Проблема социального пространства и времени

                                                        Введение

 

На протяжении всей своей истории человек стремился понять мир, в котором ему довелось жить: стремился осмыслить не только как он устроен, но и описать его. Если мир возник сам по себе, то по каким законам? Что является началом мироздания? Что первично: материя или идея? Ни один из крупных философов не обходил вниманием эти вопросы. Имеем ли мы достаточную степень необходимого понимания этих вопросов или они еще далеки от своего полного разрешения?

В своей книге «Вселенная разумная» Максим Карпенко говорит о том, что согласно Гёделю, научное знание не может быть полностью формализовано. Если   формализуется   достаточно   богатая содержанием  теория,  то она не может быть полностью отображена в формальной системе - в полученной теории всегда остается не выявленный,  не формализуемый остаток. «Это несоответствие, - пишет Карпенко, и выражается обычно в обнаружении неразрешимых в рамках данной формальной системы предложений…». Автор доступно рассказывает о недостатках формализации научного знания. Размышления автора заставляют еще раз задуматься о том, что в рамках понимания проблемы пространства и времени, современная наука сталкивается с рядом неразрешимых преград, которые как раз и возникают вследствие того, что научное знание построено «на вере».

 Например, бездоказательно принята  аксиома Евклида о параллельных  прямых. А между тем, исключение  или пересмотр её в рамках  аксиоматического базиса современной  науки позволяет иначе взглянуть  на картину мира.

Целью реферата является рассмотрение проблемы пространства и времени в истории философии и в науке. Однако для понимания  основных базисных представлений о пространстве и времени, которыми оперирует наука, необходимо прежде вспомнить историю философии этой проблемы.

Понимание пространства и времени в философии и науке коротко можно изложить следующим образом. Во времена Ньютона представление о пространстве и времени рассматривалось с точки зрения здравого смысла и было абсолютно ясным. Пространство представлялось вместилищем тел. Время рассматривалось как вместилище событий. Таково было понимание с точки зрения здравого смысла.

 

                  

 

 

 

 

 

 

 

 

                1.     История философии пространства и времени.

 

К истокам в понимании пространства и времени в философии и науке можно отнести работы древнегреческих философов, большинство из которых занимались вопросами покоя и движения тел, а также другими вопросами метафизики. В изучении мира пространство и время носило лишь вспомогательную роль. Они рассматривались с точки зрения здравого смысла, а представление о них было абсолютно ясным. Пространство представлялось вместилищем вещей, а значит, пространство и материя строго разделялись. Есть вещи – есть пространство, нет вещей – ни о каком пространстве вроде и речи быть не может. С той же позиции рассматривалось и время. Если события наблюдаемы, можно говорить о течении времени, событий нет – и время как бы остановилось. Размышления о наполненности пространства телами сводилось к вопросу определения понятия пустоты.

Идея состояла в том, что тело не может двигаться в заполненном пространстве, где нет пустых мест. Наиболее четко такая позиция сформулирована у Аристотеля. Он приходит к выводу, что вещество дает свободу движению, а точнее среда, в которой это движение происходит.  Если же сопротивление среды слишком мало, то скорость становится бесконечной и тело может находиться в нескольких местах одновременно. Согласно Аристотелю «Утверждающие существование пустоты называют ее местом; в этом смысле пустота была бы местом, лишенным тела». Это весьма оригинальное понимание Аристотелем свойств пространства и времени.

Размышления о возможности движения в заполненном пространстве приводили к идеи делимости не только пространства, но и времени. Так Зенон в своих апориях размышлял о бесконечном делимости пространства и времени. На основании этого можно утверждать, что уже в античности пространство и время  рассматривались вместе как непрерывные компоненты.

К диаметрально противоположным утверждениям относительно делимости пространства и времени пришли атомисты, рассматривавшие не только материю, но и пространство состоящими из атомов. Например, Демокрит, как убежденный материалист, утверждал что всё, в том числе и душа, состоит из атомов. Описав мир как систему атомов в пустоте, он отверг бесконечную делимость материи. Так в философии пространства появилась идея о его дискретности. Эта точка зрения долгое время была достаточно оригинальной. Известно, что советский физик Блохинцев оперировал понятием квантов пространства и времени. С этой точки зрения умозаключения Блохинцева весьма схожи с воззрениями Демокрита на делимость пространства и времени. За квант пространства рассматривалась величина 10-33 см, а квант времени равнялся 10-43 сек. Забегая вперед, отметим, что современная теория струн не отрицает предельную делимость материи.

Стоит отметить, что, опираясь на идею построения всего сущего из атомов, Демокрит предполагал существование множества миров как бесконечное число многообразий сосуществования атомов.

