определениях. "Пространство - это совокупность отношений выражающих
координацию материальных объектов, их расположение друг относительно друга
и относительную величину (расстояние и ориентацию). Пространство выражает
порядок расположения одновременно существующих объектов, их протяженность.
Время - совокупность отношений, выражающих координацию сменяющих друг друга
состояний (явлений), их последовательность и длительность"[13]. Приведенные
определения носят диалектико-материалистический характер. Они показывают
невозможность дать понятия пространства и времени в их отрыве от материи,
невозможность их рассмотрения как некоторых абсолютно самостоятельных
сущностей. Здесь пространство и время не мыслятся иначе, как определенные
свойства бесконечной совокупности материальных объектов. Только через
существование последних, благодаря тому, что они обладают протяженностью,
размерами, взаимным расположением друг относительно друга,
последовательностью смены состояний и длительностью их бытия, мы можем
понять, что такое пространство и время. Зависимость пространства и времени
от материи определяет и все их основные свойства. При этом следует
подчеркнуть, что хотя они в равной степени есть формы существования
материи, однако между ними есть и различия. А поэтому они имеют ряд
свойств, как общих, так и отличающих их друг от друга.
Общим свойством, во-первых, является их объективность. Поскольку
материя не зависит от сознания людей, постольку пространство и время также
независимы от него. В этот вопрос идеалисты внесли путаницу. Так, Беркли
считал, что пространство есть не что иное, как сосуществование ощущений в
духе, субъекте; время - последовательность ощущений. По Канту, пространство
и время есть априорные (доопытные) формы чувственности[14]. Накладываясь на
хаос ощущений, эти априорные формы упорядочивают их в пространстве и
времени. Во-вторых, в силу вечности существования материи, вечны
пространство и время. Не может быть такого положения, когда материя
существовала бы или до того, как появились пространство и время, как после
того, как они уже исчезли. С попытками мыслить пространство и время как
имеющими начало или конец мы встречаемся у Гегеля, Дюринга и др. У Гегеля
природа развертывается сначала в пространстве, а затем уже во времени. А
следуя Дюрингу, необходимо вообще признать, что было время, когда времени
не было. Третьим свойством пространства и времени является их бесконечность
и безграничность. В применении к пространству безграничность означает, что
в какую бы сторону и на какое бы расстояние ни двигаться, нигде и никогда
мы не достигнем такой границы, которую можно считать пределом.
Бесконечность пространства проявляется в том, что как бы велики не были
размеры системы, всегда найдется такая система большего порядка, которая
будет включать в себя первую систему в качестве одного из своих элементов.
Относительно времени безграничность и бесконечность проявляются в
отсутствии событий, после которых уже не будет никакой длительности, не
будет неисчислимого количества процессов, следующих один за другим. В-
четвертых, пространство и время обладают свойствами абсолютности и
относительности. Причем абсолютность здесь мыслится не в ньютоновском
смысле. Она проявляется в том, что, независимо от смены явлений, от любых
изменений в материальных телах, пространство и время объективно существуют.
Иначе говоря, ни один материальный объект, какими бы он свойствами ни
обладал, не может оказаться вне времени и пространства. Вместе с тем
свойства пространства и времени могут изменяться с изменением свойств
материи. Например, в зависимости от материальных условий может изменяться
кривизна пространства (что нашло отразилось в создании неевклидовых
геометрий). Эйнштейн показал, что в разных инерциальных системах отсчета
длины отрезков и промежутки времени различны. Эти примеры свидетельствуют
об относительности пространства и времени. Важным свойством является то,
что пространство и время непрерывны и вместе с тем прерывны (дискретны).
Непрерывность пространства и времени выражается в том, что между любыми
двумя элементами пространственной протяженности всегда существует такой
элемент протяженности, который соединяет оба первых в единую
пространственную протяженность. Точно так же между двумя любыми временными
интервалами всегда найдется третий, соединяющий их в единую временную
длительность. Прерывность пространства и времени заключается в том, что они
включают элементы, различающиеся по своим внутренним свойствам, по
структуре, т.е. по своим качественным характеристикам.
В заключение отметим еще одно общее свойство пространства и времени.
Этим свойством является их внутренняя противоречивость. Предыдущие два
свойства являются примерами ее проявления. Бесконечность пространства и
времени складывается соответственно из конечных длительностей отдельных
процессов. Какие же свойства отличают пространство и время друг от друга?
