Некоторые нерешенные проблемы теории пространства и времени
Проблема измерений. Новая концепция пространства и времени привела к заостренной постановке проблемы измерений. Может ли пространство иметь более чем три, а время — более чем одно измерение1 ? С общей теоретической точки зрения это можно допустить. В современной науке разработаны, например, представления о пяти-, восьми- и более мерном пространстве, о более, чем одномерном времени. Однако не существует никаких общих философских или естественнонаучных положений, которые позволяли бы однозначно решить эту проблему. Нет и никаких эмпирических данных для такого решения.
Проблема многообразия форм пространства и времени. В настоящее время существует большое многообразие подходов к изучению пространства и времени, с которыми связаны существенно различные трактовки форм пространства и времени. Так, различают метрическое и неметрическое пространства. Пространство, описываемое евклидовой и неевклидовой геометриями, относится к первому, в котором существенное значение имеет расстояние. В неметрическом, например топологическом, пространстве расстояние оказывается несущественной, «не сохраняющейся» величиной. Применительно к топологическому пространству коренным образом меняется понятие бесконечности. В метрически конечном пространстве может, например, мыслиться топологически бесконечное пространство. Если окажется, что пространство реальной Вселенной является топологическим, а не метрическим, это приведет к весьма серьезным пересмотрам материалистической концепции мира. Разумеется, решающую роль при выяснении природы окружающего нас пространства должны сыграть эмпирические, частные науки, опирающиеся на методы наблюдения. Однако в решении вопроса о природе реального пространства активную роль должна сыграть и научная философия. С философской точки зрения необходимо учесть прежде всего, что вопрос о соответствии той или иной мыслительной модели пространства и времени объективной реальности решается далеко не просто. Возможность создания самых разнообразных и «диковинных» абстракций пространства и времени вовсе не означает, что эти мыслимые формы пространства и времени существуют где-то реально. Не существует буквально, как таковое, так называемое четырехмерное пространство, поскольку четвертое измерение этого «пространства» является временным. Математика и физика широко применяют понятие о многомерных пространствах, которые не имеют буквального смысла и являются математическими фикциями или идеализациями, обозначающими многофазовые состояния физических систем, а не реальные пространственные измерения. Вполне вероятно, что топологическое пространство является только абстракцией каких-то существенных сторон реального метрического пространства и не существует реально, как таковое, нигде в мире.
Мысль о зависимости пространства и времени от свойств материи получила в современной науке широкое распространение. Были даже предприняты попытки различить формы пространства и времени в связи с различными формами материи — физической, химической, биологической и социальной. Однако при этом не было обнаружено каких-либо существенных специфических черт пространства и времени в химической, биологической, социальной формах материи, которые позволили бы сделать вывод о реальности таких форм пространства и времени. По-видимому, следует признать, что пространство и время находятся в существенной зависимости только от базовых форм материи (в нашей части Вселенной это физическая форма материи), которые характеризуются такими мощными факторами, как например, гравитация. Химические процессы, жизнь и социальная жизнь протекают, очевидно, в физическом пространстве.
Может ли время течь обратно? Такое предположение высказывалось рядом ученых. Так, американский физик Р. Фейнман разработал представление о позитроне как электроне, движущемся в обратном направлении времени. Однако это представление не имело реального физического смысла. Принято, что физические процессы и, следовательно, время, являются необратимыми в двух смыслах: фактуальном и номологическом. Фактуальный смысл необратимости состоит в том, что обращение процессов во времени никогда не происходит и запрещается по следующим соображениям: некоторые частные условия де-факто (начальные или граничные), существующие во Вселенной независимо от какого-либо закона (или законов), совместно с соответствующим законом (или законами) делают обращение во времени де-факто невозможными, хотя никакой отдельный закон или комбинация разных законов сами по себе не запрещают такого обращения. Необратимость в номологическом смысле означает, что, наоборот, обращение во времени запрещается каким-то законом или комбинацией законов1 .
