Пространство и время. Иммануил Кант — философ Просвещения

Пространство и время. Иммануил Кант — философ Просвещения

ВикиЧтение

Иммануил Кант — философ Просвещения
Поппер Карл Раймунд

Содержание

Пространство и время

Чему могут нас научить, спрашивал Кант, эти, сбивающие нас с толку, антиномии? Его ответ гласит: наши представления о пространстве и времени неприменимы к миру как целому. Представления о пространстве и времени применимы, разумеется, к обычным физическим вещам и событиям. Но сами пространство и время не являются ни вещами, ни событиями. Они не могут наблюдаться, по природе своей они совершенно иного характера. Скорее всего они ограничивают собой определенным способом вещи и события, их можно сравнить с системой предметов или с системным каталогом для упорядочивания наблюдении. Пространство и время относятся не к действительному эмпирическому миру вещей и событий, а к нашему собственному духовному арсеналу, духовному инструменту, с помощью которого мы постигаем мир.

Пространство и время функционируют подобно инструментам наблюдения. Когда мы наблюдаем определенный процесс или событие, мы его локализуем, как правило, непосредственно и интуитивно в пространственно-временную структуру. Поэтому мы можем характеризовать пространство и время как структурную (упорядоченную) систему, основанную не на опыте, а используемую в любом опыте и применимую ко всякому опыту. Но такой подход к пространству и времени сопряжен с определенной трудностью, если мы пытаемся применить его к области, выходящей за рамки всякого возможного опыта; примером тому служат наши два доказательства начала мира.

Теории, которую я здесь изложил, Кант дал неудачное и вдвойне ошибочное название «трансцендентальный идеализм». Вскоре он сожалел о своем выборе, так как оно послужило поводом для некоторых его читателей считать Канта идеалистом и поверить в то, что он отверг якобы реальность физических вещей, выдавая их за чистые представления или идеи. Тщетно Кант пытался разъяснить, что он отверг лишь эмпирический характер и реальность пространства и времени — эмпирический характер и реальность такого рода, которые мы приписываем физическим вещам и процессам.

Но все его усилия уточнить свою позицию оказались напрасными. Трудность кантовского стиля решила его судьбу; тем самым он был обречен войти в историю как родоначальник «немецкого идеализма». Сейчас как раз пришло время пересмотреть эту оценку. Кант всегда подчеркивал, что физические вещи действительны в пространстве и времени — реальны, а не идеальны. А что касается несуразных метафизических спекуляций школы «немецкого идеализма», то избранное Кантом название «Критика чистого разума» возвещало о его критическом наступлении на такого рода спекуляции. Критике подвергается чистый разум, в частности априорные «чистые» выводы разума о мире, не следующие из чувственного опыта и не проверяемые наблюдениями. Кант критикует «чистый разум», показывая тем самым, что чисто спекулятивное, не осуществляемое на основе наблюдений, рассуждение о мире должно приводить нас всегда к антиномиям. Кант писал свою «Критику…», сложившуюся под влиянием Юма, с целью показать, что границы возможного чувственного мира совпадают с границами разумного теоретизирования о мире.

Подтверждение правильности этой теории он посчитал найденным, когда обнаружил, что она содержит ключ ко второй важной проблеме — проблеме значимости ньютоновской физики. Как и все физики того времени, Кант был совершенно убежден в истинности и неоспоримости ньютоновской теории. Он полагал, что данная теория не может быть лишь результатом накопленных наблюдений. Что все-таки могло служить основанием ее истинности? Для решения этой проблемы Кант исследовал прежде всего основания истинности геометрии. Евклидова геометрия, говорил он, зиждется не на наблюдениях, а на нашей пространственной интуиции, на нашем интуитивном понимании пространственных отношений[11]. Аналогичная же ситуация имеет место и в ньютоновской физике. Последняя хотя и подтверждается наблюдениями, но тем не менее она есть результат не наблюдений, а наших собственных методов мышления, которыми мы пользуемся, чтобы упорядочить, связать, понять наши ощущения. Не факты, не ощущения, а наш собственный рассудок — вся система нашего духовного опыта — ответствен за наши естественнонаучные теории.

Познаваемая нами природа с ее порядком и законами есть результат упорядочивающей деятельности нашего духа. Кант сформулировал эту идею так: «Рассудок не черпает свои законы a priori из природы, а предписывает их ей»[12].

2.5. Пространство и время

2.5. Пространство и время Объект со стороны явления кроме качественных и количественных характеризуется пространственно-временными моментами.В истории философии и науки продолжительное время ведущей была метафизическая концепция пространства и времени, в которой

4. Пространство и время

4. Пространство и время Понятие пространства и времениДля обыденно-житейских представлений пространство и время — нечто привычное, известное и даже в какой-то мере очевидное. Но если задуматься над тем, что же все-таки такое пространство и время, то возникают сложные

Пространство-время

Пространство-время То, что пространство и время не являются абсолютными, полностью независимыми друг от друга категориями, нам известно благодаря теории относительности, объединившей их в единое четырехмерное пространство-время.

