ВРЕМЯ, ПРОСТРАНСТВО И ТЯГОТЕНИЕ Каждый знает, что пространство Вселенной трехмерно. Это значит, что у него есть длина, ширина и высота. То же и у всех тел. Или еще: положение точки может быть задано тремя числами - координатами. Если в пространстве проводить прямые линии

Время, пространство, относительность Наши новые предположения суть:1. Скорость света в вакууме одинакова во всех системах координат, движущихся прямолинейно и равномерно друг относительно друга.2. Все законы природы одинаковы во всех системах координат, движущихся

Черные дыры: туннели сквозь пространство и время Черные дыры с недавних пор завладели воображением широкой публики. Исследованию этого странного предположения Эйнштейна, финальной стадии смерти коллапсирующей звезды, посвящены книги и документальные фильмы. Парадокс,

Хотя, по существу, при выводе преобразований Галилея уже было сказано все то, что подразумевается в этих преобразованиях о пространстве и времени, повторим еще раз соответствующие утверждения. Обычно, когда говорят о «классической» физике, то, в частности, имеют в виду пьютоновскую механику. Взгляды Ныотона на пространство и время точно отражают классический подход к этим понятиям. Стоит внимательнее остановиться на воззрениях Ньютона еще и потому, что они соответствуют нашему повседневному опыту, очень привычны и понятны, а переход к

представлению о пространство и времени, характерному для специальной теории относительности, связан с отказом от этих представлений. Более того, еще более решительный шаг от этих представлений сделан в теории тяготения Эйнштейна, которую называют иногда общей теорией относительности. Вот что можно прочесть у Ньютона: «Абсолютное пространство по самой своей сущности, безотносительно к чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным».

Таким образом, но Ньютону, пространство представляет собой громадный пустой ящик, в который вложены материальные тела и в котором разыгрываются физические явления. Вместе с тем Ньютон знал, что в механике справедлив принцип Галилея. А это означало равноправие состояния покоя и равномерного прямолинейного движения. Как в этих условиях следует выделить «неподвижное абсолютное» пространство?

Конечно, выделить «неподвижное абсолютное» пространство, наблюдая явления механики, невозможно. Поэтому обнаружение абсолютного пространства и абсолютного движения связано уже с выходом за рамки механики. Предполагается, что оно возможно при истолковании оптических явлений. Поэтому в историческом очерке, посвященном истолкованию некоторых экспериментальных фактов (Дополнение II), будем считать, что привилегированная, выделенная система отсчета Ньюгопа (неподвижное абсолютное пространство) - это гелиоцентрическая система, хотя, в конце концов, выяснится, что никакой привилегированной системы вообще не существует, а существует привилегированный класс систем отсчета, в которых законы физики выглядят особенна просто, - класс ииерциальных систем отсчета.

Теперь посмотрим, что писал Ньютон о времени:

«Абсолютное, истинное математическое время само по себе и по своей сущности, без всякого отпошении к чему-либо внешнему, протекает равномерно и ипаче называется длительностью».

Снова мы сталкиваемся с утверждением о том, что и время есть нечто внешнее но отношению к природе. Итак, согласно воззрениям Ньютона, время и пространство существуют сами по себе и не зависят от материальных тел, находящихся в пространстве. Конечно, представления Ньютона о пространстве и времени кажутся нам очень схоластичными. Однако не следует их недооценивать. Мы приведем небольшую выдержку из книги (стр. 245):

«В беседах с одним из авторов этой книги в давно прошедшие годы Эйнштейн выражал свое глубочайшее уважение к Ньютону и, в частности, восхищение его мужеством. Он подчеркивал, что Ньютон даже лучше, чем его критики в XVII столетии, понимал

трудности, связанные с идеями абсолютного пространства и абсолютного времени. Однако постулирование этих понятий было в то время единственным практически осуществимым способом продвинуться в описании движения».

