Дисертация (Философско-методологический анализ эволюции понятия «пространство-время» в физике XX века), страница 13

Эйнштейна и Г. Минковского.Она объединяет законысохранения энергии-импульса и момента количества движения для веществаигравитационногополя.Этойтеориейпризнаётсяфизическидействительным (реальным) пространство Минковского, являясь отправнойточкой всех рассуждений. Вселенная в релятивистской теории гравитациипредставляется как бесконечная и плоская, что, в свою очередь, формируетосновной критерий  соответствие явления равномерности плотностиматерии по всей Вселенной её критическому значению. По мнению В.Н.Князева, основной недостаток релятивистской теории гравитации состоит врассмотрении псевдоевклидова пространства-времени Минковского как66базового и универсального, что указывает на подобие ньютоновскомупонятию вместилища материи. Следующее, на что указывает учёный – этодекларативный характер вводимых в теорию законов сохранения, а именно втом, что в теории совсем не прослеживается детерминирующая функция этихзаконов, а также их динамические свойства.

В целом авторы релятивистскойтеориигравитациипозволяютсебесмешиватьонтологическийигносеологический аспекты идентификация действительного пространства ивременисабстрактнымпространством-временемМинковского(теоретическим образом, физико-математическим понятием). С моей точкизрения,объективнуюреальностьнепредставляетсявозможнымхарактеризовать или описать пространством-временем Минковского какисходно заданного. Также нельзя обойти стороной различия, базирующиесяна определённых философско-методологических точках зрения, так как онизадаютреалистичностьвоспроизведениесамойобъективнойдействительности и понимание сущности пространства-времени.В направлении реализации принципа геометризации физики лежатхорошо известные ныне попытки расширить и развить риманову геометрию,создатьтеориюасимметричногоабсолютногометрическогопараллелизматензора,сиспользованиемопределяющегопространствогравитационного и электромагнитного полей, разработать математическийподход пятимерного гипотетического пространства, рассмотреть теориюпервичной материи и другое.

Сам Эйнштейн стремился реализовать идеюединой теории поля с включением на первом этапе протофизических,методологическихиусовершенствованияфилософскихфизическойположенийтеории,вдухевсеобщейтребованийгармонииизакономерности мира и только на втором этапе – собственно физическоеобоснование полученной ранее теории. В соответствии со сложившейсятрадицией понимания эйнштейновской программы геометризации во второйполовинеХХвекаразвиваетсягеометродинамическоенаправление,67трактующеедискретныематериальныеобразованияизарядыкактопологические особенности пространства и времени.В самом деле, согласно Дж. Уилеру, физика есть геометрия пустогоискривленногоэлектромагнетизмпространства,авыступаютфизическаялишьматерия,проявлениемвключаяискривленногопространства. Это своеобразно продолжило развитие геометрическогоподхода к рассмотрению пространства-времени. В основе геометродинамикиположен принцип точного определения связи свойств пространства ивремени с другими физическими характеристиками.

Уилер определяетпространственно-временной континуум лишь ареной действия полей ичастиц как физических величин, не имеющих отношения к геометрии, новводимых в неё в качестве расчётных величин. С его точки зрения, так как вмире не существует ничего, кроме пустого искривлённого пространства, то иматерия, заряды, различные виды полей, являются фактором – физическимивеличинами, проявлением данного искривления.

В итоге получается, что сфизической точки зрения, например, электромагнитное поле можно считатьпо оставляемому этим полем отпечатку, обусловленному физическимипричинами, то есть силами. Отсюда приходим к выводу, что носителем полейявляетсяпространство,свойствакоторогосвязанысосвойствамизаполняющих его электромагнитных и гравитационных полей, определяясвою зависимость от материального наполнения или материальных частиц.Поле существует и распространяется в пространстве. Приходим к картине,которую Уилер назвал «пеной» и в которой пространство-время в пределахкрупных масштабных расстояниях выступает плоским, а на короткихрасстояниях порядка планковской длины  сильно искривлено и становитсяобладающим различными топологиями [233, с.

115116].Для объединённого описания фундаментальных взаимодействий былавведена теоретическая модель калибровочных полей, формирующих модельматематического пространства, представляющего собой множество слоёв.При этом каждый слой реализует свойства симметрии какого-либо типа68взаимодействий. Подчеркну, что в основе данной теории лежит не структурареального пространства-времени, а структура некоторого абстрактногорасслоённого пространства.Сегодня, как и в начале, ХХ века, наука стоит на пороге коренныхпреобразований в физической картине мира, вызванных пересмотромпредставлений о природе пространства-времени, гравитации и космическоговакуума. Настойчивые попытки построения предгеометрии и различныхвариантов суперпространств убедительно свидетельствуют об этом (в рамкахтеоретических моделей суперсимметрии, супергравитации, суперструн).Например, теория супергравитации  это теория переносчиков всехфундаментальныхвзаимодействийичастиц(кварковилептонов),объединённых в единой теории материи (вещества и поля), начиная смомента зарождения Вселенной.

На уровне суперсимметрии получаютобоснования абстрактные симметрии калибровочных полей. В частности,появляется возможность описать калибровочные поля как геометрическиесимметрии, связанные с дополнительными измерениями пространства. Что ипривело к появлению идей многомерности реальности.Сточкизренияудобстваматематическихрасчётовнаиболеекачественными являются результаты, достигнутые в рамках теориисуперструн,котораявыявляетследующее:идеюнелокальности(неточечности) объектов – носителей фундаментальных взаимодействий,соображения о суперсимметрии между бозонами и фермионами и идеюКалуцы о многомерии физического пространства-времени. Тем самымтеория суперструн демонстрирует свою состоятельность.

В теории струносновными объектами являются «одномерные нити», так называемые,струны. Эта теория объединяет идеи и методы квантовой механики и общейтеорииотносительности,принципиальнообъясняясвойствафундаментальных частиц и их взаимодействий. Создание теории суперструнвозможно реализует процесс обоснования образования Вселенной, и какследствие, процесс понимания ее эволюции.69Следуетподчеркнуть,чтоклассическаянаука,рассматриваятрадиционные объекты, старалась при их представлении и объясненииустранить всё, что относится к субъекту, средствам, приёмам и методам егодеятельности.Какобъективно-истинноетогдапредставлялось,знаниеомире:этопозволялопознавалсясамполучитьпредмет.Неклассическая же наука в рамках реализации познавательного процесса врелятивистской и квантовой теории принципиально учитывает связи междуобъектом и субъектом познания.Из вышесказанного следует, что наглядность в неклассической физикереализуется опосредованно; в её основе лежат теоретические модели,обеспечивающиеабстракциюинеклассическуюнаглядностькакконцептуально эксплицированное наблюдение (наблюдение немеханическоеи неочевидное), а основанное на точности и строгости её отдельных выводови предсказаний (мысленные эксперименты).

Однако классическую инеклассическую физику объединяет единая задача  адекватно понятьприроду мира как истину.При этом научную картину мира, складывающуюся под влияниемнеклассических исследований, методов и подходов, можно дополнить новымосмыслением содержания фундаментальных свойств природы. А именно: 1)сложностью – видимая гармония природы своим существованием обязанасложности мироустройства; 2) процессами – изменчивостью природы иодновременно зависимостью природы от характера взаимодействия; 3)вероятностным типом развития – осуществление события всегда связано сфакторами спонтанности и случайности; 4) необратимостью – в природе нетничего вечного, она асимметрично изменчива.Тесная связь между пространством и временем с физической материейпредполагаетпроисходящимивзаимосвязьпроцессамипространственно-временныхвовсехматериальныхсвойствсистемахс[8].Сформировавшаяся научная теория характеризует пространство и времясквозь призму отношений к понятию материи.

Согласно идеям общей теории70относительности, пространство и время являются относительными к системеотсчёта изависящими от всехсоставляющих окружающегомира.Метрические свойства (то есть пространственно-временной интервал итензор кривизны) пространства-времени зависят от распределения веществаи поля во Вселенной: чем выше плотность вещества и поля, тем болееискривленопространство.Проявляющиесяпространственно-временныесвойства помогают воспринимать реальность и выдвигать какие-либопредположения и гипотезы, а также раскрывать какие-либо происходящие вприроде закономерности и процессы.Интерпретироватьтеоретическиеструктурысовременныхнеклассических физических теорий в категориях пространства и времениневозможно однозначно, так как эти структуры представляют собой сложныематематические модели.

Теоретическое описание макромира выявляетсамостоятельность пространственных и временных свойств. Однако законымега-, макро- и микромиров существенно различаются, что сопряжено свыявлением отличающихся пространственно-временных свойств.Утрата объектами микромира универсальных свойств заставилафизиков и философов пересмотреть как классические, так и релятивистскиемодели научного описания действительности. Из проведённого анализаможно сделать вывод, что общая теория относительности какие бы нерассматривала категории, понятия и явления, все они «вращаются» вокругописания событий в пределах четырёхмерного пространства. Но с моментаобразования общей теории относительности и до настоящего времениведутся постоянные дискуссии о категориях частиц, пространства-времени,гравитации, так как во всех вводимых ею понятиях и категорияхприсутствует та или иная неоднозначность, неопределённость.

Можноутверждать, что сегодня современная физика гравитации, основанная наобщей теории относительности, сама выходит в отдельное фундаментальноекомплексное направление исследования. А любое новое исследованиеопирается на предыдущие.

Поэтому, можно предположить, что теория71гравитации будет принципиально связана с общими тенденциями висследовании полей и взаимодействий.Общая теория относительноститесно связана с геометрией пространства-времени и свойствами материи всвязи с чем построение квантовой гравитации, по сути, эквивалентнопостроению квантовой геометрии пространства-времени.Неоднозначность и неопределённость свойств микромира следуетпонимать и анализировать как понятия, теоретическое содержание которыхсвязанносособенностямисвойствквантово-механическихобъектов.Рассмотрим подробнее данную проблематику в следующем параграфе.1.4.Пространство и время в микромиреДальнейшее развитие концепции относительности произошло в рамкахквантово-полевой картины мира и связано с квантовым способом описания,что привело к качественно новому, более глубокому содержанию понятияотносительности. Квантовая физика вводит ряд принципов, совершеннонесовместимых с классическим способом описания: дискретность действия иизменения физических величин, существенное влияние приборов наповедение объекта, отказ от лапласовского детерминизма и другое.