Такая
единица, как галактический год, может установить определенные
состояния развития жизни на Земле в зависимости от положения
Земли относительно ядра галактики. Важно, однако, что во всех
рассмотренных случаях отсчета времени мы поступаем одним и тем
же образом: сравниваем между собой качественно различные
процессы движения.
Человеку свойственно и интуитивное чувство времени, не всег-
да им осмысливаемое. Его можно зафиксировать экспериментально
Тот, в период подготовки космонавтов к полету, когда они
проходят испытания в сурдокамерах (особых изолированных поме-
щениях) , проводили эксперименты по ориентации во времени
без часов. Большинство испытуемых довольно точно определяли
продолжительность часа (с ошибкой в 1-3 мин) и суток
(с ошибкой, не превышающей получаса).
На чем же основано интуитивное чувство времени? В нашем
организме существует множество периодических процессов, кото-
рые выступают в функции часов. По ним как бы измеряется дли-
тельность внешних процессов. Оказывается, что все организмы
имеют как бы встроенные внутрь себя биологические часы, в функ-
ции которых выступают различные жизненные ритмы - перио-
дически возникающая и затухающая активность клеток и отдель-
ных органов.
. Например, известно, что в разные времена суток печень, почки,
легкие, сердце работают с разной интенсивностью. У них есть свои
ритмы. Медики отмечают где-то между двумя и четырьмя часами
ночи наибольшую активность печени, очищающей организм от
всяких ядовитых отходов, а в четыре часа ночи ритмы организма
таковы, что активность всех органов снижается. Кстати, это
самые неприятные часы для больного организма; не случайно в это
время наблюдается наибольшее число смертей.
Мозг человека также обладает определенными ритмами своей
активности. Существуют так называемые альфа-ритмы, которые
.Характеризуют активность мозга,- это тоже своеобразные биоло-
гические часы. Творец кибернетики Норберт Винер высказывал
гипотезу, что именно <тикание> этих часов составляет основу
интуиции времени. Пока точно неизвестно, какие именно типы
часов играют главную роль в интуиции времени. Высказывается
гипотеза, что у высших животных и человека мозг объединяет в
единый сложный часовой механизм самые разные ритмы работы
Органов.
Весьма интересна и другая гипотеза, которая связывает
чувство времени с состоянием обмена веществ. Высказывается
Предположение, что, поскольку в связи со старением интенсив-
ность обмена веществ уменьшается, замедляется ход нашего внут-
реннего биологического <часового механизма>. В молодости он
<тикает> быстрее, чем в старости, а значит, с возрастом наши внут-
ренние <секунды> как бы растягиваются. А поскольку с ними
сопоставляются все внешние события, то возникает ощущение
ускорения внешнего времени.
<Биологические часы>, то есть периодические ритмические
циклы, есть у любого организма. Они есть и у животных, и у расте-
ний. С их помощью организм приспосабливается к внешней среде,
к ее ритмам: смене дня и ночи, времен года. Чувство времени
развивается в процессе этого приспособления. Важно, однако, что
в основе этого чувства лежит примерно тот же принцип, какой
лежит и в основе образования понятия времени,- это сравнение,
сопоставление различных процессов движения: одного, функцио-
нирующего как эталон, и другого, сравниваемого с этим эталоном.
Реляционная
и субстанциальная
концепции пространства
и времени
Категории пространства и времени выступают как предельно
общие абстракции, в которых схватывается структурная органи-
зованность и изменчивость бытия. Пространство и время - это
формы бытия материи.
Форма является внутренней организацией содержания, и если
в качестве содержания выступает материальный субстрат, то
пространство и время будут формами, которые его организуют.
Вне этих форм материя не существует. Но сами пространство
и время также не существуют в отрыве от материи. Только в
абстракции мы можем отделить их от материального мира.
В истории философии существовали различные концепции
пространства и времени. Их можно разбить на два больших класса:
концепции субстанциальные и реляционные. Субстанциальная
концепция рассматривает пространство и время как особые сущ-
ности, которые существуют сами по себе, независимо от мате-
риальных объектов. Они как бы арена, на которой находятся
объекты и в которой развертываются процессы. Подобно тому
как арена может существовать и без того, что на ней размещены
определенные предметы, движутся актеры, разыгрывается какое-то
представление, так и пространство и время могут существовать
независимо от материальных объектов и процессов. Подобную
точку зрения отстаивал, например, И. Ньютон. Встречалась она
и в древней философии, например представление древнегреческих
философов-атомистов (Демокрита, Эпикура) о пустоте неявно
предполагало концепцию субстанциальности пространства.