Конечно, возпикает естественный вопрос: почему же классическая механика, опирающаяся на такие представления о пространстве и времени, которые едва ли можно разъяснить, действует столь эффективно? Но оказывается, что эти представления приближенно верны, а отклонения от них в повседневной жизни совсем несущественны. Отклонения от классических представлений отчетливо обнаруживаются лишь при изучении микрочастиц и в космических условиях, и с ними уже столкнулась современная физика; но такие наблюдения требуют создания специальных условий и достаточно сложных приборов.

В конце этого небольшого параграфа необходимо все нее кратко изложить современный взгляд на эти вещи. С современной точки прения, пет абсолютного пространства и, следовательно, пет никакого абсолютного движения. Все инерциальные системы отсчета равноправны. Специальная теория относительности показывает, что отсчет времени наступления событий оказывается различным в различных инерциальных системах отсчета. Таким образом, отсчет времени оказывается уже зависящим от состояния движения. Теория тяготения Эйнштейна идет еще дальше. С точки зрения этой теории свойства пространства и времени не заданы навсегда, а определяются находящимися в пространстве телами. С точки зрения диалектического материализма, согласно которому пространство и время - это формы существования материи, выводы теории тяготения Эйнштейна представляются куда более удовлетворительными, чем ньютоновские представления о пространстве и времени.

Абсолютное пространство .
- 22.05.08 г. -

А . Абсолютное пространство в классической механике понимается как существующее само по себе, независимо от материи и времени. Представление о нем было введено Гассенди и уточнено И. Ньютоном так: оно «безотносительно к чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным».

Согласно диалектическому материализму , И.Ньютон понимал пространство как объективное, что соответствует материалистическим воззрениям, но в качестве совершенно самостоятельной сущности, не связываемой с материей, что является метафизикой .

В смысле Новейшей философии абсолютное пространство по Ньютону - отрицание любых качеств (в т.ч. относительных пространств и их моментов), поэтому оно, во-первых, как пустота в диалектическом ее определении, но не непосредственно она*, поэтому, во-вторых, безотносительно и «остается всегда одинаковым и неподвижным», а, в-третьих, поэтому (а не само по себе) является (но не имеется) «совершенно самостоятельной сущностью», и не только безотносительной, но и не взаимодействующей ни с чем, и именно поэтому вопроса о связи с материей действительно… вообще нет и быть не может, но это не метафизика.
Следование абсолютного пространства как только-явления для нас объясняет невозможность его понимания и представления в материализме , в материалистических представлениях и науках , так как для них не имеется… предмета восприятия (есть отрицание любых качеств)** и, поэтому, не возможна (научно-познавательная) рефлексия в отношении него. Так что для материализма абсолютного пространства действительно нет и быть не может; и хорошо…

Б . В рамках данной статьи отметим, что абсолютное пространство в Новейшей философии понимается как такое совсем простое наличное пространство , которое, как некоторая не-непосредственная определенность *** , представляется как целокупность точек абсолютного покоя [онтологически определяемых на основе физических феноменов], т.е. абсолютное пространство есть, во-первых, пустое содержание , что дает понимание его безотносительности, неизменности и полного его покоя, причем абсолютное пространство - не ничто , во-вторых, необъективное в силу своей полной простоты, поэтому может восприниматься метафизически, более того, для нас оно является идеализованным ****. И поэтому хорошо понимается вывод Ньютона о том, что абсолютное пространство «безотносительно к чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным». При этом становится понятным, почему в известном споре с Лейбницем прав был Ньютон: приводимые Лейбницем доводы, равно как открытые много позже квантовые флуктуации вакуума , просто не имеют отношения к абсолютному пространству (например, так как любой объект в «абсолютно пустом пространстве» (если он есть там) является замкнутой системой).
С некоторой долей натяжки можно сказать, что абсолютное пространство - это целокупность точек абсолютного покоя , относительно которой (которых) в пространственном бытии все движется.
В общем случае совокупности точек абсолютного покоя можно соотнести идеализованную систему декартовых координат , тем самым, задав трехмерное множество точек абсолютного пространства .

