Пространство и время – это наиболее запутанные дефиниции в человеческом языке, что, видимо, свидетельствует как о несовершенстве используемого нами языка, так и о не совершенстве мышления, опирающегося на такой язык. Однако начнем все же с наиболее распространенных определений и представлений о времени и пространстве.
Пространство, согласно диалектическому материализму, есть форма бытия материи, характеризующаяся порядком расположения материальных образований и их протяженностью относительно трех направлений. Время - форма бытия материи, характеризующаяся длительность процессов и последовательностью их протекания от прошлого и настоящего к будущему. Кроме этих общих понятий различают также перцептуальное (психологическое) и концептуальное пространство и время.
Под перцептуальным пространством и временем понимают формы чувственного отражение пространственных и временных свойств материи в восприятии субъекта, а концептуальное пространство и время - это наши понятия и представления по поводу упомянутых присущих материи свойств.
Особую группу составляют модели биологического и геологического времени. Существует также концепция социального времени - это форма общественного бытия, характеризующаяся последовательностью различных стадий в историческом развитии общества, хранящихся в памяти человечества.
В истории философии и науки сложились две основные концепции пространства и времени:
1. Субстанциальная концепция рассматривает пространство и время как особые самостоятельные сущности, якобы обретающиеся в нашем бренном мире наряду и независимо от материальных объектов. Пространство сводилось к бесконечному вместилищу всего материального, время - к "чистой" длительности, в которой протекают все процессы. Эта идея, высказанная еще Демокритом, получила свое дальнейшее развитие в концепции абсолютного пространства и времени Ньютона, который считал, что их свойства не зависят от чего бы то ни было и не влияют на характер протекающих в мире материальных процессов.
2. Реляционная концепция рассматривает пространство и время не как своего рода сущности или субстанции, а как формы существования материальных вещей (Аристотель, Лейбниц, Гегель, Энгельс).
Субстанциальная и реляционная концепции не связаны однозначно с материалистическими или идеалистическими воззрениями, обе они развивались на той и другой основе. Так, диалектико-материалистическая концепция пространства и времени была сформулирована в рамках реляционного подхода.
Относительно времени известна еще одна пара концепций: статическая, согласно которой события прошлого, настоящего и будущего существуют реально, и динамическая, согласно которой реально существуют только события настоящего времени, при этом события прошлого уже не существуют, а события будущего еще не существуют.
Ряд известных мыслителей – Мах, Пуанкаре, Эйнштейн, а ранее Иммануил Кант и др. – высказывались в том плане, что пространство и время не существуют ни в виде субстанции, ни в виде неких форм материи, а являются нашим способом или инструментом отображения и упорядочения отношений во внешнем мире. То есть, пространство и время в отличие от материи существуют в нашем представлении о мире, но не существуют вне нас.
Последнее из отмеченных направлений понимания пространства и времени очень скупо и даже порой искаженно отражено в отечественной философии. Когда мне удалось ознакомиться непосредственно с взглядами Анри Пуанкаре на этот предмет, то с удивлением обнаружил, что этот философ, математик и физик имеет более материалистические взгляды на время и пространство, чем критиковавший его за идеализм Владимир Ильич.
Так или иначе, мы имеем множество научных и технических моделей времени и пространства, и уже один только этот факт наводит на мысль, что понятия о пространстве и времени – это не нечто, существующее вне нас, а наши инструменты отображения ситуаций, выбираемые нами из тех или иных соображений удобства моделирования этих ситуаций. Эта мысль многим представляется не очевидной в силу чрезвычайно развитой склонности нашего мышления опредмечивать (гипостазировать) наши понятия и обращаться с ними как с как будто существующими вне нас. Такая склонность мышления приводит нас к целому ряду недоразумений, о которых я, с вашего позволения, постараюсь рассказать.
В технической литературе можно, например, встретить такое выражение: "паровое пространство барабана котла". Это часть барабана энергетического котла, которую занимает образовавшийся в процессе работы котла пар. Нам ясно о чем здесь говорится и мы однозначно понимаем о каком пространстве или части более общего пространства (ТЭС, города, района, Вселенной) идет речь. В научной, если можно ее так назвать, литературе можно встретить выражение "искривление пространства". Естественно возникает вопрос: об одном ли и том же пространстве идет речь в двух приведенных случаях или это просто одинаковые слова с совершенно разным вложенным в них смыслом. Ученые-теоретики, а тем более популяризаторы от науки, в подавляющем большинстве случаев никак эту ситуацию со словоупотреблением не оговаривают. Так что придется нам разбираться с этим вопросом самим.
С чего следует начать? Народная мудрость учит, что надо начинать танцевать от печки. То есть, исходить надо от чего-то первичного, от истоков. Первичное – это наше интуитивное представление о пространстве. С чего оно начинается? Да почти с колыбели. Не только у нас, но и у животных и даже у насекомых есть представление о пространстве, иначе невозможно было бы взаимодействовать с внешним миром, ориентироваться в нем. Понятие пространства многокомпонентное. Оно развивается в процессе развития ребенка, и относительно этого процесса есть исследования, описанные в педагогической литературе.
