всегда из прошлого в будущее. Необратимость реальных процессов в термодинамике связывают с хаотичным движением атомов и молекул.

Понятие пространства гораздо сложнее понятия времени. В отличие от одномерного времени реальное пространство трехмерно, т.е. имеет три измерения. В трехмерном пространстве существуют атомы и планетные системы, выполняются фундаментальные законы природы.

Пространство выражает порядок сосуществования физических тел. Завершенная теория пространства - геометрия Евклида -создана более 2000 лет назад и до сих пор считается образцом научной теории.

Одна из важнейших задач естествознания - со­здание естественно-научной картины мира в виде це­лостной упорядоченной системы. Для ее решения ис­пользуются общие и абстрактные понятия: материя, движение, время и пространство.

Материя -это все то, что прямо или косвенно действует на органы чувств человека и другие объек­ты. Окружающий нас мир, все существующее вокруг нас представляет собой материю. Она тождественна ре­альности. Неотъемлемое свойство материи - движение. Без движения нет материи, и наоборот.Движение ма­терии -любые изменения, происходящие с материаль­ными объектами в результате их взаимодействий. Ма­терия не существует в бесформенном состоянии - из нее образуется сложная иерархическая система мате­риальных объектов различных масштабов и сложности.

Отличительная особенность естественно-научного познания заключается в том, что для естествоиспыта­телей представляет интерес не материя или движение вообще, а конкретные виды материи и движения, свой­ства материальных объектов, их характеристики, кото­рые можно измерить с помощью приборов. В современ­ном естествознании различают три вида материи: ве­щество, физическое поле и физический вакуум.

Вещество -основной вид материи, обладающей массой. К вещественным объектам относятся элементар­ные частицы, атомы, молекулы и многочисленные обра­зованные из них материальные объекты. В химии веще­ства подразделяются на простые (с атомами одного химического элемента) и сложные - химические соеди­нения. Свойства вещества зависят от внешних условий и интенсивности взаимодействия атомов и молекул, что и обусловливает различные агрегатные состояния ве­щества: твердое, жидкое и газообразное. При очень высокой температуре образуется плазма. Переход ве­щества из одного состояния в другое можно рассматри­вать как один из видов движения материи.

Различные виды движения материи можно класси­фицировать с учетом изменений свойств материальных объектов и их воздействий на окружающий мир. Меха­ническое движение (относительное перемещение тел), колебательное и волновое движения, распространение и изменение различных полей, тепловое (хаотическое) дви­жение атомов и молекул, равновесные и неравновесные процессы в макросистемах, фазовые переходы между агрегатными состояниями (плавление, парообразование и др.), радиоактивный распад, химические и ядерные реакции, развитие живых организмов и биосферы, эво­люция звезд, галактик и Вселенной в целом - все это примеры многообразных видов движения материи.

Физическое поле -особый вид материи, обеспе­чивающий физическое взаимодействие материальных объектов и их систем. К физическим полям относятся электромагнитное и гравитационное поля, поле ядерных сил, а также волновые (квантовые) поля, соответствую­щие различным частицам (например, электрон-по-зитронное поле). Источником физических полей яв­ляются частицы (например, для электромагнитного поля - заряженные частицы). Созданные частицами физические поля переносят с конечной скоростью взаимодействие между ними. В квантовой теории вза­имодействие обусловливается обменом квантами поля между частицами.

Физический вакуум -низшее энергетическое со­стояние квантового поля. Этот термин введен в кван­товой теории поля для объяснения некоторых микропро­цессов. Среднее число частиц - квантов поля - в ва­кууме равно нулю, однако в нем могут рождаться виртуальные частицы - частицы в промежуточных состояниях, существующие короткое время. Виртуаль­ные частицы влияют на физические процессы. В физи­ческом вакууме могут рождаться пары частица-антича­стица разных типов. При достаточно большой концен­трации энергии вакуум взаимодействует с реальными частицами, что подтверждается экспериментом. Пред­полагается, что из физического вакуума, находящегося в возбужденном состоянии, родилась Вселенная.

