YourLib.net
Твоя библиотека
Главная arrow Концепции современного естествознания: Курс лекций (С.Г. Хорошавина) arrow 15.5. ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ В МИКРО-, МАКРО- И МЕГАМИРЕ
15.5. ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ В МИКРО-, МАКРО- И МЕГАМИРЕ

15.5. ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ В МИКРО-, МАКРО- И МЕГАМИРЕ

   Идея пространственного многообразия пространственно-временных структур — важнейший компонент диалектико-материалистической концепции пространства и времени. Утверждая неразрывную связь пространства и времени с движущейся материей, эта концепция предполагает, что развитие материи и появление новых форм ее движения должно сопровождаться становлением качественно-специфических форм пространства и времени.
   Три основные сферы материального мира — неживая природа, живое вещество и общество — характеризуются специфическими пространственно-временными структурами. В свою очередь, в неживой природе, представленной возникшими в нашей Метагалактике уровнями организации материи, существуют особенности пространства-времени в мега-, макро- и микромире.
   В локальных областях макромира, когда можно абстрагироваться от искривления пространства-времени вблизи тяготеющих масс, пространство и время характеризуется Евклидовой геометрией.
   В самом начале расширения, когда плотность вещества была огромной, пространство и время имели общие свойства. В этом зародышевом состоянии наша Метагалактика была подобна микрообъекту и характеризовалась теми пространственно-временными структурами, которые присущи глубинам микромира. Современная физика сформулировала ряд перспективных гипотез, касающихся природы этих структур. Квантовые эффекты, единство прерывного и непрерывного она распространяет и на пространство и время. По-видимому, в областях 10-23 см и 10-43 с пространство и время становятся дискретными и дальнейшее их деление на части невозможно. Становление Метагалактики означало формирование пространства и времени макро- и мегамира из пространственно-временных структур.
   При переходе к системам мегамира мы также сталкиваемся с качественными изменениями свойств пространства. Пространство “черных дыр” относительно замкнуто для световых лучей и частиц вещества, движущихся внутри фотосферы “черной дыры”. Центральные области сверхмассивных объектов и “черных дыр” могут обладать пространственно-временными свойствами, которые современная наука не в состоянии и предсказать. Понятие объекта с бесконечными плотностью, гравитационным полем и точечными размерами указывает на необычность пространства такого рода. Но скорее всего это характеризует границы применимости современных физических теорий и необходимость перехода к качественно новым и отличным от существующих физическим концепциям.
   Обычно интерес вызывают многочисленные парадоксальные особенности пространства-времени, обнаруженные современной наукой, и прежде всего теория относительности и ее толкование. Действительно, в XX в. было доказано, что свойства пространства и времени не являются раз и навсегда данными и неизменными в физических условиях, отличных от нашей жизни. Они могут претерпевать существенные изменения. Специальная теория относительности открыла эффект замедления времени в быстродействующих системах. Обычно эти парадоксы рассматриваются как нечто фантастическое, абстрактное, далекое от реальной жизни и наших повседневных интересов. Однако в представлениях пространства-времени еще очень много неясного, порождающего многочисленные дискуссии ученых:
   - Почему наше пространство имеет три измерения?
   - Могут ли существовать многомерные миры?
   - Может ли время течь в обратном направлении?
   - Реально ли четырехмерное пространственно-временное многообразие теории относительности?
   - Могут ли существовать материальные объекты вне пространства и времени?
   Эти и многие подобные вопросы ставятся на повестку дня современного естествознания. Углубленное изучение этих вопросов показало, что они связаны с фундаментальными свойствами бытия и важны для нашего мировоззрения. Критерий неадекватности пространственно-временного описания создает целый комплекс проблем, связанный с поиском тех положений, которые могли бы быть выбраны и использованы как критерий выбора пространственно-временных моделей. В настоящее время во многих отраслях современного естествознания назревает необходимость нового изменения пространственно-временных представлений, столь же радикального, как и то, которое возникло после создания теории относительности.

