Этот взгляд близок к субстанциональному пониманию пространства и
времени, хотя у Ньютона они и не являются настоящими субстанциями, как
материя. Они обладают лишь одним признаком субстанции - абсолютной
самостоятельностью существования и независимостью от любых конкретных
процессов. Но они не обладают другим важным качеством субстанции -
способностью порождать различные тела, сохраняться в их основе при всех
изменениях тел. Такую способность Ньютон признавал лишь за материей,
которая рассматривалась как совокупность атомов. Правда, материя - тоже
вторичная субстанция после Бога, который сотворил мир, пространство и время
и привел их в движение. Бог, являясь существом непространственным и
вневременным, неподвластен времени, в котором все изменчиво и преходяще. Он
вечен в своем бесконечном совершенстве и всемогуществе и является подлинной
сущностью всякого бытия. К нему не применима категория времени, Бог
существует в вечности, которая является атрибутом Бога. Чтобы полнее
реализовать свою бесконечную мудрость и могущество, он создал мир из
ничего, творит материю, а вместе с ней пространство и время как условия
бытия материи. Но когда-нибудь мир полностью осуществит заложенный в нем
при творении божественный план развития и его существование прекратиться, а
вместе с миром исчезнут пространство и время. И снова будет только вечность
как атрибут Бога и его бесконечная вездесущность. Подобные взгляды
выражались еще Платоном, Аврелием, Августином, Фомой Аквинским и их
последователями.
В этих воззрениях, даже с теологической точки зрения, содержаться
глубокие противоречия. Ведь однократный акт творения мира и обреченность
его на грядущую гибель не соответствует бесконечному могуществу,
совершенству и мудрости Бога. Этим божественным атрибутам более
соответствовало бы бесконечное множество актов творения самых различных
миров, последовательно сменяющих друг друга в пространстве и времени. В
каждом из них реализовывалась бы определенная идея, данная этому миру
Богом, а все множество этих идей создавало бы бесконечное пространство и
время. Подобные идей, высказанные в общем виде еще александрийским теологом
Оригеном (III в. н.э.) и объявленные вскоре ересью, в Новое время
развивались в философии Лейбница, выдвинувшего идею о предустановленной
гармонии в каждом из потенциально возможных миров. Лейбниц рассматривал
пространство как порядок существования тел, а время - как порядок отношения
и последовательность событий. Это понимание составило сущность реляционной
концепции пространства и времени, которая противостояла их пониманию как
абсолютных и независящих ни от чего реальностей, подвластных только Богу.
Наряду с объективными представлениями о пространстве – времени
существовали и идеалистические концепции (Беркли, Мах, Авенариус и др.),
которые ставят пространство и время в зависимость от человеческого
сознания, выводя их из способности человека переживать и упорядочивать
события, располагать их одно после другого. Так, Кант рассматривал
пространство и время как априорные (доопытные) формы чувственного
созерцания, вечные категории сознания, аргументируя это ссылкой на
стабильность геометрии Евклида в течение двух тысячелетий.
После выхода в свет "Начал" Ньютона физика начала активно
развиваться, причём этот процесс происходил на основе механистического
подхода. Однако, вскоре возникли разногласия между механикой и оптикой,
которая не укладывалась в классические представления о движении тел. После
того, как физики пришли к выводу о волновой природе света вновь возникло
понятие эфира - среды в которой свет распространяется. Каждая частица
эфира могла быть представлена как источник вторичных волн, и можно было
объяснить огромную скорость света огромной твёрдостью и упругостью частиц
эфира. Иными словами эфир был материализацией Ньютоновского абсолютного
пространства.
Проблема пространства и времени была тесно связана с концепциями
близкодействия и дальнодействия. Дальнодействие мыслилось как мгновенное
распространение гравитационных и электрических сил через пустое абсолютное
пространство, в котором силы находят свою конечную цель благодаря
божественному проведению. Концепция же близкодействия (Декарт, Гюйгенс,
Френель, Фарадей) была связана с пониманием пространства как протяженности
вещества и эфира, в котором свет распространяется с конечной скоростью в
виде волн. Это привело в дальнейшем к понятию поля, от точки к точке
которого и передавалось взаимодействие. Именно это понимание взаимодействия
и пространства, развивавшееся в рамках классической физике, было
унаследовано и развито далее в XX веке, после крушения гипотезы эфира, в
рамках теории относительности и квантовой механики. Пространство и время
вновь стали пониматься как атрибуты материи, определяющиеся ее связями и
взаимодействиями.
Современное понимание пространства и времени было сформулировано в
теории относительности А. Эйнштейна, по-новому интерпретировавшей
реляционную концепцию пространства и времени и давней ей естественнонаучное
обоснование.
СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРИРОДЕ ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ.
Специальная теория относительности.
Специальная теория относительности, созданная в 1905 г. А. Эйнштейном,
стала результатом обобщения и синтеза классической механики Галелея -
Ньютона и электродинамики Максвелла - Лоренца. “Она описывает законы всех
физических процессов при скоростях движения, близких к скорости света, но
без учета поля тяготения. При уменьшении скоростей движения она сводится к
классической механике, которая, таким образом, оказывается ее частным
случаем”.[1]
Исходным пунктом этой теории стал принцип относительности.
Классический принцип относительности был сформулирован еще Г. Галилеем:
“Если законы механики справедливы в одной системе координат, то они
справедливы и в любой другой системе, движущейся прямолинейно и равномерно
относительно первой.”[2] Такие системы называются инерциальными, поскольку
движение в них подчиняется закону инерции, гласящему: “Всякое тело
сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если
только оно не вынуждено изменить его под влиянием движущихся сил.”[3]
Галилей разъяснял это положение различными наглядными примерами.
Представим путешественника в закрытой каюте спокойно плывущего корабля. он
не замечает никаких признаков движения. Если в каюте летают мухи, они
отнюдь не скапливаются у задней стенки, а спокойно летают по всему объему.
Если подбросить мячик прямо вверх, он упадет прямо вниз, а не отстанет от
корабля, не упадет ближе к корме. Из принципа относительности следует, что
между покоем и движением - есть оно равномерно и прямолинейно - нет никакой
принципиальной разницы. Разница только в точке зрения. Например,
путешественник в каюте корабля с полным основанием считает, что книга,
лежащая на его столе, покоится. Но человек на берегу видит, что корабль
плывет, и он имеет все основания считать, что книга движется и притом с той
же скоростью, что и корабль. Так движется на самом деле книга или нет? На
этот вопрос, очевидно, нельзя ответить просто “да” или “нет”. Спор между
путешественником и человеком на берегу был бы пустой тратой времени, если
бы каждый из них отстаивал только свою точку зрения и отрицал точку зрения
партнера. Они оба правы, и чтобы согласовать позиции, им нужно только
признать, что книга покоится относительно корабля и движется относительно
берега вместе с кораблем. Таким образом, слово “относительно” в названии
принципа Галилея не скрывает в себе ничего особенного. Оно не имеет
никакого иного смысла, кроме того, который мы вкладываем в движение о том,
что движение или покой - всегда движение или покой относительно чего-то,
что служит нам системой отсчета. Это, конечно, не означает, что между
покоем и равномерным движением нет никакой разницы. Но понятие покоя и
движения приобретают смысл лишь тогда, когда указана точка отсчета.
Если классический принцип относительности утверждал инвариантность
законов механики во всех инерциальных системах отсчета, то в специальной
теории относительности данный принцип был распространен также на законы
электродинамики, а общая теория относительности утверждала инвариантность
законов природы в любых системах отсчета, как инерциальных, так и
неинерциальных. Неинерциальными называются системы отсчета, движущиеся с
замедлением или ускорением.
В соответствии со специальной теорией относительности, которая
объединяет пространство и время в единый четырехмерный пространственно-
временной континуум, пространственно - временные свойства тел зависят от
скорости их движения. Пространственные размеры сокращаются в направлении
движения при приближении скорости тел к скорости света в вакууме (300 000
км/с), временные процессы замедляются в быстродвижущихся системах, масса
тела увеличивается.
Находясь в сопутствующей системе отсчета, то есть, двигаясь
параллельно и на одинаковом расстоянии от измеряемой системы, нельзя
заметить эти эффекты, которые называются релятивистскими, так как все
используемые при измерениях пространственные масштабы и части будут
меняться точно таким же образом. Согласно принципу относительности, все
процессы в инерциальных системах отсчета протекают одинаково. Но если
система является неинерциальной, то релятивистские эффекты можно заметить и
изменить. Так, если воображаемый релятивистский корабль типа фотонной
ракеты отправится к далеким звездам, то после возвращения его на Землю
времени в системе корабля пройдет существенно меньше, чем на Земле, и это
различие будет тем больше, чем дальше совершается полет, а скорость корабля
будет ближе к скорости света. Разница может измеряться даже сотнями и
тысячами лет, в результате чего экипаж корабля сразу перенесется в близкое
или отдаленное будущее, минуя промежуточное время, поскольку ракета вместе
с экипажем выпала из хода развития на Земле.
Подобные процессы замедления хода времени в зависимости от скорости
движения реально регистрируются сейчас в измерениях длины пробега мезонов,
возникающих при столкновении частиц первичного космического излучения с
ядрами атомов на Земле. Мезоны существуют в течении 10-6 - 10-15 с (в