Всеобщими универсальными формами существо­вания и движения материи принято считать время и пространство. Движение материальных объектов и различные реальные процессы происходят в простран­стве и во времени. Особенность естественно-научного представления об этих понятиях заключается в том, что время и пространство можно охарактеризовать коли­чественно с помощью приборов.

Время выражает порядок смены физических состо­яний и является объективной характеристикой лю­бого процесса или явления. Время - это то, что можно измерить с помощью специальных приборов. Принцип работы приборов для измерения времени основан на разных физических процессах, среди которых наибо­лее удобны периодические процессы: вращение Зем­ли вокруг своей оси, электромагнитное излучение воз­бужденных атомов и другие. Многие крупные дости­жения в естествознании связаны с разработкой более точных приборов для определения времени. Существу­ющие сегодня эталоны позволяют измерить время с очень высокой точностью - относительная погреш­ность измерений составляет менее 10" 11 .

Временная характеристика реальных процессов основывается на постулате времени: одинаковые во всех отношениях явления происходят за одинаковое время. Хотя постулат времени кажется естественным и очевидным, его истинность все же относительна, так как его нельзя проверить на опыте даже с помощью самых совершенных часов, поскольку, во-первых, они характеризуются своей точностью и, во-вторых, невоз­можно создать принципиально одинаковые условия в природе в разное время. Вместе с тем длительная прак­тика естественно-научных исследований позволяет не сомневаться в справедливости постулата времени в пределах той точности, которая достигнута в данный момент времени.

При создании классической механики около 300 лет назад И. Ньютон ввел понятие абсолютного, или истинного,математического времени, которое течет всегда и везде равномерно, и относительного време­ни как меры продолжительности, употребляемой в обы­денной жизни и означающей определенный интервал времени: час, день, месяц и т. д.

В современном представлении время всегда отно­сительно. Из теории относительности следует, что при скорости, близкой к скорости света в вакууме, время замедляется - происходит релятивистское замедление времени, и что сильное поле тяготения приводит к гра­витационному замедлению времени. В обычных зем­ных условиях такие эффекты чрезвычайно малы.

Важнейшее свойство времени заключается в его необра­тимости. Прошлое во всех деталях и подробностях нельзя воспроизвести в реальной жизни - оно забывается. Нео­братимость времени обусловлена сложным взаимодей­ствием множества природных систем, в том числе атомов и молекул, и символически обозначается стрелой време­ни, «летящей» всегда из прошлого в будущее. Необрати­мость реальных процессов в термодинамике связывают с хаотичным движением атомов и молекул.

Понятие пространства гораздо сложнее понятия времени. В отличие от одномерного времени реальное пространство трехмерно, т. е. имеет три измерения. В трехмерном пространстве существуют атомы и пла­нетные системы, выполняются фундаментальные за­коны природы. Однако выдвигаются гипотезы, соглас­но которым пространство нашей Вселенной имеет много измерений, хотя наши органы чувств способны ощущать только три из них.

Первые представления о пространстве возникли из очевидного существования в природе твердых тел, занимающих определенный объем. Исходя из него, можно дать определение: пространство выражает порядок сосуществования физических тел. Завершен­ная теория пространства - геометрия Евклида - соз­дана более 2000 лет назад и до сих пор считается об­разцом научной теории.

По аналогии с абсолютным временем И. Ньютон ввел понятие абсолютного пространства, которое су­ществует независимо от находящихся в нем физичес­ких объектов и может быть совершенно пустым, явля­ясь как бы мировой ареной, где разыгрываются физи­ческие процессы. Свойства пространства определяются геометрией Евклида. Именно такое представление о пространстве лежит в основе практической деятельно­сти людей. Однако пустое пространство идеально, в то время как реальный окружающий нас мир заполнен различными материальными объектами. Идеальное пространство без материальных объектов лишено смыс­ла даже, например, при описании механического дви­жения тела, для которого необходимо указать другое тело в качестве системы отсчета. Механическое движение тел относительно. Абсолютного движения, как и абсо­лютного покоя тел, в природе не существует. Простран­ство, как и время, относительно.