15.5.1. Трехмерность пространства
15.5.2. n-мерность пространства
15.5.3. Социальное пространство

15.5.1. Трехмерность пространства

   Вопрос о том, почему наше пространство трехмерно, можно обсуждать:
   1) с позиций теологии;
   2) с позиций научно-материальных, основываясь на фундаментальных физических теориях.
   С первой, т.е. ненаучной, точки зрения, трехмерный мир — самый совершенный из всех миров.
   Рассмотрим вторую точку зрения. Трехмерность является общим свойством пространства, обнаруживаемым на всех известных структурных уровнях. Все материальные процессы и измерения реализуются в пространстве трех измерений. Трехмерность пространства органически связана со структурностью систем и их движением.
   В одномерном (линия) или двухмерном (плоскость) пространствах не могли бы происходить взаимодействия частиц и полей. Три измерения являются тем необходимым и достаточным минимумом, в рамках которого могут осуществляться все типы взаимодействий материальных объектов. Не известно каких-либо форм движения и взаимодействия, которые требовали бы четырех- или пятимерного пространства. Возможность таких процессов и взаимодействий не вытекает ни из каких установленных законов природы.
   Трехмерность пространства имеет место и в микропроцессах (электромагнитная волна имеет три координаты). Обнаружена трехмерность внутреннего пространства микрообъектов, их взаимопревращений.
   Реальное пространство как атрибут материи в его отмеченном выше содержании всегда остается трехмерным. Любые сколь угодно сложные явления можно отобразить пространством трех измерений и одной временной координатой, но с изменением способа описания.

