Пространство и время - Бесконечность и беспредельность

Оглавление:

Уже в древние времена люди задумывались о пространстве и времени. В наиболее выраженной форме представления о пространстве и времени развивались в виде двух противоположных концепций, которые впоследствии были названы концепциями Демокрита-Ньютона и Аристотеля-Лейбница. Первая концепция предполагала существование пространства как некой пустоты, не связанной с материальными объектами. Также считалось, что время — это независимая сущность, не связанная с материей и пространством. С точки зрения второй концепции, пространство и время не считались оторванными от вещей. В науке до конца XIX и начала XX века господствовала первая концепция. Древнегреческие философы Демокрит, Эпикур, Лукреций, Кар и другие, исходя из своего атомистического учения, понимали пространство как пустоту. Они считали, что для существования и движения атомов необходима пустота — своего рода контейнер, в котором атомы, соединяясь в движении различными способами, образуют множество тел. С развитием классической физики идеи Демокрита о природе пространства и времени получили дальнейшее развитие в работах Бруно, Галилея, Декарта и других.

Особенно большой вклад в этом отношении внес Ньютон, который при создании классической механики искал универсальную систему отсчета, относительно которой происходит механическое движение тел. В качестве такой универсальной системы Ньютон выбрал пространство. Согласно Ньютону, пространство — это пустой абсолютный контейнер, в котором все тела пребывают как нечто внешнее. Все тела обладают протяженностью, не зависящей от существования других тел. Ньютон считал, что пространство трехмерно, непрерывно, однородно и изотропно. Его различные части не отличались друг от друга, и поэтому пространственные отношения были везде одинаковыми и описывались одной и той же геометрией — геометрией Евклида. Время — это чистая длительность, присущая каждому единичному явлению. Он также является абсолютным. Ньютон понимал абсолютность пространства и времени двумя различными, но связанными между собой способами. Во-первых, «абсолютное пространство» Ньютон назвал пустым и неподвижным с точки зрения пространства материи (своеобразного вместилища тел), с которым была связана привилегированная система координат. Во-вторых, термин абсолютный используется для характеристики инвариантности, то есть неизменности длин отрезков в любых системах отсчета. Аналогично, термин «абсолютное время» характеризует его, с одной стороны, как чистую длительность, а с другой — как инвариантность (неизменность) временных интервалов в произвольных системах отсчета. Это означало, что везде в пространстве существует единое «мировое» время, независимо от выбора системы координат и взаимного движения тел. Идеи Ньютона о пространстве и времени удовлетворяли потребности классической физики, поскольку была найдена универсальная система отсчета, относительно которой происходило все механическое движение — абсолютное пространство.

Далее кратко рассмотрим природу второй концепции пространства и времени. Аристотель, отвергая идею атомистической структуры мира, тем самым отвергал и идею пустого пространства. По мнению Аристотеля, пространство — это совокупность мест, занимаемых телами. Другими словами, пространство — это порядок взаимного расположения множества различных тел, а время — порядок взаимной смены явлений и состояний тел, то есть время связано с движением и изменением тел. Вторая концепция получила дальнейшее развитие в работах Лейбница, Гюйгенса, Дидро и других. Согласно Лейбницу, пространство и время не могут существовать вне материи и процессов, происходящих в ней. Лейбниц выступал против понимания Ньютоном чистого протяжения и чистой длительности. С точки зрения диалектического материализма, пространство и время неотделимы друг от друга и от движущейся материи, формами существования которой они являются. Согласно этой концепции, бытие без времени — такая же большая бессмыслица, как и бытие без пространства, пространство и время без материи — пустые понятия, абстракции, существующие только в нашем сознании. Конечно, диалектико-материалистическая концепция раскрывает сущность пространства и времени в основном с общефилософских позиций.

Бесконечность и беспредельность

Однако с развитием современной науки его выводы получили научное подтверждение. Научное определение пространства и времени, а также более или менее полное раскрытие их свойств связано с развитием современной науки, особенно физики и философии. В настоящее время, как мне кажется, сущность пространства и времени достаточно точно выражена в следующих определениях. «Пространство — это совокупность отношений, выражающих координацию материальных объектов, их положение по отношению друг к другу и их относительный размер (расстояние и ориентация). Пространство выражает порядок расположения одновременно существующих объектов, их протяженность. Время — это совокупность отношений, выражающих координацию отрыва состояний (явлений) друг от друга, их порядок и длительность. Эти определения диалектичны и материалистичны по своей природе. Они показывают невозможность наделения понятий пространства и времени в их отрыве от материи, невозможность их рассмотрения как неких абсолютно самостоятельных сущностей.