Специальная теория относительности объединила пространство и время в единый континуум простран­ство - время. Основанием для такого объединения слу­жит принцип относительности и постулат о предель­ной скорости передачи взаимодействий материальных объектов - скорости света в вакууме, примерно рав­ной 300 000 км/с. Из этой теории следует относитель­ность одновременности двух событий, происшедших в разных точках пространства, а также относительность измерений длин и интервалов времени, произведен­ных в разных системах отсчета, движущихся относи­тельно друг друга.

В соответствии с общей теорией относительности свойства пространства -времени зависят от наличия материальных объектов. Любой материальный объект искривляет пространство, которое можно описать не геометрией Евклида, а сферической геометрией Римана или гиперболической геометрией Лобачевского. Предполагается, что вокруг массивного тела при очень большой плотности вещества искривление становится настолько существенным, что пространство - время как бы «замыкается» локально само на себя, отделяя данное тело от остальной Вселенной и образуя черную дыру, которая поглощает материальные объекты и электромагнитное излучение. На поверхности черной дыры для внешнего наблюдения время как бы останав­ливается. Предполагается, что в центре нашей Галак­тики находится огромная черная дыра. Однако есть и другая точка зрения. Академик Российской академии наук А.А. Логунов (р. 1926) утверждает, что никакого искривления пространства -времени нет, а происхо­дит искривление траектории движения объектов, обус­ловленное изменением гравитационного поля. По его мнению, наблюдаемое "красное смещение в спектре излучения отдаленных галактик можно объяснить не расширением Вселенной, а переходом посылаемого ими излучения из среды с сильным гравитационным полем в среду со слабым гравитационным полем, в котором находится наблюдатель на Земле.

Материя обладает неотъемлемыми свойствами - атрибутами, главными из которых являются движение, пространственно временная определенность и отражение.

Структурность материи, существование в ней определенного типа материальных систем, определенных уровней, предполагает взаимодействие между ними. Взаимодействие приводит к изменению объекта, к изменению его свойств, отношений, состояний.

Всякое изменение вообще - есть движение.

Материя тесно связана с движением, а оно существует в виде конкретных своих форм. Движение - есть способ существования материальных систем.

Основными формами движения материи являются: механическая, физическая, химическая, биологическая и социальная. Впервые эту классификацию предложил Ф. Энгельс в присутствии с уровнем развития науки второй половины XIX века. Современный этап философского и научного познания мира предоставляет широкие возможности для разнообразных интерпретаций многообразия форм движения материи. Так, в настоящее время существует множество мнений о том, что самостоятельными формами движения являются геологическое, экологическое, компьютерное и др. Сегодня акцентируется внимание на процессах самоорганизации в мире.

Характеризуя формы движения материи и их взаимосвязь необходимо обратить на следующие моменты. Каждая форма качественно специфична, но все они неразрывно связаны и при определенных условиях могут переходить друг в друга. Между формами движения существует связь, т.е. высшие формы движения возникают на базе низших, однако, не являются их простой суммой. Высшие формы обладают своими собственными закономерностями, качественным своеобразием.

Если движение - это способ существования материи, то пространство и время - это формы существования материи.

Движение материи происходит в пространственно-временных формах, как коренных условиях всякого .

Пространство - это объективная форма существования материи, которая характеризует взаимное расположение материальных объектов; способность их занимать определенный об и иметь определенную форму, структуру.

Время - это объективная форма существования материи выражающая длительность существования и последовательность сменяющих друг друга состояний объектов, систем и процессов.

Пространство и время - это не самостоятельные сущности, а формы существования движущейся материи. Они зависят от и определяются ею. Анализ проблемы пространства и время предполагает различие понятий: реальное пространство и время, перцептуальное пространство и время, концептуальное пространство и время.

Реальное пространство и время характеризует объектные пространственно-временные свойства и отношения самих реальных предметов и явлений, существующих независимо человека в пространственно-временной организации мира.

С возникновением человека, возникают и формы отражения человеком в его сознании пространственно-временных свойств предметов. Это отражение существует на двух основных уровня перцептуальном и концептуальном.

На перцептуальном уровне - человек познает пространственно-временные формы при помощи органов чувств и формирует образы, представления. Эти представления являются индивидуальными, зависят от физиологических и психологических факторов.