15.5.2. n-мерность пространства

   Разговоры о возможности пространства большего, чем три числа измерений ведутся постоянно. Подобные мнения навеяны понятием абстрактных многомерных пространств в математике и физике. В физике это понятие используется в качестве удобного способа описания, когда к трем пространственным координатам добавляется время и ряд других параметров. Если число таких параметров вместе с пространственно-временными характеристиками — n, то считается, что они образуют n-мерное пространство. При достаточно большом количестве свойств и взаимосвязанных переменных можно прийти к понятию многомерного и даже бесконечного пространства, но это понятие будет носить довольно условный характер, так как оно будет применяться для характеристик совершенно других свойств.
   Если взять, например, стопку листов бумаги (все, что находится в плоскости листа, есть пространство двух измерений) и проколоть эту стопку вилкой, то в каждом листе (пространстве двух измерений) останется след от вилки в виде четырех отверстий. Те, кто “живет” в пространстве двух измерений, никогда не сможет связать эти четыре отверстия в одно целое, т.е. представить, что они являются “следом” вилки, взаимодействия с ней. Таким образом, с позиций двухмерного пространства и его “обитателей”, вилка недоступна представлению.
   Другой пример. Если представить горизонтальную плоскость, пересекающую вершину дерева параллельно земле, то на этой плоскости разрезы ветвей покажутся отдельными и совершенно не связанными друг с другом. А в нашем пространстве — это разрез ветвей одного дерева, составляющих вместе одну вершину, питающихся от одного корня, имеющих одну тень. Так, может быть, трехмерные тела нашего пространства есть изображения в нашей сфере непостижимых для нас четырехмерных тел? Или, может, всевозможные аномальные явления — это “следы”, оставленные в нашем трехмерном пространстве обитателями четырехмерного?
   Мы ведь уже привыкли к понятию “четвертое измерение”, или просто “иное измерение”, откуда в наш скромный трехмерный мир иногда “вылезают” всякие “нечисти”, включая “пришельцев” всех мастей, с одной стороны, а с другой исчезают, чаще всего безвозвратно, люди, корабли, самолеты.
   История поиска “иных” измерений полна драматизма, имеет своих пророков и своих злых гениев. Пути науки странны и непредсказуемы, и то, что было отвергнуто в начале века как научное направление, вдруг вызвало пристальный интерес в конце века. Историю любого научного направления следует начинать с его корней. Первые намеки на существование “иных” пространств можно найти еще в работах Джордано Бруно. Но лишь в середине XIX в. физики и математики впервые робко поставили вопрос о возможности существования иных, более высоких измерений. Наиболее просто эта задача решалась математически, и первым вынес ее на обсуждение один из создателей новых неевклидовых геометрий Б. Риман в своей работе “О гипотезах, лежащих в основе геометрий”, посвященной, в частности, n-кратно протяженным величинам. Почти в то же время эта проблема стала задевать и физиков, и одним из первых ее коснулся Э. Мах: “Находясь еще под влиянием атомистической теории, я попытался однажды объяснить спектральные линии газов... Затруднения, с которыми я столкнулся при этом, навели меня в 1863 г. на мысль, что нечувствительные вещи не должны быть обязательно представляемы в нашем чувствительном пространстве трех измерений”.
   Теория относительности Эйнштейна, появившаяся в начале XX в., тогда дала громадный простор для развития физических идей, даже самых экстравагантных. Эйнштейн был одним из первых, кто покусился на незыблемые до сих пор понятия пространства и времени, показал их зависимость в СТО от системы отсчета, скорости движения, а затем в ОТО — и от напряженности гравитационного поля.
   Позднее многие ученые стали задумываться над вопросом, почему у нашего пространства именно три измерения или, другими словами, какие особенности отличают геометрию и физику в трехмерном пространстве от геометрии и физики в многомерных пространствах?
   В 1917 г. на основе ОТО Эйнштейн создал стационарную замкнутую сферическую модель Вселенной. Характерной чертой этой модели была конечность пространства, хотя, с точки зрения внутренней геометрии, пространство представляется тогда неограниченным. Никакого противоречия в этом нет. Например, поверхность надувного шарика, с нашей точки зрения, является конечной, а с точки зрения мухи, ползающей по ее внутренней поверхности, она будет неограниченной.
