Единство материи, движения, пространства и времени

Идея абсолютного пространства и времени соответствовала определенной физической картине мира, а именно — системе взглядов на материю как на совокупность отграниченных друг от друга атомов, обладающих неизменными объемом и инертностью (массой) и действующих друг на друга мгновенно либо на расстоянии, либо при соприкосновении. Изменение физической картины мира изменило и воззрения на пространство и время. Открытие электромагнитного поля и выяснение несводимости поля к состояниям механической среды — мирового эфира — вскрыли несостоятельность классической картины мира. Оказалось, что материя не может быть представлена как совокупность отдельных, строго отграниченных друг от друга элементов. В действительности частицы вещества связаны друг с другом в единые системы полем, действие которого передается с конечной скоростью, одинаковой в любой замкнутой системе (в вакууме — со скоростью света).

Огромный вклад в разработку научных представлений о связи пространства и времени с движущейся материей внес Н. И. Лобачевский. Им была выдвинута идея, согласно которой закономерности геометрии могут быть различными в разных масштабах. Лобачевский пришел к очень важному не только для геометрии, но и для философии выводу — свойства пространства не являются всегда и везде одинаковыми и неизменными. Он создал неевклидову геометрию, которая является более общей и включает в себя евклидову геометрию как частный случай, отражающий пространственные отношения, воспринимаемые нами в повседневном опыте. В ней через точку, взятую вне прямой, можно провести не одну (как в геометрии Евклида), а бесчисленное множество прямых, не пересекающихся с данной. Сумма углов треугольника в этой геометрии не остается постоянной и равной 180°, а меняется в зависимости от изменения длины его сторон и при этом всегда оказывается меньше 180°. Б. Риман создал еще одну неевклидову геометрию. В ней через точку, взятую вне прямой, нельзя провести ИИ одной прямой, не пересекающей данную. Идеи Лобачевского получили свое дальнейшее развитие и конкретизацию в современной физике. Великое научное открытие XX в. — теория относительности, созданная А. Эйнштейном, — вскрыло конкретные связи пространства и времени с движущейся материей и друг с другом, выразив эти связи строго математически в определенных законах^[1].

Одним из выражений связи пространства и времени с движением материи является тот факт, обнаруженный теорией относительности, что одновременность событий не абсолютна, а относительна^[2]. Оказывается, что и расстояние между какими-либо телами, находящимися в пространстве на конечном удалении друг от друга, неодинаково в различных движущихся инерциальных системах. С возрастанием скорости длина тела сокращается. В мире нет единственной длины тела — она меняется в зависимости от системы отсчета. Подобно этому промежуток времени между какими-либо событиями различен в различных движущихся материальных системах — с возрастанием скорости он уменьшается^[3]. Такая зависимость протяженности тел и временных промежутков от скорости движения свидетельствует о внутреннем единстве пространства и времени. Итак, в мире все пространственно и временно.

Пространство и время абсолютны. Но поскольку это формы движущейся материи, они обусловлены ею, как форма своим содержанием, и каждый уровень движения материи характеризуется своей пространственно-временной структурой.

• [1] Различают специальную и общую теорию относительности. Специальная основывается на принципе относительности движения и законе постоянства скорости света, а общая касается свойств пространства и времени в связи с гравитацией — гравитационные явления рассматриваются как искривление пространства и времени.
• [2] Для осмысления этого факта необходимо иметь в виду, что пространственно-временное описание явлений невозможно без наличия системы отсчета — тела отсчета, ориентира, относительно которого ведется наблюдение.
• [3] Согласно общей теории относительности, в очень сильном гравитационном поле течение времени замедляется. Вообразим себе астронавта, который летит в глубинах Галактики на звездолете. Улетая в Космос, он обязался каждую секунду посылать на Землю радиосигнал, который принимают оставшиеся на Земле друзья. Теперь представим себе, что он подлетает к затерявшейся в просторах Галактики чудовищно сжавшейся звезде, плотность которой во много раз превышает плотность атомного ядра. Он уже совсем близко к этому телу, а земные наблюдатели с удивлением и страхом замечают, что радиосигналы следуют один за другим не через секунду, а реже. Вот уже между ними проходят минуты, часы, годы, века… и сигналы перестали совсем поступать, а между тем астронавт по своим часам аккуратно, каждую секунду, посылает сигнал: Из этой плотной звезды не выходят какие-либо частицы. Она взаимодействует с миром только через силу притяжения (см.: Шкловский И. С. Вселенная. Жизнь. Разум. М., 1965. С. 59).