Концептуальное пространство и время - выражает теоретический уровень знаний о пространственно-временной организации мира. Это учения, концепции, теории пространства и времени. Они зависят не от индивидуальных особенностей человека, от уровня развития общества, науки, культуры, являются общезначимыми для своей эпохи и индивидуальных особенностей человека.

В истории философии и науки сложились две основных концепции пространства и времени: субстанциальная и реляционная.

Субстанциальная концепция - рассматривает пространство и время как особые сущности, которые существуют сами по себе независимо от материальных объектов. Пространство и время это пустое вместилище, оно однородно и неизменно. Здесь пространство и время рассматриваются как самостоятельные субстанции.

Если предположить, что все вещи исчезнут, то останется пространство и время. Эта идея, в общем виде сформулированная еще Демокритом, получила свое логическое завершение в концепции абсолютного пространства и времени Ньютона (концепция классической механики), который считал, что их свойства не зависят от характера протекающих в мире материальных процессов.

Реляционная концепция - рассматривает пространство и Время как особого рода отношения между объектами и процессами, которые вне их существовать не могут. Пространственно-временные свойства зависят от характера и скорости движущихся материальных систем и выступают как отношения между этими движущимися материальными системами. Реляционной концепции пространства и времени в истории философии придерживались I Аристотель, Августин Блаженный, И. Кант. К реляционной концепции относится теория относительности Эйнштейна. В соответствии с ее положениями, при приближении скорости движения тела к скорости света линейные параметры тела уменьшаются, а ритм течения времени замедляется.

Философское учение о пространстве и времени включают анализ всеобщих и особенных свойств пространства и времени. К всеобщим свойствам относят: объективность, универсальность, неисчерпаемое многообразие пространственно-временных форм в различных уровнях организации материи. К особенным свойствам относят: трехмерность реального пространства и одномерность, необратимость временных отношений. Реальное пространство трехмерно, т.е. для нахождения любого тела в пространстве необходимо и достаточно указать три его координаты. Время необратимо, однонаправлено. Все события, изменяясь во времени, развиваются от прошлого через настоящее к будущему. Невозможное абсолютное повторение событий.

Свойства пространства и времени специфически конкретизируются на различных уровнях организации материи.

Социальное пространство - то пространство которое организуют люди в зависимости от условий своей жизнедеятельности. Социальное пространство не сводится ни к физическому, ни к биологическому пространству. Оно создается людьми в каждую историческую эпоху, в зависимости от развития производственной, технико-технологической и социально-культурной сферы, современный город по своей пространственной планировке отличается от городов Античности и Средневековья.

Социальное время зависит от интенсивности всех форм человеческой . В истории время может замедлять или «ускорять свой бег», события текут быстрее. Например в Средние века в Европе время отмечалось ударом монастырского колокола, оно текло медленно. Только в конце средних веков были изобретены часы - символ убегающего времени. С появлением часов, машинного производства, крупных городов люди стали жить совсем в другом времени, в другом ритме - в ритме машин. Времени стало не хватать - его стали занимать у будущего. Мы проживаем жизнь с такой интенсивностью, с таким количеством впечатлений, которых человеку прошлых эпох хватило бы на несколько жизней. Говоря о социальном времени, выделяют время индивида (жизненный путь конкретного человека), время поколений, время истории.

Пространство и время - формы существования движущейся материи.

Сначала рассмотрим понятие пространства и понятие времени. (Этот момент требует особого внимания, т.к. связанные с этим вопросы не столь просты, как это может показаться. Однако в учебной литературе обычно нет определения и анализа данных понятий).Понятие пространства опирается на понятие протяженности. Протяженность объекта выражает его структурность, взаимоот­ношение его частей. Обнаруживается протяженность благодаря конеч­ности скорости распространения взаимодействий - для “движения” с бесконечной скоростью любые расстояния одинаковы, а именно точечны. Протяженность, следовательно, обусловлена системной природой мате­рии, выражая ее многокачественность и многокомпонентность.

Понятие времени базируется на понятии длительности. Длительность выражает несотворимость и неуничтожимость системно организованной материи, последовательное пребывание материальных объектов и явле­ний в определенных состояниях.

