Пространство и время в научной картине мира

Проблемы пространства и времени привлекали внимание философов и ученых с давних времен. Это неудивительно, поскольку все, что существует в мире имеет отношение к пространству и времени, они незримо охватывают и входят во все сущее. Однако понять, что собой представляют пространство и время, весьма непросто, и разные мыслители по-разному объясняли эти всем нам знакомые и одновременно загадочные феномены. Платон описывал время как движущийся образ вечности, Аристотель видел в пространстве и времени проявления отношений вещей. Некоторые отказывали времени и пространству в реальном существовании. Например, Кант считал основной ошибкой наших обычных представлений о времени и пространстве их понимание как "реальных сущностей", на самом же деле они есть только формы нашего созерцания мира. Но были и те, кто, подобно французскому философу А. Бергсону, считали время реальной и действенной сущностью, которая "вгрызается в вещи и оставляет на них следы своих зубов".

На уровне здравого смысла мы понимаем время как нечто, похожее на большую реку - на "реку времени". Время предстает как поток, текущий с постоянной скоростью и только в одном направлении. Захваченные этим потоком вещи по мере движения изнашиваются, стареют и распадаются в предназначенные им сроки. Исток этой реки скрыт в глубине тысячелетий, неясно также куда течет эта наполненная событиями река и чем она может закончиться. Пространство же мы обычно представляем себе как гигантский и неподвижный сосуд - вместилище, в котором движутся все вещи и происходят все события.

В научном познании были разработаны две основные концепции пространства и времени, которые получили название субстанциональной и реляционной. В рамках первой пространство и время понимаются как самостоятельные, существующие независимо от материи субстанции, внутри и на фоне которых происходят все движения и взаимодействия вещей. В науке эта концепция представлена абсолютным пространством и временем механики Ньютона. Вторая концепция связывает свойства пространства и времени с отношениями между материальными системами и явлениями. Эта концепция, как уже отмечалось, отстаивалась Аристотелем, позднее - Лейбницем, в современной трактовке она соответствует тем понятиям пространства и времени, которые были разработаны в теории относительности Эйнштейна.

Нужно отметить, что Ньютон был глубоко религиозным человеком и считал, что мировое пространство и время являются огромными "чувствилищами" Бога. Люди же со своими малыми "чувствилищами" могут только приблизительно воспринимать временные и пространственные отношения. Но в своих научных трудах, рассуждая о пространстве и времени, Ньютон апеллировал не столько к теологическим аргументам, сколько к атомистическому учению. Материя состоит из атомов, но кроме них должно существовать их вместилище - пространство и время. В своих знаменитых "Математических началах натуральной философии" Ньютон следующим образом описывал их сущность. "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 суждения, для устранения которых необходимо вышеприведенные понятия разделить на абсолютные и относительные, истинные и кажущиеся, математические и обыденные... Абсолютное, истинное, математическое время само по себе и по самой своей сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему протекает равномерно и иначе называется длительностью... Абсолютное пространство по своей сущности, безотносительно к чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным".

Итак, субстанциальная концепция рассматривает абсолютное время и абсолютное пространство как особые сущности, которые существуют сами по себе, независимо от материальных объектов. Они являются как бы ареной - системой отсчета, в которой находятся все вещи и протекают все явления. Но эта арена может существовать и без вещей и по сути не взаимодействует с ними.

В начале XX в. на смену ньютоновской механике пришла теория относительности Эйнштейна, которая отказалась от понятий абсолютного пространства и времени. Для Эйнштейна время и пространство определяются свойствами и отношениями вещей и структурой Вселенной в целом. В реляционной концепции вне отношений между различными материальными объектами и процессами пространства и времени не существует.

Следует отметить, что в последние десятилетия XX в. наметился новый сдвиг в понимании времени и пространства. Он связан с тем, что современная наука все более переходит от изучения простых форм движения к исследованию эволюции сложных, открытых материальных систем. Этот переход заставил ученых отказаться от господствовавшей в естествознании с XVII в. картины мира как гигантского механизма, части которого синхронизируются некоторыми едиными пространственно-временными соотношениями. Некоторые части Вселенной действительно могут действовать как механизмы. Но таковы только замкнутые системы, которые составляют лишь часть реальности. Большинство же материальных систем являются открытыми - они обмениваются энергией, веществом с окружающей средой, в связи с чем их внутренняя организация постоянно меняется. К числу таких открытых систем принадлежат сложные физико-химические, биологические и социальные системы.

Открытый характер большинства систем во Вселенной заставляет отказаться от мысли, что в реальности господствуют стабильность и равновесие. В мире значительно большую роль играют неустойчивость и неравновесность, переход от хаоса к порядку и от порядка к хаосу. Поэтому простое геометрическое пространство и время классической и даже эйнштейновской физики уже недостаточно для понимания процессов самоорганизации и взаимодействия неравновесных открытых систем. Пространство и особенно время стали соотноситься с нелинейными и необратимыми процессами становления порядка из хаоса и представать все более реальными и действенными сущностями, которые и в самом деле могут "вгрызаться в вещи и оставлять на них следы своих зубов".