Концепции движения, пространства и времени
4.1. Генезис представлений о пространстве и времени
Биологические предпосылки времени. ô
Пространство реальное, концептуальное и перцептуальное. ô
Время в архаичном сознании. Циклическая модель времени. ô
Пространство и время мифа и натурфилософии. Социоморфная картина мира.
Пространственно-временная упорядоченность Космоса. ô
Теоцентрическая модель пространства и времени средневековья: господство
аристотелевских взглядов, специфика исламских представлений о пространстве и
времени.
Наши представления о пространстве и времени определяют картину
мира. Они упорядочивают вещи и явления, окружающие нас и являются
фундаментальными понятиями при попытках науки и философии объяснить мир. Нет
такого закона физики, который можно было бы сформулировать без понятий
пространства и времени. Именно поэтому значительное изменение содержания этих
понятий благодаря теории относительности стало одной из величайших революций в
истории науки.
Классическая физика исходила из представлений об абсолютном, трехмерном
пространстве, существующем независимо от содержащихся в нем материальных
объектов и подчиняющемся законам евклидовой геометрии. Время рассматривалось
как самостоятельное измерение, которое носит абсолютный характер и течет с
одинаковой скоростью, независимо от материального мира. На Западе эти
представления стали такой неотъемлемой частью всего мировоззрения философов и
ученых, что в них видели истинные и несомненные свойства природы.
4.1.1.Биологические предпосылки времени и виды
пространства.
Биологические предпосылки понятия времени связаны, прежде всего, с
ритмикой человеческого организма. Чем глубже исследователи знакомятся, с этой
ритмикой, тем поразительнее становится картина. Температура тела, оказывается,
максимальна примерно в шесть вечера, а падает до минимума между пятью – семью
утра. Костный мозг вырабатывает красные кровяные тельца активнее всего утром.
Способность желудка переваривать пищу ночью практически равна нулю, зато
максимальной становится к середине дня. Различных ритмических процессов
насчитывается в нашем теле до сорока. Наши ритмы не даны нам от рождения. Мы
приобретаем их с возрастом. Время, олицетворенное сменой дня и ночи, постепенно
настраивает «внутренние часы» организма.
Время для организма определяется последовательностью событий.
«Способность фиксировать последовательность процессов, – пишет Е. К. Сепп в
своей «Истории развития нервной системы позвоночных», – является основной
способностью мозговой коры. В основе ее лежит динамическая поляризация
нейронов. По цепям нейронов импульсы протекают в одном направлении, и в таком
порядке фиксируются следы бывших возбуждений».
Опыты, проделанные, в ФРГ и Японии на живых клетках, подтвердили,
что ритмичность процессов опирается на такое фундаментальное свойство
организма, как запасание и расходование энергии. Ничего таинственного нет в
суточных циклах. Они сложились еще на заре зарождения жизни на планете, когда,
так же как и сейчас, день сменялся ночью и живые организмы с суточной
ритмичностью запасали энергию солнечного света. Иная частота попросту
невыгодна.
Для правильного понимания проблемы универсальности основных свойств
пространства необходимо различать пространство реальное, существующее «на самом
деле», пространство концептуальное, то есть некоторое научное представление о
реальном пространстве (в основном это физические и абстрактные математические
пространства) и пространство перцептуальное (от лат. perceptio – восприятие,
непосредственное отражение объективной действительности органами чувств), то
есть пространство, воспринимаемое человеком своими органами чувств, и прежде
всего зрением и осязанием, иными словами, кажущееся пространство, которое, следовательно,
может быть сугубо индивидуальным.
В известной степени перцептуальное пространство связывает реальное
и концептуальное пространства. В начальный период познания мира эти три вида
пространства могут сливаться в один, отождествляемый с реальным пространством,
что и проявляется в мифологии. С развитием первых философских систем и
геометрии происходит интуитивное осознание различий между реальным,
концептуальным и перцептуальным пространствами. Причем если для философии
характерным было отождествление преимущественно реального и концептуального
(«мыслимого») пространства, то в науке того времени чаще всего отождествлялись
концептуальное и перцептуальное пространства.
