3. Движение

3. Движение

Понятие движения. Связь движения и материи

Существование любого материального объекта возможно только благодаря взаимодействию образующих его элементов. Так, атом существует лишь постольку, поскольку осуществляется определенное взаимодействие между ядром и электронами, образующими оболочку атома; живые организмы существуют только благодаря определенному взаимодействию составляющих их молекул, клеток и органов; общество существует благодаря обмену деятельностью между людьми, взаимодействию различных подсистем социального организма.

Кроме внутреннего взаимодействия между элементами и частями происходит и взаимодействие объектов с внешним окружением. Они могут включаться в более сложные системы, становиться их элементами. Например, ядра и электроны, входящие в атом, могут стать составными частями молекул, из молекул могут строиться макротела и т. д.

Итак, структурность материи, существование в ней определенного типа материальных систем предполагает взаимодействие как внутреннее, так и внешнее по отношению к каждому выделенному объекту. Взаимодействие приводит к изменению его свойств, отношений, состояний. Все эти изменения, рассмотренные в самом общем плане, представляют собой неотъемлемую характеристику бытия материального мира. Изменение в философии обозначается понятием движения. Под движением материи нужно понимать не только механическое перемещение тел в пространстве, но и любые взаимодействия, а также изменения состояний объектов, которые вызываются этими взаимодействиями. Движение — это и взаимное превращение элементарных частиц, и расширение Метагалактики, и обмен веществ в клетках организма, и обмен деятельностью между людьми в процессе их социальной жизни.

Материя не может существовать вне движения. Любой ее объект существует лишь благодаря тому, что в нем воспроизводятся определенные типы движения. При их уничтожении объект прекращает свое существование, переходит в другие объекты, которые, в свою очередь, характеризуются определенным набором типов и форм движения. Иначе говоря, движение внутренне присуще материи. Оно так же абсолютно, как абсолютна сама материя.

В обыденной жизни движение часто отождествляется с перемещением тел в пространстве. А так как одни тела могут перемещаться относительно поверхности Земли, а другие покоиться, то обыденное сознание противопоставляет эти два состояния — покой и движение, считая их как бы равноправными.

Однако всем, кто знаком хотя бы с общими принципами механики, ясно, что говорить о покое можно только по отношению к некоторой системе отсчета. Наш дом покоится относительно поверхности Земли, но он вращается вместе с Землей вокруг ее оси, перемещается вместе с Землей в пространстве относительно Солнца. Вместе с Землей и Солнцем он вращается вокруг центра нашей галактики, совершая движение относительно ее ядра со скоростью примерно 250 км/с. Наконец, вследствие расширения Вселенной вместе с нашей галактикой он может удаляться от других галактик. Таким образом, те предметы, которые мы называем покоящимися, на самом деле находятся в состоянии движения.

Далее, когда говорится о состоянии покоя какого-либо наблюдаемого предмета, то неявно предполагается, что предмет имеет определенную пространственную конфигурацию, сохраняет свою структуру, воспроизводит определенную организацию своих элементов. Но если посмотреть на прочно стоящий кирпичный дом в электронный микроскоп, то обнаружится, что у него нет жестких пространственных границ, что на уровне того слоя молекул кирпича, который граничит с воздухом, осуществляется постоянная диффузия, проникновение молекул воздуха в пограничный слой молекул кирпича и наоборот. Более того, как свидетельствует современная физика, между этими молекулами должен происходить обмен электронами, а в самих молекулах — движение электронов, взаимопревращение протонов в нейтроны внутри ядер и т. д. Выходит, что наблюдаемый нами дом находится в состоянии какого-то бурлящего движения, где одни частицы постоянно переходят в другие. И это можно сказать о любом объекте окружающего мира, в том числе и о нас самих, поскольку постоянно меняются не только состояния нашего духа (возникают новые ощущения, переживания, мысли), но и непрерывно происходят изменения нашего тела: через определенный промежуток времени вследствие обмена веществ молекулы нашего тела меняют свой состав.