Говоря об античном понимании пространства и времени, необходимо вспомнить труды Евклида, описанные им в труде «Начала». Отталкиваясь от аксиоматического базиса, ему удалось развить стройную и логичную теорию пространственных отношений предметов. Согласно Эвклиду в основе пространства лежит точная и лаконичная геометрия. Стоит отметить, что современная геометрия, изучающаяся в школе, не претерпела больших изменений со времен Евклида. Одной из главных заслуг Евклида является то, что люди научились абстрагировать свои представления о пространстве, оперировать им, отталкиваясь от предметов, находящихся в нем. В борьбе с пятой аксиомой Евклида – о параллельных прямых – было предпринято много смелых попыток устранить недостатки формализованного познания пространства, однако до не давнего времени они не приносили положительных результатов и были заброшены

Другой греческий философ - Декарт – отмечал, «…что протяженность является сущностью материи, а, следовательно, материя имеется повсюду. У него протяженность – прилагательное, а не существительное, ее существительное – материя, и без своего существительного протяженность не может существовать. Для него пустое пространство также абсурдно, как счастье без чувствующего существа, которое счастливо».  Таким образом, Декарт отрицает существование абсолютной пустоты, как пространства без материи. Материя есть по всюду и эту материю он назвал «тонкой». Примечательно, что к идеи существования «тонкой материи» приходили многие философы того времени.

Как известно Декарту принадлежит изобретение координатной плоскости. При помощи набора действительных чисел он смог описать расположение точки в пространстве. Все тела стали рассматриваться как совокупность точек в пространстве, т.е. их многообразие. Так Декарт смог показать непрерывность пространства и определить его трехмерность. Эта была новая веха в понимании и оперировании свойствами пространства.

Благодаря трудам Декарта стало понятно, что числа не только окружают нас на каждом шагу, они порождают геометрию, а геометрия порождает физику. Человечество это окончательно осознало с появлением теории относительности Эйнштейна, которая установила прямую связь между геометрией пространства и его физическими свойствами. Об этом пойдет разговор чуть позже, а пока рассмотрим вопрос пространства и времени с точки зрения Ньютона.

Чтобы сформулировать законы динамики Ньютону пришлось задаться вопросом: что есть пространство и время? Ему было необходимо просто-напросто дать определение этим понятиям, раз уж он строил аксиоматическую теорию наподобие евклидовой геометрии.

 

Достаточно подробно оценку трудов Ньютона дал Эрнст Мах. Обратимся к первоисточнику.

 «Время, пространство, место и  движение составляют понятия  общеизвестные. Однако необходимо  заметить, что эти понятия обыкновенно  относятся к тому, что постигается нашими чувствами. Отсюда происходят некоторые неправильные сужения, для устранения которых необходимо вышеприведенные понятия разделить на абсолютные и относительные, истинные и кажущиеся, математические и обыденные.

Абсолютное. Истинное и математическое время само по себе и по самой своей сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равномерно и иначе называется длительностью.

Относительное, кажущееся или обыденное время есть или точная, или изменчивая, постигаемая чувствами, внешняя, совершаемая при посредстве какого-либо движения мера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни вместо истинного математического времени, как-то: час, день, месяц, год…»

Этим определением Ньютон абсолютизирует время, как текущее вне зависимости от любых реальных процессов в природе. Далее в этом же тексте Ньютон говорит, что может не существовать точного стандарта времени на основе физических или астрономических явлений, из-за их несовершенства. «Создается впечатление, –  пишет Мах, – что … Ньютон находится еще под влиянием средневековой философии, как будто бы он изменил своему намерению исследовать только фактическое», время становится чем-то абстрактным, независящем от всякого измерения. Ньютон находился под влиянием Декарта, но выкинув «тонкую материю», но свою механику рассматривает только с точки зрения абстрактной жесткой и неподвижной системы координат

Что же касается пространства, то Ньютон пишет: «Абсолютное пространство по самой своей сущности, безотносительно к чему бы то ни было внешнему, останется всегда одинаковым и неподвижным. Относительное есть его мера или какая-либо ограниченная подвижная часть, которая определяется нашими чувствами по положению его относительно некоторых тел и которое в обыденной жизни принимается за пространство неподвижное…». Данное суждение Ньютона весьма аналогично его размышлениям о времени.

Важно, что в «Началах …» различается абсолютное и относительное движения, причем это обсуждается автором очень тщательно. Это говорит о том, что Ньютон даже сделал шаг назад по сравнению с Декартом, который еще раньше вполне правильно понимал относительность всякого движения.

 Для Исаака Ньютона, как и  Галилео Галилея, пространство было  бесконечно и евклидово (т.е. не  кривое), а время текло равномерно и бесконечно. Все изменения в мире распространялись бесконечно быстро во всей Вселенной.

Следует отметить, что достаточно долго в философии пространство и время рассматривались с точки зрения причинности.

 

 

 Немаловажную роль в этом  сыграли труды Канта.