Физическая интерпретация непосредственно самого абсолютного пространства и фиксация точек абсолютного покоя - это отдельные вопросы. Однако следует отметить, что даже любая домохозяйка, используя подручные предметы, может создать экспериментальные условия, в которых можно акцентировать ряд точек абсолютного пространства. Другое дело, что современная физика, зашоренная материалистическими представлениями и гнетом СТО Эйнштейна , не способна, похоже, представить себе даже возможность эксперимента, позволяющего установить точки абсолютного пространства.

Абсолютное пространство дает представления, во-первых, о сколь угодно быстро распространяющемся гравитационном тяготении , на что указал Ньютон, но не о распространяющемся с конечной скоростью электрическом тяготении , и, во-вторых, о так еще и не понятом значении уравнений Максвелла …

* - это отдельный разговор; для начала надо будет обсудить саму пустоту .
** Любой «объект» в «абсолютно пустом пространстве» (если он есть там), является замкнутой системой, никакое (его или вообще) излучение, взаимодействие ни с чем вовне не возможно - нет «проводящей среды»; интересно тогда то, что любой «объект» в «абсолютно пустом пространстве», тем самым, всегда стабилен и не изменен, не подвержен отрицанию и противоречию (т.е. не диалектичен, значит, не существует).
*** Ср .: бытие - неопределенное непосредственное.
**** Поэтому наличное пространство представляется неограниченным , из чего также может следовать софистическое утверждение о

Иcаак Ньютон

Современная физика отказалась от концепции абсолютного пространства и времени классической физики Ньютона. Релятивистская теория продемонстрировала, что пространство и время относительны. Нет, по-видимому, фраз, повторяемых более часто в работах по истории физики и философии. Однако все не так просто, и подобные утверждения требуют определенных уточнений (правда, достаточно лингвистического толка). Тем не менее, обращения истокам иногда оказывается очень полезным для понимания современного состояния науки.

Время, как известно, можно измерить при помощи равномерного периодического процесса. Однако, не имея времени, откуда мы знаем, что процессы равномерны ? Очевидны логические трудности в определении подобных первичных понятий. Равномерность хода часов должна постулироваться и называться равномерным течением времени. Например, определяя время при помощи равномерного и прямолинейного движения, мы тем самым превращаем первый закон Ньютона в определение равномерного хода времени. Часы идут равномерно, если тело, на которое не действуют силы, движется прямолинейно и равномерно (по этим часам). При этом движение мыслится относительно инерциальной системы отсчета, которая для своего определения также нуждается в первом законе Ньютона и равномерно идущих часах.

Другая трудность связана с тем, что два одинаково равномерных на данном уровне точности процесса могут оказаться относительно неравномерными при более точном измерении. И мы постоянно оказываемся перед необходимостью выбора все более надежного эталона равномерности хода времени.

Как уже отмечалось, процесс считается равномерным и измерение времени с его помощью приемлемым до тех пор, пока все другие явления описываются максимально просто. Очевидно, что требуется определенная степень абстрагирования при подобном определении времени. Постоянный поиск правильных часов связан с нашим убеждением в некотором объективном свойстве времени обладать равномерным темпом хода.

Ньютон отлично понимал существование подобных трудностей. Более того, в своих "Началах" он и ввел понятия абсолютного и относительного времени, чтобы подчеркнуть необходимость абстрагирования, определения на основе относительного (обыденного, измеряемого) времени его некоторой математической модели — времени абсолютного. И в этом его понимание сущности времени не отличается от современного, хотя из-за различия в терминологии возникла определённая путаница.

