Важнейшими формами бытия материи являются пространство и время. Пространство есть категория для обозначения протяженности и структурности всех материальных объектов. Время есть категория для обозначения длительности существования и последовательности смены состояний всех материальных объектов.
Свойства пространства и времени можно Свойства пространства и ВремеНИ подразделить на универсальные (всеобщие) и специфичные (всеобщность которых находится под вопросом). К универсальным свойствам пространства и времени относятся: • объективность; • их неразрывная связь друг с другом; • связь с движением материи; • бесконечность. Специфичными характеристиками рассматриваемых форм бытия материи являются: • трехмерность пространства и одномерность времени; • однородность и изотропность пространства и анизотропия времени; • непрерывность пространства и времени. Характеристика этих свойств пространства и времени как неуниверсальных не означает, однако, что где-то опытным путем найдены исключения. Но вся логика развития естествознания последнего столетия свидетельствует о том, что подобные открытия — не за горами. К примеру, существуют сильные подозрения, что на глубинных этажах микромира пространство и время прерывны. Полагают, что они, как излучение, «квантованы», т.е. складываются из мельчайших неделимых «порций». Прогнозируемый «квант» пространства может иметь размер порядка 10—33 см (планковская длина, демонстрирующая масштаб проявления квантовых свойств). Соотношение этой длины с размером ядра атома примерно того же порядка, что и соотношение размеров человека и диаметра нашей Галактики. Для времени аналогичная величина составляет 10-43 сек. До реального проникновения в такие масштабы современной науке еще далеко. Но если эта гипотеза когда-либо подтвердится, то философы наконец вздохнут с облегчением: апории Зенона Элейского найдут в этом случае свое удовлетворительное разрешение. Конечный отрезок перестанет состоять из бесконечного количества частей. Немало сомнений у науки и по поводу универсальности пространства, насчитывающего только три измерения. Уже построено немало теоретических моделей многомерных пространств (в теории супергравитации, например, использованы 11 измерений пространства времени, из которых семь — скрытые). Практика же показыва ет, что то, что возможно чисто теоретически, рано или поздно обнаруживается и в реальности. Универсальные же свойства пространства и времени эмпирически подтверждены более надежно. Хотя и здесь есть немало проблем. Положения о неразрывной связи пространства и времени друг с другом и с движением материи философией материалистического толка были выдвинуты задолго до того, как были получены их естественно-научные доказательства. С философских позиций самоочевидно, что раз пространство и время суть формы бытия материи, то форма не может не быть связанной со своим содержанием. Равно как и разные формы (пространство и время) одного содержания (материи) обязательно должны иметь точки соприкосновения. В естествознании же вплоть до начала ХХ в. превалировала концепция абсолютного (математически истинного) пространства и времени, рассматривавшихся как внешние условия бытия материи. Основные идеи этой концепции в классическом виде были сформулированы еще И. Ньютоном. Абсолютность пространства и времени в этом случае понимается как их самодостаточность или полнейшая независимость от чего бы то ни было. Время в этой концепции рассматривалось как бесконечный, равномерный, «равнодушный» ко всему поток длительности. А пространство — как некая бесконечная пустая протяженность, пассивное «вместилище» всех материальных тел. И что бы в этом мире ни происходило, какие бы ни случались в нашей Вселенной катаклизмы, пространство и время от этого никак не изменятся. И, сохраняя все свои свойства, продолжат играть роль абсолютной системы отсчета для любых возможных событий. Однако появившаяся в начале ХХ в. теория относительности А. Эйнштейна подвергла радикальному пересмотру традиционные представления о пространстве и времени. Специальная теория относительности (СТО 1905 г.) объединила их в единое четырехмерное пространственно-временное многообразие (пространство-время). Введя запрет на превышение скорости света, СТО привела к парадоксальным выводам: ввиду принципиального ограничения скорости взаимодействия тел не может существовать единого потока времени для всей Вселенной, так как события, одновременные в одной системе отсчета, будут разновременными в другой. Иначе говоря, не существует самостоятельных, отделенных друг от друга пространства и времени, поскольку каждой системе отсчета (а все они равноправны, выделенных нет) присуще свое разделение собы тий на прошлые, настоящие и будущие. (Правда заметить это можно только в очень больших масштабах.) Кроме того, СТО установила также зависимость свойств пространства-времени от скорости движения тел. При приближении скорости тела к максимально возможной (световой) пространственные отрезки сокращаются в направлении движения, а временные, напротив — растягиваются, т.е. время как бы замедляется. При этом пространственно-временной интервал, т.е. как бы «сумма» изменений остается величиной постоянной. Грубо говоря, уменьшение длины как бы «компенсируется» увеличением промежутка времени, и наоборот. В этом и проявляется неразрывная связь пространства и времени друг с другом: изменение свойств одного члена этой пары соответствует строго определенному изменению свойств другого. Общая теория относительности (ОТО 1916 г.) привела к не менее фундаментальному выводу относительно пространства- времени. Его общий смысл таков: метрические свойства пространства-времени определяются распределением и движением тяготеющих масс материи. И наоборот, силы тяготения в каждой точке пространства зависят от его метрики. По сути ОТО — это современная теория тяготения, дающая принципиально иное (по сравнению с И. Ньютоном) понимание гравитации. Смысл его в том, что вещество, в зависимости от его плотности и распределения, искривляет пространственно-временной континуум. А взаимное влияние искривлений пространства, вызываемых массивными телами, и создает эффект гравитационного взаимодействия между ними, т.е.