Однако представляется, что это единство

Пространство и время

Пространство и время Пространство и время – важнейшие атрибуты бытия. В мире нет материальных систем, не обладающих пространственно временными свойствами. Пространство характеризует протяженность, структурность, сосуществование и взаимодействие элементов во всех

2. Движение. Пространство и время

2. Движение. Пространство и время Исходные положения диалектической и метафизической концепций движения были сформулированы еще в античной философии. Истоки диалектической концепции движения восходят к Гераклиту. Как отмечал Ф. Энгельс, «первоначальный, наивный, но по

4. Пространство и время

4. Пространство и время Чтобы полнее осветить суть философского понимания пространства и времени – важнейших феноменов человеческой культуры и сущностных характеристик нашего индивидуального существования, необходимо кратко проанализировать те представления о них,

ДВИЖЕНИЕ, ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ

ДВИЖЕНИЕ, ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ Движение:это все изменения и процессы во Вселенной. Это всякий процесс изменения и перехода из одного состояния в другое.Оно делится на материальное движение и идеальное.Материальное движение — это все изменения происходящие в

Пространство и время

Пространство и время Чему могут нас научить, спрашивал Кант, эти, сбивающие нас с толку, антиномии? Его ответ гласит: наши представления о пространстве и времени неприменимы к миру как целому. Представления о пространстве и времени применимы, разумеется, к обычным

5. ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ

5. ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ Признавая существование объективной реальности, т.е. движущейся материи, независимо от нашего сознания, материализм неизбежно должен признавать также объективную реальность времени и пространства, в отличие, прежде всего, от кантианства, которое

Глава 12.

ПРОСТРАНСТВО-ВРЕМЯ

Глава 12. ПРОСТРАНСТВО-ВРЕМЯ Современная физика самым драматическим образом подтвердила одно из основных положений восточного мистицизма, смысл которого заключается в том, что все используемые нами для описания природы понятия ограничены, что они являются не свойствами

9. Пространство и время

9. Пространство и время Понятия пространства и времени. Все тела имеют определенную протяженность — длину, ширину, высоту. Они различным образом расположены друг относительно друга, составляют части той или иной системы. Пространство есть форма координации

Пространство и время

Пространство и время Время есть величайшая иллюзия. Оно есть только внутренняя призма, через которую мы разлагаем бытие и жизнь. Анри Фредерик Амиель Первичность категорий триединства: материя, информация и мера означает, что категории пространство и время являются

Пространство и время

Пространство и время Есть ли Сознание в физическом пространстве между вами и мной?Все, что есть, — это Сознание.

Вы и я являемся просто объектами, спроецированными в этом пространстве. Все, что есть, это Сознание. Пространство и время — это просто концепции, механизм для

А.И. Бархатков. Критика С. Маймоном учения И. Канта о пространстве и времени

С. Маймон

В статье проводится историко-философская реконструкция основных направлений критики С. Маймоном учения И. Канта о пространстве и времени. Показывается, что эта критика имела целью выработку С. Маймоном собственной оригинальной теории пространства и времени, совмещающей точку зрения трансцендентальной философии и познавательный монизм.

Соломон Маймон (1754-1800) – выходец из Беларуси, ставший выдающимся представителем философской мысли Германии конца XVIII века и во многом обусловивший направление послекантовского развития немецкого классического идеализма. Основное внимание при освещении его взглядов уделяется, как правило, его критике кантовского понятия вещи в себе как внешней сознанию данности. Однако маймоновская критика взглядов И. Канта не была ограничена лишь этим аспектом, но касалась, по сути, практически каждого основного положения кантовского учения. При этом целью С. Маймона было не просто скептически ниспровергнуть это учение, но скорее исправить его недостатки, заменив их более цельной и последовательной системой трансцендентального идеализма. Данная статья ставит себе целью реконструировать важнейший аспект этого своеобразного «исправления» кантовской философии – критику С. Маймоном кантовской теории пространства и времени как чистых априорных созерцаний.

Для того чтобы проследить основные направления критики С. Маймоном кантовского учения о пространстве и времени, необходимо предварительно  рассмотреть центральное убеждение, на котором покоится это учение. В основе понимания И. Кантом пространства и времени как априорных форм чувственности лежит то, что современный американский кантовед Г. Эллисон назвал кантовским «тезисом дискурсивности». Этот тезис состоит в том, что «человеческое познание (как дискурсивное) требует как понятий, так и созерцаний» [1, p. xiv]. Согласно тезису дискурсивности, наше познание было бы невозможно как в том случае, если бы мы могли только получать чувственные впечатления, но не могли бы эти впечатления помыслить, так и в том случае, если бы мы имели способность мыслить, но были бы при этом лишены созерцаний, соответствующих нашим мыслям. Восприимчивость чувственности дополняется спонтанностью рассудка, и только в их единстве человеческое познание становится содержательным и объективным. Как лаконично выражает это И. Кант: «Мысли без содержания пусты, созерцания без понятий слепы» [2, с. 139].

