В классической науке с Ньютона и Галилея время и пространство рассматриваются как особого рода сущности, как некоторые субстанции, существующие сами по себе, независимо от материальных объектов, но оказывающие на них существенное влияние. Они представляют собой как бы вместилище тех материальных вещей, процессов и событий, которые происходят в мире. При этом время рассматривается как абсолютная длительность, а пространство трактуется как абсолютная протяженность. Это обозначается как субстанциальная концепция.
На такую трактовку пространства и времени опирался Ньютон при создании своей механики. Данная концепция превалировала в физике вплоть до создания специальной теории относительности. В философии возможны как идеалистические варианты решения рассматриваемой проблемы, когда, например, пространство трактовалось как особая субстанция, порожденная духом, так и материалистические, в которых пространство понималось как субстанция, существующая или наряду с материей, или же выполняющая порождающие субстанциальные функции.
В реляционной концепции пространство и время рассматриваются как особого рода отношения между объектами и процессами. Физика вплоть до появления теории Эйнштейна базировалась на субстанциальной концепции пространства и времени, хотя в рамках философии присутствовали, как мы показали выше, и другие представления. Почему так произошло? Потому, что на данном историческом отрезке именно субстанциальные представления можно было наполнить конкретным физическим содержанием. Поэтому речь идет не о том, какие представления являлись наиболее истинными, наиболее адекватными бытию, а о выборе тех представлений, которые по конкретным научным критериям могли быть вписаны в выбираемую научную модель. Уже это придает относительность не только ньютоновскому, но и вообще любому физическому описанию мира.
Фундаментом классической физики была механика. Мир представляет в ней систему взаимодействующих частиц или кирпичиков материи – атомов. Их движение подчиняется законам классической ньютоновской динамики. Основное свойство атомов – их материальность или вещественность. Система взаимодействующих атомов и их конгломератов образует вещественное бытие в целом.
Пространство, которое существует вне и независимо от сознания человека, – это «невещественное» бытие. По своим свойствам оно противоположно материи, но в то же время является условием ее бытия. Время абсолютно; порядок событий во времени имеет абсолютный характер и охватывает все физические события в мире. Поэтому с точки зрения ньютоновской физики пространство и время – это предпосылки, которые сами по себе не должны анализироваться. При этом абсолютной и самодовлеющей сущностью выступает пространство, которое предшествует как веществу, так и времени.
С философской точки зрения это было очень сильное огрубление бытия, основанное на распространении на него свойств отдельной его части. Свойства локальной части экстраполировались здесь на весь мир. Предполагалось, что он так устроен везде. Рассуждение весьма типичное для ученых и сегодня. Физика, безусловно, дает описание мира, но, как и любая иная наука, опирается лишь на те знания и представления, которые она может обобщить на данном этапе. С философских позиций понятно, что этих данных всегда будет недостаточно, а значит, никакая картина мира не может претендовать на полноту. Более того, данная картина мира весьма относительна и субъективна, так как очень часто базируется на введении сил и представлений, которые являются не чем иным, как некими умозрительными конструкциями, созданными именно для заполнения недостаточности физического обоснования.
Так, ньютоновская физика вводит понятие эфира в качестве особой универсальной среды. Считалось, что эфир пронизывал все тела и им было заполнено пространство. С помощью этого понятия, как казалось, удавалось объяснить все известные тогда явления в физическом мире. При этом физики долгое время просто игнорировали тот факт, что сам эфир оставался недосягаемым для физического эксперимента. Создалась парадоксальная ситуация, когда в основе экспериментальной физической науки лежало понятие эфира, которое эмпирически не было подтверждено, а значит, согласно критериям этой науки, было за рамками научного познания.
Понятие одновременности в классической физике трактовалось также согласно субстанциальной концепции времени. Одновременными считались все те события, которые произошли в одно мгновение. С точки зрения здравого смысла это действительно так, и потому даже в голову никому не приходило, что это необходимо обосновывать. Однако позже оказалось, что это не так.
Во второй половине XIX в. научные открытия заставляют ученых перейти к реляционной трактовке пространства и времени. Развивается классическая электродинамика, которая базируется на отказе от принципа дальнодействия, т. е. мгновенного распространения света. Дело в том, что в классической физике свет распространялся в особой светоносной среде – эфире. Согласно единой теории электромагнитного поля, движение Земли относительно мирового эфира должно влиять на скорость распространения света. Начиная с 1881 г. сначала Майкельсон, а затем – с 1887 г. – он же совместно с Морли ставят серию опытов с целью эмпирического подтверждения данной идеи (в историю науки данные опыты вошли под именем их авторов как «опыты Майкельсона – Морли»). Однако результат опытов оказался негативным, скорость света при всех измерениях оставалась постоянной.
Лоренц и Фицджеральд объяснили это сокращением размеров движущихся тел и замедлением хода движущихся часов, что являлось попыткой «спасти» классическую физику. И это было не случайно, так как в противном случае из результатов опыта вытекали следующие выводы, невозможные для ученых, придерживающихся классических физических представлений:
1. Земля неподвижна, что явно противоречило науке, которая экспериментально обосновала факт движения Земли.
2. Эфира нет, что также противоречило науке, так как с помощью понятия эфира был сделан ряд открытий и объяснено множество явлений, например в рамках волновой теории света.
В 1905 г. А. Эйнштейн излагает свою специальную теорию относительности, успешно разрешая накопившиеся противоречия, но отрицая при этом существование эфира.
Постулатами его теории являются следующие:
1. Специальный принцип относительности, согласно которому законы природы неизменны во всех инерциальных системах отсчета, т. е. в системах, находящихся в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения.
2. Принцип предельности: в природе не может быть взаимодействий, которые превышают скорость света.
Из данной теории следовал целый ряд выводов, касающихся понимания пространства и времени, которые уже существовали в философии в рамках реляционных представлений.
Прежде всего, изменялся смысл категорий времени и пространства. Пространство и время предстали как относительные свойства бытия, зависящие от систем отсчета. Оказалось, что пространство и время имеют физический смысл только для определения порядка событий, связанных материальными взаимодействиями. Кроме того, пространство и время оказались имманентно взаимосвязанными друг с другом (четырехмерное пространство Г.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276