Впрочем, отождествление разных видов пространства (в их различном
сочетании) характерно и для многих современных исследователей, как философов,
так и естествоиспытателей и обществоведов. И поскольку реальность познается
человеком в процессе теоретической и чувственно-практической деятельности,
постольку больше всего «страдает» представление о реальном пространстве. Как
правило, реальному пространству приписываются свойства концептуального и
перцептуального пространств, то есть на него переносятся наши теоретические
представления о пространстве и (или) чувственное восприятие пространства.
Такая экспансия «мыслимых» свойств пространства на реальные приводит
к искажению содержания самих представлений о пространстве, так как мы
отождествляем эти свойства без коррекции*, без учета относительности познания.
Поэтому в истории познания существуют разные представления о пространстве.
Констатируя различия между реальным, концептуальным и перцептуальным
пространствами, мы должны выделить и общее между ними. Строго говоря, общее
между этими видами пространства – в их соответствии, так как последние два,
отражая, моделируют первое. Видимо, одним из основных свойств является их
топологическое сходство: между точками реального и перцептуального пространств
существует взаимооднозначное соответствие и порядок точек в реальном
пространстве определяет порядок точек в перцептуальном. В свою очередь,
непрерывному движению тела в перцептуальном пространстве соответствует
непрерывное движение тела в пространстве реальном.
Установление топологического* сходства между реальным и концептуальным
пространствами значительно сложнее. Эта сложность обусловлена тем, что
концептуальное пространство создается только в уме человека для научного
познания реального пространства. Оно носит порой предельно абстрактный характер
и выражается в виде символов – математических, физических и других.
Перцептуальное же пространство, будучи непосредственным отражением
реального пространства, есть отражение чувственное. Оно является нам в процессе
обыденного, повседневного опыта, который постоянно соотносит это пространство с
пространством реальным, что и позволяет нам ориентироваться в нем. Здесь нет
символов, есть лишь непосредственное восприятие: даже стол, например, не стол
вообще, а данный конкретный стол. Но как только мы вводим символическое
представление о пространстве, так сразу же переходим на уровень концептуального
пространства, независимо от того, каковы эти символы.
В виде символов можно представлять и реальное, и перцептуальное
пространство: физическое пространство, пространство художественное
(представление реального или перцептуального пространства на художественном
полотне, например, или на сцене), математическое и т. д. Поэтому концептуальных
пространств может быть, видимо, сколько угодно, и все они будут представлением
двух других видов пространства. Мало того, именно благодаря концептуальному
пространству мы порой отождествляем реальное и перцептуальное пространства, утверждая,
что при описании наших ощущений пространства мы описываем реальное пространство
(это, в частности, характерно для вульгарно-материалистических философских
систем). Но, к сожалению, тем самым перцептуальное пространство, накладываясь
своеобразной «матрицей» на наше мышление, что, вполне естественно, затрудняет
понимание концептуального пространства. Последнее мы стремимся представить в
виде очевидной, понятной картины, а это, в свою очередь, затрудняет
исследование реального пространства.
Чисто психологически мы порой не воспринимаем и не принимаем
концептуальное пространство, потому что оно якобы не соответствует реально
«мыслимому» пространству. Этому способствует и наша логика обыденного
восприятия, которая носит однозначный характер и требует, явно или неявно,
отождествления абстракций (все чаще – неклассических) с реальностью и
однозначного восприятия этой реальности. Концептуальное же пространство все
чаще и чаще выходит за пределы «чувствований», давая возможность все глубже
познавать реальное пространство. Мало того, существуют такие концептуальные
пространства, которые вообще не отражают никаких свойств реального
пространства. Пространства такого рода относятся либо к чистой геометрии, либо
к описательным формализмам физики. Концептуальные пространства, описывающие
структуру и свойства пространства реального, строятся в рамках физической
геометрии.