Обратимся к "Математическим Началам Натуральной Философии" (1687 г.). Сокращённые формулировки определения Ньютоном абсолютного и относительного времени звучат следующим образом:

Абсолютное (математическое) время без всякого отношения к чему-либо внешнему протекает равномерно. Относительное (обыденное) время есть мера продолжительности, постигаемая чувствами при посредстве какого-либо движения.

Абсолютное время различается в астрономии от обыденного солнечного времени уравнением времени. Ибо естественные солнечные сутки, принимаемые при обыденном измерении времени за равные, на самом деле между собою неравны. Это неравенство и исправляется астрономами, чтобы при измерениях движений небесных светил применять более правильное время. Возможно, что не существует (в природе) такого равномерного движения, которым время могло бы измеряться с совершенною точностью. Все движения могут ускоряться или замедляться, течение же абсолютного времени изменяться не может.

Относительные количества не суть те самые количества, коих имена им обычно придаются, а суть лишь результаты измерений сказанных количеств (истинные или ложные), постигаемые чувствами и принимаемые обычно за сами количества.

Ньютон нигде не обсуждает вопрос о том, что скорость течения времени может отличаться в различных относительных пространствах (системах отсчета). Безусловно, классическая механика подразумевает одинаковую равномерность хода времени для всех систем отсчета. Однако это свойство времени кажется настолько очевидным, что Ньютон, очень точный в своих формулировках, не обсуждает его и не формулирует как одно из определений или законов своей механики. Именно это свойство времени было отброшено теорией относительности. Абсолютное же время в понимании Ньютона по-прежнему присутствует в парадигме современной физики.

Перейдём теперь к физическому пространству Ньютона. Если понимать под абсолютным пространством существование некоторой выделенной, привилегированной системы отсчета, то излишне напоминать, что в классической механике его нет. Блестящее описание Галилеем невозможности определить абсолютное движение корабля — яркий тому пример. Таким образом, релятивистская теория и не могла отказаться от того, что в классической механики отсутствовало.

Тем не менее, у Ньютона вопрос о соотношении абсолютного и относительного пространства недостаточно ясен. С одной стороны, и для времени, и для пространства термин "относительный" используется в смысле "измеряемая величина" (постигаемая нашими чувствами), а "абсолютный" — в смысле "её математическая модель":

Абсолютное пространство по самой своей сущности, безотносительно к чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным. Относительное есть его мера или какая-либо ограниченная подвижная часть, которая определяется нашими чувствами по положению его относительно некоторых тел, и которое в обыденной жизни принимается за пространство неподвижное.

Если же и сама Земля движется, то истинное абсолютное движение тела найдется по истинному движению Земли в неподвижном пространстве и по относительным движениям корабля по отношению к Земле и тела по кораблю.

Однако совершенно невозможно ни видеть, ни как-нибудь иначе различать при помощи наших чувств отдельные части этого пространства одну от другой, и вместо них приходится обращаться к измерениям, доступным чувствам. По положениям и расстояниям предметов от какого-либо тела, принимаемого за неподвижное, определяем места вообще. Невозможно также определить истинный их (тел) покой по относительному их друг другу положению.

Поэтому воистину насилуют смысл священного писания те, кто эти слова истолковывают в нем.

Математическая структура как классической механики, так и релятивистской теории хорошо известна. Свойства, которыми наделяют эти теории пространство и время, однозначно следуют из этой структуры. Туманные же (философские) рассуждения об устаревшей "абсолютности" и революционной "относительности" вряд ли приближают нас к разгадке Главной Тайны.

Онтологический статус пространства и времени стал предметом философского и научного анализа в субстанциальной и реляционной концепциях, в которых рассматривается соотношение времени, пространства и материи.

В субстанциальной (от лат. substantia – то, что лежит в основе; сущность) концепции пространство и время трактовались как самостоятельные явления, существующие наряду с материей и независимо от нее. Соответственно отношение между пространством, временем и материей представлялось как отношение между видами самостоятельных субстанций. Это вело к выводу о независимости свойств пространства и времени от характера протекающих в них материальных процессов.