Такое понимание познавательного статуса чувственности и рассудка сделало для И. Канта необходимым при ответе на центральный вопрос критической философии: «Как возможны синтетические суждения a priori?» учитывать априорный элемент не только спонтанности, но и рецептивности человеческого познания. Этой задаче отвечает понимание И. Кантом пространства и времени в качестве чистых априорных созерцаний, не содержащих ничего принадлежащего ощущению и составляющих форму чувственного созерцания. Согласно И. Канту, пространство и время «относятся к своим предметам, ничего не заимствуя из опыта для представления о них» [2, с. 187], и потому могут обеспечивать многообразное содержание синтетических, но, тем не менее, априорных суждений, т.е. выступать в роли принципов синтетического познания a priori.

Взгляд на пространство и время как на формы чувственного познания позволяет И. Канту найти альтернативу как представлению И. Ньютона об абсолютном пространстве и времени, так и теории Г.В. Лейбница, согласно которой пространство и время имеют значение лишь в качестве смутных представлений существующих между вещами отношений. В значительной степени, именно несостоятельность лейбницевской и ньютоновской теорий, их неспособность справиться с проблемой синтетических априорных суждений в математике и чистом естествознании  и убеждает И. Канта в правильности предложенной им третьей альтернативы.

В первой главе своего «Опыта о трансцендентальной философии» С. Маймон, на первый взгляд, недвусмысленно соглашается с учением И. Канта о пространстве и времени: «Так что же такое пространство и время? Кант утверждает, что они являются формами нашей чувственности, и тут я совершенно такого же мнения, как и он» [3, p. 12-13]. Однако дальнейшее изложение С. Маймоном данного вопроса делает совершенно очевидным, что согласие его с И. Кантом носит лишь предельно общий характер и касается, по сути, лишь решительного размежевания с предшествующими теориями. Да, С. Маймон, как и И. Кант, считает пространство и время формами нашей чувственности, но принципиальное различие их взглядов на сущность чувственности и ее место в человеческом познании делает это сходство лишь сходством формулировки, за которым лежат глубочайшие содержательные различия. Как отмечает современный американский исследователь творчества С. Маймона П. Тильке, фактически С. Маймон сознательно предлагает «четвертую, доселе не рассматривавшуюся альтернативу кантовским, казалось бы, исчерпывающим вариантам» [3, p. 92].

В первую очередь, критике С. Маймона подвергается тот способ, каким И. Кант приходит к представлению о пространстве и времени как о формах чувственного созерцания. Методом обнаружения этих форм в Трансцендентальной эстетике «Критики чистого разума» служит метод последовательного абстрагирования, в результате которого в чувственности обнаруживается искомый чистый формальный элемент. Это абстрагирование происходит в два этапа: «Итак, в трансцендентальной эстетике мы прежде всего изолируем чувственность, отвлекая все, что мыслит при этом рассудок посредством своих понятий, так чтобы не осталось ничего, кроме эмпирического созерцания. Затем мы отделим еще от этого созерцания все, что принадлежит к ощущению, так чтобы осталось только чистое созерцание и одна лишь форма явлений, единственное, что может быть нам дано чувственностью a priori» [2, с. 93]. Данный ход мысли недвусмысленно основывается на предполагаемой И. Кантом очевидности различия формы и содержания явлений, возможности отделить их друг от друга в представлении.

Эта предполагаемая очевидность вызывает сомнения у С. Маймона. В одном из примечаний к первой главе своего «Опыта о трансцендентальной философии» он предлагает читателю провести следующий мыслительный эксперимент: «Например, мы знаем, что вино в круглом сосуде круглое лишь потому, что сосуд – круглый; если бы оно было сущностно круглым, оно должно бы было быть круглым и вне сосуда, что, конечно же, не так. С другой стороны, бутылка является круглой и в том случае, если в ней нет вина. Поэтому мы имеем право называть вино само по себе, поскольку оно может существовать и вне сосуда, содержанием, а круглые очертания, которые оно приобрело только благодаря бутылке, – формой. Но давайте допустим, что мы никогда не видели ни вина без сосуда, ни сосуда без вина. Как бы в таком случае мы могли понять, круглое ли вино само по себе или же лишь благодаря сосуду?» [3, p. 177]. Согласно С. Маймону, в отношении явлений мы встречаемся с той же проблемой. Если бы нам был доступен предмет сам по себе, вне его связи с познавательной способностью, а также познавательная способность вне всякой связи с предметом, мы могли бы безошибочно провести требуемое И. Кантом абстрагирование, т.е. изолировать в созерцании форму от содержания. Но всякое встречаемое нами созерцание представляет собой единство формы и содержания – и поэтому верность такого абстрагирования не может быть принята в качестве самоочевидной.

По мнению С. Маймона, единственным надежным критерием отличия формы от содержания является присущее первой свойство всеобщности и присущее второй свойство особенности. Так, встречаемые нами объекты обладают различными цветами, вкусами, запахами и т.д., но все они всегда находятся в определенном пространстве и определенном времени. Однако, как замечает мыслитель, такой вывод носит лишь апостериорный характер: в основе его лежит индукция, а с помощью индукции невозможно прийти к априорным, т.е. всеобщим и необходимым, положениям. «Здесь мы осознаем только то, что до сих пор у нас не было созерцания без пространства и времени, но не то, что мы не могли бы иметь созерцания без них» [Там же]. Иными словами, вывод, приводящий нас к пространству и времени как формам созерцания, носит лишь вероятностный, но не необходимый характер, в то время как в трансцендентальной философии только необходимые выводы имеют значение.

Второе, более фундаментальное возражение С. Маймона против кантовского учения о пространстве и времени как о чистых созерцаниях, касается однообразия, гомогенности этих созерцаний. По И. Канту, чистые созерцания пространства и времени внутри себя совершенно однообразны, так что любое различие в них может быть положено лишь посредством ограничения целого (как это происходит при математическом конструировании). Но в совершенно однообразном поле ни одна пространственная или временная точка не может быть отличена от любой другой, так как при этом отсутствует возможность указания на конкретное местоположение этой точки в пространстве и времени. Только с привнесением некоторого разнообразного содержания, появляется возможность говорить о каком бы то ни было пространственном или временном определении. Даже восприятие самих по себе тождественных вещей, согласно С. Маймону, невозможно: «Каждый из нас может воспринимать в себе, что, для того, чтобы представлять вещи, тождественные в последовательности времени и пространства, их необходимо вещам, которые проявляют различия; если бы мы этого не делали, представление стало бы невозможным» [3, p. 73]. Так, совершенно однообразная река может быть нами воспринята только в том случае, если мы будем соотносить различные ее части с соответствующими им объектами на берегу. Таким образом, предполагаемая экстенсивная величина совершенно однообразного и непрерывного поля, каковой, по мнению И. Канта, являются чистые пространство и время, согласно С. Маймону, просто «схлопнулась» бы, сжавшись в одну недифференцированную точку. В своей статье о С. Маймоне современная немецкая исследовательница Д. Восс кратко формулирует этот аргумент следующим образом: «Синтез чистых, гомогенных пространственных или временных частей есть такая же фикция, как и представление пустого однообразного пространства и времени. Кант выстраивает чистый синтез пространства и времени по образцу эмпирического синтеза уже дифференцированных в пространстве и времени представлений (например, синтеза определенного треугольника из трех данных линий). Он упускает при этом из виду, что синтез чистого пространственного или временного многообразного в одном (формальном) созерцании в действительности невозможен» [5, p. 66].

Вышеизложенная критика С. Маймоном учения И. Канта о пространстве и времени служит у него, однако, не самоцелью, но предпосылкой для формулировки им собственной оригинальной теории. Эта теория, служащая «четвертой альтернативой» концепциям И. Ньютона, Г.В. Лейбница и И. Канта, базируется на фундаментальном для всей маймоновской философии убеждении в сущностном единстве человеческого познания. В противоположность дуализму кантовского «тезиса дискурсивности», взгляды С. Маймона на природу человеческого познания носят принципиально монистический характер.

Исходя из этого монизма, С. Маймон, будучи согласен с И. Кантом в том, что пространство и время суть формы нашей чувственности, не может, однако, согласиться с ним относительно статуса самой чувственности как независимой от рассудка познавательной способности. Мыслитель определяет отношение этих форм к рассудку следующим образом: «Я добавляю только, что эти особенные формы нашей чувственности имеют свое основание во всеобщих формах нашего мышления вообще, потому что условие нашего мышления (сознания) вообще есть единство многообразного» [3, p. 13]. Пространство и время представляют собой особенные формы, посредством которых становится возможным единство многообразного чувственных объектов, а, следовательно, становятся возможными и сами эти объекты. Но эти формы выступают в маймоновской философии не в качестве автономных функций нашей души, но в роли подчиненных более высоким функциям мышления, т.е. рассудка.

Формой мышления, которой подчинены пространство и время как формы созерцания, является категория различия, которая, вместе с категорией тождества, составляет вершину маймоновской иерархии чистых рассудочных понятий. Пространство и время представляют собой формы чувственного представления этой категории, ее спецификации. Если категория различия применима к любым определяемым объектам вообще, то пространство и время суть формы различия только эмпирически определяемых объектов. С. Маймон дает этим формам следующие определения: «Пространство есть внеположенность объектов [das Auseinandersein] (бытие в одном и том же месте есть является не определением пространства, но скорее его отрицанием). Время есть предшествование [Vorhergehen] и следование [Folgen] объектов относительно друг друга (одновременность есть не определение пространства, но его отрицание)» [Там же]. Что характерно, С. Маймон делает из этих определений кажущийся парадоксальным вывод: пространство и время предполагают друг друга, но не в том смысле, что они не существуют друг без друга, а, напротив, в том, что они оказываются несовместимыми. Пространственность объекта исключает его временность, временность объекта исключает его пространственность.

Другой парадоксальный вывод С. Маймона состоит в том, что пространство и время могут быть как понятиями, так и созерцаниями. Так, например, пространство является представлением различия между вещами вообще, т.е. внеположенности этих вещей. Рассматриваемое просто как единство многообразного, оно есть понятие. Представление же отношения чувственного объекта к другим одновременным с ним чувственным объектам есть пространство как созерцание. При этом пространство и время как созерцания представляют собой, по мнению С. Маймона, не что иное, как фикции: «Как созерцание, пространство (и в той же степени это верно и относительно времени) есть, таким образом, ens imaginarium: оно возникает, потому что воображение представляет в качестве абсолютного то, что в действительности существует лишь в отношении к чему-то иному: абсолютное пространство, абсолютное движение и другие принадлежат к этому роду» [3, p. 14]. Но эти фикции – не иллюзии, в которых рассудок запутывается по неосторожности, но совершенно необходимые для нашего конечного познания способы научного осмысления отношений объектов. Именно они лежат в основании математического познания, так как объекты математики конструируются нами именно таким способом. Значимость этих фикций, не соответствующих никаким действительным сущностям, целиком определяется их эвристической ролью в качестве вспомогательных средств человеческого познания.

Теорию пространства и времени С. Маймона, как и философские взгляды мыслителя в целом, в истории философии принято рассматривать преимущественно в контексте той роли, которую они сыграли в качестве своеобразного посредника между философскими системами И. Канта и И.Г. Фихте. Но историческое и теоретическое значение этого учения С. Маймона выходит за рамки лишь преходящего этапа истории человеческой мысли. Несмотря на то, что в целом философия С. Маймона была фактически забыта, оказавшись в тени грандиозных спекулятивных систем И.Г. Фихте, Ф.В.Й. Шеллинга и Г.В.Ф. Гегеля, ее воздействие на последующую историю философской мысли гораздо глубже той скромной роли опосредствующего звена, которая обычно ей приписывается. Так, не подлежит сомнению фундаментальное родство учения о пространстве и времени С. Маймона с соответствующим учением Марбургской школы неокантианства. Когда П. Наторп в своей основополагающей статье «Кант и Марбургская школа», критикуя представление И. Канта о пространстве и времени как о чистых созерцаниях, утверждает, что «оставить в таком виде дуализм факторов познания совершенно невозможно, если мы серьезно придерживаемся Кантовской идеи трансцендентального метода» [6, с. 128], он фактически следует путем, задолго до того проложенным С. Маймоном. Не меньшего внимания заслуживает и обращение к учению С. Маймона о пространстве и времени такого важнейшего представителя философии ХХ века, как Ж. Делёз. Подробно анализируя некоторые аспекты данного учения в своих работах «Различие и повторение» и «Складка. Лейбниц и барокко», французский мыслитель, в свойственной ему манере достаточно свободного обращения с историко-философским материалом, делает из маймоновских идей порой неожиданные и созвучные некоторым современным философским тенденциям выводы. Эти примеры (которыми влияние С. Маймона на последующую философскую мысль, конечно же, не исчерпывается) показывают неослабевающую актуальность идей этого философа, обращение к которым позволяло мыслителям самых разных эпох и направлений находить ответы на стоящие перед ними философские вопросы, а значит, может иметь значение  и в контексте современных философских дискуссий.

Подводя итоги, мы видим, что С. Маймон, исходя из своего монистического взгляда на соотношение чувственности и рассудка, критикует кантовское учение о пространстве и времени, стремясь при этом оставаться на достигнутой И. Кантом точке зрения трансцендентальной философии. С одной стороны, его критике подвергается способ изолирования И. Кантом этих чистых априорных созерцаний, с другой – их однообразная структура экстенсивных величин. Но задачей С. Маймона при этом становится не реставрация одной из докантовских теорий, но выработка собственного оригинального взгляда на природу пространственных и временных отношений, совмещающего точку зрения трансцендентальной философии с присущим С. Маймону познавательным монизмом.

Список цитированных источников

1. Allison, H.E. Kant’s Transcendental Idealism / Henry E. Allison. – Revised and Enlarged Edition. – New Haven: Yale University Press, 2004. – 538 p.

