ПРОСТРАНСТВО

ПРОСТРАНСТВО – 1) форма созерцания, восприятия представления вещей, основной фактор высшего, эмпирического опыта; 2) способ существования объективного мира, неразрывно связанный со временем. Античная философия и наука не знают пространства в том виде, как оно известно современной философии и науке, а именно как то «где», в котором происходят процессы и движения, познаваемые с неизменной точностью и описываемые математически. Греческое миросозерцание отвергает возможность математического (геометрического) описания физических объектов и явлений, приравнивая физическое либо лишь преходящему, приблизительному и мнимому, как у Платона, либо используя качественное описание его, как у Аристотеля, или же прибегая к языку атомизма, также чуждого математической конструкции. Поэтому для античности пространство не является геометрическим протяжением, воплощающим имманентно ему присущие геометрические соотношения, но есть только некое «где» (ποῦ, ubi), в котором физические события и вещи имеют место и случаются.

Описывая в «Тимее» устройство и возникновение космоса, Платон должен признать наличие трех не сводимых друг к другу родов существующего: во-первых, есть мыслимое бытие, форма существующего (εἶδος), вечно-сущей образец, к которому принадлежат также и числа, во-вторых, текучий образ сущего, стихия физического, возникающее, которое есть только предмет мнения и, в-третьих, то, в чем возникающее происходит (Тимей 52 а–53 b). Это последнее Платон именует χώρα, термином, обыкновенно переводимым как «пространство». На деле же «хора» есть скорее прибежище и обитель всего возникающего, его «кормилица и восприемница», сама однако не возникшая и неразрушимая, стало быть, вечная. «Хора» однако не есть сущее, но и не возникает и потому оказывается близкой материи как не-сущему, μὴ ὄν, в неотчетливом понятии которой понятие пространства как трехмерного никоим образом не содержится (ср. Плотин, Энд. VI. 1.26.24–25). Поэтому «хора» сама по себе оказывается неупорядоченной, всегда привносящей инаковость и иррациональность, и потому все, в ней пребывающее, оказывается также неисчислимым: упорядочение и исчисленность присущи лишь образцам (идеям) и числам. Оттого самое понятие т.о. вводимого «пространства» представляет значительную трудность: отличаясь как от бытия, так и от возникающего, оно оказывается не постижимым ни разумом, ни мнением, ни чувственным восприятием. Платон вынужден признать особый способ постижения пространственности, посредством некоего «незаконного умозаключения» (λογισμῷ νόθῳ), как бы во сне и грезах, т.е., по сути, при помощи воображения, также способного представлять всегда иное и иное в образах никогда не сущего.

В качестве такого не-сущего платоновская «хора» оказывается сходной с пустотой атомистов, Демокрита и Левкиппа, понимаемой как небытие. Вопрос о возможности наличия пустоты (τὸ κενόν, vacuum) как совершенно пустого вместилища вызывает, начиная с античности, множество споров: так Хрисипп допускает существование бесконечной пустоты вне мира, тогда как Стратон решительно ее отвергает. Филопон отождествляет пустоту и пространство, полагая лишенную какой-либо качественной определенности пустоту необходимо существующей.

С точки зрения Аристотеля, физика призвана рассматривать движения и свойства непрерывных величин и тел. Расположение относительно других тел присуще телу как единичной субстанции, первичной по отношению ко всем ее свойствам и отношениям. Поэтому пространственная характеристика тела, его место, определяются исходя из тела как первично данного, а не наоборот, и коль скоро физический космос есть совокупность множества тел, то и понятие единого пространства оказывается излишним в аристотелевской физике и метафизике. Место (τόπος) является одной из важнейших компонент физики Аристотеля (Физика 208 а 26 сл.): место не есть ни материя, ни форма, ни протяжение, но то, в чем помещается тело (но не геометрическая фигура), то, что ближайшим образом объемлет это тело. При этом место не меньше и не больше находящегося в нем тела, однако самому телу не присуще и потому есть нечто «внешнее», отличное от тела, определяемое как первая неподвижная граница объемлющего тела». Место пространственно, т.е. трехмерно, а также имеет верх и низ в конечном замкнутом космосе. Наконец, место обладает некоей силой, обуславливающей движение относительно места. Само же место неподвижно и может быть оставлено телом, так что всякое тело, если ему не препятствовать, движется к своему естественному месту (легкое – вверх, тяжелое – вниз), в котором тело покоится; целый космос поэтому заключает в себе систему естественных мест.

Платоновская интуиция исходной близости пространства и материи получает дальнейшее развитие в учении Плотина и Прокла об умопостигаемой или геометрической материи (ὕλη νοητή, самый термин появляется впервые у Аристотеля, Мет. VII 10–11; VIII 6; см. Воображение [ВООБРАЖЕНИЕ]) как особого – мнимого и лишь воображаемого, но тем не менее всегда необходимо наличного протяжения, в котором существуют геометрические объекты.

Средневековые мыслители склонны понимать пространственное ubi по преимуществу вслед за Аристотелем, беря помещающееся в пространстве тело как первичный феномен (у Эриугены, Фомы Аквинского, хотя последний в комментарии к аристотелевскому «О небе» проводит различие между математическим пространством и конечным реальным, физическим пространством-местом). Схоластика вводит также различение реального, возможного и воображаемого пространства: реальное пространство есть целое протяжение действительно существующих тел; возможное пространство представляет возможность существования тел помимо уже реально существующих; и, наконец, мнимое или воображаемое пространство (во многом оказывающееся близким пустому математическому пространству) есть особого рода неопределенное, несотворенное, неразрушимое и неподвижное протяжение, в котором представляется помещенной вселенная реально существующих тел. Во времена Возрождения понятие пространства как хотя и мнимого, но наглядного, в воображении представляющего геометрические фигуры и их соотношения, выходит на передний план, в частности, в связи с развитием учения о перспективе живописи.

Наука и философия Нового времени осмысливают себя противостоящими схоластической традиции, заимствовавшей свои понятия и методы у античной философии и науки, гл. о. у Аристотеля, и поэтому отвергают также и прежние представления о пространственности. Декарт приравнивает пространство к протяжению и отождествляет его с материей, которая наряду с мышлением получает статус субстанции, res extensa, независимой существующей сама по себе. Пространство ясно и отчетливо познаваемо через свой главный атрибут, протяжение, которое оказывается при этом двусмысленным, выступая то как существенный атрибут (который Декарт также называет модусом), то как сама субстанция. Пытаясь преодолеть картезианский дуализм, Спиноза понимает протяжение как один из бесконечного числа атрибутов единой божественной субстанции, в которой для человеческого разума познаваемы и определенны лишь два: протяжение и мышление.

Пространство возводится Декартом в ранг сущего, не нуждающегося для своего существования ни в чем, кроме Бога, который есть единая и единственная субстанция. Бог и человеческий разум представляют для Декарта духовную субстанцию в ее бесконечности и конечности, тогда как вся физическая реальность сводится Декартом к однородному протяжению, дробящемуся на отдельные частички-корпускулы посредством движения. Пространство, как доказывает Декарт, отвергая идею атомизма, бесконечно делимо, хотя и не проницаемо для других частей пространства. Части пространства наделены движением, величиной (протяжением в длину, ширину и глубину), фигурой и положением частей; к ним и их отношению оказываются сводимы все прочие телесные (вторичные) качества, как-то цвет, твердость и т.п. Тела познаются лишь настолько, насколько в них отсутствует всякое «внутреннее», всякая субъективность и спонтанность. Поскольку пространство приравнивается Декартом к субстанции, оно не может представлять собой ничто и, т.о., существование вакуума оказывается невозможным.

Поскольку Декарт не признает иного пространства, отличного от пространства физических вещей, то и геометрические объекты должны рассматриваться как помещенные в том же самом пространстве. Собственно, геометрические материя и пространство оказываются излишними, что ведет к утрате специфического различия между физическим и геометрическим. Отождествление геометрического пространства с физическим позволяет Декарту вслед за Галилеем рассматривать физические тела как предмет математики и создавать математическую науку о телесной субстанции, т.е. механику. Научно познаваемым оказывается в мире только то, что берется как «внешнее», без какого бы то ни было «внутреннего».

У Ньютона пространство рассматривается как независимое от тел и существующее прежде них. Пространство непрерывно (в ранних работах Ньютон пытается, впрочем, обосновать структуру непрерывности как атомарную) и, кроме того, обладает следующими свойствами, описанными в ранней работе «О тяготении»: пространство трехмерно, равномерно и бесконечно простирается во всех направлениях, вечно и неизменно по природе. Все части пространства, которые можно указать лишь как возможные и к которым относятся все положения и движения тел, неподвижны и имеют одни и те же свойства. Однако вопрос об онтологическом статусе пространства вызывает затруднения: пространство не является ни телесной субстанцией, ни атрибутом, но некоей присущностью (affectio) всякого сущего, поскольку, согласно Ньютону, конечное сущее не может не находиться в какой-либо части пространства; Бог же пребывает во всем бесконечном пространстве. В «Математических началах натуральной философии» и «Оптике» бесконечное и вечное пространство предстает как необходимое проявление божественной сущности, отличное от нее (поэтому и абсолютное пространство без тел не есть пустота). В этом с Ньютоном согласны многие философы и теологи 17 в., в частности Г.Мор и Дж.Рафсон. Так, Мор насчитывает 20 предикатов, равно относимых лишь к Богу и пространству: единое, простое, неподвижное, вечное, совершенное, бесконечное и др. Пространство у Ньютона – своего рода субстанция сотворенного физического мира, из которой Творец посредством «закрытия» некоторых частей, т.е. превращения их в непроницаемые и придания им подвижности, может произвести тела. Самый акт творения оказывается воспроизводимым в воображении, которое и становится наряду с разумом преимущественной творческой познавательной способностью. Бесконечное пространство сравнивается Ньютоном с божественным чувствилищем, sensorium Dei, в котором Бог непосредственно видит и воспринимает все вещи. Так понятое пространство оказывается близким мировой душе как посреднику между Творцом и миром, за что Ньютон подвергается критике современниками, в частности Лейбницем. Физическим выражением божественной бесконечности и божественного всеприсутствия и является абсолютное пространство, относительно которого, согласно Ньютону, исчисляется истинное (абсолютное) движение. Абсолютное пространство, в отличие от относительного, всегда одинаково и неподвижно, однородно по порядку своих частей и недоступно чувственному восприятию; оно не зависит от находящихся в нем тел, точно и неизменно расчислено и является физическим воплощением геометрического Евклидова пространства (так что физические предметы опять-таки оказываются представленными как геометрические объекты).

Полемизируя с С.Кларком, представляющим взгляды Ньютона на пространство, Лейбниц утверждает, что пространство не существует само по себе, отдельно от тел; понятие пространства выражает лишь рядоположность физических объектов, есть только отношение и порядок сосуществования как действительных, так и возможных явлений и вещей.

Пространство в Новое время рассматривается не только «объективно», как связанное с физическими телами, но и «субъективно», как продукт сознания или восприятия. Последней интерпретации придерживаются Гоббс, согласно которому пространство есть лишь воображаемый образ действительной вещи, а также Локк, для которого пространство есть субъективное представление, «простая идея», приобретаемая посредством чувственного восприятия вещей (осязанием и зрением) и представляющая либо расстояние между вещами, либо объем. Кант в «Критике чистого разума» представляет пространство как трансцендентальную априорную форму чувственности, т.е. доопытную и от опыта не зависящую, однако необходимо во всяком опыте присутствующую. Под подобную форму чувственности наше сознание всегда подводит материал чувственного восприятия, и именно благодаря ей и становятся возможны априорные синтетические суждения математики (геометрии), необходимость и универсальность которых обеспечивается априорностью пространства.

