Пространство и Время

В мире природы важнейшее значение имеют про­странственные и временные характеристики объек­тов. Совокупность длин, площадей, объемов, соотноше­ний типа «слева», «справа», «ниже», «выше», «под углом» называется пространством. Совокупность длительно­стей и соотношений типа «раньше», «одновременно», «позднее» называется временем. Пространство харак­теризует сосуществование явлений, а время — их

сменяемость.

В современной физике не считают, что пустота су­ществует. То, что раньше считали пустотой, в действи­тельности оказалось определенной физической средой, вакуумом. Мы вспомнили о пустоте в связи с простран­ством, которое не есть ни пустота (ибо она не сущест­вует), ни вакуум (вакуум — это среда, обладающая про­странственными характеристиками).

В наши дни невозможно обосновать данными науки устаревшее представление, согласно которому простран­ство и время существуют сами по себе, вне объектов. После открытий в физике А. Эйнштейна стало особен­но очевидным, что пространственные и временные ха­рактеристики зависят от тех процессов, проявлениями которых они являются. Например, длина предмета

244

определяется тем, в какой системе она измеряется. Допустим, рост молодого человека 180 см. Для пасса­жира ракеты, проносящейся мимо Земли со скоро­стью, сравнимой со скоростью света, его рост в зави­симости от скорости ракеты может оказаться равным и 150 и 25 см.

Другой пример. На Земле родились двое близнецов. До 20 лет они не разлучались и всегда вместе отмеча­ли свой день рождения. На 21-м году жизни один из близнецов отправился в космическое путешествие на аппарате, который движется со скоростью, сравнимой со скоростью света. На Земле по календарю проходит 70 лет. Тот из близнецов, который остался на Земле, стал глубоким стариком, он отмечает свое 90-летие. На вопрос, что стало с его братом, старик отвечает: «Мы ждем его с минуты на минуту, корабль возвращается, моему брату всего-то 50 лет». Описанная ситуация фантастична в том смысле, что пока люди летают на ракетах, скорости которых «черепашьи» в сравнении со скоростью света в вакууме, равной 300 тыс. км в се­кунду. Но с точки зрения физика, работающего на ус­корителе элементарных частиц, ситуация с близнеца­ми крайне правдоподобна. Дело в том, что на элементарных частицах проверена правомерность тех формул, которые описывают «замедление» времени. Свой­ства физического пространства и времени изучаются в фи­зике. Время одномерно (в формулах оно обозначается одной переменной t) и необратимо (его нельзя повер­нуть вспять). Пространство трехмерно (в формулах для его обозначения используются три переменные х, у, z). Описанные нами свойства физического простран­ства и времени характерны для макромира — мира объ­ектов, обладающих масштабностью человеческого те-

245

ла. В микромире пространство и время обладают дру­гими характеристиками, например пространство может быть девятимерным.

Обратимся теперь к биологическим явлениям. Здесь физическое пространство и время приобретают допол­нительно к физической биологическую значимость. Поясним ситуацию примером.

Представьте себе старика 80 лет, который вел здо­ровый образ жизни, но состарился в силу естественных причин. Молодой 20-летний парень, употребляющий ал­коголь и наркотики, сумел довести свою печень точно до такого же состояния, как у старика. Физический воз­раст печени старика и парня различный — 80 и 20 лет соответственно, а их так называемый биологический воз­раст одинаков, он определяется теми изменениями, которые произошли в печени того и другого. Врач должен оценить эти изменения посредством количествен­ных данных, они-то и зададут величину биологическо­го возраста (в данном случае печени). Биологический возраст человека обычно задают степенью вероятнос­ти его смерти.

Ясно, что для нас, людей, пространственно-вре­менная определенность мира имеет огромнейшее зна­чение. Причем по достаточно простой причине наши про­странственные и временные ресурсы ограничены. Особенно неприятно, что человек — существо смертное. В этих условиях человек стремится выиграть время и про­странство, сделать максимально эффективным исполь­зование каждой единицы времени и пространства.

Выиграть время и пространство — значит добить­ся совершенства в жизни.

246