Понятие "пространство" существует в нашем мозгу, как вполне конкретная структура нейронных связей или сетей. В силу предметности механизма нашего мышления (по научному это гипостазирование) мы можем с этим абстрактным понятием, как и со временем и с другими понятиями, составляющими наш внутренний мир, оперировать тем же способом как и с реальными объектами внешнего мира. В самом этом факте уже кроется возможность наделять понятие "пространство", как и понятие "время" предметными свойствами: пространство "искривляться", а время "замедляться" или "ускоряться". То есть, свойствами, относящимися к материи или к происходящим в ней процессам.
Правильно ли такое словоупотребление или нет – это, помимо прочего, вопрос использования того или иного языка. Потому что, как уже отмечалось мною, одинаковым словам или словосочетаниям может придаваться разный смысл. Здесь надо очень четко понимать, что когда человек, будь то пастух или академик, употребляет в своей речи какое-то слово, то он называет "предмет" своего собственного внутреннего мира. Иного просто не дано. Если эти "предметы" внутреннего мира у общающихся разнятся, то такие общающиеся неизбежно говорят на разных языках, даже если при этом употребляют в своей речи одинаковые выражения и слова.
Все, что я сказал до сих пор, это в общем-то хорошо известные в разных сферах научных исследований моменты. Но дальше я не могу дать какие-то однозначные определения пространства и времени, которые бы устроили всех разом: и идеалистов и материалистов, и академиков и пастухов. Я могу говорить только о тех понятиях пространства и времени, которые есть в моем внутреннем мире и, соответственно, в моем языке.
Этот внутренний мир, как и у других людей, наполнен абстрактными понятиями типа: "дерево вообще", "лошадь вообще", или "животное", "растение" и т.д. Сюда же относятся и такие, тоже абстрактные, понятия, как время и пространство. Но механизм нашего мышления, на наше благо, устроен таким образом, что любое понятное нам абстрактное понятие мы можем связать с чем-то конкретным и, таким образом, раскрыть содержание понятия.
Вот с этого и начнем. Выше я говорил о "паровом пространстве барабана". Можно взять другой пример, скажем, пространство комнаты, в которой я сейчас нахожусь. Я мысленно могу убрать из комнаты все предметы, включая себя, но то "пространство", которое есть в моем внутреннем представлении, остается неизменным. Далее я могу мысленно убрать воздух, все энергетические поля и даже так называемый физический вакуум, т.е. могу убрать мысленно все материальное, но это не изменяет мое исходное представление о пространстве. Мое пространство – это некий своего рода неизменный эталон. Неизменный в силу того, что мое пространство не состоит из чего-либо и поэтому оно не может как-то изменяться и вообще обладать какими бы то ни было свойствами материального объекта, типа искривляться или сокращаться и т.п.
У другого человека внутренний образ пространства может быть связанным только лишь с заполняющей его материей, тогда в его языке пространство будет иметь иной смысл и оно не может не состоять из ничего. А то, что состоит из чего-то материального, "естественно", может искривляться и т.п. В обоих означенных случаях мы строим модели внешнего мира разными средствами. Для меня, в моем языке, пространство, которое состоит из чего-то, это попросту иное, дублирующее обозначение материи. А дублирующие обозначения ведут к словоблудию и неразберихе. Так что я считают свой язык более совершенным, чем язык тех, кто употребляет словосочетания, подобные искривляющемуся пространству.
Конечно, глубоко порядочный ученый не станет заниматься словоблудием или хотя бы только потворствовать ему. Но человек ведь слаб. И так хочется прокричать на весь мир об искривлении пространства. Но если углубляться в этот вопрос, то выясняется, что "искривление пространства" – это скорее специфический математический, чем физический, термин. Есть некий коэффициент, отражающий некоторую условную меру, которую обозначили как меру кривизны.
Об этом достаточно четко говорится в книге Карнапа Р. "Философские основания физики. Введение в философию науки". М.: Прогресс, 1971.390с. Кстати, этот известный логик и философ употребляет более аккуратные, чем у многих современных ученых, выражения: "физическое пространство" и "физическое время", чем подчеркивается статус этих понятий, отличный от понятий обычного разговорного языка. Итак, сокращенный фрагмент из книги:
"Важно осознать, что термин «кривизна» в его первоначальном и буквальном смысле применяется только к поверхностям евклидовой модели неевклидовой плоскости. Ученые часто берут старые термины и придают им более общее значение... С тех пор появились книги, в которых эти вещи объяснялись неспециалистам. В этих книгах авторы иногда обсуждали «искривленные плоскости» и «искривленные пространства». Это был крайне неудачный и вводящий в заблуждение способ выражения. Авторы должны были сказать: «Существует некоторая мера k — математики называют ее «мерой кривизны»... Такой способ мышления приводит к странным последствиям, и некоторые авторы возражают против теории Эйнштейна именно на этом основании. Всего этого можно было бы избежать, если бы можно было избежать термина «кривизна»... Нельзя думать о неевклидовой плоскости как «изогнутой» в форму, которая больше уже не является плоскостью. Но математическая структура плоскости такова, что мы можем с помощью параметра k измерить степень ее «кривизны». Мы должны помнить, что эта кривизна берется в специальном смысле, а это совсем не то же самое, как наше интуитивное понятие кривизны в евклидовом пространстве".
