Тема 26. Пространство и время - коренные условия бытия

Развитие взглядов на пространство и время в истории философии и в естествознании. — Субстанциональная и реляционная концепции пространства и времени. — Критика субъективных и априористских трактовок пространства и времени. — О специфике пространства и времени в микро-, макро- и мегамире. — Объективность пространственно-временного континуума: место и по­ложение, длительность и миг. — Метрические и топо­логические свойства пространства и времени.—.Эмпи­рический постулат трехмерности пространства.

Осваивая мир, человек первоначально воспринимает его на чувственно-созерцательном уровне, на котором телесная мате­рия, движение, пространство и время не отделены друг от.друга. Никто и никогда не воспринимал ни чистого пространства, ни чистого времени, материальные тела также никогда вне про­странства и времени не воспринимались. С этими выводами со­гласится каждый, однако не каждый сможет ответить на вопрос, а что же такое пространство и время, в каком отношении они находятся с другими фундаментальными характеристиками бы­тия? Этот вопрос действительно труден, ибо сама философия на протяжении более чем двухтысячелетнего периода своего раз­вития искала на него ответ.

В истории философии сложились две концепции, вскрываю­щие сущность пространства и времени: субстанциональная и ре­ляционная (от relatio — отношение). Родоначальники субстанци­ональной концепции Демокрит (по проблеме пространства) и Платон (во взглядах на время) трактовали пространство и время как самостоятельные сущности, не зависимые ни от материи, ни друг от друга. Демокрит ввел представление о реальном су­ществовании пустоты как вместилища движения атомов. Без пустоты, по его мнению, атомы лишены такой возможности.

280

Пространство, согласно учению Демокрита, Эпикура и Лукреция Кара, объективно, однородно, бесконечно. Оно вме­стилище совокупностей атомов. Время отождествимо с вечнос­тью — это чистая длительность, равномерно текущая от прошлого к будущему. Время есть вместилище событий.

Противоположное Демокриту понимание пространства было сформулировано Аристотелем. Его взгляды составили суть реля­ционной концепции. Аристотель отрицает существование пусто­ты как таковой. Пространство неоднородно и конечно — это си­стема естественных мест, занимаемых материальными телами.

Отвечая на вопрос: "Что есть время?" — Аристотель рассуж­дает: как в движении, так и во времени всегда есть некоторое "прежде" и некоторое отличное от него "после". Именно в силу движения мы распознаем различные, не совпадающие друг с дру­гом "теперь". Время оказывается не чем иным, как последова­тельностью этих "теперь", их сменой, перечислением, счетом, "числом движения в связи предыдущего и последующего".

Эти две тенденции в истолковании пространства и времени: либо как самостоятельных, объективных и не зависимых от ве­щественного наполнения начал бытия, либо как неотъемлемых внутренних аспектов движущейся материи — получили разви­тие в дальнейшем. Более двадцати веков просуществовала пер­вая субстанциональная концепция, подвергаясь лишь некото­рым модернизациям и изменениям. Ньютоново пространство как неподвижное, непрерывное, однородное трехмерное вмес­тилище материи, в сущности, также было и Демокритовым. Вре­мя, по Ньютону, — однородная, равномерная, вечная и неиз­менная "чистая" длительность. В классической механике про­странство и время — объективные данности, которые все в себя вмещают и ни от чего не зависят; Ньютон говорил об абсолют­ном времени, которое "само по себе и по своей сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равномер­но и иначе называется длительностью"¹⁰.

Представления, аналогичные взглядам Аристотеля на про­странство и время, развивались в Новое время Лейбницем и

281

Декартом. Ни однородной пустоты, ни чистой длительности как самостоятельных и независимых начал бытия не суще­ствует. Пространство — порядок взаиморасположения тел, время — порядок последовательности сменяющих друг дру­га событий. Протяженность объектов и длительность процес­сов — это не первичные свойства, они обусловлены силами притяжения и отталкивания, внутренними и внешними взаи­модействиями, движением и изменением.

Исторически сложилось так, что на протяжении 18 — 19 вв. субстанциональная концепция — концепция абсолютного пространства и времени стала ведущей как в философии, так и в естествознании. По своему существу эта концепция была метафизична, ибо разрывала связь движущейся материи, пространства и времени, так как получалось, что могло су­ществовать "этакое" чистое пространство вне материи или время, абсолютно не связанное с материальными процесса­ми. Тем не менее эти метафизические представления о про­странстве и времени как о пустых вместилищах вещей и со­бытий имели под собой определенные эмпирические осно­вания. В области обычного опыта и малых скоростей, в мак­ромире (а макромир есть основная среда обитания челове­ка) не наблюдается прямой связи между пространством, вре­менем и движущимся предметом. Объект может быть уда­лен из определенного места, но от этого пространство не из­менится и не исчезнет. Аналогичным образом воспринима­ется и время, оно безразлично к объектам. Именно поэтому метафизические представления были так живучи, особенно в условиях, когда естествознание еще не подошло к изуче­нию микромира.

