Понятия пространство и время

Понятия пространство и время.

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”. 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.