Философская и научная картина мира
Еще более парадоксальным оказалось то, что течение времени зависит от скорости движения тел. Время течет тем медленнее, чем быстрее по отношению к наблюдателю движется тело. Этот факт был надежно подтвержден в экспериментах с элементарными частицами, проводившихся на летящих самолетах. Следовательно, свойства времени только казались неизменными, так как для обнаружения приведенных выше фактов б
ыли необходимы столь быстрые движения, которые ранее были недоступны человеку. Далее теория относительности установила неразрывную связь времени с пространством. Изменения временных свойств всегда связаны с изменением пространственных параметров тел.
Специального объяснения в рамках существовавшей в конце XIX в. физической картины мира требовал и отрицательный результат по обнаружению так называемого мирового эфира, полученный американским физиком А. Майкельсоном. Его опыт доказал независимость скорости света от движения Земли, что с точки зрения классической механики не поддавалось объяснению. Некоторые физики пытались истолковать эти результаты как реальное сокращение размеров всех тел, включая и Землю, в направлении движения под действием возникающих при этом электромагнитных сил. Так, X. Лоренц вывел математические уравнения {преобразования Лоренца) для вычисления реальных сокращений движущихся тел и промежутков времени между событиями, происходящими на них, в зависимости от скорости движения, хотя в преобразованиях Лоренца отражались нереальные изменения размеров тел при движении (что можно представить лишь в абсолютном пространстве), а изменение результата измерений в зависимости от движения системы отсчета. Таким образом, относительными оказались и «длина», и «промежуток времени» между событиями, и даже «одновременность» событий. Специальная теория относительности Эйнштейна обобщила идеи и синтезировала принципы классической механики Галилея — Ньютона и электродинамики Максвелла — Лоренца. Она описывала законы всех физических процессов при скоростях движения, близких к скорости света (в вакууме 300 000 км/с), но без учета поля тяготения. При уменьшении скоростей движения она сводится к классической механике, которая, таким образом, оказывается ее частным случаем.
Общая теория относительности Эйнштейна строилась путем построения обобщенного пространства—времени и перехода от теоретической структуры исходной теории — специальной теории относительности — к теоретической структуре новой, обобщенной теории с последующей ее эмпирической интерпретацией. В общей теории относительности раскрываются новые аспекты зависимости пространственно-временных отношений от материальных процессов. Эта теория придала физический смысл неевклидовым геометриям и связала кривизну пространства, отступление его метрики от евклидовой с действием гравитационных полей, создаваемых массами тел. Общая теория относительности исходит из принципа эквивалентности инерционной и гравитационной масс, количественное равенство которых давно было установлено в классической физике. Кинематические эффекты, возникающие под действием гравитационных сил, эквивалентны эффектам, возникающим под действием ускорения. Принцип эквивалентности помог сформулировать основные положения, на которых базировалась новая теория о геометрической природе гравитации и о взаимосвязи геометрии пространства — времени и материи. Так, на основе принципа эквивалентности масс был обобщен принцип относительности, утверждающий в общей теории относительности инвариантность законов природы в любых системах отсчета, как инерциальных, так и неинерциальных.
Теория относительности установила не только искривление пространства под действием полей тяготения, но и замедление хода времени в сильных гравитационных полях. Даже тяготение Солнца — небольшой звезды по космическим меркам — влияет на темп протекания времени, замедляя его в своем поле тяготения. Поэтому если послать радиосигнал в какую-то точку по «траектории», проходящей рядом с Солнцем, путешествие радиосигнала займет в таком случае больше времени, чем тогда, когда он проходит вдали от солнечной массы.
Специальная теория относительности не затрагивала проблему воздействия материи на структуру пространства — времени, а в общей теории Эйнштейн непосредственно обратился к органической взаимосвязи материи, движения, пространства и времени. Согласно этой теории пространство не существует отдельно, как нечто противоположное «тому, что заполняет пространство» и зависит от координат. Пустого пространства, т.е. пространства без поля, не существует. Пространство — время существует не само по себе, а только как структурное свойство поля. Теория относительности показала единство пространства и времени, выражающееся в совместном изменении их характеристик в зависимости от концентрации масс и их движения. Время и пространство перестали рассматриваться независимо друг от друга, их заменило представление о пространственно-временном четырехмерном континууме.
