"Нефизические" представления о времени и пространстве в естественных науках

Реферат по онтологии

«Нефизические» представления о времени и пространстве

в естественных науках

В естественных науках пространственно-временные представления хотя и базируются на физических моделях, выступающих в качестве их фундаментальной основы, тем не менее значительно специфицируют понятия пространства и времени относительно различных материальных уровней существования. Так, например, единое понятие времени здесь используется в двух важнейших смыслах. Это «предвре-мя -- как обозначение существующего в мире феномена изменчивости и параметрическое время -- как способ количественного описания изменчивости с помощью изменчивости эталонного объекта, называемого обычно часами».

Соответственно, и исследования феномена времени в естественных науках различаются по этим указанным понятиям. С одной стороны, вырабатываются специфицированные для различных областей' бытия описания изменчивости, которые весьма отличаются друг от друга и от базового физического представления. А с другой -- исследуется проблема относительного времени, т.е. времени, фиксируемого с позиции выбранных часов.

Таким образом, оказывается, что исключительно физическая интерпретация времени не удовлетворяет естествознание по многим параметрам. Прежде всего ученых не устраивает «физический контекст представлений о времени, которое измеряется физическими часами и мыслится точками действительной оси. Физика "пространстливает" время, исключая становление». В терминах физического понимания времени не удается исследовать множество объектов в мире, которые в своем большинстве развиваются необратимо, могут выражать временные отношения прошлого, настоящего и будущего, могут, наконец, исчезать (умирать или разрушаться).

Физическое понятие времени значительно огрубляет эти процессы, что заставляет сомневаться в возможности его универсального и механического применения во всех областях естествознания. Неслучайно ученые вынуждены вводить специфицированные относительно разных областей понятия времени, которые отражают существенные характеристики именно данной области материальной действительности. Более того, если физическое время является как бы «фоновым» фактором для развертывания событий, и в этом смысле оно отстранено от самих событий, то его специфицированное понимание делает время «сущностным фактором функционирования природных объектов».

Так, например, в биологии вполне можно рассматривать специфически организованные пространство и время, более того, даже особый биологический пространственно-временной континуум. Специфика пространства здесь связана с иной организацией биологической системы, в которой, например, существенное значение имеет асимметричность расположения органических молекул, которая на более высоком эволюционном уровне проявится в асимметрии правого и левого полушарий головного мозга человека.

Кроме того, если рассматривать пространство как некий пустой объем, то в биологических системах его наполнение организовано вполне определенным образом. Если, например, в геометрическом пространстве кратчайшим соединением между двумя точками выступает прямая, то здесь кратчайший путь передачи взаимодействия (информации), может представлять собой кривую. «Пространство биологических систем в этом смысле очень хорошо организовано, что прослеживается от уровня биомембран и вплоть до сложнейшей организации естественных ландшафтов и всей биосферы в целом.

В такой организации проявляется специфика биологического пространства, на которую неоднократно указывал В.И. Вернадский, называя ее "не-евклидовостью". Действительно, прямая не отражает реального расстояния между объектами ни в эндоплазматическом ретикулуме, ни в кровеносной системе, ни в тропическом лесу или коралловом рифе». Биологическое время обладает своей спецификой еще и потому, что невозможно описать временные процессы живых систем физическими характеристиками времени. Если в физике необратимость проявляется как наибольшая вероятность перехода системы в иное состояние, то в биологических системах необратимость выступает как универсальное и абсолютное свойство. «Такие процессы, как метаболизм, размножение, морфогенез, экологическая сукцессия и эволюция видов, представляют собой практически непрерывные последовательности подобных переходов. Это говорит о высочайшей организации биологического времени -- ведь каждый такой необратимый переход является барьером, который можно сравнить со стеной с клапаном. Наличие целых пачек (кассет) таких барьеров приводит не только к абсолютной необратимости, но и к канализованности или креодичности биологических процессов».

Изменяется в биологии и понимание настоящего. Биологическое настоящее может быть разной продолжительности в отличие от физического времени, что позволяет говорить о специфике «толщины» времени. Кроме того, прошлое, настоящее и будущее сосуществуют в едином организме. «При этом физическое настоящее делит биологическое настоящее на память и целенаправленное поведение». В биологии также выявляется ключевое значение биологических, генетически заданных человеку (как и любой другой биологической системе) ритмов, по которым происходят внутренние процессы жизнедеятельности организма. Даже в нашей обыденной жизни мы сталкиваемся с внутренним чувством времени (своеобразные биологические часы), основанным на физиологических циклах организма.

Для биологических систем активно разрабатывается понятие органического времени, связанное с исследованием проблемы роста живых организмов, в том числе и людей. Одно из первых исследований поданной проблеме было осуществлено еще в 1920--1925 гг. Г. Бакма-ном, который писал: «Рост лежит в корне жизни и является надежным выражением самой внутренней сущности жизни... Возможность предсказания событий течения жизни из роста заключается в знании того, что организмы обладают своим "собственным временем", которое я обозначаю как "органическое время".

В рамках данной концепции биологическое время можно считать функцией физического времени, с помощью которой можно построить математическую модель кривой роста любого живого объекта, основанную на выделении специфических циклов: «Каждому циклу свойственен свой характерный темп органического времени, и поэтому таковой должен определяться отдельно». Сравнение ступеней возраста организмов позволяет сделать, например, вывод о соответствии качественного состояния организма параметрам физического времени, когда увеличение возраста на равномерной шкале физического времени сопровождается неравномерным (нефизическим) уменьшением органического времени. В результате возникает такое пространственно-временное описание живых организмов, которое можно выразить в системе логарифмических кривых. Это своеобразный логарифмический мир, «где пространственные и временные измерения имеют логарифмический масштаб».

Другая концепция времени, которую можно обозначить как типологическую концепцию времени, основана на качественно ином (в отличие от физического) понимании самого характера протекания времени, например в биологии и геологии. Здесь нет физической равномерности протекания, а, напротив, приходится оперировать понятиями эпохи, эры, геологического периода, стадий индивидуального развития и т.д. «Например, каждый геологический период характеризуется своей флорой и фауной, каждое время года -- определенными фенофазами растений, каждая стадия развития животного -- характерным набором морфологических и физиологических признаков. Время оказывается не вместилищем мира, а самой его тканью, оно не фон, на котором происходит изменение объекта, а само это изменение».

В рамках данного понимания приходится выделять, например, психологическое время как особое изменчивое состояние наблюдателя за соответствующими геологическими или биологическими процессами. Это связано с тем, что время протекания жизни наблюдателя не соотносится по масштабам, например, с периодами протекания геологических процессов, что не может не оказывать влияния на результаты научного познания. «Изменчивость наблюдателя (психологическое время) служит фоном, на который проецируется время наблюдаемого объекта Это перекликается с представлениями И. Канта о том, что время -- внутренняя форма, привносимая в мир наблюдателем». Наблюдатель в некоторой степени сам конструирует исследуемые временные процессы.

В результате перед нами предстает сложная временная структура научного описания мира в биологии, фундаментом (или архетипом всего класса материальных объектов) которого выступает физическое время, которое интерпретируется специфическим образом относительно конкретных материальных систем. Эта интерпретация связана как с наблюдателем, так и с особенностью наблюдаемых процессов, т.е. она существенно специфицирована конкретной предметной областью исследования и достигает лишь той степени объективности (в общем смысле), которую позволяет само качество объекта В этом смысле пространственно-временные научные интерпретации в разных науках хотя и «завязаны» на психологические структуры переживания времени, тем не менее исключают полный произвол субъекта.

Более того, поскольку наблюдатель может оказаться внутри исследуемых взаимодействий (внутри соответствующего времени), последние оказывают влияние и на конструируемое время: «В результате некоторых взаимодействий индивидуальное время может вообще исчезнуть, как исчезает время жертвы при ее поедании хищником»³. Один из самых наглядных примеров такого рода -- использование компьютерных моделирующих систем (в частности, разных тренажеров), где чем реалистичнее виртуальная реальность, тем больше степень подчинения нашего внутреннего времени времени самого компьютера. Вплоть до ситуации, что нам не хочется покидать виртуальный пространственно-временной континуум и возвращаться в привычный повседневный мир.

Следующая проблема связана со спецификой измерения времени в различных областях научного исследования действительности. Поскольку, как мы отмечали выше, проблема времени интерпретируется здесь как проблема измерения длительности собьпий и существования систем, то особым образом выделяется проблема «измерения возраста» различных систем. Оказывается, что наложение на все процессы некой единой астрономической шкалы не позволяет исследовать специфику данных объектов, и необходима особая внутренняя шкала времени, отражающая особенности данной системы: «В прикладных вопросах геронтологии необходимы маркеры биологического возраста организма. Именно характеристики биологического, а не астрономического возраста важны при определении временных границ профессиональной пригодности человека... Собственный возраст и собственные стадии развития имеют любые экономические и социальные системы... Без маркеров стадий духовного развития личности невозможна реалистическая концепция обучения и тем самым модель школы...».

В современной науке ставится также вопрос о выделении особого геолого-географического представления о времени и пространстве. Здесь речь идет о пространственно-временном континууме, в рамках которого происходит эволюция Земли: «Геологические серии напластований оказались психологически слиты с движением времени, стрела которого направлена в нормально залегающих слоях снизу вверх. Географы внесли в науку представление о ценности времени, а также об эмоциональном моменте, связанном с оценкой длительностей и давностей». Поскольку, как мы отмечали, физические представления о времени выступают в качестве фундаментальных в естественных науках, то в геологии это привело к своеобразной двойственности в понимании геологического времени.

Геологический процесс реализуется одновременно внутри физического времени безотносительно к специфике данных объектов и внутри «реального геологического времени», которое, напротив, зависит от специфики данной развивающейся системы. Поэтому относительно геологических процессов вводится понятие «характерного времени», которое отражает специфичность скорости протекания процессов в той или иной геологической системе. Одновременно это привело к мысли найти некоторый эталон (метку), относительно которого можно выстроить объективную хронологическую цепочку событий.

Поскольку лишь ритмическое повторение дает нам возможность фиксации явлений, необходимо было сравнить ритмы различной длительности, наложив их друг на друга. Как отмечает АД. Арманд, в основу общих временных шкал, с помощью которых стало возможным связать хронологию биосферы и общества, были положены ритмы Земли и Солнца: «В роли маятника выступила Земля, ее вращение вокруг своей оси, задавшее суточный ритм, и обращение вокруг Солнца с периодом в год... Этот эталон скорости хода времени позволил выявить в окружающей нас природе и в нас самих множество циклических процессов с более или менее постоянным периодом, с большей или меньшей физической замкнутостью циклов».

Более того, развитие науки и техники порождает совершенно неожиданные ситуации, когда может быть смоделирована система, которая будет выступать полным аналогом некоторой реальной системы, но внутри которой характер протекания естественных процессов по законам природы будет совершенно иной. Речь опять-таки идет о виртуальном мире, где течение времени может принимать любой характер.

Таким образом, можно сделать следующие выводы. Время выступает как мера, фиксирующая изменение состояний развивающихся объектов, и в этом качестве оно может быть применимо к самым различным природным системам. Но специфику протекания временных процессов, их скорость и ритмику задают особенности строения исследуемой системы, для которой физические или астрономические параметры хотя и выступают в качестве базовых, тем не менее могут быть значительно скорректированы. Пространство, выражая свойства протяженности различных систем, также необходимо интерпретируется в зависимости от организации пространства конкретной системы.

Поэтому физическое описание пространственно-временных характеристик представляет собой очень абстрактную (идеализированную) модель, свойства которой не отражают реального разнообразия состояний окружающего мира и его различных слоев. «Это значит, -- пишет В.М. Сарычев, -- что мир слишком сложен, чтобы допускать единственное однозначное логически непротиворечивое описание. Это выявилось уже в квантовой механике (дуализм волны-частицы, принцип относительности Бора). Но макромир не менее сложен, чем] микромир»⁴. Следовательно, не существует единообразного мира, а] есть единство различных структурных уровней мира, которые, как мы! указывали выше, описываются различного рода локальными научными картинами мира, где универсалистские претензии физических описаний не выдерживают критики.

Таким образом, развитие научных (как естественных, так и гуманитарных) представлений о пространстве и времени с необходимостью заставляет выходить на уровень их синтетического метафизического осмысления, несводимого к их частным свойствам и проявлениям. Тем самым наука вновь и вновь приближается к разработанным на уровне интуиции и разума универсальным философским представлениям, конкретизируя их и наполняя предметным содержанием. А это, в свою очередь, позволяет сделать вывод как о недостаточности описания мира с позиции какой-то одной науки (или многих), так и о важности онтологического истолкования мира в рамках целостной философии природы, в которой физический мир является лишь одной из существующих форм. Кроме того, пространство и время служат предельными характеристиками всех слоев мирового бытия, а значит, и в силу этого обстоятельства останутся вечным предметом специальных метафизических исследований.

Так, пространство и время определяют не только структурность и динамику природных и социокультурных образований, но также своеобразие духовной жизни людей как в ее экзистенциальных, так И коллективных проявлениях. Не случайно говорят и об особом пространстве «жизненного мира» личности, и об особом времени «человеческого становления», и об особом пространственно-временном континууме духовной жизни общества. «И если человек есть существо этого мира, -- писал Н.Н. Трубников, -- а не гость в нем и не пришелец из какого-то другого, если сам этот мир не есть один только мир веществ, элементарных и простейших физических частиц и их взаимодействий, то реальное человеческое время, а в конечном счете и реальное время мира самого по себе, есть время произведения этих двух величин, есть время осуществления и самоосуществления мира». К краткому анализу этого важнейшего -- духовного -- измерения проблемы пространства и времени мы теперь и переходим.

Литература

1. Гуревич Л.Я. Средневековый мир. Культура безмолствующего болыпинст ва. М, 1990.

2. Иванов А.В. Уровни русского самосознания // Вестник МГУ. Сер. 12. Социально-политические исследования. 1993. № 6.

3. Кнабе Г.С. Материалы к лекциям по общей теории культуры и культуре а тичного Рима. М., 1993.

4. Конструкции времени в естествознании: на пути к пониманию феномена времени. Ч. 1 /Подред. Б.В. Гнеденко. М., 1996.

5. Трубников Н. 11. Время человеческого бытия. М., 1987.