Здесь пространство и время понимаются не иначе, как определенные свойства бесконечной совокупности материальных объектов. Только через существование последних, благодаря тому, что они обладают протяженностью, размерами, взаимным расположением относительно друг друга, порядком смены состояний и длительностью своего существования, мы можем понять, что такое пространство и время. Зависимость пространства и времени от материи также определяет все их фундаментальные свойства. В то же время следует подчеркнуть, что хотя они и являются равноправными формами существования материи, между ними есть и различия. И поэтому они обладают рядом свойств, которые одновременно являются общими для них и отличают их друг от друга.

Общность заключается, во-первых, в их объективности. Как материя не зависит от человеческого сознания, так и пространство и время не зависят от него. Идеалисты внесли свой вклад в путаницу в этом вопросе. Так, Беркли считал, что пространство — это не что иное, как сосуществование ощущений в уме, субъекте; время — это последовательность ощущений. Согласно Канту, пространство и время являются априорными (доэкспериментальными) формами ощущения. Наложенные на хаос чувств, эти априорные формы упорядочивают их в пространстве и времени. Во-вторых, в силу вечности существования материи, пространство и время вечны. Не может быть ситуации, в которой материя существовала бы как до появления пространства и времени, так и после их исчезновения.

Попытки осмыслить пространство и время как имеющие начало или конец встречаются у Гегеля, Дюринга и других. Согласно Гегелю, природа разворачивается сначала в пространстве, а затем во времени. Следуя Дюрингу, мы должны в целом признать, что было время, когда времени не существовало. Третьим свойством пространства и времени является их бесконечность и безграничность. В применении к пространству безграничность означает, что в каком бы направлении и на какое бы расстояние мы ни двигались, мы нигде и никогда не достигнем такой границы, которую можно считать ограничением. Бесконечность пространства проявляется в том, что какой бы большой ни была система, всегда найдется система большего порядка, которая включает первую систему как один из своих элементов.

Что касается времени, то бесконечность и беспредельность проявляются в отсутствии событий, после которых нет длительности; нет неуправляемого количества последовательных процессов. В-четвертых, пространство и время обладают свойствами абсолютности и относительности. И абсолютность не мыслится здесь в ньютоновском смысле. Это проявляется в том, что независимо от смены явлений, от всех изменений в материальных телах, пространство и время существуют объективно. Другими словами, ни один материальный объект, независимо от его свойств, не может находиться вне времени и пространства. В то же время, свойства пространства и времени могут меняться с изменением свойств материи.

Свойство пространства и времени

Отметим еще одно общее свойство пространства и времени. Это свойство является их внутренним противоречием. Предыдущие два свойства являются примерами его проявления. Бесконечность пространства и времени состоит из конечных длительностей отдельных процессов. Какие свойства отличают пространство и время друг от друга? Особым свойством пространства является его трехмерность. Это выражается, во-первых, в том, что тело может двигаться в пространстве в любом направлении: вверх, вниз, вправо, влево, вперед, назад. Во-вторых, все материальные тела имеют трехмерную пространственную форму — протяженность в длину, ширину и глубину.

Математически трехмерное пространство выражается соответствием один-к-одному между его точками и тройками чисел — их координатами в заданной произвольной системе координат. Время, в отличие от пространства, одномерно. То есть, если задано начало во времени, то начало или конец любого процесса, длина временного интервала описывается одним числом. Кроме того, время обладает свойством необратимости. Обратное движение во времени невозможно. Она всегда и везде течет в одном направлении: из прошлого в настоящее, из настоящего в будущее. Из этого следует, следует отметить вскользь, необратимость во времени причинно-следственных связей. Из приведенных выше свойств пространства и времени следует, что пространство обладает свойствами симметрии, а время — асимметрии. Симметрия пространства выражается в том, что объекты, расположенные в одной части пространства, могут быть зеркальным отражением материальных объектов в другой части пространства относительно определенной линии.