Фактуальное основание идеи необратимости времени включает три аспекта: энтропийный, электродинамический и космологический. Согласно второму началу термодинамики термодинамические процессы в замкнутых системах всегда приводят к возрастанию (или, в крайнем случае, к сохранению) энтропии — меры неупорядоченности процессов. С точки зрения термодинамики любая замкнутая физическая система стремится к уменьшению организованности, упорядоченности, а не наоборот. Второе начало термодинамики, в его первоначальной общей формулировке Клаузиуса и Томсона, рассматривалось как убедительное номологическое свидетельство в пользу идеи необратимости времени (впервые необратимость времени была связана со вторым началом термодинамики Больцманом). Однако статистическое, вероятностное истолкование второго начала Больцманом, заменившим динамическую интерпретацию этого закона, означало, что возрастание энтропии происходит только с большей вероятностью, чем убывание, которое, таким образом, должно было быть понято как обратимость времени. С этой точки зрения казалось возможным так называемое «чудо Джинса», когда вода, поставленная в горячую печь, замерзает, а печь еще больше нагревается.
Более того, статистическое истолкование второго начала привело к так называемому «парадоксу обратимости», согласно которому переходы к низшим значениям энтропии происходят столь часто, сколь и переходы к высоким значениям1. Ю.Б. Молчанов считает, что в современной физической и философской литературе «не найдено сколько-нибудь убедительных доводов против возражения, основанного на «парадоксе обратимости». Между тем фактуально, то есть эмпирически, «обоснование направления времени с помощью энтропийных или статистических процессов является однозначным и неопровержимым, ибо нам не известно ни одного факта самопроизвольного протекания процессов в порядке, обратном протеканию большинства процессов нашего окружения»2 .
Следующим фактуальным основанием идеи необратимости течения времени является рассеяние электромагнитного излучения, которое распространяется в пространстве от любого источника света в виде сферической волны, никогда не возвращающейся обратно, к своему источнику. Обратимость процессов электромагнитных излучений совершенно немыслима с точки зрения физики. Однако законы электродинамики не содержат никаких запретов для обратного движения процессов, и поэтому современная электродинамика также не дает номологического обоснования идеи необратимости времени.
Космологическое обоснование идеи необратимости времени связано с наблюдаемым в известной части Вселенной явлением разбегания галактик, расширением наблюдаемой части Вселенной. Но современной астрономии и астрофизике не известно никакого принципа, запрещающего обратный процесс сжатия материи в видимой части Вселенной. Более того, процесс сжатия, с точки зрения релятивистской космологии, является весьма вероятным (заметим, однако, что с точки зрения термодинамики бесконечно пульсирующая от сжатия к сжатию Вселенная невозможна).
Таким образом, естественнонаучные обоснования идеи необратимости времени в настоящее время имеют, по-видимому, только фактуальный характер и связаны, по Грюнбауму, с оценкой роли начальных или граничных условий де-факто. Подчеркивая роль фактуального подхода, Молчанов отмечает: «Обращение времени означало бы неестественное протекание процессов: мертвецы вставали бы из могил и оживали из пепла и праха в процессах, обратных горению и разложению, которые «всасывали» бы теплоту и электромагнитное излучение из окружающей среды, в результате синтеза возникали бы новые вещи и т. д.»1 .
Молчанов высказал ряд философски перспективных соображений относительно роли начальных, или граничных, условий. «Представляется все же сомнительным, чтобы... начальные, граничные условия были номологически случайными. Они оказываются более чем просто регулярными и приводят к слишком уж железной необходимости, которая обусловливает необратимость всех без исключения процессов. О какой же тогда «случайности» граничных условий можно говорить? Это скорее более или менее разнообразные проявления некоего общего и динамического закона или свойства Вселенной, чем беспорядочное стечение независимых друг от друга условий и обстоятельств».
| Всеобщий закон Вселенной? |
Необратимость процессов имеет «необходимый, динамический характер и, видимо, скорее всего есть проявление или действие какого-то единого и всеобщего закона»2 .
Следует задуматься, не держит ли ключ к открытию такого закона, к пониманию необратимости времени философия?
ДВИЖЕНИЕ — СПОСОБ
СУЩЕСТВОВАНИЯ МАТЕРИИ
Понятия о пространстве и времени неполно раскрывают способ существования материи. Другим важнейшим способом существования или формой бытия материи является движение и развитие. Теоретически корректнее было бы назвать третий, в нашей последовательности изложения, атрибут материи развитием, поскольку движение — абстрактная сторона развития, а не самостоятельный атрибут материи. Однако движение проще развития и поэтому характеристику целостного атрибута материи можно начать с понятия движения, согласно сложившейся в философской литературе традиции.