   Однако при решении стандартных уравнений возникли определенные трудности. Для получения статистических решений Эйнштейн вынужден был ввести некий коэффициент, так называемый космологический член Я. Уравнения, выведенные Эйнштейном, интересны тем, что дают три варианта решения и соответственно три модели как Вселенной, так и пространства. Пространственно-временной мир Эйнштейна полностью статичен. Его можно представить как цилиндрический 4-мерный мир с неограниченной осью времени, т.е. по этой модели временное сечение пространственно-временного континуума в отличие от пространственного сечения является бесконечным.
   В переводе на общедоступный язык мир Эйнштейна — это 3-мерное физическое пространство, искривленное и замкнутое само на себя благодаря присутствию в нем материи, т.е. 4-мерная сфера (гиперсфера), не имеющая ни начала, ни конца во времени. Искривить же трехмерный мир можно только в пространстве 4- и более высокого порядка измерений. Однозначно подразумевается полная равноправность этого четвертого измерения по отношению к трем существующим.
   В годы жизни Эйнштейна и после многие ученые выдвигали идеи и представляли теории, связанные с n-мерностью пространства. То, что не удалось когда-то Эйнштейну, довольно успешно решается плеядой современных теоретиков, многие из которых уже стали лауреатами Нобелевских премий. Это А. Салаш, С. Вайнберг, Ш. Глэшоу. В пределах современных теорий Великого объединения им удалось собрать в рамках одной концепции три очень разных вида взаимодействий (гравитационные пока остались “за бортом”), которые могут быть описаны с помощью так называемых калибровочных полей. Основное свойство калибровочных полей состоит в существовании абстрактных симметрий, благодаря которым этот подход приобретает элегантность и открывает широкие перспективы. В возвращенной к жизни теории Калуцы — Клейна симметрии калибровочных полей приобретают конкретность геометрические симметрии, связанные с дополнительными измерениями пространства.
   Как и в первоначальном варианте взаимодействия в теории вводятся путем присоединения к пространству-времени дополнительные пространственные измерения. Однако, так как теперь надо дать пристанище взаимодействиям трех типов, приходится вводить не одно, а несколько дополнительных измерений. Простой расчет количества операций, входящих в теорию Великого объединения, требует дополнительно еще 7 пространственных измерений; если же учесть время, то все пространство-время насчитывает 11 измерений. Таким образом, современный вариант теории Калуцы — Клейна постулирует 11-мерную Вселенную, 7 пространственных координат которой свернуты и потому принципиально не наблюдаются.
   Науке известны четыре фундаментальных взаимодействия в природе:
   - электромагнитное и гравитационное в масштабах макромира;
   - слабое и сильное в масштабах микромира.
   Однако в последние годы в научных трудах обсуждается возможность существования еще одного дистанционного взаимодействия в макромире — спинового, или торсионного, фиксирующего и передающего информацию посредством торсионного поля. Физическая природа этого пятого взаимодействия, по-видимому, совершенно иная, чем у остальных четырех взаимодействий, так как передача информации здесь осуществляется вроде бы без затрат энергии.
   Современные работы Дж. Уиллера, А. Пероуза, К. Прибрама, П. Дэвиса позволяют наличие этого пятого фундаментального взаимодействия в природе — спинторсион-ного взаимодействия. Связанные с ним поля (поля кручения) обладают способностью почти безэнергетически передавать информацию в любую часть Вселенной, а также обеспечивают “голографичность” информационных связей во Вселенной.
   Соответственно изложенной парадигме вполне объяснимым становятся практически все явления, связанные с сенсорным восприятием феноменов и биоэнергетическим (точнее биоинформационным) воздействием целителей. Поэтому есть все основания считать, что торсионные поля ответственны за парапсихические феномены.
   В наше время эта область деятельности перестала быть экзотической. Сейчас в нее вовлечены многие организации, предприятия, научно-исследовательские институты. Организовано производство синтетических противотор-сионных экранов из пленок для продажи населению, которые можно использовать в качестве защиты от геопатогенных излучений, излучений ЭВМ, компьютеров, телевизионных приемников и других радиоэлектронных приборов. Создаются новые конструкционные материалы с уникальными свойствами. Например, учеными России и Украины создана сталь в два раза прочнее и в шесть раз пластичнее, чем обычная. Разрабатываются самые различные типы датчиков, реагирующих на торсионные поля.
   Перспективы использования торсионных полей грандиозны. Достаточно упомянуть новые поколения компьютеров с элементной базой на микроуровне с поистине невероятными вычислительными способностями. Открытие пятого фундаментального взаимодействия перевернет наши представления о природе. Если наш век прошел под знаком электромагнетизма, то следующий будет веком торсионной энергии.

15.5.3. Социальное пространство

   Возникновение социально организованной материи связано с формированием качественно новых пространственно-временных структур. Пространственные структуры, характеризующие общественную жизнь, не сводятся ни к пространству неживой природы, ни к пространству биологическому. Здесь возникает и исторически развивается особый вид пространственных отношений, в котором воспроизводится и развивается человек как общественное существо. Социальное пространство, вписанное в пространство биосферы и космоса, обладает особым человеческим смыслом. Оно функционально расчленено на ряд подпространств, характер которых и их взаимосвязь исторически меняются по мере развития общества.
   Чтобы понять особую природу социального пространства, важно выработать представление о целостной системе общественной жизни. Эта система включает в качестве компонентов предметный мир, который человек создает и обновляет в процессе своей деятельности, отношения к другим людям. Все это единое системное целое существует только благодаря взаимодействию составляющих его частей — мира вещей — “второй природы” мира идей и мира человеческих отношений. Организация этого целого усложняется и меняется в процессе исторического развития. Оно имеет свою особенную пространственную архитектонику, которая не сводится только к материальным отношениям, а включает их отношение к человеку, его социальные связи и те смыслы, которые фиксируются в системе общественно значимых идей.
   Специфика социального пространства тесно связана со спецификой социального времени, о котором будет сказано ниже.
   Исторически сложилось, что социальное пространство формируется и упорядочено прежде всего посредством проектирования и сооружения материальных объектов. Все многообразие системы разделения людей, включая коммуникации и прочие архитектурные объекты, образуют материализованную сторону социального пространства. Архитектор, зодчий — это центральная фигура, благодаря которой формируются определенная метрика и геометрия среды жизнедеятельности человека. Можно сказать, что архитектор — это выразитель социального бытия через создание материальной пространственной среды. Он может доступными ему средствами стабилизировать, ускорять или замедлять и тормозить различные социальные процессы.
   Архитектурное управление при более внимательном рассмотрении данного вопроса может существенно определять характер поведения людей. Архитектурно-технический подход к социальному пространству позволяет реализовать одну из основных и исходных целей жизнедеятельности человека — защищенность от внешних воздействий. Первоначально именно стены жилища или городские стены выполняли эту функцию защиты. Завоеватели чужих территорий хорошо осознавали взаимосвязь архитектуры и условий жизнедеятельности человека, когда, ставя целью уничтожить народ, стирали с лица земли поселения и постройки. Так, римлянами был полностью разрушен Карфаген, а его место распахано. И, наоборот, в заботе о возрождении национального духа и социальной активности древние в первую очередь стремились к качественному совершенствованию архитектуры среды. Афиняне, например, после победы над Спартой в V в. до н. э. закладывают афинский Акрополь по самым высоким стандартам того времени.
   В творчестве зодчего обязательно проявляется влияние культуры, традиций, обычаев и предрассудков. Деление социального пространства на области, одна из которых соответствует элитарным, а другая — массовым процессам жизнедеятельности, предполагает ограничение контактов представителями элитарной и массовой среды. В результате возникают самые различные архитектурные объекты, адаптированные в соответствии с принципами иерархии.
   При помощи типового проектирования жилье тиражируется и образует особую среду, взаимодействующую с сознанием человека. С одной стороны, они порождают установку на замкнутость, безынициативность, довольствование имеющимся, а с другой — поиск престижных комфортных условий элитарной группы общества. Это “спальные” районы, построенные во многих городах, безликость домов в микрорайонах, чрезвычайно “скучных” по выразительности. Даже такая черта, как общая тема памятников, мемориалов, монументов, установленных в данном районе, может оказывать серьезное влияние на чувства и настроение жителей.
   Личностный характер социального пространства выражается в единичных и особенных формах своего материального устройства. Это является предпосылкой функционирования стран и народов, социальных слоев и групп общества, различных пространственных общностей людей.
   Для человека формы организации пространства — это “ансамбль” сооружений: город, район. Для общества — государство, континент, планета. Планетарный, или космический, феномен человека пока далек от своего выражения пространственно-архитектурными средствами. Однако пространственное описание мира человека вдохновляло А. Эйнштейна, В.И. Вернадского, К.Э. Циолковского, а художники давно стремятся отыскать основополагающие элементы человека, вспомним хотя бы К. Малевича или С. Дали, смелые эксперименты с прерывными человеческими пространствами. Характер индивидуальной жизнедеятельности человека формирует индивидуальные пространственные характеристики. Исходя из того, что каждый из нас имеет вполне определенный рост, вес, размер одежды, обуви, можно сформулировать следующее положение: человек занимает пространство, равное объему его физического тела. Но человек, находящийся долгое время без движений, обречен на гибель. Частичное ограничение возможности передвигаться воспринимается либо как дискомфорт, либо как наказание (лишение свободы). То есть одним из условий существования является перемещение в пространстве.
   Человеку всегда была свойственна потребность в “очеловечивании” пространства, которая, по-видимому, имеет древние корни, связанные с борьбой за среду обитания. В древности эта потребность проявлялась в поиске и освоении новых территорий, в настоящее время об этой потребности свидетельствует процветающая индустрия туризма. А стремление открывать новые земли выражается в освоении околоземного и более отдаленного космического пространства. Эта потребность выступает в самых разных формах:
   1. Физическая целостность организма. Всякое внешнее воздействие воспринимается как опасное, если оно может нести угрозу целостности, например, травма.
   2. Одежда — другая форма автономии пространства. В одежде, со вкусом подобранной, человек чувствует себя более комфортно, более уверенно.
   3. Суверенитет тела сохраняют дома, комнаты, особняки, автомобили.
   Теснота, скученность справедливо воспринимаются как дискомфорт. Переполненный общественный транспорт, перенаселенные квартиры — все это нарушает суверенитет личного пространства.
   Американский ученый и философ Э. Фромм обратил внимание на то, что личное пространство человека зависит от того, чем данный человек обладает. Оказывается у дилеммы “быть или иметь” есть еще одна сторона: чем большим человек владеет, тем меньше его личностное пространство и тем теснее он себя в нем чувствует. На первый взгляд, кажется, что всякая личная собственность расширяет пространство человека. Если человек приобретает загородный дом в дополнение к городской квартире, то он ограничивает свое личностное пространство, часть которого теперь занята домом. “Обладание, — считает Э. Фромм, — это разновидность рабства, а раб ущемлен во многих своих правах, в том числе и в автономии своего личностного пространства”. Личностное пространство оформляется разными путями. Один из них — расширение круга знакомств, всех тех, с кем связывают какие-то деловые, дружеские или родственные отношения. Родные, друзья, сослуживцы, просто знакомые — все они образуют контуры того личностного пространства, которое освоил и занимает человек. Одиночество — это экстремальный пример суженного до минимума социального пространства, это дискомфорт, если не патология. Человек, обреченный на одиночество, не может продержаться долго. Другое дело, уединение — форма автономии личностного пространства. Уединение — это пространство самосознания.
   Достойна внимания и мысль Сенеки о возможности расширения рамок личностного пространства за счет мысленного перенесения во времени: “Хочешь освободиться от пороков — сторонись порочных примеров. Скупец, жестокий, коварный... — уйди от них к лучшим... Если тебе по душе греки — будь с Сократом”. Становится понятным феномен слова.
   Слава — это известность не только за пределами своего круга общения, но и за пределами отрезка времени, который называется жизнью. Вспоминая человека, мы тем самым реализуем его жизненное желание расширить жизненное пространство. Формы личностного пространства обусловлены прежде всего особенностями восприятия самого человека. Именно с ним приходится соизмерять свои поступки, строить планы. К пониманию сущности личностного пространства наиболее близко подошли литература, живопись. Успехи естествознания помогают глубже проникнуть в мир пространственно-временных отношений человека и общества.

 
< Пред.   След. >