4.1.2. Пространство и время мифа и натурфилософии
О том, как понимался феномен времени в период существования мифов и
натурфилософии, можно сказать немногое. Трактовка времени в этот период не
вызывала каких-либо затруднений. Древние мыслители исходили из универсальных
натуралистических представлений о цикличности времени и фактически анализ
феномена времени или исключался из мифологических и натурфилософских
конструкций, или сводился к констатации цикличности. Пространству как явному
вместилищу всего существующего уделялось гораздо больше внимания. Пространство
было очевидно, вмещало в себя все вещи, и, естественно, что именно оно
выступало тем предметом, прояснения которого добивались и мифы, и
натурфилософские концепции.
Для интуитивных* (мифологических) воззрений древних народов была
характерна однозначная связь материального (вещественного) мира и пространства:
в процессе рождения мира происходит борьба с «Хаосом», одним из результатов
которой становится пространственное упорядочение мира; «Хаос» – это воплощение
порождающего пространства; пространство, разворачиваясь из некоего «первояйца»,
не заполняется, а создается вещами, не существуя вне вещей. Таковы характерные
положения космологических мифов – своеобразных моделей мира, сочетающих
чувственное восприятие окружающего с попыткой логически объяснить это
окружающее.
Впоследствии подобные воззрения приняли в древних философских
традициях характерную дуалистическую форму. Например, согласно даосизму
(Лао-Цзы, Чжуан-цзы), Дао – абсолютная пустота, источник происхождения мира и
всеобщий мировой закон. Пространство пронизано Дао и образовано им. Но
«…великая пустота не может не содержать изначальное Ци…» (единое
материальное начало); «…великая пустота и есть существование изначального
Ци…»; «…хотя великая пустота лишена формы, но она заполнена мельчайшими
частицами изначального Ци…». Вместе с тем пространство определяется как часть
пустоты, образованная Ци (материей).
Например, существующий в древнеиндийских философских текстах
(Упанишадах) термин «акаша» имеет значение эфира как первого элемента
мироздания, пустоты, мирового пространства, носителя звука и божества. При этом
четкого различия между этими значениями данного термина в древнейший период,
по-видимому, еще не существовало. Пытаясь установить субординацию между
субстанциями и объяснить возникновение мироздания, представители системы
веданта считали, что в основе всего находится универсальный дух – брахман,
порождающий пространство, из последнего рождается воздух, который, в свою
очередь, порождает огонь, из огня возникает вода, а из воды – земля. В
дальнейшем развитии философской мысли, когда последняя получила большую
систематизацию и философская терминология более или менее дифференцировалась,
различные философские школы отчетливее выразили свое понимание сущности пространства.
Дуализм понимания соотношения пространства и материи характерен и
для античной греческой философии в целом. Согласно учению Демокрита, в мире все
состоит из пространства – бесконечной, «великой пустоты», наполненной
непроницаемыми атомами. Демокрит трактовал пространство как нечто абсолютное,
существующее независимо от материи, причем являющееся специфическим видом
реальности, своего рода вместилищем для непрерывно движущихся атомов. Данная
трактовка пространства была подвергнута критике Аристотелем, утверждавшим, что
пространство сплошь заполнено и что природа «боится пустоты». Пространство, по
Аристотелю, – совокупность всех мест реальных объектов. В создании классической
механики нашел воплощение один из вариантов подхода к проблеме дуализма в
соотношении пространства и материи, а именно – их механистическое разделение на
независимые сосуществующие компоненты мира.
В целом различные натурфилософские системы древности формировались
в процессе критики мифологической картины мира, сохраняя одновременно основные
идеи последней, но уже демифологизированные, и в меньшей степени – под влиянием
формирующегося научного познания. Данные особенности и определили специфические
черты:
- континуальность пространства и его
конечность в большинстве философских систем; - дуалистический характер
пространства (своеобразные мега- и микропространства); - обусловленность структуры
пространства материальными телами и процессами, с одной стороны, и
обусловленность самых материальных тел и процессов пространством – с другой.
