Физика и метафизика движения и покоя

                Движения нет, сказал мудрец брадатый.
                Другой смолчал и стал пред ним ходить.
                Сильнее бы не смог он возразить.
         
                А.С. Пушкин   
               

                Одной из вещей, которые описывает физика, является движение,
                и мы не можем постигнуть движения без времени.

                Ли Смолин



I. ФИЗИКА О ДВИЖЕНИИ И ПОКОЕ

Физика, как все мы знаем,  изучает неживую природу. Для физики понятие движения очень и очень важно. Вся механика – это движение. Вся наша жизнь – это движение. Движение – это связь пространства со временем.

Двигаются люди, двигаются нелюди, движутся автомобили, движутся суда, движутся самолёты и ракеты, движутся планеты и Солнце, и, как оказалось, «неподвижные» звёзды и созвездия тоже движутся. Если люди и нелюди иногда отдыхают, если средства транспорта порой покоятся, то небесные тела движутся постоянно. Хотя так считали не всегда и  не для всех небесных тел.
 
Астрономы Древнего Шумера, Вавилона, Египта, Китая, Индии, цивилизаций инков и майя пытались вычислить движения Солнца, Луны, планет, составляли свои календари, звёздные каталоги, предсказывали  солнечные и лунные затмения, отмечали небесные «знамения». Как общее правило считалось, что Земля покоится, а небо движется. Мол, если бы это было не так, «то камни и деревья упали бы с Земли…»

Величайшие астрономы древнего мира – Аристотель и Птолемей – исходили из геоцентрической системы, в которой Земля, Гея, не только находится в центре мира, но и покоится. Вращающиеся «небесные сферы» Аристотеля и Птолемея включали в себя звёзды, которые были намертво прикреплены к этим сферам.  Солнце, Луна и 5 известных тогда планет тоже являлись частями вращающихся небесных сфер. А Земля покоилась в центре мира, ибо природа её, как считал Аристотель, заключалась не в движении по кругам, а в стремлении к центру.

Но не менее важен для механики и астрономии оказался и покой. Первая научная революция связанна с именами Коперника, Галилея и Ньютона. Знаменитая революционная работа Николая Коперника 1543 года называлась «О вращении небесных сфер». В ней уже не Солнце вращалось вокруг Земли, а наоборот, Земля вокруг Солнца.  Это была революция! Революция в мировоззрении, революция в астрономии.
 
На основе этой революции зародилась революция в классической механике в виде законов Ньютона. Первый закон Ньютона – закон инерции – это самый яркий пример первой научной революции и первого  Великого Объединения – объединение покоя и равномерного прямолинейного движения. Между равномерным и прямолинейным движением, с одной стороны, и покоем, с другой, был поставлен знак равенства.
 
«В шестнадцатом столетии на столе было два очень отличающихся предложения по объединению. Это была старая теория Аристотеля и Птолемея, в соответствии с которой планеты были объединены с Солнцем и Луной как части небесных сфер. Но было и новое предложение Коперника, который объединил планеты с Землей. Каждый подход имел великие последствия для науки. Но, по большей части, только один мог бы быть верным.

Мы можем видеть здесь цену выбора ложного объединения. Если Земля является центром вселенной, это имеет потрясающие последствия для нашего понимания движения. В небе планеты изменяют направление, поскольку они прикреплены к кругам, чья природа заключается в вечном вращении. Этого никогда не происходит с вещами на Земле: всё, что мы толкнем или бросим, быстро приходит в покой. Это естественное состояние вещей, которые не прикреплены к космическим кругам. Таким образом, во вселенной Птолемея и Аристотеля имеется большое отличие между понятиями быть в движении и быть в покое. <…>

Если Земля является планетой, тогда она и всё на ней находится в непрерывном движении. Как это может быть? Это нарушало закон Аристотеля, что всё, что не находится на небесных кругах, должно приходить в покой. Это также нарушало опыт, по которому, если Земля движется, то как мы можем не ощущать этого?

Ответ на эту загадку был ВЕЛИЧАЙШИМ СРЕДИ ВСЕХ ОБЪЕДИНЕНИЕМ В НАУКЕ: ОБЪЕДИНЕНИМ ДВИЖЕНИЯ И ПОКОЯ. Оно было предложено Галилеем и выражено в первом законе движения Ньютона, а также названо ПРИНЦИПОМ ИНЕРЦИИ: Тело в покое или в равномерном движении остается в этом состоянии покоя или равномерного движения, пока оно не возмущается силами.

Под равномерным движением Ньютон понимал движение с постоянной скоростью в одном направлении. БЫТЬ В ПОКОЕ СТАНОВИТСЯ ТОЛЬКО ЧАСТНЫМ СЛУЧАЕМ РАВНОМЕРНОГО ДВИЖЕНИЯ – ЭТО ПРОСТО ДВИЖЕНИЕ С НУЛЕВОЙ СКОРОСТЬЮ.

Как это может быть, что нет различия между движением и покоем? Главное тут осознать, что факт, ДВИГАЕТСЯ ТЕЛО ИЛИ НЕТ, НЕ ИМЕЕТ АБСОЛЮТНОГО СМЫСЛА. ДВИЖЕНИЕ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ТОЛЬКО ПО ОТНОШЕНИЮ К НАБЛЮДАТЕЛЮ, КОТОРЫЙ САМ МОЖЕТ ДВИГАТЬСЯ ИЛИ НЕТ. Если вы двигаетесь за мной с неизменным темпом, то чашка кофе, которую я воспринимаю покоящейся на моем столе, двигается относительно вас» [1].

А следующая величайшая научная революция также связана с движением и покоем, но уже не для механики, а для электродинамики. Задумался один шестнадцатилетний подросток над тем, как будет выглядеть свет, если его попытаться догнать – покоящимся электромагнитным полем или нет – и вывел 10 лет спустя свою знаменитую теорию относительности и новый принцип относительности. Подростка звали Альберт Эйнштейн:

«Такой принцип я получил после десяти лет размышлений из парадокса, на который я натолкнулся уже в 16 лет. Парадокс заключается в следующем. Если бы я стал двигаться вслед за лучом света со скоростью с (скорость света в пустоте), то я должен был бы воспринимать такой луч света как покоящееся, переменное в пространстве электромагнитное поле. Но ничего подобного не существует; это видно, как на основании опыта, так и из уравнений Максвелла» [2].

Казалось бы, добавил Эйнштейн всего одно слово в принцип относительности Галилея, но это слово перевернуло все представления о мире. Это волшебное Слово – «электродинамика». Это магическое  словечко входило и в знаменитую работу Эйнштейна 1905 года «К электродинамике движущихся тел».
 
Если принцип относительности Галилея-Ньютона гласил, что все механические процессы в инерциальных системах отсчёта протекают одинаково, независимо от того, неподвижна ли система или она находится в состоянии равномерного и прямолинейного движения, то Эйнштейн к слову «механические» добавил и «электродинамические». И это была революция! Это было новое Великое Объединение!

Для того чтобы объединить механические, электродинамические и оптические явления в новом законе относительности пришлось полностью пересмотреть все представления о пространстве, времени, пределах скорости. Ранее казавшиеся абсолютными и существующими сами по себе пространство и время объединились в единый и неразделимый континуум. В нём пространство может переходить во время и наоборот. Вопреки Ньютону скорость света стала Абсолютом, преодолеть который не в силах ни одно материальное тело, ни одно взаимодействие, ни один информационный сигнал. Сколько ни гонись за светом – никогда его не догонишь. Даже если будешь двигаться лишь на 1 метр в секунду медленнее, чем луч скорости света, который ты пытаешься догнать, тебе будет казаться, что этот луч света убегает от тебя со своей обычной скоростью – 299 792 458 м/сек. А ну-ка – догони!


II. МЕТАФИЗИКА ДРЕВНЕЙ ГРЕЦИИ О ДВИЖЕНИИ И ПОКОЕ


Если физика направлена на принципиальное объединение всех и вся: движения и покоя, всех видов взаимодействий, всех видов частиц, то метафизика, как оказалось, наоборот,  порой стремилась кое-где всеми правдами и неправдами разграничить миры движения и покоя. Потому и «мета»-физика, то есть «после»-физики, после природы. Стремилась и стремится метафизика понять самые глубинные, надприродные  законы мира, в котором законы физики, законы природы могут выступать лишь как частный случай непостижимого Целого. Вот что такое метафизика:

«Эта наука занимается исследованием высших причин, или исследованием сущего как такового, т. е. того вечного, бестелесного и неподвижного начала, которое есть причина всякого движения и развития в мире; поэтому она — самая обширная и ценная из всех наук. Точнее содержание её распределяется по трём основным вопросам: об отношении между единичным и общим, об отношении между формой и материей, и об отношении между движущим и движимым» [3].

И началось это разграничение давным-давно, задолго не только до Эйнштейна, но и до Ньютона с Галилеем. Началось в Древней Греции. Началось с любителей мудрости – философов, которым не давали покоя понятия «движение» и «покой». Неугомонные были люди.

Среди таких «неугомонов» выделялись, с одной стороны, Гераклит по  прозвищу «Тёмный» (мол, изложение его было весьма тёмным и туманным) и, с другой стороны, Парменид и Зенон Элейский.

Гераклит родился и жил в Малой Азии, на территории современной Турции, в городе Эфес, который сейчас ассоциируется не с именем великого мыслителя, а с известной маркой одноимённого пива. Гераклиту принадлежит знаменитое выражение: «Всё течёт, всё изменяется». (Любители пивка несколько переиначили его: «Всё течёт, и всё из меня».) Сутью его философии является движение. Всё в мире существует в движении.

Философские оппоненты Гераклита – Парменид и Зенон – проживали примерно в одно время с Гераклитом на юге Италии. Они разрабатывали учение о бытии. Знаменитая фраза Гамлета, принца датского, «быть или не быть – вот в чём вопрос» тянется именно от Парменида, произнёсшего почти двумя тысячелетиями ранее:   

              «Быть или вовсе не быть – вот в чём разрешенье вопроса».
 
Наряду с учением о бытии Парменид с Зеноном разрабатывали парадоксальное учение о неподвижности мира. Оно было тесно связано с учением о бытии. Согласно Пармениду, существует только бытие. Небытия не существует, поскольку то, чего нет, нельзя помыслить и выразить в языке. Как только мы начинаем думать о небытии и выражать его словами оно, согласно Пармениду, превращается в бытие. У Парменида, как можно заметить, весь мир, бытие, существует в сознании. В сознании есть только бытие.

Но раз небытия нет, развивал свою мысль Парменид, то нет и движения, понимаемого как переход от бытия к небытию. Мир существует в вечном покое. Нет никакого движения.  Нет диалектического течения Гераклита. Нет изменения. Нет развития. Есть метафизика покоя, диаметрально противоположная диалектике. Мир – покоящееся единое Целое, в котором нет никакой разницы между его составными частями: ни большой, ни малой.

Вопреки вполне очевидной философии Гераклита появилась вовсе не очевидная, больше упирающая не на органы зрения, а на ум, разум, высшую мудрость, философия Парменида.  Мир есть покоящееся Целое, считал главный теоретик элейской школы. За это досталось ему немало насмешек от его оппонентов, одну из которых зарифмовал великий русский поэт:

                Движения нет, сказал мудрец брадатый.
                Другой смолчал и стал пред ним ходить.
                Сильнее бы не смог он возразить.