Существует также симметрия пространства относительно оси вращения относительно любой точки. Симметрия пространства проявляется в симметричном расположении различных материальных тел. Например, в форме кристаллов, строении бабочек. В классической физике и специальной теории относительности преобладают постулаты об однородности и изотропности пространства и однородности времени, которые следуют из их свойств. Однородность пространства заключается в равенстве всех его точек, а изотропия — в равенстве всех его направлений. Однородность времени подразумевает равенство всех моментов времени. Это означает, что в каждой точке пространства, в любом направлении и в каждый момент времени законы физики действуют одинаково. Изменение представлений о пространстве и времени, сопровождавшее создание неевклидовой геометрии и открытие специальной теории относительности, вызвало большой резонанс в области философии. Ряд философов и физиков пришли к выводу, что поскольку наши представления о пространстве и времени меняются, они субъективны. Между тем, абстрактные понятия пространства и времени относительны, они могут изменяться, уточняться с развитием науки, но из этого не следует, что объективные пространство и время изменяются соответствующим образом и приспосабливаются к нашему опыту.

Изменчивость представлений о пространстве и времени означает лишь то, «что наш опыт» и познание все более приспособлены к объективному пространству и времени и отражают их все более правильно и глубоко. Обоснование объективности пространства и времени имеет отношение к современной физике, которая столкнулась с их новыми свойствами в царстве микромира. Открытие неевклидовых геометрий, наряду с демонстрацией материальности электромагнитного поля, положило начало радикальному изменению представлений о пространстве и времени. С открытием поля, утверждал Эйнштейн, победа над ньютоновским абсолютным пространством стала возможной, поскольку больше не существовало объектов, отделенных друг от друга. Казалось, все было заполнено материей, и не было никакой пустоты. Следующим важным моментом в развитии физики стало открытие независимости скорости света от движущихся тел американским физиком Майкельсоном в 1881 г. В физике возникло противоречие между законами классической физики и новыми открытиями.

Субстанциальная и реляционная концепции пространства и времени

Современное понимание пространства и времени сложилось в результате длительного исторического процесса познания, содержанием которого была, прежде всего, борьба С и Р подходов к пониманию их сущности.

Первая из этих концепций рассматривает пространство и время как самостоятельные (вне и независимо от материи), объективно существующие, вторая — как не имеющие самостоятельного существования вне движения материальных объектов, как специфические отношения вещей, явлений, процессов. В свете вышесказанного концепция «С» кажется явно несостоятельной. Однако дело в том, что приведенные выше определения пространства и времени, что очевидно, выражают реляционную точку зрения, и поэтому только после ее обоснования могут служить основой для критики С-концепции пространства и времени.

Исторически первоначальный взгляд R на пространство и время (возникший еще в донаучной мысли) заключался в том, что пространственно-временные свойства вещей не были отделены от самих вещей. «Что касается понятия пространства, — писал А. Эйнштейн, — это…. Психологически ему предшествовало более простое понятие места. Место — это, прежде всего, (небольшая) часть земной поверхности, которой дано название. То, чье «место» определено, является «материальным объектом»….. Простой анализ показывает, что «место» — это также группа материальных объектов». С этой точки зрения, «пространство (или место) — это своего рода порядок материальных объектов»; и, очевидно, «нет смысла говорить о пустом пространстве». В этом заключается суть реляционной концепции пространства.

«Однако, — продолжает Эйнштейн, — можно мыслить и по-другому. Мы можем положить в коробку определенное количество зерен риса или вишен и т.д. Возникает вопрос о свойствах материального объекта, «коробки», которая должна быть признана «реальной» в том же смысле, в каком реальна сама коробка. Это свойство можно назвать «пространством» коробки. Могут быть и другие коробки, которые имеют «пространство» в этом смысле разных размеров. Термин «пространство» приобретает значение, которое не зависит от связи с отдельным материальным объектом. Таким образом, естественным образом расширив понятие «пространство коробки», мы можем прийти к понятию независимого (абсолютного) пространства, которое не ограничено по протяженности и содержит все материальные объекты. В этом случае материальный объект, не находящийся в пространстве, просто непонятен; с другой стороны, существование пустого пространства вполне мыслимо при такой концептуализации. В этом заключается суть С-концепции.