Теории пространства после Канта строятся гл. о. как философское объяснение и обоснование свойств математического и физического пространства, причем неявно предполагается, что в физическом пространстве выполняются законы Евклидовой геометрии. Евклидово пространство обладает, по Пуанкаре, следующими свойствами: оно непрерывно, бесконечно, трехмерно, однородно или гомогенно и изотропно (свойства пространства независимы от направления). Теорема Нетер связывает однородность пространства с сохранением импульса, изотропность же пространства – с сохранением момента импульса. В 19 в. Гауссом, Лобачевским и Больяи были открыты неевклидовы геометрии, возникшие при попытке выяснить непротиворечивость пятого постулата Евклида, который предполагает возможность проведения через данную точку, лежащую вне данной прямой, единственной прямой, параллельной данной. Лобачевский строит неевклидову (гиперболическую) геометрию, в которой через данную точку можно провести сколько угодно прямых, параллельных данной; Риман конструирует (эллиптическую) геометрию, в которой нельзя провести ни одной параллельной. Позже, однако, неевклидовы геометрии описываются не зависимым от пятого постулата образом, при помощи задания соответствующей метрики, которая и определяет тип пространства. Метрика задает расстояние между двумя точками пространства, есть локальная характеристика пространства и имеет следующие свойства: 1) d (x, x)= 0; 2) если x ≠ у, то d (x, у) = d (у, χ)≠0; 3) d (x, z)≤ d (x, у) + d (y, z), где x, у, z – произвольно выбранные точки пространства. При преобразовании координат, что в теории относительности соответствует переходу от одной (локально инерциальной) системы к другой, метрика, задаваемая метрическим тензором, меняется ковариантным образом и несет в себе информацию о свойствах (в частности о кривизне) пространства в данной точке.

Понятие пространства играет главенствующую роль в современной физике, а отождествление физического и математического пространства дает возможность описывать первое в терминах второго. В специальной теории относительности Эйнштейна пространство является четырехмерным пространством Минковского и представляет собой псевдоэвклидово многообразие, в котором находятся различные физические поля. Метрика в пространстве Минковского не меняется от точки к точке и задается как Δs2 = Δx2 + Δу2 + Δz2 + Δ (ict)2, где i2 = –1, так что время может быть принято за мнимую пространственную координату. Однако в общей теории относительности физическое пространство не обязательно бесконечно и является пространством Минковского лишь локально, в целом же метрика (метрический тензор второго ранга) меняется от точки к точке, завися от находящейся в пространстве массы, которая и определяет локальную кривизну пространства. Понятие пространства неразрывно связано с понятием гравитационного поля постольку, поскольку метрический тензор и описывает гравитационное поле. Так понятое пространство оказывается ближе к аристотелевскому месту, нежели ньютоновскому абсолютному пространству, коль скоро локальные свойства пространства зависят от находящихся в нем тел, тогда как абсолютное пространство от помещенных в нем тел не зависит.

Согласно современным представлениям, физический вакуум не есть пустота как абсолютное ничто или как лишенное материальных частиц протяжение или пространство, но является основным состоянием физической системы, обладающим минимально возможной энергией, которая может быть и не равна нулю. Даже в отсутствие привнесенных частиц в вакууме возможны квантовые спонтанные флуктуации, на очень короткое время порождающие пары частица – античастица. Кроме того, вакуум создает собственное гравитационное поле, коль скоро энергия его отлична от нуля, поскольку, согласно формуле Эйнштейна, энергия Ε связана с массой m как: Ε = mc2, где с – скорость света; масса же порождает гравитацию.

В современной теории суперструн понятие пространства также играет ключевую роль, поскольку физические объекты (элементарные частицы) рассматриваются как возбужденные состояния одномерного объекта, суперструны, размером порядка 10-32 см. Траектория движения суперструны, описывающая движение такого объекта, является не одномерной линией, как в классической физике, но двумерной мировой поверхностью, вложенной в многомерное неевклидово пространство, характерный размер которой, в силу так называемого принципа дуальности, не может быть меньше некоторой определенной величины.

Литература:

1. Гайденко В.П., Смирнов Г.А. Европейская наука в средние века. М., 1989;

2. Гайденко П.П. Эволюция понятия науки. М., 1980;

3. Она же. Эволюция понятия науки (XVII–XVIII вв.). М., 1987;

4. Никулин Д.В. Пространство и время в метафизике XVII века. Новосибирск, 1993;

5. Algra К. Concepts of Space in Greek Thought. Leiden–N. Y.–Köln, 1995;

6. Jammer M. Concepts of Space: A History of Theories of Space in Physics. Cambr. (Mass.), 1954;

7. Koyre A. From the Closed World to the Infinite Universe. Baltimore, 1957;

8. Sorabji R. Matter, Space and Motion. Theories in Antiquity and Their Sequel. Ithaca (Ν. Υ.), 1988;

9. Witten E. Reflections on the Fate of Spacetime. – «Physics Today», 1996, April, p. 24–30.

Д.В.Никулин