Однако против подобных взглядов энергично выступал ди­алектик Гегель. "Мы не можем обнаружить никакого про­странства, которое было бы самостоятельным пространством; оно всегда есть наполненное пространство и нигде не отлича­ется от своего наполнения". В отношении времени Гегель заме­чает: "...не во времени все возникает и преходит, а само время

282

есть это становление, есть возникновение и прехождение"". В своих возражениях Гегель был прав.

Естественнонаучные аргументы, опровергающие метафизи­ческие представления о природе пространства и времени, ста­ли складываться лишь к концу 19 в. с возникновением в физи­ке электромагнитной теории. Ее развитие привело к необходи­мости отбросить представления о пустом пространстве. Перво­начально его заменили эфиром, который выполнил роль пред­ставителя теперь заполненного всюду, но все же абсолютного и ни от чего не зависимого пространства. А затем и эти пред­ставления были преодолены.

Однако субстанциональная и реляционная концепции, как и представления о пространстве и времени, в рамках объек­тивного идеализма Гегеля не ставили под сомнение объектив­ность существования пространства и времени. Для всей субъективно-идеалистической линии в философии и про­странство и время — способ расположения впечатлений, а следовательно, они имеют психологический источник своего происхождения. Иммануил Кант трактует пространство и время как формы нашей чувственности — формы созерцания, согласно которым именно познающий субъект организует данный ему мир в определенный пространственно-временной образ. От Беркли к Маху идет линия доводов, согласно кото­рым пространство и время — это формы упорядоченных ря­дов ощущений. Английский махист Пирсон утверждает, что пространство и время не имеют реального существования, а являются лишь субъективным способом восприятия вещей. Пространство — порядок или категория восприятия предме­тов. Время — категория восприятия событий. Русский махист А.А. Богданов считает пространство и время продуктами орга­низующей и гармонизирующей человеческой мысли.

Метафизическая субстанциональная концепция простран­ства и времени, согласно которой названные атрибуты являют­ся ни от чего не зависящими абсолютами, полностью пре­одолевается в ходе развития науки на протяжении 19 — 20 вв.

283

Лобачевский высказал предположение о существовании та­ких свойств пространства и времени, которые не описывают­ся эвклидовой геометрией. Это отвергало концепцию абсо­лютного пространства, ибо последнее должно описываться лишь одной геометрией. В специальной теории относитель­ности, основные идеи которой были сформулированы А. Эйн­штейном в 1905 г., было установлено, что геометрические свойства пространства и времени зависят от распределения в них гравитационных масс. Вблизи тяжелых объектов гео­метрические свойства пространства и времени начинают от­клоняться от эвклидовых, а темп течения времени замедля­ется. Общая теория относительности, которая была завер­шена А Эйнштейном в 1916 г., нанесла сокрушительный удар не только субстанциональной концепции пространства и времени, но и субъективистским априористским трактов­кам сущности пространства и времени. Она показала зави­симость пространственно-временных свойств от движения и взаимодействия материальных систем. Сам Эйнштейн, разъясняя суть своей теории, говорил: "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".

С точки зрения современного естествознания и соответ­ствующих философских обобщений объективная реальность представляет собой нераздельную связь пространства , време­ни, движения и взаимодействия видов вещества и поля. Со­временные ученые предпочитают говорить о некоем едином и объективном пространственно-временном континууме. Пространство и время понимаются как взаимосвязанные фор­мы существования материальных тел. Пространство — это та­кая форма бытия материи, которая выражает ее протяжен­ность, структурность, взаимодействие. Время — форма бытия материи, характеризующая длительность существования всех объектов и последующие смены состояний.

284

Поскольку все существующие в мире тела пространственно ограничены именно тремя направлениями и самая плоская из всех форм все же имеет мину, ширину и высоту, то трехмер­ность нашего пространства является повсеместно эмпиричес­ки обнаруживающим себя фактом. В нашем пространстве мы знаем три перпендикуляра, геометрически изображающих его метрику. Однако,не двигаясь в пространстве, а точнее, на его макроуровне, тело всегда движется (разнообразится) во време­ни. В этом смысле временем можно назвать расстояние, разде­ляющее события в порядке их последовательности. Это рассто­яние осуществляется в направлении от прошлого к будущему, и если мыслить это направление в пространстве, то оно высту­пает четвертым измерением пространственно-временного кон­тинуума. Из этого следует, что для определения того или иного мирового события нужны четыре числа. Время образует не толь­ко временной порядок, но и обусловливает объединенный про­странственно-временной порядок и выражает каузальный (при­чинный) строй Вселенной.