В рамках философских систем, имеющих материалистический характер,
появляются представления о бесконечном, пустом абсолютном пространстве, изотропном*
и однородном.
Таким образом, сформировались две противоположные тенденции в
развитии представлений о пространстве, которые в отдельных моментах были
синтезированы в представлениях атомистов. Интересно то, что все представления о
пространстве в древности были социализированными. Этот момент мы специально не
выделяли, но из сказанного можно видеть, что социальные представления вносят
свою лепту в представления о пространстве: структура пространства определяется
и социальными процессами, социальной структурой общества. В свою очередь, сами
эти процессы и их структура определяются пространством. Социализированное
пространство – это пространство, наполненное и упорядоченное богами, героями и
людьми, человеческими общинами и государствами, городами, планировка которых
отражает еще мифологические взгляды на пространство с выделенностью его центра
и кругами постижения мира и совершения поступков.
4.1.3. Теоцентрическая модель пространства
и времени
В средние века представления о пространстве подчинялись эсхатологическим
критериям. Пространство описывалось, прежде всего, религиозными и моральными
характеристиками: низ – ад, верх – обитель бога, восток – рай, запад – место
светопреставления и страшного суда. Такие представления связаны с идеями
божественного творения мира и создания пространства в акте этого творения, а
также с идеей активной роли непространственной субстанции в генезисе
пространства. Так, в XIII веке сочинения Фомы Аквинского изменили
направленность христианской теологии: отказавшись от идей Платона, претерпевших
значительное изменение за прошедшее тысячелетие, религия нашла опору в
философии Аристотеля, которая приобрела религиозный характер. Это же произошло
и с аристотелевой космологией. «Божественная комедия» Данте дает нам наиболее
развернутое и поэтизированное изложение христианской космологии, безраздельно
господствовавшей вплоть до XV века. Но в космологии Данте в равной степени
смешиваются и религиозные библейские традиции, и натурфилософские традиции
Аристотеля и неоплатоников.
Структура пространства у Данте (девять кругов ада, два уступа предчистилища,
долина перед чистилищем и семь кругов чистилища, земной рай, девять
кругов-небес рая небесного и его десятый, высший, уровень – эмпирей)
определяется не активностью непротяженной сущности бытия, а необходимостью
расстановки душ-образов людей в соответствии с их поступками в земном бытии.
Эта структура чувственно познаваема и многомерна. Тем самым Данте в
определенной степени фиксирует начало перехода от представлений о пространстве
как эсхатологическом двумерии с избранными направлениями (верх – низ как рай –
ад) к многомерию, имеющему фазовый характер и чувственно познаваемому.
Вплоть до конца средневековья и начала эпохи Возрождения в европейских
философских системах закрепились (с некоторыми вариациями) эти аристотелевские
представления о пространстве. Представления же о локальном пространстве были
геометризированы и детально разработаны в системах древних геометров и
механиков, и, прежде всего в геометрии Евклида.
В средневековой Европе господствовали аристотелевские взгляды на
пространство, которые начали разрушаться благодаря развитию философии и науки в
эпоху Возрождения. На Востоке, в индокитайском регионе, в средние века
сохранялись и практически не развивались те представления, которые сложились в
древности. Появление на Ближнем Востоке ислама вначале привело к
распространению представлений о пространстве, характерных для греческой науки,
но затем в науке ислама были развиты свои оригинальные идеи, внесшие значительные
изменения в аристотелевскую картину мира.
В начальный период космогония ислама бедна и в основном заимствована
из Библии. Согласно Корану, мир был сотворен Аллахом за шесть дней. Были
созданы семь небесных сводов, небесные светила и земля, разложенная ковром и
укрепленная горами. Земля соединяется с небесами невидимой лестницей, служащей
для передвижения ангелов. Под землей находится преисподняя.
С развитием ислама происходит усложнение картины мира, в которой
пространство уже социализируется: если вначале его описание носит натурфилософский
характер, то в более поздних интерпретациях оно наполняется людьми на земле,
ангелами на небесных сводах, душами праведников и душами грешников в
преисподней. При этом рай, бесконечный, но ограниченный, помещается под
океаном, расположенным, в свою очередь, над седьмым небесным сводом, и делится
на восемь ярусов. Земля делится на семь этажей, включающих и разные этажи
преисподней, причем, чем ниже этаж, тем больше он похож на ад, который также
представляется бесконечным, но ограниченным.
В окончательном варианте исламская космогония делит весь мир на 29
ярусов-этажей. Каждый ярус-этаж выполняет свои социальные функции, связанные с
распределением людей и их душ в соответствии с их действиями и поступками.
Зафиксированное в Коране квазирациональное объяснение происхождения
структурированного пространства мира из материи, которая под взглядом Аллаха
превратилась в воду, вода – в пар, а сгустившийся пар – в ярусы-этажи, отошло,
в конечном счете, далеко на задний план. Пространство исламского мира было
полностью мистифицировано и социализировано.
В целом развитие теологии привело к понятию бесконечности пространства,
но бесконечность эта была отказом от протяженности пространства и его
реальности. Реальность была приписана лишь непротяженным сущностям.
В эпоху Возрождения происходит секуляризация* представлений о
пространстве: перевод его из «сотворенных» свойств мира в субстанциональные
свойства. Появляется понятие абстрактного пространства, лишенного тел и
креационистской* теоцентрической* системы отсчета. Оно представляется
однородным и потому позволяющим наблюдателям создавать равноправные системы
отсчета. Научная революция XVII века, подготовленная развитием культуры и науки
в эпоху Возрождения, привела к тому, что абстрактное абсолютное пространство
«наполняется» материальными процессами и телами, а соответствующее понятие
включается в механистическую картину мира, формирование которой в явном виде
началось с исследований Галилея. Но сами эти исследования были подготовлены
философскими системами Ренессанса и постренессанса, выросшими из критики
аристотелизма и классической теологии.
4.2. Классические концепции пространства и времени
Проблема континуальности и дискретности пространства и времени. ô
Классические интерпретации пространства и времени: И. Ньютон. Пространство и
время как абсолютные субстанции. Сфера применения субстанциональных
представлений о пространстве и времени. Релятивные интерпретации пространства и
времени. ô
Идеи Р. Декарта и Г. Лейбница об обусловленности пространства и времени
взаимодействиями явлений и тел. ô
Проблемы реального пространства.
Под классическим следует понимать отношение к пространству и времени,
основанное, прежде всего, на «здравом смысле», наглядности и очевидности. Сами
по себе эти бесхитростные предпосылки не исключают сложной формализации,
основанных на них представлений. Подтверждением чего и являются классические
«субстанциальная» и «реляционная» концепции пространства и времени. В то же
время в классической формализации этих феноменов постоянно чувствуется эхо
традиции, берущей начало ещё в мифологии. Это стремление представить мир в
дуалистической форме противопоставления его фундаментальных начал (пространства
и времени) и одновременно попытка представить всё существующее (сущее) независимым
от этих начал.
4.2.1. Проблема континуальности и дискретности
пространства и времени
В процессе анализа апорий* Зенона Аристотелем было логически строго
показано, что включение в концепцию пространства представления о его
непрерывности исключает возможность принятия представлений о неделимости
времени (и наоборот: из бесконечной делимости времени следует непрерывность
пространства). Следовательно, существуют две альтернативные возможности: либо и
пространство, и время бесконечно делимы на части (то есть континуальны, непрерывны),
либо и то, и другое дискретно, что традиционно понимается как наличие для них
принципиального предела (конечности) процесса деления на составные части.
С позиций классической (аристотелевской) логики непрерывность и
дискретность существуют как противоположности, взаимно исключающие одна другую.
В этой ситуации любой исследователь изначально вынужден сделать выбор, с тем,
чтобы в дальнейшем строго придерживаться определенных и «неподвижных» рамок
выбранной парадигмы* (континуального или дискретного пространства-времени). Сам
Аристотель на основе анализа механического движения в пространстве и времени
сделал и обосновал свой выбор в пользу континуальности последних. При этом
Аристотелем были даны ответы на знаменитые возражения (апории) Зенона,
приведены веские аргументы против атомистических взглядов. В результате
гипотеза о континуальности, бесконечной делимости вошла в натурфилософские и
физические представления о пространстве и времени, оставаясь господствующей до сегодняшнего
дня.
Лишь к середине ХХ в. в физике начала складываться атмосфера неудовлетворенности
традиционными континуальными представлениями, что выразилось в стремлении
признать универсальность предельного характера планковских величин длины (l pl)
и времени (t pl). Планковская длина приобретает смысл не только предельного
размера объекта, но и «кванта» пространства, обеспечивая онтологические
основания для попыток создания концептуальных моделей пространства-времени,
включающих представления об их дискретности. По-видимому, до последнего времени
естественнонаучная основа для включения момента дискретности в концепцию
структуры пространства-времени была объективно недостаточно подготовленной,
вследствие чего, физика сегодня, по-прежнему, использует континуальные
представления, которые в некоторых случаях приводят к некорректным решениям.
В 1930 г. советские физики В. А. Амбарцумян и Д. Д. Иваненко высказали
мысль, что все эти некорректные решения проистекают от молчаливого
предположения о бесконечной делимости пространства. На самом же деле, где-то
надо остановиться. Где же? Восемь лет спустя В. Гейзенберг предположил, что
радиус электрона, равный 10־¹³ сантиметра, и есть «квант», дальше которого
дробить пространство бессмысленно. Физики вспомнили о работе англичанина Дж.
Брейта, который в 1928 г. решал уравнение движения электрона и получил, по его
словам, «результат, понять который весьма трудно»: скорость электрона всегда
равна скорости света.
Отсюда, взяв за исходную точку гейзенберговский квант пространства,
можно определить и квант времени: 10־²³ секунды. Впрочем, дальнейшие успехи
науки ни ту, ни другую цифру не подтвердили. Тогда в качестве новых кандидатов
всплыли величины, в десять тысяч раз меньшие: длина 10-17 сантиметра
и время 10-27 секунды.
Но это не будет наименьшим квантом пространства-времени. Пространство-время
там только будет вести себя по-иному. Наименьший же возможный размер – это
приблизительно 10-33 сантиметра и соответственно квант времени 10-43
секунды, если, конечно, можно на таких расстояниях говорить о времени в нашем
смысле.
Выходит, полностью оправдываются слова Вернадского, что «для мгновения,
для точки времени вскрывается реальное содержание не менее богатое, чем то,
которое осознается нами в безбрежности пространства-времени космоса»? Конечно,
размер 10-33 сантиметра получается из так называемых мировых
констант: гравитационной постоянной, постоянной Планка и скорости света. То
есть он объединяет кванты и гравитацию.
Наверное, это не бессмысленная длина, не просто упражнение в арифметике.
Если прав П. Дирак, красивое с математической точки зрения уравнение рано или
поздно непременно найдет «свой» реальный опыт. На этих малых расстояниях как бы
смыкаются микрофизика элементарных частиц и мегафизика звезд, звездных и
галактических систем.
4.2.2. Классические интерпретации пространства
и времени
Наиболее полную и последовательную попытку оторвать время от материи
сделал Ньютон. Он назвал его абсолютное, истинное, математическое время,
которое «…по самой своей сущности, без всякого отношения к чему-либо
внешнему, протекает равномерно и иначе называется длительностью». И
пространство у него было точно таким же: абсолютным, истинным и пустым, не
связанным ни с предметами, в нем находящимися, ни с их изменениями, ни со временем.
Оно было как бы рамкой для мира реальных вещей, и в этом абсолютном
пространстве царило абсолютное движение, измеряемое уже известным нам абсолютным
временем. Зачем понадобилось творцу теории всемирного тяготения это
пространство? Затем, что без него никак не удавалось справиться с движением.