Только вот забыл «ходок» одну маленькую деталь – движется часть Целого внутри этого Целого. А само Целое?

Да и с частями Целого какие-то непоняточки получаются, если присмотреться да призадуматься повнимательней. На это и обратил внимание знаменитый ученик Парменида – Зенон Элейский (просьба не путать с Зеноном из Китиона, что на Кипре, основателем школы стоиков).

В своей апории «Летящая стрела» Зенон обратил внимание, что в каждый элементарный момент времени летящая стрела покоится. А если так, то никакого движения нет, не правда ли, о свободные греки? Таким вот макаром оказалось, что в Греции всё есть, кроме движения. «Бредятина», – скажете вы?

А ведь действительно: снимите полёт стрелы на киноплёнку, прокрутите её на кинопроекторе – стрела движется. Взгляните на каждый кадр плёнки – стрела покоится. Откуда в таком случае берётся движение?
 
Из оригинальной попытки разрешения этого очевидного парадокса и родились две великие древнегреческие философские школы: линия Демокрита и линия Платона. Или, соответственно, материализм и идеализм (с приставкой «объективный»).

Демокрит дал западному миру учение об атомах, мельчайших частицах бытия («атом» по-гречески означает  «нерассекаемое»,  «неразрезаемое»). Это учение выдавало оригинальное  решение парадокса между непрерывным движением мира у Гераклита и вечным покоем бытия у Парменида. Согласно Демокриту, есть предел любого деления в виде атома. Внутри атома никакое движение и изменение невозможно,  зато сами атомы находятся в постоянном движении. Сцепляясь между собой, они образуют самые разнообразные вещи и предметы. Мир текуч и динамичен как движение атомов, и одновременно он неподвижен как бытие самих неизменных и застывших атомов.

Вторая школа соотносится с именем могучего умом и телом Платона. Послушав дозволенные речи своего великого учителя, попутешествовав по Египту, Южной Италии, Сицилии, послужив у тиранов, попреподавав в Академии, поборясь с противниками на спортивных аренах и в словесных поединках, широкоплечий Аристокл (он же Платон) вывел свою концепцию бытия и небытия. Она запечатлена в знаменитых диалогах Платона.

Бытие есть  не то, что зримо оком, например, атомы. Атомы – это как раз небытие, или, точнее говоря, становление. А истинно сущее, бытие –  это некие незримые, сверхчувственные, идеальные сущности. Платон называл их «идеями» или «эйдосами». Сверхчувственное бытие неподвижно, зато зримый мир небытия, становления существует в вечном движении. Одновременно сосуществуют 2 мира: мир покоя и мир движения.

Обе линии оказали колоссальное воздействие и на философию, и на науку. Вершиной философского развития «линии Демокрита» послужил диалектический и исторический материализм Маркса-Энгельса-Ленина-Сталина. В XVII и XVIII веках химики обнаружили, что вещество имеет некий предел расщепления химическими методами.  О как! К началу ХХ века представления об атомах  как мельчайших частицах вещества стали общепринятыми, хотя такой великий физик как Эрнст  Мах до конца дней не верил в реальность атомов: «А вы видели хоть один?» Но, как вскоре оказалось, атом – не мельчайшая частица вещества. Есть ещё субатомный мир, который живёт по своим парадоксальным законам, законам квантовой механики.

Материализму, линии Демокрита, противостоит идеализм, линия Платона. По словам знаменитого британского математика и философа Альфреда Уайтхеда:

              «Вся история западной философии, начиная с Древней Греции, является всего лишь “комментарием к Платону”».

Платоновский гений, парадоксов друг, оказал влияние не только на своего великого ученика Аристотеля, который несколько самонадеянно в дальнейшем произнёс знаменитую фразу: «Платон мне друг, но истина дороже», но и на неоплатоников, включая Плотина, и на Канта, и на Шопенгауэра, и на Гегеля. А в последнее время, как мы выяснили, начал оказывать своё влияние и на «еретиков» из мира науки в лице, например, астрофизика и космолога Александра Виленкина.