2. Кант И. Критика чистого разума: в 2 ч. Ч. 1 / под ред. Б. Тушлинга и Н. Мотрошиловой // Сочинения на немецком и русском языках / И.Кант; Институт философии РАН. – М.: Наука, 2006. – 1081 с.

3. Maimon, Salomon. Essay on Transcendental Philosophy / Salomon Maimon; transl. by Nick Midgley [et al. ]. – London: Continuum, 2010. – 282 p.

4. Thielke, Peter. Intuition and Diversity: Kant and Maimon on Space and Time / Peter Thielke // Salomon Maimon: Rational Dogmatist, Empirical Skeptic / ed. by G. Freudenthal. – Kluwer Academic Publishers, 2003. – pp. 89-124.

5. Voss, Daniela. Maimon and Deleuze: The Viewpoint of Internal Genesis and the Concept of Differentials. – Mode of access: http://parrhesiajournal.org/parrhesia11/parrhesia11_voss.pdf. – Date of access: 21.02.2012.

6. Наторп П. Кант и Марбургская школа // Наторп П. Избранные работы / Сост. В.А. Куренной. – М.: «Территория будущего», 2006. – с. 119-144.

Пространство-время | Определение и факты

Ключевые люди:

Альберт Эйнштейн Стивен Хокинг Роджер Пенроуз Герман Минковски Сэмюэл Александр

Связанные темы:

физическая наука время космос Вселенная Минковского мировая точка

Просмотреть весь связанный контент →

пространство-время , в физике единая концепция, признающая союз пространства и времени, впервые предложенная математиком Германом Минковским в 1908 как способ переформулировать специальную теорию относительности Альберта Эйнштейна (1905 г.

).

(Читайте эссе Эйнштейна «Британника» 1926 года о пространстве-времени.)

Викторина «Британника»

Викторина «Все о физике»

Обычная интуиция ранее не предполагала никакой связи между пространством и временем. Физическое пространство считалось плоским трехмерным континуумом, т. е. набором всех возможных местоположений точек, к которому применимы евклидовы постулаты. К такому пространственному многообразию декартовы координаты казались наиболее естественными, а прямые линии можно было удобно приспособить. Время рассматривалось независимо от пространства — как отдельный одномерный континуум, полностью однородный на своем бесконечном протяжении. Любое «сейчас» во времени можно было бы рассматривать как источник, из которого можно взять прошлую или будущую продолжительность в любой другой момент времени. Равномерно движущиеся системы пространственных координат, привязанные к однородным континуумам времени, представляли собой все безускоренные движения, особый класс так называемых инерциальных систем отсчета. Вселенная по этому соглашению называлась ньютоновской. В ньютоновской Вселенной законы физики были бы одинаковыми во всех инерциальных системах отсчета, так что нельзя было бы выделить какую-то одну, представляющую абсолютное состояние покоя.

Во Вселенной Минковского временная координата одной системы координат зависит как от временных, так и от пространственных координат другой относительно движущейся системы в соответствии с правилом, которое образует существенное изменение, необходимое для специальной теории относительности Эйнштейна; согласно теории Эйнштейна, не существует такой вещи, как «одновременность» в двух разных точках пространства, следовательно, нет абсолютного времени, как в ньютоновской Вселенной. Вселенная Минковского, как и ее предшественница, содержит отдельный класс инерциальных систем отсчета, но теперь все пространственные размеры, масса и скорости относятся к инерциальной системе отсчета наблюдателя, следуя определенным законам, впервые сформулированным Х. А. Лоренца, а позже сформировавшие центральные правила теории Эйнштейна и ее интерпретации Минковского. Только скорость света одинакова во всех инерциальных системах отсчета. Каждый набор координат или конкретное пространственно-временное событие в такой вселенной описывается как «здесь-сейчас» или точка мира. В каждой инерциальной системе отсчета все физические законы остаются неизменными.

Общая теория относительности Эйнштейна (1916 г.) снова использует четырехмерное пространство-время, но включает гравитационные эффекты. Гравитация больше не рассматривается как сила, как в ньютоновской системе, а как причина «искривления» пространства-времени, эффект, явно описываемый набором уравнений, сформулированных Эйнштейном. В результате получается «искривленное» пространство-время, в отличие от «плоского» пространства-времени Минковского, где траектории частиц представляют собой прямые линии в инерциальной системе координат. В искривленном пространстве-времени Эйнштейна, прямом расширении римановского представления об искривленном пространстве (1854 г. ), частица движется по мировой линии, или геодезической, в чем-то аналогично тому, как бильярдный шар на искривленной поверхности следует траектории, определяемой искривлением. или искривление поверхности. Один из основных постулатов общей теории относительности заключается в том, что внутри контейнера, следующего по геодезической линии пространства-времени, такого как лифт в свободном падении или спутник, вращающийся вокруг Земли, эффект будет таким же, как при полном отсутствии гравитации. Пути световых лучей также являются геодезическими пространства-времени особого рода, называемыми «нулевыми геодезическими». Скорость света снова имеет ту же постоянную скорость с.

Как в теории Ньютона, так и в теории Эйнштейна путь от гравитационных масс к траекториям частиц довольно окольный. В ньютоновской формулировке массы определяют полную гравитационную силу в любой точке, которая по третьему закону Ньютона определяет ускорение частицы. Фактический путь, как и на орбите планеты, находится путем решения дифференциального уравнения. В общей теории относительности необходимо решить уравнения Эйнштейна для данной ситуации, чтобы определить соответствующую структуру пространства-времени, а затем решить второй набор уравнений, чтобы найти путь частицы. Однако, обратившись к общему принципу эквивалентности между эффектами гравитации и равномерного ускорения, Эйнштейн смог вывести некоторые эффекты, такие как отклонение света при прохождении массивного объекта, такого как звезда.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.

Подписаться сейчас

Первое точное решение уравнений Эйнштейна для одной сферической массы было выполнено немецким астрономом Карлом Шварцшильдом (1916 г.). Для так называемых малых масс решение не слишком сильно отличается от того, что дает закон тяготения Ньютона, но достаточно, чтобы объяснить необъяснимую ранее величину смещения перигелия Меркурия. Для «больших» масс решение Шварцшильда предсказывает необычные свойства. Астрономические наблюдения карликовых звезд со временем привели американских физиков Дж. Роберта Оппенгеймера и Г. Снайдера (1939) постулировать сверхплотные состояния материи. Эти и другие гипотетические условия гравитационного коллапса были подтверждены более поздними открытиями пульсаров, нейтронных звезд и черных дыр.

Следующая статья Эйнштейна (1917) применяет общую теорию относительности к космологии и фактически представляет собой рождение современной космологии. В нем Эйнштейн ищет модели всей Вселенной, которые удовлетворяют его уравнениям при подходящих предположениях о крупномасштабной структуре Вселенной, таких как ее «однородность», означающая, что пространство-время выглядит одинаково в любой части, как и в любой другой части. («космологический принцип»). При этих предположениях решения, казалось, подразумевали, что пространство-время либо расширяется, либо сжимается, и для того, чтобы построить вселенную, которая не делает ни того, ни другого, Эйнштейн добавил в свои уравнения дополнительный член, так называемую «космологическую постоянную». Когда позднее данные наблюдений показали, что Вселенная действительно расширяется, Эйнштейн отказался от этого предположения. Однако более тщательный анализ расширения Вселенной в конце XIX в.90-е годы еще раз заставили астрономов поверить в то, что космологическая постоянная действительно должна быть включена в уравнения Эйнштейна.

Редакторы Британской энциклопедии Эта статья была недавно отредактирована и обновлена ​​Адамом Августином.

Что такое пространственно-временной континуум?

НАУКА — Земля и космос

Задумывались ли вы когда-нибудь…

• Что такое пространственно-временной континуум?
• Сколько измерений составляет пространственно-временной континуум?
• Кто разработал общую теорию относительности?
  

Теги:

Просмотреть все теги

• Астрономия,
• Наука,
• Космос,
• Время,
• Пространственно-временной континуум,
• Звездные войны,
• Звездный путь,
• Научная фантастика,
• Теоретическая,
• Научный,
• Конструкт,
• Альберт Эйнштейн,
• Особый,
• Общий,
• Теория,
• Относительность,
• Закон,
• Физика,
• Скорость,
• Свет,
• Континуум,
• Размер,
• Длина,
• Ширина,
• Высота,
• Масса,
• Земля,
• Искажение,
• Кривизна,
• Кривая,
• Гравитация,
• Гравитационное линзирование,
• Феномен,
• Глобальная система позиционирования,
• GPS,
• Геокешинг,
• Калибровка,
• Астрономия,
• Наука,
• Космос,
• Время,
• Пространственно-временной континуум,
• Звездные войны,
• Звездный путь,
• Научная фантастика,
• Теоретическая,
• Научный,
• Конструкт,
• Альберт Эйнштейн,
• Специальный,
• Генеральная,
• Теория,
• Относительность,
• Закон,
• Физика,
• Скорость,
• Свет,
• Континуум,
• Измерение,
• Длина,
• Ширина,
• Высота,
• Масса,
• Земля,
• Искажение,
• Кривизна,
• Кривая,
• Гравитация,
• Гравитационное линзирование,
• Феномен,
• Глобальная система позиционирования,
• GPS,
• Геокешинг,
• Калибровка

Сегодняшнее чудо дня было вдохновлено Джонатаном. Джонатан Уондерс , « что такое пространственно-временной континуум » Спасибо, что ДУМАЕТЕ вместе с нами, Джонатан!

