Физика /
←предыдущая следующая→
1 2
ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ.
I. Всеобщее свойство материальных тел обладать протяженностью,
занимать определенное место и особым образом располагаться среди
других предметов мира отражает философское понятие пространства.
Предметы находятся в движении, обладают протяженностью (в км, метрах,
см, дм), размерами. Одни больше, другие меньше, все имеют длину,
ширину, высоту, обладают объемом, занимают определенное место
(находятся по отношению друг к другу дальше, ближе, выше или ниже,
правее или левее и т.д.).
Любой из предметов обладает длительностью, имеет начало и конец;
предметы следуют друг за другом в определенном порядке, в развитии
каждого предмета имеются известные стадии, состояния. Одни только
возникают, другие уже существуют, третьи разрушаются.
Всеобщее свойство материальных процессов протекать друг за другом в
определенной последовательности (ночь-утро-день-вечер;
зима-весна-лето-осень...), обладать длительностью и развиваться по
этапам, стадиям отражает философское понятие времени.
Пространство и время представляют всеобщие формы существования материи.
Несмотря на кажущуюся очевидность понятий пространства и времени, они
принадлежат к числу не только фундаментальных, но и одних из самых
сложных характеристик материи; эти понятия часто становились предметом
ожесточенных философских дискуссий в 20 веке.
Самое общее понимание пространства и времени опирается на наш
непосредственный опыт. Мы знаем, что пространство есть форма бытия
материи, характеризуемая такими свойствами, как протяженность,
структурность, существование и взаимодействие.
Понятие времени, как и пространства, возникает также из сравнения
различных состояний одного и того же объекта, который в результате
длительности своего существования неизбежно меняет свои свойства, так
и из факта сменяющейся последовательности разных объектов в одном и
том же месте.
Таким образом, время тоже есть форма бытия материи, характеризуемая
такими свойствами изменения и развития систем, как длительность,
последовательность смены состояний.
Понятия пространства и времени соотносительны: в понятии пространства
отражается координация различных объектов по отношению друг к другу в
один и тот же момент времени, а в понятии времени отражается
координация сменяющихся друг друга объектов в одном и том же месте
пространства.
В чем же существо споров вокруг этих понятий?
Рассмотрим две противоположные точки зрения. 1) Согласно первой из
них, соответствующей классической механике Ньютона, существуют
независимые от материи абсолютные пространство и время, в которых
осуществляются уже соответственно материальные события и процессы.
Абсолютные пространство и время -- это чистая протяженность и чистая
длительность, они неизменны и постоянны. Можно убрать из пространства
все тела, и все пространство останется, а свойства его сохраняются. То
же и со временем: оно течет одинаково во всей Вселенной, и это течение
ни ото чего не зависит; время -- это чистая длительность, непрерывный
мировой поток, постоянная космическая шкала для измерения всех
конкретных движений.
Итак, как мы видим, классическая механика, признавая объективность
пространства и времени, отрывала их от материи, считала абсолютно
однородными и неизменными. А.И.Ньютон, основатель этой механики,
представлял пространство в виде огромного вместилища, в котором в
определенном порядке расположены вещи, но сами эти вещи никакого
отношения к пространству не имеют. Он считал, что пространственные
свойства всех тел Вселенной одинаковы и полностью исчерпываются
геометрией Эвклида (субстанциональная концепция).
2) Вторая точка зрения была ясно сформулирована в диалектическом
материализме и затем подтверждена теорией относительности Эйнштейна
(отсюда ее название -- реляционная, от латинского relativus --
относительный), и всем ходом дальнейшего развития науки. Смысл этой
точки зрения состоит в том, что пространство и время мыслятся здесь
не как особые отдельные от материи сущности, а как формы существования
материи. Сам А.Эйнштейн, автор теории относительности -- современной
естественно-научной теории пространства и времени, сказал о сути своей
теории: "Суть такова: раньше считали, что если каким-нибудь чудом все
материальные вещи исчезли бы вдруг, то пространство и время остались
бы. Согласно же теории относительности вместе с вещами исчезли бы и
пространство и время".
Из такого понимания следует, что пространство и время, во-первых, суть
объективные свойства материи и, во-вторых, как таковые всеобщи. Наряду
с общими свойствами пространства и времени каждому из них присущи и
качественно специфические свойства. Для пространства таковыми будут:
трехмерность, симметрия и асимметрия, формы и размеры, местоположение,
расстояние между телами, распределение вещества и поля. Специфические
свойства времени иные: одномерность, асимметричность, необратимость,
то есть направленность всегда от прошлого к будущему, ритм процессов,
скорость изменения состояния. Следовательно, пространство и время в
философском понимании надо рассматривать в единстве с движением и
материей, они органически взаимосвязаны.
II. Единство материи движения пространства и времени.
Огромный вклад в разработку научных представлениях о связи
пространство и времени с движущейся материей внес Н.И.Лобачевский,
который разработал неэвклидову геометрию, где говорится, что свойства
пространства в различных областях Вселенной неодинаковы, что они
зависят от самой природы физических тем, от происходящих в них
материальных процессов.
Идеи Лобачевского о единстве пространства с движущейся материей
получили свое подтверждение и конкретизацию в современной физике. Так
называемая специальная теория относительности устанавливает
зависимость пространственно-временных свойств от скорости их движения.
В условиях небольших скоростей проследить эту зависимость невозможно;
изменение пространственно-временных свойств можно обнаружить только
при скоростях, близких скорости света:
например при околосветовых скоростях длина
движущегося тела по сравнению с покоящимся уменьшается по мере
увеличения скорости. При этом и время не остается неизменным: с
увеличением скорости течение времени замедляется. То есть метрические
свойства пространства и времени создаются распределением и
взаимодействием материальных масс, то есть гравитацией. Как уже было
сказано, в очень сильном гравитационном поле течение времени
замедляется. Представим себе астронавта, летящего в глубинах галактики
на ракете. Отправляясь в полет, он обещал каждую секунду посылать на
Землю сигнал. Теперь представим себе такую картину: этот астронавт
подлетает к затерявшейся где-то в галактике чудовищно сжавшейся
звезде, плотность которой во много раз больше плотности атомного ядра.
Земные наблюдатели с удивлением и страхом замечают, что по мере
приближения к этому телу радиосигналы, посылаемые астронавтом, стали
поступать не через секунду, а все реже и реже. И вот уже между ними
стали проходить минуты, затем часы, потом годы и века... В конце
концов сигналы совсем перестали поступать, а между тем астронавт, как
и было условлено, посылал сигналы ежесекундно. Оказалось, что из этой
плотной звезды не выходят ни излучения, ни какие-либо частицы и
взаимодействует она с миром только через силу гравитации.
Таким образом, единое пространство-время Вселенной есть проявление
действующих в ней гравитационных сил.
И единство пространства, времени и движения материи можно выразить
так: изучая материю в тех или иных формах ее проявления, мы непременно
изучаем тем самым и пространство и время в их органической связи с
движением и, наоборот, исследуя пространственно-временные параметры,
мы неизбежно тем самым изучаем и материю в ее движении.
Живые структуры также обладают особенными свойствами пространства и
времени -- их геометрия усложняется, изменятся и ритм времени. Мы
сталкиваемся здесь с биологической характеристикой времени и
пространства: все организмы имеют свои биологические часы.
Свою особенную структуру имеет и время исторических событий, субъекты
которых овладевают временем и пространством, организуя
←предыдущая следующая→
1 2
|
|