тяготения. Таким образом, и в ОТО пространство и время существуют не «сами по себе», а в тесной зависимости от свойств материи. Высокая плотность вещества искривляет пространство (т.е. заставляет световой луч двигаться не по прямой, а по искривленной траектории, которая тем не менее будет кратчайшей) и замедляет течение времени. Сам А. Эйнштейн, когда его однажды попросили кратко изложить суть ОТО, сказал так: «Раньше считали, что если каким- либо чудом все материальные вещи исчезли бы вдруг, то пространство и время остались бы; согласно теории относительности вместе с вещами исчезли бы пространство и время». БеСКОНеЧНОСТЬ К числу универсальных свойств пространст- ПрОСТраНСТВа и времени ва и времени относится их бесконечность. Чисто формально всеобщность этого свойства можно подтвердить лишь ссылкой на категорию материи: если материя несотворима и неуничтожима (что доказывается всеми законами сохранения), то она существует вечно, т.е. в бесконечности любых интервалов времени. Однако логическая строгость такого доказательства небезупречна: вывод о бесконечности чего бы то ни было, в том числе и пространства-времени, всегда с самого начала предполагает существование чего-то бесконечного, т.е. получается круг в доказательстве. Так что строго дедуктивно бесконечность вывести нельзя, а уж индуктивно — тем более, поскольку в реальном конечном опыте она недостижима в принципе. Поэтому утверждение о бесконечности пространства-времени следует признать аксиоматическим, постулативным. Истинность его подтверждается как бы «от противного», т.е. тем, что содержащие постулат бесконечности философские и научные теории не противоречат наблюдаемой реальности. Однако наука ХХ в. преподнесла философии малоприятный сюрприз. Установив в 20-х годах факт расширения Вселенной и экстраполировав этот процесс в прошлое, естествознание пришло к логичному выводу о том, что у наблюдаемого ныне процесса расширения Вселенной было начало. Появившаяся в 40-х годах идея «Большого взрыва» в последующие десятилетия оформилась в весьма стройную и достаточно надежно подтвержденную теорию. Ныне она считается фактически общепризнанной. По крайней мере серьезных конкурентов у нее на сегодня нет. В соответствии с концепцией Большого взрыва наша Вселенная «родилась» примерно 15 млрд. лет назад. «Неудобство» же этой теории для традиционных представлений заключается в том, что по ее замыслу пространство и время возникают в момент рождения Вселенной как ее свойства. То есть время имело начало! Так и хочется спросить: а что было до Большого взрыва? Но вопрос этот, к сожалению, ответа не имеет, поскольку задан некорректно. Так нельзя спрашивать, потому что время появляется вместе с Большим взрывом, и, следовательно, никакого «до» просто не существует, так как еще нет самого времени. По аналогии С. Хоукинга, ставить вопрос таким образом, это примерно то же, что интересоваться: а что находится в 20 км к северу от Северного полюса? Да ничего там не находится, поскольку такой точки просто нет. То же и со временем. Это, кстати, не означает, что Вселенная возникла «ниоткуда» и из «ничего». Это означает лишь некий предел возможностей нашего языка в описании реальности. Проблема в том, что наш язык родом из пространственно-временного макромира и приспособлен именно к нему. При столкновении же с иными реальностями он попросту отказывает. Ведь даже выражение «возникновение Вселенной», строго говоря, неверно, поскольку это слово неявно содержит отсылку к некоей временной шкале: возникать можно только во времени. Такая ситуация для науки не нова. Вспомните знаменитые споры о том, что такое электрон — волна или частица? В действительности — ни то и ни другое. Электрон — это нечто третье, т.е. квантовомеханический объект, демонстрирующий в одном классе приборов волновые, а в другом — корпускулярные свойства. Но в макромире, которому принадлежит наш язык, таких «кентавров» нет, волновые и корпускулярные свойства «разведены» между разными классами объектов. И поэтому, описывая макропонятиями микромир, мы невольно запутываемся в противоречиях. В квантовой механике в конце концов нашли компромиссное решение: принцип дополнительности. Чего-то аналогичного следует ожидать и в космологии Большого взрыва. Однако даже если такой компромисс найдется, проблема все равно останется: как же быть с постулатом бесконечности времени, если оно имело начало? Не лучше ситуация и с пространством. Концепция расширяющейся Вселенной содержит и такой вариант развития событий, при котором плотность вещества и излучения больше некоей критической величины, и, следовательно, силы гравитации превышают кинетическую энергию разлета вещества в результате Большого взрыва. В этом случае расширение Вселенной в какой-то момент сменится сжатием, а пространство такой Вселенной оказывается замкнутым (постоянной положительной кривизны), т.е. конечным. Означает ли все это, что постулат бесконечности пространства- времени опровергнут современной наукой? Пока что нет. Выход, который предлагает в этой противоречивой ситуации философия, сводится примерно к следующему. Бесконечность пространства- времени сегодня нельзя истолковывать чисто механически, т.е. как возможность бесконечного прибавления к какому-либо пространственному или временному отрезку любого количества других. Свойство бесконечности следует понимать качественно или структурно, т.е. как принципиальную неисчерпаемость самых разнообразных пространственно-временных форм и отношений. Пространство нашей Вселенной, например, вполне может оказаться замкнутым. Но возможны и скрытые до сих пор от нас измерения пространства. А если оно многомерное? Принципиально возможны и иные варианты неуниверсальных свойств пространства-времени — их однородности, непрерывности, направленности и др., а также разнообразнейшие их сочетания. Именно в такой структурной неисчерпаемости материального мира и предлагается сегодня видеть содержание категории бесконечности. 12.3.