Американский философ С. Чейз как-то сказал: когда я вижу корову, гуляющую на лугу, то это вовсе не корова, а бешеная пляска электронов. В этой метафоре заключена некоторая правильная мысль, только надо помнить, что та структура и динамика электронов, которая образует клетки, в любом живом организме воспроизводится во времени. Благодаря этому «повторению во времени» способов и видов движения, образующих предмет, он существует как качественно специфический объект, отличный от других объектов. Таким образом, понятие покоя представляет собой обозначение тех состояний движения, которые обеспечивают стабильность предмета, сохранение его качества. Поэтому покой относителен, а движение абсолютно, оно есть неотъемлемое свойство, атрибут материи.

Основные типы движения

Правомерно говорить о двух основных типах движения. Первый — это движение, связанное с сохранением устойчивости предмета, его качества. В предмете всегда происходят некоторые изменения, и он никогда не бывает тождествен самому себе во времени. Но можно ли говорить об устойчивости предметов, их тождественности себе, если предметы изменчивы? Это очень древняя философская проблема. Известно изречение Гераклита: в одну и ту же реку нельзя войти дважды, ибо на входящего каждый раз текут новые воды.

Другой философ античности, Кратил, довел этот тезис до крайней степени относительности, утверждая, что и один раз нельзя войти в одну и ту же реку вследствие ее постоянной изменчивости. Кратил полагал, что текучесть вещей не позволяет их даже назвать, поскольку они в момент наименования уже становятся другими. Поэтому, считал он, выделить вещь можно, только указывая на нее пальцем. Идеи относительности в понимании существования вещей не раз воспроизводились в истории философской мысли. В философии XX века они были основополагающим принципом в так называемой общей семантике. Одним из ее представителей и был упомянутый американский философ Чейз. Его рассуждения о предметах как «бешеной пляске электронов» поясняли так называемый принцип нетождественности, согласно которому любой предмет никогда не равен самому себе. И значит, обозначение словом индивидуальных объектов невозможно.

В подобных рассуждениях мы сталкиваемся с противопоставлением вещи и процесса, устойчивости и изменчивости.

Обыденное человеческое мышление, как правило, расчленяет действительность на устойчивые вещи с жестко фиксированными границами и на процессы, которые рассматриваются как взаимодействие устойчивых вещей. Но философский анализ, опирающийся на научные данные, убеждает нас в том, что любая вещь есть тоже процесс. Когда даже о таких простых предметах, как стол, стул, дом, говорится, что они сохраняют свое качество, тождественны себе, то это не значит, что в них не происходят многообразные изменения. Ни положение электронов относительно ядер в молекулах древесины, из которой сделан стол, ни состояния протонов и нейтронов в ядрах не являются одними и теми же. Даже тогда, когда стол освещают солнечные лучи, в нем происходят изменения: фотоны, падающие на поверхность стола, выбивают электроны (так называемое явление фотоэффекта). Однако при всех подобных изменениях сохраняется, воспроизводится некоторый набор признаков, который позволяет говорить о столе как об определенном предмете, отличном от других предметов.

Итак, первый тип движения — это движение, когда сохраняется качество предмета. Но кроме него существует еще один тип движения, связанный с переходом от одного качества к другому, с изменением качественного состояния предмета. Это может быть разрушение предмета, распад его на составляющие элементы, которые представляют собой особые качества, возникающие в результате преобразования исходного предмета. Но может быть и более сложный процесс, когда благодаря взаимодействию объекты образуют новый объект.

В практике мы постоянно сталкиваемся с этими процессами. В ходе развития производства человечество научается синтезировать из материалов природы все более и более сложные системы. Сквозь призму наших практических взаимодействий с миром можно рассматривать и процессы, происходящие независимо от нас в самой природе. Здесь имеются процессы, связанные с такими качественными преобразованиями, когда происходит усложнение предметов, появление более сложных состояний объекта из более простых. Процессы, связанные с преобразованием качества предметов, с появлением новых качественных состояний, которые как бы развертывают потенциальные возможности, скрытые и неразвернутые в предшествующих качественных состояниях, характеризуются как развитие. Процесс развития — это всегда переход одного качества в другое, направленное формирование новых систем, новых типов организации, которые рождаются из предшествующих им систем. При этом можно выделить две разновидности процессов развития. Первая разновидность — это процессы качественных превращений, не выходящие за рамки соответствующего вида материи, определенного уровня ее организации. Вторая — процессы перехода от одного уровня к другому. В неживой природе ярким примером первой разновидности развития может служить эволюция звезд.