Опираясь на сказанное и материалистически интерпретируя извест­ные положения Г.Лейбница, можно дать следующие определения:

пространство - это отношения взаимоположения объектов, сосуществую­щих в некоторый момент времени (при измерении пространственных раз­меров, обратим внимание, измеряемый объект совмещается с эталоном);

время - это отношения последовательности объектов, сосуществующих в некоторой точке пространства (сравнение временных параметров разно­местных событий, обратим внимание, требует синхронизации часов, что связано с комплексом не столь уж тривиальных допущений и процедур).

Для пояснения определения пространства рассмотрим вопрос: о ка­ких свойствах запечатленных на ней объектов позволяет судить фото­графия? Ответ очевиден: она отражает структуру, а потому и протя­женность (относительные размеры) этих объектов, их расположение от­носительно друг друга. Фотография, следовательно, фиксирует прост­ранственные свойства объектов, причем объектов (в данном случае это важно), сосуществующих в некоторый момент времени.

Для пояснения определения времени рассмотрим вопрос: почему мы имеем возможность, глядя на киноэкран, судить о временных характе­ристиках запечатленных на киноленте событий? Ответ очевиден: пото­му, что кадры сменяют друг друга на одном и том же экране, сосуществуя в этой “точке” пространства. Если же каждый кадр поместить на свой экран, то мы получим просто совокупность фотографий...

Пространство и время определены, отметим, через противопоставле­ние, соотнесение с противоположным: момент времени, фигурирующий в определении пространства, не обладает длительностью, будучи отрица­нием времени; точка пространства, фигурирующая в определении време­ни, не обладает протяженностью, будучи отрицанием пространства.

Выделим два следствия из определений пространства и времени.

Во-первых, пространство и время объективны.

Во-вторых, пространство и время неразрывно связаны друг с другом и с движением материи. Более того, пространство и время - это сто­роны движения. В самом деле: поскольку пространство - это отношения сосуществующих в некоторый момент времени объектов, постольку оно есть то, что остается от движения, когда мы отвлекаемся от времени; поскольку время - это отношения объектов, сосуществующих в некото­рой точке пространства, постольку оно есть то, что остается от дви­жения, когда мы отвлекаемся от пространства. Таким образом, прост­ранство и время не существуют вне движения материи, как и оно - вне пространства и времени. Это и дало основание Ф.Энгельсу утверждать: “...Основные формы всякого бытия суть пространство и время...”(1.51). Данный тезис, однако, еще нуждается в обосновании, как это станет ясным после рассмотрения основных подходов к пониманию природы пространства и времени, сложившихся в ходе развития науки.

Субстанциальная и реляционная концепции пространства и времени.

Современное понимание пространства и времени сложилось в итоге длительного исторического процесса познания, содержанием которого, в частности, была борьба С- и Р-подходов к пониманию их сущности.

Первая из указанных концепций рассматривает пространство и время как самостоятельно (вне и независимо от материи), предметно сущест­вующие, вторая - как не обладающие самостоятельным бытием вне дви­жения материальных объектов, как специфические отношения вещей, яв­лений, процессов. В свете изложенного выше С-концепция представля­ется явно несостоятельной. Дело, однако, в том, что приведенные вы­ше определения пространства и времени выражают, что очевидно, реля­ционную точку зрения и потому лишь после ее обоснования могут служить основой для критики С-понимания пространства и времени.

Исторически исходным (зародившимся еще в донаучном мышлении) был Р-взгляд на пространство и время,- когда пространственно-временные свойства вещей не отделялись от самих вещей. “Что касается понятия пространства,- писал А.Эйнштейн,- то... ему предшествовало психоло­гически более простое понятие места. Место есть прежде всего (ма­лая) часть земной поверхности, которой присваивается какое-либо на­звание. Вещь, “место” которой определяется, есть “материальный пре­дмет”... Простой анализ показывает, что “место” является также группой материальных предметов”(2.125). С этой точки зрения “пространст­во (или место) есть вид порядка материальных объектов”; при этом, что ясно, “не имеет смысла говорить о пустом пространстве”(2.125). Тако­во существо реляционной концепции пространства.