Такое понимание пространства, как мы помним, было важным элементом философии Демокрита. Именно существование абсолютной пустоты (пустого пространства) привело к разделению атомов (атом Демокрита — абсолютно неделимая частица, не имеющая частей) и вещей, которые из них состоят. Поэтому Демокрит считал пространство существующим в том же смысле, что и вещи. Его подход, важно помнить, был обусловлен пониманием материи как однородной, одинаково качественной. В естествознании концепция пространства и времени была разработана прежде всего И. Ньютоном как важный элемент его механики (на этом мы остановимся ниже).

Поэтому атом неизменен и существует вне времени. Это означает, что философия Демокрита содержит С-концепцию времени.

Основные свойства пространства и времени

При анализе этих вопросов необходимо учитывать не только тот факт, что пространство и время неотделимы от движения материи, но и наличие субординации между ними: «Движение — суть время и пространство. Вот два соображения в пользу этого тезиса.

Во-первых, пространство и время являются сторонами движения материи.

Тот факт, что свойства пространства (и времени) не зависят от отдельных объектов (явлений) в определенных пределах, не означает, как мы подчеркиваем, что эти свойства вообще не зависят от материи.

Во-вторых, если бы частицы материи, образующие тело, имели только притяжение или только отталкивание, то тело не могло бы иметь конечную протяженность (в одном случае оно имеет нулевые размеры, в другом — бесконечные) (И.Кант указал на это в «докритический» период своего творчества. Это еще раз подтверждает правильность позиции, согласно которой ни один объект не может считаться носителем только одного вида движения, взаимодействия). Таким образом, расширение (основной момент пространства) обусловлено характером движения, взаимодействия частиц материи, а именно присущим им единством отталкивания и притяжения. Со временем происходит то же самое.

Поскольку сущностью пространства и времени является движение, т.е.

(a) Наиболее существенные свойства пространства и времени являются проявлениями свойств материи в движении.
(c) понимание пространства и времени в основном определяется пониманием движения, взаимодействия.

К общим свойствам пространства и времени как атрибутов материи относятся прежде всего: объективность, абсолютность (как всеобщих форм бытия материи), необходимая взаимосвязь друг с другом и с движением материи, неисчерпаемость, единство непрерывного и прерывного в структуре (на последних двух пунктах мы остановимся ниже).

Чтобы проиллюстрировать тезис (а), давайте кратко рассмотрим проблему размерности пространства и времени.

Одномерность времени следует из его необратимости: преобразование симметрии в n-мерном пространстве эквивалентно преобразованию вращения в n+1-мерном пространстве, поэтому обратимое время было бы двумерным. Что касается необратимости времени, то она связана с асимметричным характером взаимодействий и необратимостью причинно-следственных связей. Мы не можем утверждать, как это иногда делается в педагогической (и не только педагогической) литературе, что необратимость времени обусловлена необратимостью причинно-следственных связей, поскольку само различие между причиной и следствием содержит в качестве необходимого признака примат причины над следствием во времени, т.е. предположение о необратимости времени. Следует иметь в виду, что в необратимом времени существование познающего субъекта невозможно. Дело в том, что последняя имеет социальную сущность, но коммуникация как ее основа невозможна в обратимом времени: сообщение, адресованное субъекту, воспринималось бы им как исходящее от него.

Трехмерность макроскопического пространства обусловлена (это выяснил еще «докритический» И.Кант) преобладающим в нем кулоновским характером взаимодействия. Предположим, что материальная точка (заряд) m1 генерирует центрально-симметричное силовое поле, в котором находится материальная точка (заряд) m2. R Очевидно (в предположении однородности и изотропии пространства), что F — , где F — сила взаимной

действие частиц, а S — геометрическое место точек, находящихся на одинаковом расстоянии m1 — R

при удалении m2 от m1 — центра поля. В двумерном пространстве, например, поскольку S = 2 R, мы имели бы F — . Но согласно закону Кулона.

F — это соответствует S R2 , которое справедливо только в трехмерном пространстве. Заметим, что только в последнем случае, как показывает современная теоретическая физика, возможно стабильное существование атомов и планетарных систем.

На странице рефераты по философии вы найдете много готовых тем для рефератов по предмету «Философия».

Здесь темы курсовых работ по философии

Читайте дополнительные лекции: