Пространство, которое существует вне и независимо от сознания человека, — это невещественное бытие. «По своим свойствам оно полностью противоположно веществу, или материи, являясь в то же время непременным условием ее бытия». Это некое вместилище, в котором происходит движение атомов. Время абсолютно, ибо «порядок событий во времени имеет раз и навсегда данный и абсолютный характер, этот порядок охватывает все физические события, которые когда-либо имели, имеют или будут иметь место во Вселенной». Поэтому с точки зрения ньютоновской физики пространство и время — предпосылки, которые сами по себе не должны анализироваться. При этом абсолютной и самодовлеющей сущностью выступает пространство, которое предшествует как веществу, так и времени.
С философской точки зрения это было очень сильное огрубление бытия и распространение на него свойств отдельной его части. Ю.Б. Молчанов приводит такой пример. Атомы являются различными объектами, если они находятся в один и тот же момент времени в разных точках пространства. И наоборот, если они располагаются в одной точке пространства, то это один объект. Свойства локальной части экстраполировались здесь на весь мир. Предполагалось, что он так устроен везде. Рассуждение весьма типичное для ученых и сегодня.
Физика, безусловно, дает описание мира, но, как и любая иная наука, опирается лишь нате знания и представления, которые она может обобщить на данном этапе. С философских позиций понятно, что этих данных всегда будет недостаточно, а значит, такая картина мира не может претендовать на полноту. Более того, данная картина мира весьма относительна и субъективна, так как очень часто базируется на введении сил и представлений, которые являются нечем иным, как некими умозрительными конструкциями, созданными именно для заполнения недостаточности физического обоснования. Они иногда даже не отвечают критериям научности, на которых строится сама данная концепция, и потому на определенном этапе развития науки просто отбрасываются как эфемерные.
Так, например, ньютоновская физика вводит понятие эфира в качестве особой универсальной среды. Считалось, что эфир пронизывал все тела и им было заполнено пространство. С помощью этого понятия, как казалось, удавалось объяснить все известные тогда явления в физическом мире. При этом физики долгое время просто игнорировали тот факт, что сам эфир оставался недосягаемым для физического эксперимента. Создалась парадоксальная ситуация, когда в основе экспериментальной физической науки лежало основание, которое эмпирически не было подтверждено, а значит, согласно критериям этой науки, было за рамками научного познания.
Понятие одновременности в классической физике трактовалось также согласно субстанциальной концепции времени. Одновременными считались все те события, которые произошли в одно мгновение времени. С точки зрения здравого смысла это действительно так, и потому даже в голову никому не приходило, что это необходимо обосновывать. Однако позже оказалось, что это не так.
Во второй половине XIX в. научные открытия заставляют ученых перейти к реляционной трактовке пространства и времени. Развивается классическая электродинамика, которая базируется на отказе от принципа дальнодействия, т.е. мгновенного распространения света. Дело втом, что в классической физике свет распространялся в особой светоносной среде — эфире. Согласно единой теории электромагнитного поля, движение Земли относительно мирового эфира должно влиять на скорость распространения света. Начиная с 1881г. сначала один Майкельсон, а затем с 1887г. совместно с Морли ставит серию опытов с целью эмпирического подтверждения данной идеи (в истории науки данные опыты вошли под именем их авторов как «опыты Майкельсона—Морли»). Однако результат опытов оказался негативным, скорость при всех измерениях оставалась постоянной.
Лоренц и Фицджеральд объяснили это «сокращением размеров движущихся тел и замедлением хода движущихся часов»1, что являлось попыткой «спасти» классическую физику. И это было не случайно, так как в противном случае из результатов опыта вытекали следующие выводы, невозможные для ученых, придерживающихся классических физических представлений:
1. «Земля неподвижна», что явно противоречило науке, которая экспериментально обосновала факт движения Земли.
2. «Эфира нет», что также противоречило науке, так как с помощью понятия эфира был сделан ряд открытий и объяснено множество явлений, например, в рамках волновой теории света.
В 1905г. А. Эйнштейн излагает свою специальную теорию относительности, успешно разрешая накопившиеся противоречия, но отрицая при этом существование эфира.
Постулатами его теории являются следующие:
специальный принцип относительности, по которому законы природы неизменны во всех инерциальных системах отсчета, т.е. в системах, находящихся в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения;
принцип предельности. В природе не может быть взаимодействий, которые превышают скорость света.
Изданной теории следовал целый ряд выводов, касавшихся понимания пространства и времени, которые уже существовали в философии в рамках реляционных представлений.
Прежде всего изменялся смысл категорий времени и пространства. Пространство и время предстали как относительные свойства бытия, зависящие от различных систем отсчета. Оказалось, что пространство и время имеют физический смысл только для определения порядка событий, связанных материальными взаимодействиями. Кроме того, пространство и время оказались имманентно взаимосвязанными друг с другом (знаменитое четырехмерное пространство А. Минковского), а все события в мире стало возможным трактовать как происходящие в пространственно-временном континууме.
Отсюда был сделан принципиальный вывод, что сами пространство и время акциденциальны, т.е. производны от конкретных физических событий и взаимодействий. Пространство и время не являются независимыми онтологическими сущностями. Реально только физическое событие, которое можно описать в пространственно-временных характеристиках.
Соответственно, проблема установления одновременности событий есть лишь конвенция, соглашение путем синхронизации часов с помощью светового сигнала. «События, происходящие в разных точках пространства, могут быть одновременны в том смысле, что любому событию, происходящему в данной точке, поставлено в соответствие одно и только одно одновременное с ним событие, происходящее в другой».
В философском плане теория относительности вызвала шквал субъективно-антропологических интерпретаций в диапазоне от субъективного идеализма берклианского толка до неокантианского трансценденталистского конструктивизма. Общий смысл интерпретаций эйнштейновских открытий сводился здесь к тому, что время и пространство не объективны, а есть лишь результат нашей конвенции. Однако сам Эйнштейн с такими субъективистскими трактовками не соглашался. Если, например, Мах говорил о том, что пространство и время — комплексы наших ощущений, то Эйнштейн оговаривался, что физический смысл пространству и времени придают реальные процессы, которые позволяют установить связь между различными точками пространства.
Таким образом, в философском плане пространство и время предстали как важнейшие атрибуты бытия, представляющие собой функцию физических отношений между объектами. Любопытно, что позже, в общей теории относительности, пространство и время получили у Эйнштейна несколько иную интерпретацию, которую ряд исследователей счел возвращением на новом уровне к субстанциальной модели. В этой теории все тела в Космосе, обладающие массой, предстали как результат искривления единой порождающей субстанции — пространства-времени. И по сию пору ряд физиков последовательно развивает этот субстанциалистский подход, полагая в качестве основания фундаментальной физической теории не частицы и поля, а единое эйнштейновское пространство-время1. Здесь произошел своеобразный возврат на новом уровне к платоновскому отождествлению пространства и материи в диалоге «Тимей».
В современной физике спор между субстанциальной и реляционной концепциями пространства и времени продолжается с переменным успехом. К примеру, сторонниками первой модели выступают разработчики различных концепций физического вакуума, а сторонниками второй — последователи теории физических структур, кладущие в основание физических теорий не вакуум, не физические поля и не пространство-время, а взаимодействие элементарных частиц.
Несмотря на все разногласия между философами и учеными по поводу природы пространства и времени, последние имеют целый ряд атрибутивных, т.е. неотъемлемых от них, свойств, принимаемых большинством исследователей.
Атнютивные свойства пространства:
протяженность, означающая рядоположенность и сосуществование различных элементов — к каждому элементу можно добавить или отнять другой элемент пространства; протяженность порождает структурность объектов, которая проявляется в системе внутренних связей, собирающих элементы в единое целое;
наличие в той или иной мере свойств прерывности и непрерывности: непрерывность проявляется в характере перемещения тел от точки к точке и в распространении воздействий посредством полей как процесс передачи вещества, энергии, информации; дискретность (прерывность) обеспечивает относительно раздельное существование тел в природе, их выделейность;
размерность: видимый нами мир имеет трехмерный характер, однако многие физики считают, что все создаваемые в науке л-мерные пространства не есть лишь абстракции, удобные для описания, а им соответствуют реальные пространства на уровне микро- и мегамира: