Современные представления о пространстве и времени

А. Эйнштейн, как было сказано выше, обосновал взгляд на Вселенную как на конечную, искривленную, не имеющую границ (закрытую). Гипотетически, землянин-астронавт, отправившийся в космос в одном направлении, может, в конце концов, вернуться с другой стороны. Расчеты и предположения Эйнштейна стали революционными и для космологии.

Разумеется, эффекты ОТО, также как и эффекты СТО, имея огромное значение для понимания единства пространства-времени и материи-энергии, в мире малых скоростей и небольших масс, в котором мы продолжаем пользоваться «привычными» законами классической механики и евклидовой геометрии, остаются чрезвычайно малыми, незаметными.

Между тем, СТО и ОТО в ХХ в. прошли серьезную эмпирическую верификацию.

Благодаря расчетам Эйнштейна в рамках ОТО в 1916 г. был объяснен феномен смещения перигелия Меркурия, или т. н. «проблема прецессии перигелия Меркурия».

После полного солнечного затмения 29 мая 1919 г. на фотоснимках, сделанных А. Эддингтоном (sir Arthur Stanley Eddington; 1882–1944), на о. Принсипе у западного побережья Африки, был зафиксирован факт отклонения лучей звездного света, проходящих вблизи Солнца вследствие гравитационной деформации пространства.

Эффект замедления времени получает постоянное подтверждение в экспериментах, проводимых в физике высоких энергий. Например, время жизни мюонов в кольцевом ускорителе увеличивается в соответствии с релятивистской формулой. В одном из экспериментов скорость мюонов была равна 0.9994 от скорости света, в результате чего время их жизни увеличилось в 29 раз[24]. Измерение величины замедления времени проводилось также с макроскопическими объектами. Например, в эксперименте Хафеле – Китинга (J.C. Hafele; R.E. Keating, 1971 г.) проводилось сравнение показаний неподвижных атомных часов и атомных часов, летавших на самолете.

В целом теория относительности лежит в основе всей современной физики. Вся совокупность экспериментальных данных в физике высоких энергий, ядерной физике, спектроскопии, астрофизике, электродинамике и других областях физики согласуется с теорией относительности в пределах точности эксперимента. Фактически СТО является инженерной наукой. Ее формулы используются при расчете ускорителей элементарных частиц. Обработка огромных массивов данных по столкновению частиц, двигающихся с релятивистскими скоростями в электромагнитных полях, основана на законах релятивистской динамики, отклонения от которых обнаружено не было. Поправки, следующие из СТО и ОТО, используются в системах спутниковой навигации (GPS).

Следует заметить, что между ОТО и квантовой механикой, несмотря на их продуктивность, существует серьезный конфликт, являющийся помехой для объединения. Этот конфликт возникает благодаря свойствам структуры пространства. Плавно искривленная геометрическая структура пространства и времени в ОТО сталкивается с главным положением квантовой механики: на субпланковском уровне расстояний (1,6*10−35 м) квантовые флуктуации (случайные возмущения) становятся столь сильными, что приводят к разрушению понятия гладкого пространства, по мере приближения к микроскопическим масштабам жизнь Вселенной становится все более хаотичной, происходит постоянное превращение энергии в материю, и наоборот. Современная теория струндостаточно элегантно способна устранить это противоречие. Решение его видится в процедуре т.н. «размазывания» микроскопических характеристик пространства.

Часто встречающиеся высказывания о том, что теория относительности ниспровергает все абсолютные ценности («все в мире относительно»), являются совершенно безграмотными. Во-первых, потому что СТО и ОТО, как физические теории, никакого отношения к морали и нравственности не имеют. Во-вторых, с внутренней точки зрения данные концепции, описывая реальный мир, сами базируются на фундаментальных сущностях, например, абсолютной скорости света и понятии пространственно-временного интервала между событиями. Поэтому никаким обоснованием для мировоззренческого, морального, религиозного релятивизма теория относительности принципиально быть не может.

В 1941 г. австрийский этолог, лауреат Нобелевской премии К. Лоренц (Konrad Lorenz; 1903–1989), восполняя взгляд физиков на пространство-время, опубликовал известную статью «Кантовская концепция a priori в свете современной биологии», в которой изложил свою «эволюционную теорию знания». Вступая в заочный диалог с великим немецким мыслителем И. Кантом (Immanuel Kant; 1724–1804), Лоренц утверждает, что априорные (доопытные или врожденные) формы мышления и интуиции, в т.ч. пространство и время, следует понимать как естественно-историческую адаптацию к условиям среды. Врожденная заданность нашего «априори» базируется на аппарате центральной нервной системы, который приобрел свою целесообразную видосохраняющую форму благодаря взаимодействию с реальностью в ходе длительного эволюционного развития:

«Не является ли человеческий разум со всеми своими категориями и формами интуиции чем-то таким, что органически возникло в неразрывной и постоянной причинно-следственной связи с законами окружающей природы, – точно так же, как это было с человеческим мозгом? Не были бы законы разума, необходимые для априорного мышления, совершенно иными, если бы они сформировались абсолютно другим историческим способом и если бы мы, следовательно, были оснащены иным типом нервной системы? И вообще, возможно ли, чтобы законы нашего когнитивного аппарата не были связаны с законами реального внешнего мира? Остается ли орган, развившийся в постоянном взаимодействии с законами природы, настолько независимым, чтобы можно было оправданно строить теорию явлений независимо от существования вещи в себе, т.е. как если бы они никак не зависели друг от друга? <…> Для такого животного, как землеройка, которая овладевает своим жизненным пространством исключительно посредством заучивания наизусть тропинок на окружающей местности, ни в коем случае не был бы приемлем тезис, что прямая линия есть кратчайшая связь между двумя точками. Если бы землеройке захотелось непременно держаться прямой линии (что, по сути, вполне ей по силам), то ей пришлось бы, чтобы добраться до цели, неустанно и непрерывно принюхиваться, ощупывать все вокруг усиками и таращиться в оба глаза (а зрение у нее не очень-то хорошее). При этом она затрачивала бы гораздо больше времени и энергии, чем при движении по маршруту, выученному «наизусть». Того, что две точки на ее пути, далеко отстоящие друг от друга, пространственно очень близки, она не понимает. Даже человек может вести себя точно так же – например, в незнакомом городе».

С 1970-х гг. ХХ в. идеи К. Лоренца получили развитие в работах представителей австро-германской школы исследования «эволюционной теории познания». Они сводятся к допущению, что люди, как и остальные живые существа, являются продуктом живой природы, результатом эволюционных процессов, и в силу этого их когнитивные и ментальные способности, и даже познание и знание (включая его наиболее утонченные аспекты), направляются, в конечном итоге, механизмами органической эволюции. Оценка данных взглядов может быть дана в контексте рассмотрения самого понятия «эволюция», космологического антропного принципа и «феномена человека» в целом[.

4.     К богословскому осмыслению феномена пространства-времени

Новые представления в свете СТО и ОТО о единстве пространства-времени и материи-энергии стали революционными не только для «обыденного сознания», но и для классического естествознания. Однако новая картина мира представляет возможность глубже понять и то, о чем еще в IV–V вв. говорили богословы. Астрофизик Роберт Джастроу, завершая свою работу «Бог и астрономы», писал: «В настоящий момент представляется, что наука никогда не сумеет поднять завесу, скрывающую тайну творения. Для ученого, жившего верой в могущество разума, все заканчивается, как дурной сон. Он одолел горы непознанного, вот-вот покорит высочайший пик – и, перевалив через последнюю скалу, обнаруживает на вершине компанию богословов, которые сидят там уже множество веков».

«Вот мой ответ спрашивающему, “что делал Бог до сотворения неба и земли?”. Я отвечу не так, как говорят, ответил кто-то, уклоняясь шуткой от настойчивого вопроса: “Приготовлял преисподнюю для тех, кто допытывается о высоком”. …Я охотнее ответил бы, что не знаю того, чего не знаю, но не подал бы повода осмеять человека, спросившего о высоком, и похвалить ответившего ложью», – так начинает блаженный Августин размышления о сущности времени на страницах своей бессмертной «Исповеди». Главным тезисом Августина в решении обозначенной проблемы является следующая мысль: «Не было времени, когда бы Ты не создавал чего-нибудь; ведь создатель самого времени Ты. Нет времени вечного, как Ты, ибо Ты пребываешь, а если бы время пребывало, оно не было бы временем». О том, что время, как тварная сущность, появляется вместе с материей, говорит и святитель Василий Великий в I-й Беседе на Шестоднев: «Как начало пути еще не путь, и начало дома еще не дом; так и начало времени еще не время, а даже не самомалейшая часть времени… Итак, чтобы мы уразумели вместе, что мир сотворен хотением Божиим не во времени, сказано: в начале сотвори (Быт. 1:1)».

Время сотворено, поэтому любые рассуждения и вопросы о временном пребывании Бога до творения бессмысленны. Время есть творение, и сотворено оно вместе с миром. Более того, время есть характеристика непременно изменяющегося тварного бытия. Тварное не может не изменяться, и изменение это происходит во времени.

Пространство также есть творение. Ход мыслей блаженного Августина относительно пространства аналогичен рассуждениям о времени: прежде бытия тварного мира не было также и пространства. Эта мысль встречается в его сочинении «О граде Божием» (кн. XI, гл. V): «Что ответят о безграничных пространствах вне мира, в объяснение, почему Бог перестал в них действовать, то же самое пусть ответят себе и о бесконечных временах до мира, в объяснение того, почему Бог в эти времена оставался без действия».

Как не имеет смысла вопрос о том, «почему именно тогда, а не прежде сотворен мир?», так бессмыслен вопрос и о том, «почему мир именно здесь, а не где-нибудь в другом месте?». Положение мира «в другом месте» автоматически вынуждает признать пространство большего объема, нежели сотворенный мир. Если пространство первично, предполагает Августин, и вместе с тем безгранично, а сотворенный мир занимает лишь часть его, то что можно ответить на вопрос о безграничных пространствах вне мира? Таким образом, и время, и пространство сотворено вместе с миром. Мир геометрически отождествляется с пространством и хронологически со временем. Без бытия тварного мира вопрос о существовании пространства и времени не имеет смысла.

Таким образом, и библейское богословие, и физика ХХ в. с совершенно различных позиций рассматривают четырехмерную Вселенную как целостное, внутренне взаимосвязанное динамическое единство – холон. Тем самым органически единая Вселенная самим своим бытием косвенно свидетельствует о Едином Творце материи, пространства, времени.

С другой стороны, богословско-философское осмысление неразрывного онтологического единства материи и пространственно-временного континуума позволяет глубже понять факт отражения прародительского греха на всеммировом бытии «Этот удел наш, или доля наша… т.е. то, что изречено о нас свыше, суждено илиприсуждено… удел нашей немощи и нашего превосходства, дар богоподобного творчества, есть время-пространство», – замечает о. Павел Флоренский.

В XI книге «Исповеди» блаж. Августин за полтора тысячелетия до Пуанкаре и Минковского поднял проблему преобразования «психологического» времени во время «физическое». Психологическое течение времени – форма существования личности, которая создает в душе человека субъективно воспринимаемые ощущения прошлого, настоящего и будущего в целостном единстве восприятия. Благодаря психическим способностям воспоминания,созерцания и ожидания мы можем измерять время, но эта психологическая деятельность не дает нам ответа на вопрос о природе самого времени. Это лишь «проекция» времени в плоскость нашего восприятия. Т.к. время осуществляется в душе, неразрывно связанной с телом, согласно Августину, существует только настоящее: «настоящее прошедшего» (память), «настоящее настоящего» (непосредственное созерцание, сопоставимое смировой точкой– вершиной светового конуса) и «настоящее будущего» (ожидание). Соответственно, с точки зрения богословия и современной психологии личность описывается не в терминах статичных субстанций, а с позиций динамической деятельности в едином пространственно-временном континууме.

Личностное предстояние и отстояние тварного «пространственно-временного» мира, человека и Бога окончательно преодолены богочеловечеством Иисуса Христа, воплотившегося от Пресвятой Девы и воспринявшего в Свою Ипостась материю-пространство-время. «О Тебе бо и естество обновляется и время», – говорится в богородичном тропаре Положения честного пояса Богоматери. «Состаревшийся, Господи, мир многими грехми, обновив страстию Твоею и восстанием Твоим, возшел еси носим облаком к пренебесным: слава славе Твоей», – читаем мы в каноне Вознесения. «И увидел я новое небо и новую землю, ибо прежнее небо и прежняя земля миновали», – свидетельствует св. апостол Иоанн Богослов (Откр. 21: 1). Участвуя в Евхаристии, единожды установленной Спасителем в Сионской горнице, мы, фактически, духовно-опытно удостоверяемся в истинности слов апостола.

Предвечный Совет и Божественный замысел о Воплощении Ипостасного Логоса на «нашей» Земле, «в нашей солнечной системе и нашей галактике», по сути, определяют всю глобальную пространственно-временную структуру Вселенной, о чем косвенно свидетельствует космологический антропный принцип.

Блаженный Августин, обсуждая с позиций натурфилософии взгляд на время как на порядок взаимоотношений между вещами и меру их изменения, фактически предвосхитил принцип относительности. Рассматривая вопрос о длительности первых трех творческих дней, он говорит о невозможности определить их продолжительность, т.к. небесные светила еще не были вызваны Создателем из небытия.

Несмотря на очевидные научные успехи, в наши дни, как и во времена святителя Василия Великого и блаженного Августина, вопрос о сущности пространства-времени по-прежнему остается нерешенным и открытым для совместного осмысления учеными, философами, богословами. Это предвидел святитель Григорий Богослов (IV в.), когда отмечал, что любая попытка рассуждать о времени предполагает необходимость отказаться от человеческого языка, по природе своей временного, в пользу безмолвного принятия того, что Бог – основа всего мироздания и времени – вне и времени, и тварной ангельской умопостигаемой вечности.

Список литературы:

1.      Ньютон И.Математические начала натуральной философии. М.: Наука, 1989. - С. 30.

2.      Эвклид (Ευκλείδης, ок. 300 г. до н. э.) — древнегреческий математик.

3.      Туровцев Т.А. Творение и преображение. – СПб: Церковь и культура, 2008. – С. 87-94.

4.      Августин Блаженный. Исповедь. – М.: Гендальф, 1992. – С. 325 (Кн.XI, 12).

5.      Ньютон И.Математические начала натуральной философии. М.: Наука, 1989. – С. 30.

6.      Борн, М. ( MaxBorn). Эйнштейновская теория относительности. 2-е издание, исправленное. М.: Мир, 1972. - С. 200.