Родоначальником субстанциального подхода, считают Демокрита, который полагал, что существуют только атомы и пустота, отождествляемая им с пространством.

Свое всестороннее развитие и завершение субстанциальная концепция пространства и времени получила у И. Ньютона и в классической физике в целом.

Понятия пространства и времени, выработанные в классической физике, являются результатом теоретического анализа механического движения. Ньютон четко различал два типа времени и пространства – абсолютное и относительное.

Понятия "пространство" и "время" были определены И. Ньютоном в строгом соответствии с той методологической установкой, которая была принята формирующейся опытной наукой Нового времени, а именно – познание сущности (законов природы) через явления. Он четко различал два типа времени и пространства – абсолютное и относительное, и дал им следующие определения.

"Абсолютное, истинное, математическое время само по себе и по своей сущности, без всякого отношения к чему- либо внешнему, протекает равномерно и иначе называется длительностью.

Относительное, кажущееся, или обыденное, время есть или точная, или изменчивая, постигаемая чувствами, внешняя мера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни вместо истинного математического времени, как-то: час, день, месяц, год.

Абсолютное пространство по своей сущности, безотносительно к чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным.

Относительное пространство есть мера или какая- либо ограниченная подвижная часть, которая определяется нашими чувствами по положению его относительно некоторых тел и которое в обыденной жизни принимается за пространство неподвижное" .

Чем вызвано это различение?

Прежде всего оно связано с особенностями теоретического и эмпирического уровней познания пространства и времени.

На эмпирическом уровне пространство и время предстают как относительные, т.е. связанные с конкретными физическими процессами и их восприятием на уровне чувств.

На теоретическом уровне абсолютные пространство и время представляют собой идеализированные объекты, у которых выделяется только одна характеристика: для времени – быть "чистой длительностью", а для пространства быть "чистой протяженностью".

Понятия абсолютного пространства и абсолютного времени у Ньютона являются необходимым теоретическим основанием законов движения. В дальнейшем они были онтологизированы, т.е. наделены бытием вне теоретической системы механики, и стали рассматриваться как самостоятельные сущности, не зависящие ни друг от друга, ни от материи.

В реляционной (от лат. relatio – отношение) концепции пространство и время понимаются не как самостоятельные сущности, а как системы отношений, образуемых взаимодействующими материальными объектами. Вне этой системы взаимодействий пространство и время считались несуществующими. В этой концепции пространство и время выступают как общие формы координации материальных объектов и их состояний. Соответственно допускалась и зависимость свойств пространства и времени от характера взаимодействия материальных систем. В философии реляционная концепция времени в Античности разрабатывалась Аристотелем, а в Новое время Г. Лейбницем, которые полагали, что пространство и время имеют исключительно относительный характер и являются: пространство – порядком сосуществования фрагментов реальности, а время – последовательностью сосуществования фрагментов реальности.

В физике реляционная концепция пространства и времени была представлена специальной теории относительности (1905) и общей теории относительности (1916).

А. Эйнштейн при разработке своей теории опирался на идеи физика Г. А. Лоренца (1853–1928), физика и математика А. Пуанкаре (1854–1912), математика Г. Минковского (1864–1909). Если в механике Ньютона пространство и время не были связаны между собой и носили абсолютный характер, т.е. были неизменными в разных системах отсчета, то в специальной теории относительности они становятся относительными (зависят от системы отсчета) и взаимосвязанными, образуя пространственно-временной континуум, или единое четырехмерное пространство-время.