“Однако,- продолжал А.Эйнштейн,- можно... мыслить иным образом. Мы можем поместить в какой-либо ящик определенное количество зерен риса или вишен и т.п. Встает вопрос о свойстве материального объек­та, “ящика”, которое должно быть признано “реальным” в том же смыс­ле, как реален и сам ящик. Это свойство можно назвать “пространст­вом” ящика. Могут существовать и другие ящики, которые в этом смыс­ле имеют “пространство” различной величины. Понятие “пространство” приобретает смысл, который не зависит от связи с отдельным матери­альным предметом. Таким образом, путем естественного расширения по­нятия “пространство ящика” можно прийти к понятию независимого (аб­солютного) пространства, не ограниченного по протяженности, в кото­ром содержатся все материальные объекты. В этом случае материальный предмет, не расположенный в пространстве, просто непонятен; с дру­гой стороны, при таком образовании понятия вполне мыслимо существо­вание пустого пространства”*(2.125). Таково существо С-концепции.

Это понимание пространства было, вспомним, важным элементом фи­лософии Демокрита. Именно существованием абсолютной пустоты (пусто­го пространства) объяснялась в ней раздельность бытия атомов(Атом Демокрита - абсолютно неделимая, не имеющая частей частица) и состоящих из них вещей. Поэтому Демокрит и рассматривал пространство как существующее в том же смысле, что и вещи. Его под­ход, что важно учитывать, был обусловлен пониманием материи как однородной, однокачественной. В естествознании С-концеп ция пространства и времени разрабатывалась прежде всего И.Ньютоном как важный элемент его механики (далее мы остановимся на этом).

Поэтому атом неизменен, существуя вне времени. Это означает, что в философии Демокрита содержится С-понимание времени.

Если говорить о пространстве (ситуация с временем аналогична), то очевидно, что выбор между его С- и Р-пониманием зависит от отве­та на вопрос: существует ли абсолютная пустота (пустое пространст­во)? Современное естествознание отрицательно отвечает на этот воп­рос. В пользу этого имеются и философские соображения.

Еще Аристотель указывал, что в пустоте не может быть различий - она, следовательно, бесструктурна и потому не может обладать протя­женностью, т.е. быть пространством. Это означает, что пространство не обладает самостоятельным бытием, не существует без материальных объектов, вещей. Но, вместе с тем, пространство - это не вещь.

В связи с этим утверждением рассмотрим одно из рассуждений Зено­на Элейского. Допустим, предлагал он, что тезис “все существующее существует (находится) в пространстве” истинен. Тогда пространство, как нечто существующее, должно существовать (находиться) в некоем ином пространстве. Последнее, коль скоро оно существует, должно, в свою очередь, существовать (находиться) уже в третьем пространстве, и т.д. до бесконечности... Мысль Зенона можно представить (обозна­чив существующий объект как О и пространство как П) так:

О <-- П (= О) <-- П1 (= О) <-- П2 (= О) <-- ...

Это означает, что пространство либо вовсе не существует, либо, если оно и существует, то непознаваемо...

Аристотель указал: исходный тезис Зенона ложен, ибо отнюдь не все существующее существует (находится) в пространстве. Где, в са­мом деле, существует (находится) кентавр, например, и много ли мес­та он там занимает?! - В пространстве существуют (находятся) мате­риальные вещи, но не, в частности, понятия. Истинен тезис “все вещи существуют (находятся) в пространстве”. И “дурная” бесконечность возникает лишь тогда, когда пространство рассматривается как вещь. Эту ситуацию можно представить (обозначив вещь как В) так:

В <-- П (= В) <-- П1 (= В) <-- П2 (= В) <-- ...

Но трудность, обнаруженная Зеноном, исчезает, если не рассматривать пространство как вещь, не рассматривать его как существующее в том же смысле, что вещи. Иначе говоря, Зенон доказал “лишь” неприемле­мость демокритовского (субстанциального) понимания пространства.

Итак, пространство - это не пустота и не вещь. Поэтому Аристотель сделал вывод: пространство - это некие отношения материальных вещей, начав разработку Р-концепции пространства (и времени). Позднее выдающийся вклад в ее развитие внес Г.Лейбниц. Именно она явля­ется основой понимания пространства и времени в фундаментальных те­ориях современного естествознания (далее мы на этом остановимся).