С точки зрения данных современной физики и астрофизики любая звезда, в том числе и наше Солнце, проходит несколько стадий своей эволюции. Характер этих стадий зависит от начальной массы звезд. Солнце — это рядовая звезда, принадлежащая к спектральному классу желтых звезд с температурой около 6 тыс. градусов по Цельсию. В недрах Солнца температура достигает нескольких миллионов градусов, а давление — миллионов атмосфер. В этих условиях протекают процессы термоядерного синтеза, в ходе которого водород превращается в гелий. Излучаемая из недр Солнца энергия — результат такого синтеза. На этом «горючем» Солнце существует уже более 5 млрд лет и будет существовать примерно еще 10 млрд лет. За это время в его центре будет постепенно выгорать водород и накапливаться ядра атома гелия. Затем наступит момент, когда начнется сжатие центральной области Солнца, резко возрастут давление и температура, в результате чего станет возможным новый тип ядерных реакций — превращение гелия в углерод. В этот момент значительно возросшее излучение из недр Солнца станет как бы распирать его оболочку, и, распухая, Солнце превратится в красный гигант с температурой поверхностных слоев около 3–4 тыс. градусов и размерами, превышающими расстояние от Солнца до Земли. Далее, со временем произойдет сброс и остывание водородной оболочки, возникнет газовопылевая туманность, в центре которой окажется небольшая плотная звезда — белый карлик — с температурой поверхности в десятки тысяч градусов. Постепенно остывая, она превратится в красный карлик, а затем в «черный» карлик — мертвую холодную звезду с очень большой плотностью, в миллионы раз превышающей плотность воды, и размерами меньшими, чем размеры земного шара.

Большинство звезд проходит эту цепь превращений. Причем, если начальная масса звезды значительно больше солнечной, она может закончить свою эволюцию взрывом сверхновой и образованием остатка, в котором большая плотность вещества приведет к резкому возрастанию поля тяготения. При массе остатка, сравнимой с солнечной, возможно такое возрастание плотности под действием поля тяготения, при котором электроны будут вдавлены в протоны и возникнет очень маленькая звезда, всего в несколько десятков километров в диаметре, состоящая из нейтронов. Плотность вещества нейтронной звезды будет сравнима с плотностью атомного ядра. Такие звезды уже обнаружены (это так называемые пульсары). Если же в процессе взрывных сбрасываний вещества и исчерпания термоядерного горючего масса остатка звезды окажется более 2,5 солнечной массы, то ее дальнейшее уплотнение и возрастание вследствие этого поля тяготения могут привести к гравитационному коллапсированию звезды и образованию так называемой черной дыры. Вещество такой звезды будет падать к центру с возрастающей скоростью, но не превышающей скорость света. При околосветовых скоростях падения согласно теории относительности происходит замедление времени. Поэтому для внешнего наблюдателя время падения вещества к центру черной дыры будет постоянно увеличиваться по мере возрастания скорости падения, что обеспечивает стабильность черных дыр. Все эти экзотические превращения звезд являются примером развития в рамках уже сформировавшегося уровня организации материи в неживой природе.

В рамках биологической материи также можно обнаружить рассматриваемый тип. Пример тому — формирование новых видов животных и растительных организмов, последовательные стадии развития отдельных организмов и т. д. В общественной жизни в качестве образца этой разновидности развития выступает смена различных ступеней развития общества.

Наряду с данной разновидностью развития материи можно выделить вторую разновидность, связанную с переходом от качественных состояний, характерных для одного уровня организации материи, к качественному состоянию другого уровня ее организации. Формирование из элементарных частиц атомов и молекул, переход от неорганической природы к биологическим уровням организации, становление человека и его общественной жизни — все это примеры развития, сопровождающиеся усложнением уровней организации материи, появлением новых уровней организации, новых видов материи.