В качестве основных свойств пространства и времени следует выделить бесконечность и неисчерпаемость пространства и вре­мени, трехмерность пространства, однонаправленность и необра­тимость времени. Всеобщность пространства и времени означа­ет, что они существуют, пронизывая все структуры универсума. В связи с этим следует отметить специфические проявления про­странства и времени не только в макромире, микро- и мегамире, но и в живой и социально организованной материи. Специально анализируются биологическое время, психологическое время, со­циальное пространство и время. Объективность пространства и времени означает, что они существуют, пронизывая все структу­ры универсума, независимо от возможности восприятия или от­сутствия таковой. Именно это имел в виду Л. Фейербах, когда считал пространство и время коренными условиями бытия — Wesenbedingung. Последнее не означало, что они предшествова­ли материальным телам , но лишь подчеркивало, что материя в принципе невозможна вне пространства и времени.

285

Характеризуя пространство и время, ученые выделяют метрические и топологические их свойства. К метрическим свойствам относят количественные характеристики простран­ства-времени, такие как протяженность и длительность. Про­тяженность предполагает наличие места и положения. Мес­то есть единство пространственной границы и некоторого объема, охватываемого ею. Положение — это координация одного места по отношению к другим. Место и положение обусловливают пространственную структуру. Таким образом, говоря о пространственной структуре, мы с необходимостью должны характеризовать место и положение.

Основными метрическими характеристиками времени явля­ются длительность и мгновение. Мгновение — это далее не расчленимыый атом длительности, квант длительности. Сама длительность при этом понимается как совокупность мгновений, заключенная в некоторые границы, каковыми являются началь­ные и конечные мгновения существования того или иного объекта. Длительность — это продолжительность существова­ния, сохранение существования объекта. Длительность может характеризоваться отношениями одновременности — синхро­ния или последовательности — диахрония.

К топологическим свойствам пространства и времени отно­сят качественные и во многом проблемные их характеристики, как например, непрерывность и связность пространства и вре­мени, порядок и направление времени, размерность простран­ства и времени. Топологические свойства пространства — это еще и однородность, изотропность (одинаковость протекания процессов в одних и тех же условиях) пространства. Топологи­ческие свойства времени — однонаправленность, одномерность, необратимость. Все эти характеристики до сих пор представля­ют проблему и нуждаются в обосновании.

Трехмерность пространства до сих пор не получила окон­чательной научно-теоретической аргументации. Объекты, с которыми мы имеем дело в макроскопическом опыте, обла­дают трехмерной протяженностью — размерностью в трех

286

измерениях. Любая точка пространства задается с помощью трех чисел. Однако для философов трехмерность пространства остается по существу необъяснимой, она принимается как эм­пирический постулат, который ускользает от попыток обосно­вания. Аристотель, сформулировавший факт трехмерности пространства, пытался его обосновать, используя идеи пифа­горейцев. Он заявил, что три измерения являются наиболее со­вершенными и законченными, именно число 3 обладает таки­ми достоинствами.

Схоласты, опираясь на Пифагора и Аристотеля, объясняли трехмерность соображениями совершенства мира. К линии дли­ны присоединяется ширина, образуется поверхность. Затем при­соединяется высота — образуется тело. Далее наглядно предста­вить переход к другим измерениям невозможно. Трехмерность свидетельствует о совершенстве мира.

Критику такого обоснования трехмерности пространства дал Галилей. Одному из действующих лиц его диалогов, выражаю­щему точку зрения самого Галилея, принадлежат слова: "Не вижу необходимости признавать, что число 3 есть число совершенное и что оно наделено способностью сообщать совершенство все­му, что обладает троичностью"¹².

Кант в докритический период своей деятельности впервые по­пытался объяснить трехмерность пространства особенностями действующих в природе сил. Он был прав, пытаясь понять трех­мерность пространства как физический факт. Однако затем Кант пришел к выводам об априористской природе пространства и времени и представил их формами чувственного созерцания.

Итак, трехмерность пространства — эмпирический постулат. Это не значит, что вывод о трехмерности пространства базиру­ется на нашей интуиции, исходит из стремления удобства, целе­сообразности, экономии мышления, эстетических предпочтений или убежденности в совершенстве мира. Трехмерность простран­ства обусловлена материальными взаимодействиями. Простран­ство, в котором мы живем, — трехмерно. Это не значит, что не может существовать иного, но в том ином пространстве не было

287

бы ни атомов, ни молекул, ни Солнечной системы. Если бы про­странство не было трехмерным, то нарушились бы все действу­ющие физические закономерности; без всякой причины могли бы появляться и исчезать вещи (их причины были бы в иных из­мерениях); не могли бы существовать атомы, так как электроны бы мгновенно падали на ядра. И весь мир должен был быть иным. В нашем мире считается, что любое событие определяется че­тырьмя числами: тремя пространственными координатами, фи­ксирующими местоположение события, и его временным пара­метром. Таким образом, универсальным свойством объектов ма­териального мира является их принадлежность к 3 + 1 простран­ственно-временной структуре.