книги из ГПНТБ / Станис Л.Я. Движение, пространство, время и теория относительности

Бурные темпы развития науки и техники, дифферен­ циация и интеграция наук, революционная ломка старых и выдвижение новых понятий и представлений во взгля­ дах на природу объективно повышают роль философ­ ского анализа происходящих процессов. При всей под­ вижности процесса познания, его основополагающие принципы не отменяются, а конкретизируются и обога­ щаются, они служат стержнем развития науки.

Такие «киты» современной науки, как теория относи­ тельности, квантовая теория, кибернетика, непосредст­ венно связаны с формированием научной картины мира, с разработкой фундаментальных, в том числе и теоре­ тико-познавательных проблем современной науки, по­ этому они имеют большое значение в выработке тех токов, которые, как говорил В. И. Ленин, идут от естествознания к философии, вместе с тем сами они тре­ буют глубокого, систематического философского анализа

иобобщения.

Внастоящей небольшой брошюре мы ставим перед собой одну задачу: дать некоторый материал по фило­ софскому истолкованию естественнонаучного содержа­

3

1.АБСОЛЮТНО ИЛИ ОТНОСИТЕЛЬНО ДВИЖЕНИЕ

Одно из центральных мест в физике и в философии занимало, занимает и, видимо, всегда будет занимать

ния в системе подходящих понятий.

Еще Галилей, закладывая основы классической ме­

немалых» К Наука в конечном счете всякий раз все более глубоко

исследует законы движения природы, общества и мыш­ ления. Формы проявления движения бесконечно много­ образны, однако между ними существует органическая связь и взаимозависимость. В каждой сложной форме движения представлены и более простые его формы, ко­ торые не определяют специфики более высоких форм движения, но без них, как определенного основания, ни одна из более высоких форм движения материи сущест­ вовать не может. В таком смысле наиболее простыми, вместе с тем наиболее фундаментальными формами движения материи являются механическая и физиче­ ская. Тема брошюры ограничивает нашу задачу рассмот­ рением некоторых философских выводов и проблем, вы­ текающих из исследования механической и физической

! Г. Г а л и л е й . Избр. труды в двух томах. М„ 1964, стр. 233.

5

форм движения материи, которые, как известно, наиболее систематически были исследованы в механике и физике. Заслуга же в исследовании проблемы движения материи в ее целостности принадлежит классикам марксистсколенинской философии, положениями которых мы будем руководствоваться при анализе указанной, более частной проблемы. Перефразируя мысль Галилея, можно ска­ зать, что в наше время опять идет процесс создания со­ вершенно новой науки о движении, которая формируется из двух органически переплетающихся областей зна­ ния— теории относительности и релятивистской кванто­ вой физики. Мы остановимся по преимуществу на фило­ софских вопросах первой.

Новое истолкование пространственно-временной фор­ мы существования материи, даваемое теорией относи­ тельности, вытекает из ее особой, методологически опре­ деляющей точки зрения на характер связи пространства и времени с материальным движением, что в свою оче­ редь зависит от противоположного, в сравнении с клас­ сической физикой, решения вопроса о взаимоотношении движения и покоя. Сущность новых положений теории относительности кратко можно сформулировать следую­ щим образом:

1. Пространство и время не имеют независимого от состояния движения материи существования и значения. Они — лишь неотъемлемая форма существования дви­ жущейся материи. Пространственные и временные пара­ метры материальных объектов (размеры тел, длитель­ ность процессов) не имеют инвариантного значения, они зависят от конкретного состояния движения одних объ­ ектов в отношении к другим материальным объектам. Нет абсолютной одновременности событий.

2. Пространство больше не имеет независимых от времени, а время — независимых от пространства метри­

6

ческих свойств1. Говорить о пространственных парамет­ рах, независимых от временных параметров движущихся тел и происходящих процессов, не имеет реального фи­ зического смысла. Всеобщими формами существования

атрибута, а не пространство и время в отдельности, в не­ зависимости друг от друга.

3. Теорией относительности установлен закон экви­ валентной связи между массой и энергией. Закон сохра­ нения массы и закон сохранения энергии объединяются в один закон сохранения массы — энергии.

4. Пространствено-временная структура всех про­ цессов и всех материальных образований нашей Вселен­ ной зависит от полей тяготения и взаимодействия тяго­ теющих масс (общая теория относительности). Четырех­ мерный мир, с его единством трех пространственных и одной временной координат, обладает кривизной, под­ чиняясь неевклидовой геометрии. Словом, с точки зре­ ния теории относительности, пространственно-времен­ ная структура мира зависит от состояния д в и ж е н и я м а т е р и и . Направление решения вопросов, рассмат­ риваемых в теории относительности, носит стихийный диалектико-материалистический характер.

Задолго до возникновения теории относительности последовательно-научный подход к основным теоретиче­ ским проблемам связи материи, движения, пространства

ивремени, который для науки имеет существенное мето­

1М е т р и ч е с к и е свойства связаны с измерением, с понятием длины, расстояния. К ним относятся длина, площадь, различные ха­

рактеристики кривизны и др. Кроме того, существуют т о п о л о г и ­ ч е с к и е свойства пространства, связанные с понятием порядка прилегания, непрерывности, связности и т. п. Топологические свой­ ства более фундаментальны и устойчивы.

7

дологическое значение, был выработан основоположни­ ками марксистской философии. Целесообразно поэтому в самом начале коротко на нем остановиться. Здесь мы увидим далеко не единственный пример того, как есте­ ствознание подтверждает сделанные ранее философские выводы и прогнозы. В данном случае теория относитель­ ности подтвердила положения, выдвинутые основателя­ ми диалектического материализма. Естествознание вме­ сте с тем конкретизирует, совершенствует, углубляет наши представления о тех или иных явлениях природы и дает новый, необходимый для дальнейшего развития самой философии (как для гносеологии, так и для онто­ логии) материал. Диалектико-материалистические поло­ жения все чаще оказываются органически вплетенными в саму ткань естественнонаучных теорий. «Современная физика лежит в родах. Она рожает диалектический материализм»'. Это положение Ленина в полной мере можно отнести к становлению идей теории относительно­ сти. Надо иметь в виду, что и эти «роды», не обошлись без мучений и некоторых мертвых продуктов и отбросов. К их числу относятся попытки идеалистического истол­ кования результатов новой теории.

Чтобы лучше разобраться в содержании основных понятий теории относительности, мы должны будем оста­ новиться на генезисе их образования, ибо в логическом, как известно, в сжатом и снятом виде всегда представ­ лено историческое.

Главное в решении диалектическим материализмом вопросов связи материи, движения, пространства и вре­

д в и ж е н и е м а т е р и и — не иначе, как в п р о с т р а н - 1

1 В. И. Л е н и н . Соч., изд. 4, т. 14, стр. 299.

8

с т в е и во в р е м е н и . Движение, с точки зрения диа­ лектического материализма, есть неотъемлемый, всеоб­ щий и а б с о л ю т н ы й с п о с о б бытия материи, пр.о- с т р а н с т в о ж е и в р е м я — в с е о б щ и е ф о р м ы существования д в и ж у щ е й с я м а т е р и и ( м а т е ­ р и а л ь н о г о д в и ж е н и я ) .

Опираясь на достижения естествознания в его различ­ ных областях (в механике, химии, биологии, космологии и др.), анализируя, в частности, содержание таких поня­ тий, как сила, масса, энергия, работа, ускорение, количе­ ство движения, а также исследуя социальные процессы, Ф. Энгельс впервые дал определение понятия д в и ж е ­ н ия в его самом общем смысле.

роды» '.

Энгельс рассматривал д в и ж е н и е как способ бы­ тия материи, как внутренне присущий материи атрибут, обнимающий собой все происходящее во Вселенной, на­ чиная от простого перемещения и кончая мышлением. Он дал классификацию основных форм движения мате­ рии, от механической до социальной, в соответствии с современным ему уровнем развития науки.

Ф. Энгельсу принадлежит также обоснование принци­ пиально-важного положения диалектического материа­

несколько подробнее, так как именно оно будет служить одним из главных методологических моментов наших дальнейших рассуждений.

Если движение — это абсолютное, вечное и всепрони­ кающее изменение, то покой вовсе не означает абсолют-1

1 Ф. Э н г е л ь с . Диалектика природы. М., 1948, стр. 199.

9

тельный, но и временный характер. Всякое относительно устойчивое, неизменное состояние со временем нару­

с т в и я в движении и взаимодействии.

Относительный покой не только не исключает движе­ ния, напротив, является лишь особым моментом в цепи изменений. Состояние же абсолютного движения полно­ стью исключает абсолютный покой, т. е. абсолютную не­ изменность во времени и неподвижность в пространстве в любых отношениях и связях, внешних и внутренних, непосредственных и опосредствованных. Например, ка­ мень, покоящийся на поверхности Земли, перемещается в отношении других планет по самым причудливым тра­ екториям. Покоящееся в кинематическом отношении тело может переживать настоящую бурю внутренних измене­ ний термодинамического, биологического (если оно жи­ вое) и других порядков. Состояние относительного покоя распространяется на все формы движения материи, на внешнюю и внутреннюю, на количественную и качест­ венную стороны взаимодействий. Движение элементар­ ных частиц в атоме, например, сливается в такую проч­ ную, закономерно-упорядоченную систему взаимодейст­ вий и взаимопревращений, которая и определяет данный атом как устойчивое, в этом смысле покоящееся качест­ венное образование. Чем больше энергия его внутрен­ него движения как системы внутренних взаимодействий, тем труднее расколоть такой «орешек», разрушить его

10