Еще в древности было подмечено, что в спокойно плывущем по глади
реки корабле путешественник не может сказать, движется он или стоит на месте,
если не видит берега. Галилей распространил эти наблюдения и на физические опыты.
Он писал, что столь же безразличным к движению окажется и камень, «падающий с
высоты корабельной мачты; этот камень всегда окончит свое падение, ударив в
одно и то же место как в том случае, когда корабль неподвижен, так и в том,
когда он идет быстрым ходом… Я… произвел этот опыт; но еще перед тем
естественное рассуждение привело меня к твердому убеждению в том, что из него
должно получиться именно то, что действительно и получилось». Следовательно,
никакими опытами нельзя установить, движемся мы или нет, если движение
происходит без ускорения. В этом – суть «принципа относительности» Галилея.
Ньютон был согласен с этим принципом. И все-таки ему казалось, что должно быть
нечто незыблемое (человек религиозный, он называл пространство «бесконечным
чувствилищем бога»), некая основа, опираясь на которую, наблюдатель может
ощутить движение без ускорения. Абсолютное пространство и было для Ньютона
неподвижной системой отсчета.
Физика XVIII столетия приняла принципы Ньютона и пользовалась ими
весьма плодотворно. Единственной деталью, портившей фасад стройного здания,
была скорость света. Приходилось считать ее бесконечно большой, так как в
пустом пространстве только такой она и могла быть, а наблюдения этого не
подтверждали. Ещё в 1675 г. датский астроном Олаус Ремер представил в Парижскую
академию наук мемуар «Относительно доказательства движения света». В работе
описывались наблюдения за Юпитером и его спутником Ио. Оказывается, в январе Ио
появлялась из-за Юпитера на целых 16 минут 36 секунд раньше, чем в июне.
Поскольку в июне Земля и Юпитер находились по разные стороны от Солнца, а в
январе – по одну сторону, оставалось предположить, что все дело в конечной скорости
света. Ему требовалось в каждом случае проходить до Земли иное расстояние.
Несложное деление – и Ремер получает первую в истории науки величину скорости
света: около 280 тыс. километров в секунду, – превосходный результат, особенно
если принять во внимание неточность часов того времени и другие ошибки.
Ньютон знал о работе Ремера. Он, безусловно, понимал, что конечная
величина скорости света неизбежно влечет за собой некую среду, передающую
движение. Пространство, следовательно, связано с предметами, в нем находящимися?
Это противоречие Ньютон разрешить не мог, а гипотез он, по собственному выражению,
«не измышлял».
Следуя линии Демокрита, Ньютон, абсолютизировал пространство и
приписал ему внетелесную самостоятельную сущность. Он создал логически
завершенную концепцию пространства как пустого вместилища. Тем не менее,
дуализм в эту эпоху сохранялся в форме сосуществования параллельно
развивавшихся философских направлений, по-разному трактовавших понятие
пространства.
Пространству механики Ньютона противостояли концепции релятивного
пространства (например, Лейбница, характеризовавшего пространство как
рядоположенность явлений или отношение их сосуществования). Отрицая
субстанциальность пространства, присущую его пониманию в рамках механики
Ньютона, Лейбниц отрицал отделение пространства от материи: «если бы не было
созданных вещей, то не было бы пространства и времени, следовательно, не было
бы действительного пространства». «Я неоднократно подчеркивал, что считаю
пространство, так же как и время, чем-то чисто относительным: пространство –
порядком сосуществований, а время – порядком последовательностей».
Успехи классической механики позволяли физикам XVII-XIX вв.
не учитывать доводы критиков ньютоновской концепции абсолютного пространства.
Лишь создание специальной и общей теорий относительности внесло существенные
коррективы в классическую теорию физического пространства и времени, указав, в
частности, на аспект их относительности, на влияние массы, считающейся
характеристикой вещественных объектов.