 Так, например, он утверждал, что  наши ощущения имеют причины. Наше восприятие, называемое «феноменом», состоит из «ощущения» (объективная  составляющая) и «формы» явления. Форма не есть само ощущение, это субъективный аппарат, устанавливающий  определенные отношения явлений и их порядок. Форма не зависит от среды и априорна, она всегда присутствует в нас и не связана с опытом. У «чистой формы» есть две составляющие – пространство и время. При этом пространство «ответственно» за внешние ощущения, а время – за внутренние. Для обоснования своей позиции Кант выдвигает несколько доказательств, что пространство и время являются априорными формами.«Пространство не есть эмпирическое понятие, отвлекаемое от внешнего опыта, В самом деле, представление пространства должно уже лежать в основе для того, чтобы известные ощущения были относимы к чему-то вне меня (то есть к чему-то в другом месте пространства, чем то, где я нахожусь), а также для того, чтобы я мог представлять их как находящиеся вне друг друга, следовательно, не только как различные, но и как находящиеся в различных местах». «Пространство есть не дискурсивное, или, как говорят, общее, понятие об отношениях вещей вообще, а чисто наглядное представление. В самом деле, можно представить себе только одно единственное пространство, и если говорят о многих пространствах, то под ними подразумевают лишь части одного и того же единого пространства, к тому же эти части не могут предшествовать единому всеохватывающему пространству как его составные элементы (из которых возможно было бы сложение), но могут быть мыслимы только как находящиеся в нем. Пространство существенно едино; многообразное в нем, а, следовательно, также общее понятие о пространствах вообще основывается исключительно на ограничениях». Этим Кант утверждал, что поскольку мы не можем вообразить, что не существует пространство, то это понятие априорное, кроме того пространство бесконечно, но следует принимать во внимание субъективизм восприятий окружающего мира человеком. Серьезный аргумент не может быть основан на том, что можно или нельзя представить. Согласно Канту получатся, что субъективное восприятие пространства приводит к объективным ощущениям. Поэтому с появлением общей теории относительности суждения Канта стали рассматриваться как ошибочные. Дело в том, что в эйнштейновской теории гравитации искривление самого пространства ведет к вполне определенным регистрируемым эффектам. Второе доказательство Канта, касающееся единства пространства и невозможности воображения «других пространств», с релятивистской точки зрения опровергается тем, что пространство или пространства не являются субстанциями, т.е. с точки зрения современной «официальной» науки, пространства различных размерностей (при допущении существования таковых), не могут являться частями одного плоского трехмерного пространства.

 

 

                          2.     Современная научная парадигма.

 

До начала XIX века все теории пространства подразумевали, так или иначе, справедливость в нашем мире евклидовой геометрии. Но математика здесь внесла свои коррективы и в течение прошлого века существенно изменила философские взгляды на категории пространства, а затем и времени. Важным является открытие Лобачевского и Римана неевклидовой геометрии, которую сейчас принято называть дифференциальной или римановой геометрией. Дело в том, что если отбросить одну из аксиом Евклида, говорящую о том, что параллельные прямые на плоскости не пересекаются, то теория обобщается на неплоские (искривленные) пространства. Первым это заметил Лобачевский, который первоначально надеялся получить противоречие, что, если отбросить пятую аксиому Евклида о параллельных, чтобы доказать ее необходимость включения в ряд постулатов.

Риман развил аппарат криволинейной геометрии и задался вопросом о применимости новой геометрии к нашему миру. Примечательно, что Риман ввел понятие n-протяженной величины, что на более понятном нам языке означает многомерное пространство. В работах Эйнштейна о пространстве-времени прослеживаются  мысли Римана. Следует отметить, что Идеи Римана и до сих пор не исчерпаны в современной науке. Сейчас множественность пространственно-временных измерений встречается в физике довольно часто, хотя когда-то в своих работах Риману пришлось долго объяснять современникам понятие многомерности, потому что представить его можно только аналитически.

Первым применением многомерности можно назвать четырехмерное пространство Минковского, где наряду с обычными пространственными измерениями фигурирует время. Если же объединить представление о пространстве Минковского и неевклидову геометрию, то можно прийти к искривленному четырехмерному пространству-времени. Это и есть основа эйнштейновской общей теории относительности.

Оказывается, что искривление пространства и времени проявляет себя как поле тяготения. Кривизна в свою очередь обусловлена наличием  материи, т. е. вещественные тела и энергия вызывают искривление пространства-времени как массивное тело искривляет простыню, на которой оно находится. Эйнштейн ввел постулат о различимости физических процессов и об одинаковости скорости света в разных инерциальных системах отсчета. При этом можно получить такие «странности» специальной теории относительности, как замедление времени движущихся часов, сокращение длины и прочее.

Это подтверждается целым рядом наблюдений, в том числе и в явлениях космического масштаба. Известно, что массивные космические тела искажают  свет, на пути которого они находятся.