Кстати, точка зрения на субстанциальный характер пространст-
ва может разделяться как материалистами, так и идеалистами-
Это зависит от того, как решается вопрос об объективности
пространства. Если оно понимается как объективно существующая
реальность, то это точка зрения материализма. Например, мета-
физические материалисты XVII-XVI II столетий понимали прост-
ранство как объективно существующую независимо от человека и
его сознания субстанцию, которая не зависит от материи. Идеали-
сты тоже могут представлять пространство как особую субстан-
цию, но порожденную сознанием, как своеобразное состояние
субстанции духа, его модификацию.
у В противовес субстанциальному подходу в истории философии
развивалась реляционная концепция пространства и времени.
Одним из наиболее ярких представителей ее был Г. В. Лейбниц,
полемизировавший с Ньютоном по вопросам о сущности про-
странства и времени. Лейбниц настаивал на том, что пространство
и время - это особые отношения между объектами и процессами
и вне их не существуют. Реляционная концепция тоже может быть
как материалистической, так и идеалистической Лейбниц эту кон-
цепцию развивал с позиции идеализма. С позиций материалисти-
ческой реляционной концепции подходит к рассмотрению прост-
ранства и времени диалектический материализм. Он считает их
объективными, независящими от человека и человечества форма-
ми бытия материи, но при этом подчеркивает их неразрывную
связь с самой материей и ее движением.
Взаимосвязь
пространства-времени
и движущейся материи
Достижения современной науки свидетельствуют о предпочти-
тельности реляционного материалистического подхода к понима-
нию пространства и времени. В этом плане в первую очередь
надо выделить достижения физики XX века. Создание теории
относительности было тем значительным шагом в понимании при-
роды пространства и времени, который позволяет углубить,
уточнить, конкретизировать философские представления о прост-
ранстве и времени.
В чем же состоят основные выводы теории относительности
по данному вопросу? Специальная теория относительности, по-
строение которой было завершено А. Эйнштейном в 1905 году,
Доказала, что в реальном физическом мире пространственные
и временные интервалы меняются при переходе от одной системы
отсчета к другой. Система отсчета в физике - это образ реальной
физической лаборатории, снабженной часами и линейками, то есть
инструментарием, с помощью которого можно измерять простран-
ственные и временные характеристики тел. Старая физика счита-
на, что если системы отсчета движутся равномерно и прямолинейно
Глава VI. Материя
относительно друг друга (такое движение называется инерциаль-
ным), то пространственные интервалы (расстояние между двумя
близлежащими точками), и временные интервалы (длительность
между двумя событиями) не меняются.
Теория относительности эти представления опровергла, вер-
нее, показала их ограниченную применимость. Оказалось, что
только тогда, когда скорости движения малы по отношению к
скорости света, можно приблизительно считать, что размеры тел
и ход времени остаются одними и теми же, но когда речь идет о
движениях со скоростями, близкими к скорости света, то измене-
ние пространственных и временных интервалов становится замет-
ным. При увеличении относительной скорости движения системы
отсчета пространственные интервалы сокращаются, а временные
растягиваются.
Это совершенно неожиданный для здравого смысла вывод.
Получается, что ракета, которая имела на старте некоторую фик-
сированную длину, при движении со скоростью, близкой к скорости
света, должна стать короче. Вместе с тем в этой же ракете замед-
лились бы и ход часов, и пульс космонавта, и его мозговые
ритмы, обмен веществ в клетках его тела, то есть время в такой
ракете течет медленнее, чем время у наблюдателя, оставшегося
на месте старта. Это, конечно, противоречит нашим обыденным
представлениям, которые формировались в опыте относительно
малых скоростей и поэтому недостаточны для понимания процес-
сов, которые развертываются с околосветовыми скоростями.