III. ВРЕМЯ КАК ДВИГАТЕЛЬ ВСЕЛЕННОЙ


Но есть и третий путь разрешения парадокса между движением и покоем. Существует сколь логичное, столь и непривычное  разрешение парадокса Зенона «Летящая стрела».

В своё время великий ученик Платона Аристотель выдвинул весьма оригинальную идею: «стрелу в полёте подталкивает воздух». Якобы он расступается перед нею, а затем, по принципу «природа не терпит пустоты», устремляется вдогонку стреле, в пустоту её следа. Стрела летит, потому что её подталкивает догоняющий воздух. Однако, как впоследствии оказалось, воздух не подталкивает, а, наоборот, тормозит стрелу. В физике это называется силой трения.

Сейчас же можно выдвинуть не менее оригинальную, но гораздо более правдоподобную идею: стрелу в полёте подталкивает Физическое Время. Как движение летящей стрелы в кино появляется в результате работы мотора кинопроектора, запускающего в движение киноплёнку, так и  Хрономотор запускает в действие всю космическую информационную киноплёнку бытия, порождая при этом коаны, загадки и парадоксы космического кино.  На место кинопроектора приходит Хронопроектор, основанный на активных свойствах Физического Времени – основного столпа мироздания наряду с Информацией. Информация и Время первичны и вечны, материя – вторична и преходяща.

В отличие от привычной материалистической картины мира, где время пассивно, в идеалистической модели под названием «Хрономотор» Физическое Время активно. Во вселенском голографическом Хронопроекторе Физическое Время запускает блокбастер космического информационного бытия, сколь реальный, столь и иллюзорный.

Хронопроектор движет своей могучей силушкой инертную информацию, порождая 4-D иллюзию движения материи. Стрелы времени вылетают на «небе» и на «земле», в двух основных кинозалах гигантского космического кинотеатра «Космос».

«Земная» стрела Времени движет «летящую стрелу» Зенона, а заодно и весь остальной мир, включая людей, нелюдей, автомобили,  суда,  самолёты, ракеты, планеты, Солнце, звёзды и созвездия. Как сказал Вильям наш, понимаете ли,  Шекспир:

                Весь мир – театр.
                В нём женщины, мужчины – все актёры.
                У них свои есть выходы, уходы,
                И каждый не одну играет роль.

Сама летящая стрела, состоящая из квантов энергии и битов информации, каждый элементарный момент времени покоится, зато движется вперёд стрела времени, да не одна, а целых три: термодинамическая, космологическая и психологическая.  Движение обеспечивает Бесконечное Время, которое и служит космическим суперпроектором, движущим информационную киноплёнку.

Каждый элементарный кадр этого космического Хронопроектора  состоит из битов информации. Каждый миг движения насыщен энергией Времени. Увлекаемая энергией Времени, говорящего «Это энергичный танец», информация пускается в пляс, превращаясь в материю. Время становится Творцом Мира: 

«Текущее время – это процесс! Процесс создания миров с их пространствами и материей, начиная с мира Галактики и заканчивая миром атомов или молекул. Пока существует течение времени, существует и реальность бытия. Нет времени – нет бытия.  Поэтому время в «прошлом» можно считать застывшим временем, т.к. оно уже преобразовалось, трансформировалось и превратилось в застывшую «мёртвую» материю с окружающим его пространством» [4]. 


Примечания:

1. Ли Смолин «Неприятности с физикой»
2. А.Эйнштейн Сборник «Мир и физика», М., Тайдекс Ко, 2003, стр. 32
3. Эдуард Целлер «Очерк истории греческой философии», глава  «Метафизика Аристотеля»
4. Рина Светлова «Голографическая модель Вселенной»