Частным свойством пространства является его трехмерность. Она выражается,
во-первых, в том, что тело в пространстве сможет перемещаться в любом
направлении: вверх, вниз, вправо, влево, вперед, назад. Во-вторых, все
материальные тела обладают трехмерной пространственной формой -
протяженностью в длину, ширину и глубину. Математически трехмерность
пространства выражается во взаимооднозначном соответствии между его точками
и тройками чисел – их координатами в заданной произвольной системе
координат. Время, в отличие от пространства, одномерно. Это означает, что
если задано начало отсчета во времени, то начало или конец какого-либо
процесса, длина временного промежутка будут описаны одним числом. Кроме
того, время обладает свойством необратимости. Во времени невозможно
движение вспять. Оно течет всегда и всюду в одном и том же направлении: от
прошлого к настоящему, от настоящего к будущему. Отсюда, заметим попутно,
следует необратимость во времени причинно-следственных связей. Из
вышеуказанных свойств пространства и времени вытекает то, что пространство
обладает свойствами симметрии, а время - асимметрично. Симметричность
пространства выражается в том, что объекты, расположенные в одной части
пространства, могут являться зеркальным отражением материальных объектов в
другой части пространства относительно определенной линии. Имеет место и
симметрия пространства относительно оси вращения его около произвольной
точки. Симметрия пространства проявляется в симметричной конфигурации
различных материальных тел. Например, в форме кристаллов, строения бабочек.
В классической физике и специальной теории относительности господствующее
значение имеют постулаты об однородности и изотропии пространства и
однородности времени, вытекающие из их свойств. Однородность пространства
состоит в равноправии всех его точек, а изотропия - в равноправии всех его
направлений. Однородность времени предполагает равноправие всех моментов
времени. Это значит, что в каждой точке пространства, в любом направлении и
в любой момент времени законы физики действуют одинаково. Изменение
представлений о пространстве и времени, связанное с созданием неевклидовых
геометрий, открытием специальной теории относительности, вызвало большой
резонанс и в области философии. Ряд философов и физиков пришли к выводу:
поскольку наши представления о пространстве и времени меняются,
следовательно, они субъективны. Между тем абстрактные понятия пространства
и времени являются относительными, они могут изменяться, уточняться с
развитием науки, однако отсюда не следует, что изменяются в зависимости от
этого, приспосабливаясь к нашему опыту, объективные пространство и время.
Изменчивость представлений о пространстве и времени означает лишь, "что наш
опыт" и наше познание все более приспосабливаются к объективному
пространству и времени, все правильнее и глубже их отражая. Обоснование
объективности пространства и времени имеет актуальное значение для
современной физики, встретившейся с их новыми свойствами в области
микромира. Открытие неевклидовых геометрий, наряду с доказательством
материальности электромагнитного поля, создали предпосылки для коренного
изменения представлений о пространстве и времени. С открытием поля, по
словам Эйнштейна, стала возможной победа над ньютоновским абсолютным
пространством, поскольку не стало отграниченных друг от друга предметов.
Все оказалось заполненным материей и не стало пустоты. Следующим важным
моментом в развитии физики было установление в 1881 г. американским физиком
Майкельсоном независимости скорости света относительно движущихся тел. В
физике возникло противоречие между законами классической физики и новыми
открытиями.
3.2 Философское значение специальной теории относительности.
Разрешение этого противоречия было осуществлено А. Эйнштейном в 19О5 г.
созданием специальной теории относительности. Принципиально новым в теории
Эйнштейна является утверждение относительности и пространства и времени,
рассматриваемых в отдельности. Существенно иным стало понимание смысла
одновременности двух событий. С точки зрения специальной теории
относительности (СТО), два события, одновременные в одной инерциальной
системе отсчета, будут неодновременными в другой системе, движущейся
относительно первой. Мы можем с уверенностью говорить об одновременности
двух событий лишь в том случае, если они произошли в одном и том же месте.
Утрата абсолютности одновременности означает, что не может быть единого
времени в различных системах отсчета. В каждой такой системе имеется
"собственное" время. Длина также стала относительной. В самом деле, что
такое измерить длину какого-либо отрезка? Это значит одновременно
зафиксировать его начало и конец. Однако поскольку понятие одновременности
утратило свой абсолютный смысл, в различных системах отсчета длина отрезка
будет различной. Причем установление, что длина отрезка будет сокращаться в
направлении движения, а промежутки времени увеличиваться, т.е. течение
времени должно замедляться. Возникает вопрос: реальны ли подобные
релятивистские эффекты? Теория утверждает их реальность. Причем дело не в
том, что каждый отрезок в разных системах действительно короче другого.
Просто наблюдатели в каждой системе отсчета при измерении найдут, что