Когда вы читаете вопрос о сегодняшнем чуде дня, что приходит вам на ум? Слова «пространственно-временной континуум» вызывают мысли о световых мечах из «Звездных войн» и космических кораблях из «Звездного пути» ?

Если да, то понятно. Нечто, называемое «пространственно-временным континуумом», определенно звучит так, будто оно не от мира сего. Однако на самом деле это далеко не научная фантастика. На самом деле это теоретическая научная конструкция, которая может помочь объяснить саму ткань нашего существования.

Идея пространственно-временного континуума возникла в новаторской работе Альберта Эйнштейна. В процессе разработки своей специальной и общей теорий относительности Эйнштейн исследовал законы физики в их отношении к скорости света.

Эйнштейн пришел к выводу, что пространство и время, а не отдельные и несвязанные явления, на самом деле переплетены в единый континуум (называемый пространством-временем), который охватывает несколько измерений. Так сколько же измерений в пространственно-временном континууме?

Пространственно-временной континуум состоит из четырех измерений: трех измерений пространства (длина, ширина и высота… или вверх/вниз, влево/вправо и вперед/назад, в зависимости от того, как вы хотите их представить) плюс четвертое измерение времени. Теории относительности Эйнштейна побудили других ученых исследовать отношения между пространством и временем.

Все это все еще кажется немного запутанным? Не волнуйтесь, если это произойдет! Пространственно-временной континуум и теории относительности Эйнштейна — передовые научные идеи, смысл и значение которых иногда трудно понять даже ученым. Не вдаваясь в сбивающие с толку детали, давайте рассмотрим пару интересных идей, вытекающих из пространственно-временного континуума.

Один из способов представить пространственно-временной континуум — представить себе большой кусок ткани, например простыню. Эйнштейн понял, что объекты с массой, такие как человек или планета Земля, создают искажение пространства-времени.

Представьте, что вы положили шар для боулинга на середину листа. Область вокруг шара для боулинга будет прижата, создавая ямку на листе. Эти углубления представляют собой искривления ткани пространственно-временного континуума. Эйнштейн идентифицировал эти кривые пространственно-временного континуума как гравитацию.

Но реальны ли эти кривые? Хотя ученые не могут видеть или измерять пространство-время, они смогли подтвердить некоторые явления, предсказанные Эйнштейном. Например, свет должен искривляться при движении вокруг массивных объектов. Это явление, известное как гравитационное линзирование, наблюдали астрономы, которые используют его для изучения галактик и звезд, скрытых за массивными объектами.

Эйнштейн также предположил, что относительная природа пространства и времени означает, что движущийся объект будет ощущать время с меньшей скоростью, чем объект в состоянии покоя. На Земле мы движемся слишком медленно, чтобы заметить это явление. Однако ученые подтвердили его истинность.

Каждый день спутники, составляющие Глобальную систему позиционирования, опережают примерно на 38 микросекунд по сравнению с земными часами. Это повлияло бы на их точность определения местоположения на несколько миль, если бы не встроенные калибровки, которые синхронизируют их часы с Землей. Так что в следующий раз, когда вы будете использовать устройство GPS для геокэшинга, вы можете сказать своим друзьям, что информация о вашем местоположении поступает из будущего!

Интересно, что дальше?

Завтра мы снимаем шляпы (а может, и шапки надеваем!) перед людьми, которые носят предмет нашего УДИВЛЕНИЯ – кипы и ермолки!

Попробуйте

Готовы ли вы исследовать пересечение времени и пространства? Найдите друга или члена семьи, который поможет вам изучить следующие виды деятельности:

• Чтобы путешествовать в самые отдаленные уголки Вселенной, нам нужно путешествовать со скоростью, превышающей скорость света. Могли бы вы представить, что путешествуете так быстро? Что делать, если вы столкнулись с чем-то? Ой! Потратьте некоторое время, чтобы представить, каково это путешествовать со скоростью света в космосе. Что бы вы увидели? Как изменится для вас восприятие течения времени? Напишите короткий рассказ, объясняющий, как, по вашему мнению, будет выглядеть путешествие со скоростью света.
• На протяжении сотен лет люди были очарованы мыслью о путешествии в прошлое. В фильмах о путешествиях во времени неизбежно присутствует своего рода машина времени, которая может переносить людей в определенный момент времени. Как бы выглядела ваша машина времени? С помощью друзей и членов семьи сделайте свою собственную машину времени из картона своими руками уже сегодня! Вы можете спроектировать его, чтобы он выглядел так, как вы хотите. Дайте волю своему воображению и творчеству!
• Если бы можно было отправиться в прошлое, в какое время вы бы отправились? Хотели бы вы присутствовать на определенном историческом событии, таком как подписание Декларации независимости? Или вместо этого вы отправитесь в более личное время, например, когда вы родились? Поговорите с другом или членом семьи о том, в какое время вы бы вернулись и почему.