Развитие общей теории относительности в последнее десятилетие привело к подлинно революционным изменениям наших представлений о времени и пространстве.
Мы не можем подробно освещать здесь все эти захватывающие дух открытия и гипотезы, тем более что далеко не все из них до сих пор достаточно «устоялись». К примеру, еще совсем недавно гипотеза «черных дыр» считалась вполне достоверной и почти общепризнанной в объяснении некоторых космических явлений. Но совсем недавно ее же автор, английский астрофизик С. Хокинг, сам выступил с ее опровержением, признав ее недостаточную обоснованность. Его новая гипотеза состоит в том, что вместо «черных дыр» образуются области сверхвысокой массы, так что космическое вещество, приближаясь к этой области, не исчезает в ней «безвозвратно». Однако ввиду новизны этой гипотезы она рождает больше вопросов, чем ответов. Так или иначе, все эти вопросы всерьез, в научном, отнюдь не в бытовом плане свидетельствуют об актуальности проблемы «бытия» и «небытия», соотношения категорий время — вне-времени, пространство — вне-пространства.
Люди постоянно задаются вопросами: что было тогда, когда не было ничего, и что находится за пределами пространства и времени? Первый вопрос самопротиворечив. Второй выходит за рамки современной науки. Ученый вправе не отвечать на эти вопросы за неимением точных данных. Но поскольку они возникают, философия берет на себя формулировку и возможное обоснование ответов, считая все же, хотя и абстрактно, возможным существование «нечто» за пределами пространства и времени. И даже более, существование того, что мы называем «ничто», за пределами пространства и времени, даже не имея об этом «ничто» никакой информации. Так или иначе, эти понятия имеют вполне очевидный онтологический смысл. Ясно только, что они необходимы в гносеологическом и методологическом аспектах для того, чтобы мысль имела стимул дальнейшего движения.
4. Изменение и сохранение как универсальные свойства систем
Одной из главных проблем философии, начиная с ее возникновения, была проблема движения. Действительно ли изменяется мир или его изменчивость — лишь кажущееся явление, результат ограниченности и неточности чувственного восприятия предметов, несовершенство нашего знания о них? Ведь утверждения древних мудрецов на этот счет были противоречивыми. «Все течет, все меняется», — говорил Гераклит. Но ему же принадлежат слова: «В изменении покоится». Даже сама по себе неизменность этих истин, значение которых мы признаем и сейчас, в III тысячелетии новой эры, говорит не только о том, что много воды утекло со времен Гераклита, но и о том, что многое осталось с тех пор неизменным. Решение вопроса о соотношении движения и покоя, изменения и сохранения давалось человечеству с огромным трудом, несмотря на кажущуюся простоту этих понятий. Положение об универсальности движения, на котором покоится современная наука, было итогом развития науки по крайней мере на протяжении 15 веков. Он был подведен лишь в середине XIX в., когда открытия физики, химии, биологии, геологии, астрономии показали, что действительно «движение, рассматриваемое в самом общем смысле слова, т.е. понимаемое как способ существования материи, как внутренне присущий материи атрибут, обнимает собой все происходящие во вселенной изменения и процессы, начиная от простого перемещения и кончая мышлением»2. Именно на этой научной основе движение стало философской категорией, обозначающей любое изменение вообще, относящееся не только к природным, но и общественным системам, более того, к процессу познания как форме самостоятельного движения мысли. Даже если учесть, что «Диалектика природы» Ф. Энгельса осталась незаконченным произведением, предпринятая им классификация видов движения материи, выделившая физическую, химическую, биологическую, социальную формы и мышление как особую разновидность движения, сохранила свое методологическое значение до сих пор, показав важное направление развития науки — изучение новых форм движения (изменения) предметов и явлений действительности. Однако эта работа дает и другой урок: как не следует догматизировать выводы самого Энгельса, сформулированные им в конкретной историко-научной ситуации. Нельзя не учесть того обстоятельства, что мысль Энгельса оттачивалась в его полемике со сторонниками теории равновесия, в частности с Е. Дюрингом, и, следовательно, подчинялась законам острокритического жанра. Теоретические издержки были неизбежны. Энгельс настойчиво подчеркивал значение движения, его абсолютный характер; «Движение — есть способ существования материи. Нигде и никогда не бывало и не может быть материи без движения».
Скачать реферат