Тем не менее, неверным было бы утверждать, что посленьютоновская
эра является свидетелем окончательного элиминирования* (устранения) понятия
абсолютного пространства из теоретической схемы современной физики
эйнштейновской общей теорией относительности, и что позиция Лейбница и Гюйгенса
в полемике против Ньютона и Кларка полностью восторжествовала. По собственному
свидетельству Эйнштейна, преодоление понятия абсолютного пространства
представляет собой «процесс, который, по-видимому, не закончился еще и поныне».
Действительно, несмотря на «заклинания» общей теории относительности
о том, что метрическое поле исчерпывающим образом определяется свойствами и
отношениями тяготеющей материи и энергии, дух ньютонова абсолютного
пространства остается неистребимым. Проблема граничных условий в уравнениях
поля общей теории относительности приводит к тому, что «материя уже не является
источником всеобщей структуры пространства-времени, а только видоизменяет
структуру последнего». Как отметил А. М. Мостепаненко: «Делая ретроспективную
оценку, можно сказать, что два высказывания: «пространство относительно» и
«пространство абсолютно» – представляли собой лишь антиномию, ибо каждое из них
могло быть доказано независимо. Ее можно развернуть следующим образом:
- А. Пространство относительно,
обусловлено миром явлений. Мир явлений – необходимое условие существования
пространства. - Б. Пространство абсолютно. Оно
есть необходимое условие существования мира явлений».
Ярким примером проявления дуализма современных научных представлений
о пространстве является введенное в физику высоких энергий понятие физического
вакуума как своеобразной «материализованной» (опредмеченной, овеществленной)
пустоты. Вакуум, вмещающий материальные объекты, ничем не отличается от пустого
классического пространства, и в то же время ему приписывается ряд чисто
субстанциальных свойств (как то: способность быть неограниченным резервуаром
различного рода виртуальных микрообъектов). Выражением противоположной точки
зрения является геометродинамика Дж. А. Уилера, согласно которой все взаимодействия
в природе представляют собой некоторое состояние или аспект пространства и
времени, но чем тогда обусловлена природа этого пространства-времени, и каковы
причины взаимодействий?
4.2.3. Проблемы реального пространства
В перечень наиболее фундаментальных физических свойств реального
пространства следует включить трехмерность, однородность, изотропность. Оно
способно играть роль пассивного вместилища для вещества и поля, не оказывающего
сопротивления при инерционном движении объектов. Заметим, что с точки зрения
современной физики все или почти все из перечисленных метрических свойств носят
характер идеализаций: инерционное движение возможно лишь при отсутствии (или
при полной компенсации) силовых взаимодействий, изотропность предполагает
отсутствие гравитации, а однородность – отсутствие изменяющихся полей и
конечных объектов.
Получается, что данный набор метрических свойств характеризует пространство
«в чистом виде», то есть без существования вещества и поля. Если содержание
понятия материи традиционно ограничивать двумя известными видами (веществом и
полем), то указанные свойства физического пространства оказываются по отношению
к материи внешними. Но такое пространство, оторванное от материи, должно стать
голой абстракцией, – чем же в этом случае будут определяться его свойства?
«Внематериальное» пространство не должно обладать объективными
свойствами, иначе их существование носило бы сверхъестественный характер. Мы в
этом случае должны были бы отказаться от попыток обоснования объективности
метрических свойств реального пространства. Может быть, действительно, следует
заявить, что этих свойств в реальности нет? Но тогда на чем будет основана,
например, наша уверенность в истинности законов сохранения, тесно связанных с
изотропностью и однородностью пространства (и времени)? Универсальные законы
сохранения не могут быть лишь следствиями усреднения воздействий со стороны
хаотически распределенных во Вселенной вещества и поля, поскольку они нарушались
бы на длинах и временах меньших, чем характерные масштабы осреднения. Вопрос
тем самым сводится к дилемме: являются ли перечисленные свойства пространства
объективными или они чисто иллюзорны?
Прежде всего, необходимо констатировать, что понятия пространства и
времени являются философскими категориями и не определяются в естествознании.
Для