Движение, как еще одно предельное понятие науки, так же нельзя подвести под «ближайший род», т. е. под более широкое понятие. Суть движения выясняется поэтому с помощью целой серии определений. Простейшим и наиболее общим образом Энгельс определял движение через известный нам из опыта признак — изменения вообще. «Движение, в применении к материи,— писал Энгельс,— это изменение вообще»1 .
Как обыденный опыт, так и материал науки свидетельствуют, что все вещи обладают способностью изменения, перехода из одного состояния в другое. Движение — это перемена места в пространстве, изменение физических полей, химического состава, структуры и функций организмов, процесс практического преобразования предметов человеком, рост знаний и т. д.
Более строго движение может быть определено как снятие абстрактного тождества предмета с самим собой. Каждая вещь, оставаясь до какого-то предела самой собой, в то же время непрерывно меняется, перестает быть самой собой, тождественной себе. Вне такого непрерывного движения вещь не существует и не может мыслиться. Так, невозможно понять живой организм вне непрерывного обмена веществ, вне разрушения и восстановления живого вещества. Невозможно представить физические поля вне их движения. Нельзя понять мысль иначе, как в движении. Поэтому в марксистской диалектике понятие абсолютного покоя рассматривается как несостоятельное. Критикуя механистического материалиста Дюринга, Энгельс писал, что представление Дюринга о начале развития материального мира, находившегося первоначально «в равном себе состоянии», лишено всякого смысла. «Если мир был некогда в таком состоянии, когда в нем не происходило абсолютно никакого изменения, то как он мог перейти от этого состояния к изменениям?»2. «...Лишенное движения состояние материи оказывается одним из самых пустых и нелепых представлений, настоящей «горячечной фантазией»3. Естественно, что для объяснения начала изменения мира логически неизбежно допустить совершенно не следующее из фактов понятие первотолчка или бога. Однако это «объяснение», помимо того, что оно является надуманным, не следующим из реальных наблюдений, оказывается бессодержательным, поскольку, как мы уже об этом говорили в историко-философском введении, бог, с позиций религиозной философии, является абсолютно неизменным, покоящимся «началом» и, следовательно, не может быть источником движения.
| Неподвижное движет миром? |
Религиозная философия оказалась неспособной разрешить противоречие между идеей абсолютно неподвижного бога и идеей сотворения мира и его движения.
Движение и покой. Понятие движения раскрывается далее через противопоставление покою. Материалистическая диалектика отнюдь не отрицает реального покоя. Такое отрицание, характерное для релятивизма как одной из форм метафизики, неминуемо приводит к отрицанию движения и, более того, самого существования вещей. Действительно, движение предполагает материальный субстрат, который изменяется. Это означает, что движение должно быть связано с чем-то сохраняющимся, относительно покоящимся. Абсолютизация движения, доведенная до полного отрицания покоя, приводит к тому, что вещь, как носитель движения, растворяется нами в чистом движении, что делает бессмысленным и само понятие движения. Так, не имеет смысла понятие о бесконечной скорости перемещения тел, поскольку при ней не было бы никакого реального перемещения и, более того, теряет смысл понятие расстояния, пространства, времени.
Вместе с тем покой и движение, как понял уже Д. Толанд, не являются равноправными. Покой выступает как момент движения. Поэтому диалектика рассматривает движение как абсолютное, а покой — как относительный.
Покой относителен в двух смыслах. Во-первых, в пределах каждого покоящегося состояния происходят непрерывные изменения, подрывающие покой «изнутри». Так, каждая общественно-экономическая формация, сохраняя свои общие черты, внутренне непрерывно меняется. Во-вторых, всякое состояние покоя рано или поздно сменяется новым состоянием относительного покоя. Каждая общественно-экономическая формация, исчерпав возможности изменений в своих собственных рамках, превращается в новую формацию. Соотношение двух видов изменений в рамках данного состояния и выводящее за эти рамки, скрывает под собой некий диалектический закон.