Общая теория относительности разрабатывалась А. Эйнштейном в 1907–1916 гг. В своей теории он пришел к выводу, что реальное пространство является неевклидовым, что в присутствии создающих гравитационные поля тел количественные характеристики пространства и времени становятся другими, нежели в отсутствие тел и создаваемых ими полей. Пространство-время является неоднородным, его свойства изменяются с изменением гравитационного поля. В общей теории относительности на место абсолютного пространства пришло гравитационное поле, таким образом "пустое пространство, т.е. пространство без поля, не существует, пространство-время существует не само по себе, но только как структурное свойство поля" . В общей теории относительности не только пространство и время по отдельности, но и пространственно-временной континуум лишается абсолютности. Согласно выводам общей теории относительности, метрика пространства и времени определяется распределением гравитационных масс во Вселенной.

В марксистско-ленинской философии считалось, что основное философское значение теории относительности состоит в следующем.

• 1. Теория относительности исключила из науки понятия абсолютного пространства и абсолютного времени, обнаружив тем самым несостоятельность субстанциальной трактовки пространства и времени как самостоятельных, независимых от материи форм бытия.
• 2. Она показала зависимость пространственно-временных свойств от характера движения и взаимодействия материальных систем, подтвердила правильность трактовки пространства и времени как основных форм существования материи, в качестве содержания которых выступает движущаяся материя.

Рассматривая философские выводы, сделанные на основе теории относительности, нужно иметь в виду следующее. Физика, как и любая иная наука, дает описание мира, опираясь лишь на те знания и представления, которые она может обобщить на данном этапе. И субстанциальная, и релятивистская концепции пространства и времени, разработанные в классической механике и теории относительности, принадлежат к физическим теориям пространства и времени. В этих научных теориях представлены концептуальные модели пространства и времени, причем, как обращают внимание некоторые ученые, время в теории относительности оказалось "опространственным", его специфика по сравнению с пространством не раскрыта, а "пространство-время" теории относительности – это искусственно совмещенный континуум .

Научные споры вокруг теории относительности возникли сразу же при ее создании и не утихают по настоящее время.

Как указывается в специальной научной литературе , в настоящее время нет сколько-нибудь убедительной экспериментальной проверки общей теории относительности. Более того, нет экспериментального подтверждения исходных посылок общей теории относительности. Например, до сих пор не подтверждено, что скорость распространения гравитационного возмущения равна скорости света в вакууме. Только эксперимент может дать ответ на вопрос, какова в действительности скорость распространения гравитации.

Физики солидарны в том, что необходимо тщательное обсуждение физических основ теории относительности, установление границ ее применимости. Современные оценки философских выводов теории относительности более взвешенные. С точки зрения признания объективности пространства и времени обе эти концепции равноценны. Несмотря на различия, эти концепции отражают одно и то же реальное пространство и время, поэтому философия не может окончательно исключить ни одну из моделей, категорически признав ее абсолютно неприемлемой.

Свою версию природы времени предложил известный российский астрофизик Н. А. Козырев (1908–1983) . Его концепция времени является субстанциональной, т.е. время рассматривается как самостоятельное явление природы, существующее наряду с веществом и физическими полями и воздействующее на объекты нашего мира и протекающие в нем процессы.

Козырев исходил из идеи, что время – это не просто "чистая длительность", расстояние от одного события до другого, а нечто материальное, обладающее физическими свойствами. Можно сказать, что у времени два типа свойств: пассивные, связанные с геометрией нашего мира (их изучает теория относительности), и активные, зависящие от его внутреннего "устройства". Это и есть предмет теории Козырева.

В конце XX в. появился целый ряд версий понимания сущности времени, подробный анализ которых можно найти в книге В. В. Крюкова . Анализируя новые подходы к пониманию времени и отмечая их перспективность для дальнейшей разработки проблемы времени, В. В. Крюков полагает, что в онтологическом плане следует формулировать заявленный подход предельно широко и вести речь о проявлении активности материи, какова бы ни была природа этой активности. В свою очередь активность материи может быть описана в двух взаимосвязанных один с другим аспектах: топологическом и метрическом, т.е. как последовательность событий и как их продолжительность .

Взаимосвязь времени с внутренней энергией материальных тел рассматривается в концепции А. Н. Бича