Теперь о времени. В моем внутреннем представления время – это вовсе не какая-то отдельная сущность и прочее такого рода, что есть в громадном букете существующих разнообразных интерпретаций. Время в моем представлении – это некий эталонный процесс. В качестве конкретного примера я могу его связать с процессом хода точных часов. Согласны ли вы с этим или нет, но это отображение моей внутренней модели того, что я называю "время". Мой эталон – это эталон в абсолютном смысле. Мои эталонные воображаемые, точнее присутствующие в моем внутреннем мире, часы не могут ускорять или замедлять свой ход. Соответственно и мое время абсолютно. Реальные часы могут ускорять и замедлять свой ход и это доказано экспериментально. Но это ускоряются и замедляются процессы, а время, как абстрактная модель неизменного эталона, попросту не имеет к этому отношения. Подобно тому, как, скажем, крокодил не относится ко множеству вещественных чисел.
В силу того, что моя модель мира включает абсолютное время, происходящие в нем события могут быть одинаково либо одновременными, либо не одновременными для всех возможных наблюдателей. Другое дело, что сообщения о событиях могут поступать в разное время разным наблюдателям. Но если искусственно не разделять понятия события и сообщения о событии, то появляется возможность, как в интерпретации специальной теории относительности по Эйнштейну, говорить о том, что одновременные "события" могут быть вместе с тем и не одновременными для разных наблюдателей. Для меня это просто фразы из знакомых слов, но на чуждом мне языке. Чуждом потому, что когда разнородные понятия "событие" и "сообщение о событие" объединяются в одно, то исчезает сама возможность говорить определенным образом о природе вещей.
В моей внутренней модели времени есть четкое, как, надеюсь, и у большинства сограждан, разделение на прошлое, которого уже нет, на настоящее, которое присутствует в данный момент, и будущее, которое еще не наступило. Уже в силу этого, в такой модели не может быть замедляющегося или ускоряющегося времени. Иначе получится, что прошлое, настоящее и будущее могут сосуществовать разом. Кому-то понравится и такая мистическая модель, но я не нахожу ее корректной.
Для того, чтобы разобраться в почти бесконечной неразберихе по поводу понятий о времени и пространстве, а также и множества других понятий, надо, с моей точки зрения, сначала разобраться в том, как функционирует человеческий интеллект. Одна из сторон работы интеллекта – это упомянутое выше и, я бы сказал, инстинктивное или почти инстинктивное опредмечивание (гипостазирование) понятий. Другой момент – наш мозг не столько строит модели, как разрабатывает программы или инструментарий взаимодействия с внешним миром. Понятия пространства и времени тоже относятся к такому инструментарию, отрабатываемому с детских лет. Главная черта этого инструментария – его абстрактность в сочетании с возможностью ее реализации в конкретных ситуациях. Именно благодаря такому свойству – и это не мое открытие – мы в любом дереве, будь оно неподвижным или подверженным воздействию ураганного ветра, узнаем дерево, а в любой лошади – бегущей, пасущейся или лежащей – опознаем лошадь. Часть своего внутреннего инструментария люди выносят в среду внешнего общения в виде алгоритмов, правил вычисления, геометрии и даже таких конструкций, как математическая часть теории относительности. Правда, здесь я должен несколько оговориться в том плане, что, насколько я могу судить, представления Эйнштейна о пространстве и времени, развитые в его специальной теории относительности и в его же более поздней общей теории относительности, мягко говоря, не совпадают.
Этот "внешний" инструментарий может работать по своим собственным законам, не совпадающих со свойствами физического мира, но в той или иной мере отображающих свойства вещественного мира. Пример – математический аппарат комплексных чисел, аналога которым в физическом мире нет. Однако здесь накладывается момент интерпретации подобных ситуаций. В нашем мире ведь есть масса вещей, относительно которых можно делать утверждения, которые невозможно ни опровергнуть ни доказать. Но можно показать, что подобно рода утверждения, если они взаимоисключающие, это утверждения, сформулированные в разных языках.
Для того чтобы об этом говорить вполне определенно, нужен, соответственно и точный язык. Такого языка на данный момент, как я понимаю, еще нет, как и нет ученых, которые были бы сильно озабочены таким положением дел. Каким должен быть этот точный язык, я тоже не могу сказать. Но, с моей точки зрения, это не тот язык, где смешаны понятия материи и пространства, времени и процессов, а события с сообщениями о событиях.