Наконец, обратим внимание: при диалектико-материалистическом по­нимании материи как неисчерпаемой излишне понятие абсолютной пусто­ты, пустого пространства, и нет необходимости рассмат­ривать последнее как существующее в том же смысле, что и материаль­ные объекты. Таким образом, есть все основания для отказа от С-кон­цепции, абсолютизирующей известную самостоятельность пространства и времени и, соответственно, для утверждения: пространство и время

это всеобщие стороны, моменты движения материи (Р-концепция).

Поскольку пространство и время не обладают самостоятельным быти­ем, как таковые они не могут быть даны в ощущении,- в ощущении даны объекты (обладающие атрибутом действия), имеющие пространственно- -временные свойства. Поэтому объективность пространства и времени не означает их материальности в точном смысле последнего слова.

Из единства пространства, времени и движения материи следует не­допустимость как (1) отрыва пространства и времени от движения ма­терии (при этом материю станет невозможно рассматривать как систем­но организованную и способную к самодвижению, а пространству и вре­мени будет приписано субстанциальное бытие), так и (2) отождествле­ния пространства и времени с движущейся материей.

Эти крайности на деле (что характерно) тождественны. Ведь в слу­чае (2) пространство и время рассматриваются как некие “виды мате­рии” (рядом исследователей отстаивалась эта точка зрения), т.е. как обладающие предметным бытием (С-концепция). При этом (вспомним Зе­нона) придется искать некие иные пространство и время как формы су­ществования “исходных”, уходя в “дурную” бесконечность...

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”(3.231). 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)(На это указал И.Кант в “докритический” период своего творчества. Это еще раз подтверждает правильность положения, согласно которому ни один объект не может рассматриваться как носитель лишь какого-либо одного вида движения, взаимодействия.). Таким образом, протяженность (основной момент пространства) обусловлена характером движения, взаимодействия час­тиц материи, именно - единством присущих им отталкивания и притяже­ния. Ситуация с временем аналогична.

Поскольку сущность пространства и времени - это движение, пос­тольку

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

(в) 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 (и не только) 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(Это было выяснено “докритическим” И.Кантом) кулоновым характером господствующего в нем взаимодействия. Действитель­но, пусть мы имеем материальную точку (заряд) m1, порождающую центрально-симметричное силовое поле, m2 в котором находится материальная точка (заряд) m2. R Очевидно (при допущении однородности и изотропности пространства), что F - , где F - сила взаимо- m1 S

действия частиц, а S - величина геометрического места точек, равно-

удаленных с m2 от m1 - центра поля. В двумерном, например, пространстве, поскольку S = 2 R, мы имели бы F - . Но по закону Кулона

F --. Этому соответствует S R2, что имеет место только в трехмер­ном пространстве. Отметим, что только в последнем, как показано современной теоретической физикой, возможно устойчивое существова­ние атомов и планетных систем.

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 (микро­и мегамир), должна отличаться от трех и размерность пространства.

Очень важна и для философии, и для частнонаучного 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 ничто).

В пользу тезиса (в) 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, пово­вороте 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 электромагнитых 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”(4.82).

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.

Исследование движения микрообъектов (квантовая механика) привело к представлению о дискретности пространства и времени. Дело в том, что при понимании последних как непрерывных ряд наиболее содержа­тельных физических величин (масса, заряд, энергия и др.), описыва­ющих изучаемые квантовой механикой объекты, в ее уравнениях теряют физический смысл ввиду своей расходимости (бесконечности значений). Разрешить проблему удалось лишь введением “фундаментальной длины” - некоего минимального расстояния (Rmin), чем исключаются из рассмот­рения взаимодействия на бесконечно малых расстояниях,- теория соот­ветствует опыту лишь тогда, когда взаимодействия элементарных частиц учитываются в ней на расстояниях, не превышающих Rmin97. Дискретность пространства, ввиду существования предельной скорости пе­редачи взаимодействий, влечет и дискретность времени.

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”.