Поскольку всякое движение включает в себя моменты покоя, но не сводится к нему, понятие движения получает широкий и узкий смысл. В широком смысле движение — целостный процесс, включающий моменты покоя и собственно движение, движение в узком смысле, «за вычетом» покоя.
Категории движения и покоя, взятые в их диалектической взаимосвязи, определяют важные нормы диалектической логики, диалектического мышления. Научное, диалектическое мышление должно основываться на умении удерживать предмет мысли в движении и в покое, соответственно той роли, какую они играют в действительности. Нарушение этого требования диалектической логики приводит к двум крайним формам метафизики, двум крупным ошибкам в мышлении — абсолютизации покоя, неизменности (догматическая форма метафизики) или чрезмерной абсолютизации движения (релятивистская форма метафизики).
В политическом мышлении эти формы могут выступать в виде догматического истолкования марксизма, либо в форме ревизионизма, отказа от принципиальных положений марксизма, соответствующих реальной действительности.
Материя и движение. Материя и движение неразрывно связаны. Нет материи без движения, как нет и движения без материи. При этом однако следует учитывать, что движение принадлежит материи, является ее способом существования, свойством материи. Понятия материи и движения в этом смысле далеко не равноправны.
Неразрывная связь материи и движения доказывается всем материалом общественных, естественных и технических наук.
Человеческое общество связано с непрерывным процессом социальной жизни — материальным производством, познанием, духовной жизнью вообще. Мысленно «вычтя» движение из социальной жизни, мы утратим социальную форму материи как таковую, поскольку человек и общество могут существовать только в непрерывном процессе социальной жизни. Точно так же невозможно представить биологическую жизнь вне ассимиляции и диссимиляции, роста и развития, возбудимости и сократимости, приспособления к среде и т. д. Остановить жизненный процесс — значит разрушить живое, обнажить его химический фундамент, который в свою очередь заключает в себе непрерывный процесс химических взаимодействий, остановка которых приводит к разрушению химизма до его физического фундамента. Аналогично этому физическая форма материи не существует вне соответствующего способа изменения.
Взаимосвязь материи и движения можно рассмотреть и с другой стороны. Движение существует только как изменение чего-либо, некоторого субстрата. Само понятие движения теряет смысл, если его оторвать от понятия движущегося тела, ибо это понятие было получено на основе чувственного восприятия и осмысления движущихся тел.
Одним из случаев движения является движение мысли. Отрыв движения от материи означает в этом весьма важном для понимания сущности мира и человека «случае» отрыв мысли от материального мозга и материального мира вообще. «...Оторвать движение от материи, — писал Ленин,—равносильно тому, чтобы оторвать мышление от объективной реальности, оторвать мои ощущения от внешнего мира...»1.
Как мы уже отмечали, научная абстракция материи имеет сложный характер, поэтому односторонний, плоский подход к действительности нередко приводит к тому, что материю растворяют в движении. Тот факт, что материю нельзя представить вне движения, «в чистом виде», используется как предлог для сведения материи к движению.
Попытка оторвать движение от материи была предпринята в начале XX в. крупным физиком и химиком В. Оствальдом, стоявшем в философии на позициях махизма. Исходя из логики «третьей линии», Оствальд полагал, что противоположность материализма и идеализма может быть преодолена, если понятия материи и духа заменить третьим, будто бы «нейтральным», понятием энергии. Ленин показал, что «энергетизм» Оствальда дает чисто словесное решение проблемы. Заменяя материю и дух понятием энергии, Оствальд попросту изменял терминологию, не отменяя по существу вопроса о материи и движении. Вопрос о том, материально ли движение, он фактически заменял вопросом материальна ли энергия. Ленин отмечал, что в своих естественнонаучных трудах Оствальд фактически рассматривал энергию как существующую объективно, вне сознания.
С появлением известного соотношения массы и энергии E=mc2, сформулированного Эйнштейном в 1905 г., энергетизм пытался доказать, что оно свидетельствует о превращении материи в энергию. Однако действительный физический и философский смысл формулы массы и энергии не имел ничего общего с такой интерпретацией. Формула Эйнштейна фиксировала не превращение материи в энергию, а пропорциональность энергии другому физическому свойству — массе.