Теория относительности обнаружила еще одну существенную
сторону пространственно-временных отношений материального
мира. Она выявила глубокую связь между пространством и вре-
менем, показав, что в природе существует единое пространство-
время, а отдельно пространство и отдельно время выступают
как его своеобразные проекции, на которые оно по-разному рас-
щепляется в зависимости от характера движения тел.
Абстрагирующая способность человеческого мышления разде-
ляет пространство и время, полагая их отдельно друг от друга.
Но для описания и понимания мира необходима их совместность,
что легко установить, анализируя даже ситуации повседневной
жизни. В самом деле, чтобы описать какое-либо событие, недо-
статочно определить только место, где оно происходило, важно
еще указать время, когда оно происходило.
До создания теории относительности считалось, что объектив-
ность пространственно-временного описания гарантируется только
тогда, когда при переходе от одной системы отсчета к другой
сохраняются отдельно пространственные и отдельно временные
интервалы. Теория относительности обобщила это положение. В за-
висимости от характера движения систем отсчета друг относитель-
но друга происходят различные расщепления единого пространства-
времени на отдельно пространственный и отдельно временной
интервалы, но происходят таким образом, что изменение одного
как бы компенсирует изменение другого. Если, например, сокра-
тился пространственный интервал, то настолько же увеличился
временной, и наоборот. Наглядно это можно представить с по-
мощью схемы.
В теории относительности
пространство-время изображает-
ся как четырехмерный конти-
нуум, где три пространствен-
ные и временная координата вы-
ступают как одинаково изменяю-
щиеся при переходе от одной
системы отсчета к другой. На
данном чертеже для простоты
ваята только одна из трех про-
странственных координат X,
и временная координата 1. Одна
система отсчета представлена
координатными осями Х и 1,
а вторая -X и (,. Их движение
друг относительно Друга выра-
жено как поворот на некото-
рый угол в пространственно-вре-
менном континууме. Проекции
на оси Х и X простран-
ственно-временного интервала
(Х11 - Хг) задают отдельно
пространственный (ДХ и ДХ)
и отдельно временной интервалы
(Д1 и ДУ). Из чертежа видно,
что при переходе от одной си-
стемы отсчета к другой отдельно
ДХ и Д1 меняются, но при этом
сохраняется пространственно-
-временной интервал
МАТЕРИЯ

- Получается, что расщепление на пространство и время, которое
происходит по-разному при различных скоростях движения, осу-
ществляется так, что пространственно-временной интервал, то есть
совместное пространство-время (расстояние между двумя близлеЖащими точками пространства и времени), всегда сохраняется,
или, выражаясь научным языком, остается инвариантом. Объек-
ТИВНость пространственно-временного события не зависит от того,
из -какой системы отсчета и с какой скоростью двигаясь наблюда-
тель его характеризует. Пространственные и временные свойства
объектов порознь оказываются изменчивыми при изменении ско-
рости движения объектов, но пространственно-временные интервалы
остаются инвариантными. Тем самым специальная тео-
относительности раскрыла внутреннюю связь между собой
пространства и времени как форм бытия материи. С другой сторо-
ны, поскольку само изменение пространственных и временных
интервалов зависит от характера движения тела, то выяснилось,
что пространство и время определяются состояниями движущейся
материи. Они таковы, какова движущаяся материя.
Таким образом, философские выводы из специальной теории
относительности свидетельствуют в пользу материалистического
реляционного рассмотрения пространства и времени: хотя про-
странство и время объективны, их свойства зависят от характера
движения материи, связаны с движущейся материей.
Идеи специальной теории относительности получили дальней-
шее развитие и конкретизацию в общей теории относительности,
которая была создана Эйнштейном в 1916 году. В этой теории было
показано, что геометрия пространства-времени определяется ха-
рактером поля тяготения, которое, в свою очередь, определено
взаимным расположением тяготеющих масс. Вблизи больших тяго-
теющих масс происходит искривление пространства (его отклоне-
ние от евклидовой метрики) и замедление хода времени. Если мы
зададим геометрию пространства-времени, то тем самым авто-
матически задается характер поля тяготения, и наоборот: если
задан определенный характер поля тяготения, расположения
тяготеющих масс относительно друг друга, то автоматически
задается характер пространства-времени.
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