Формы движения материи. Их качественная специфика и взаимосвязь

Соответственно иерархии форм материи существуют качественно разнообразные формы ее движения. Открывая новые уровни организации материи, наука соответственно обнаруживает и новые формы движения.

Прежде всего формы движения можно разбить на три блока соответственно трем важнейшим этапам развития материи и трем возникшим в этом развитии сферам материального мира: неживой природе, живой природе, обществу. Неживую природу характеризует взаимосвязь физической и химической форм движения, живую — биологическая, а общество — социальная форма движения. Наиболее значительные изменения в связи с развитием науки были выявлены в соотношении механической, физической и химической форм движения. Наука XX века открыла новые формы физического движения, неизвестные в XIX столетии: процессы микромира, связанные с превращениями элементарных частиц и взаимодействиями субэлементарного уровня; процессы мега-мира — галактические взаимодействия и расширение Метагалактики. По-новому поставлена и проблема взаимоотношения физической и химической форм движения: химическая форма движения, с одной стороны, возникает из взаимодействий микромира, а с другой — является условием появления таких форм, как молекулярно-физическое движение. Она как бы обеспечивает переход от физики микромира к макрофизическим процессам.

В новом свете предстала также проблема соотношения механического и физического движения. Раньше механические процессы рассматривались как генетическая основа физической формы движения. Наука XX века изменила эти представления. Она не только отказалась от концепции мирового эфира как механической среды, свойствами которой объясняются электромагнитные взаимодействия, но и вообще перестала рассматривать механическое движение как фундамент всех физических процессов. Скорее наоборот, механическое движение тел обусловливается глубинными процессами взаимопревращения элементарных частиц, сложными переплетениями сильных, слабых, электромагнитных и гравитационных взаимодействий. Механическое движение не связано с каким-либо отдельно взятым структурным уровнем организации материи. Это скорее аспект, некоторый срез, характеризующий взаимодействие нескольких таких уровней. Причем надо различать квантовомеханическое движение, характеризующее взаимодействие элементарных частиц и атомов, и макромеханическое движение макротел.

Современная наука внесла много нового и в понимание природы биологического движения. Были уточнены представления о ее первичных материальных носителях (кроме белковых молекул в качестве молекулярного носителя жизни были выделены ДНК и РНК). Сложилось представление о целостности биосферы как условии дифференциации и развертывания всех уровней организации живой материи и соответственно формирования различных подвидов биологической формы движения.

Будущий прогресс науки приведет, бесспорно, к открытию новых форм как материи, так и движения, уточнит и разовьет современные представления. Но уже сейчас можно прийти к выводу, что высшие формы движения материи нельзя свести, редуцировать целиком и полностью к низшим формам, скажем, нельзя описать биологические процессы, исходя только из физико-химических свойств, не учитывая качественную особенность биологического уровня организации, игнорируя процессы биоэволюции, естественного отбора и т. д. Точно так же развитие человеческого общества невозможно понять, опираясь только на биологические закономерности, не принимая во внимание особенности социального развития.

Сведение сложных форм движения к простейшим называется механицизмом. Последний может выступать не только в форме сведения социальных, биологических, химических процессов к механическому движению и его законам, но и в более тонких формах. Попытки объяснить биологические процессы только из закономерностей физико-химического взаимодействия, а социальные процессы только из особенностей биологического развития человека — тоже разновидности механицизма.

Но, критикуя механицизм и его различные проявления, нельзя забывать и об органической связи между различными уровнями организации материи, о том, что каждая высшая форма рождается из низшей и поэтому ее нельзя понять, если игнорировать эти ее генетические связи с низшей формой. Игнорирование генетических связей между качественно различными формами движения может привести к серьезному искажению истины при научном исследовании тех или иных объектов материальной действительности. Например, противопоставление сторонниками т. д. Лысенко биологического исследования методам физико-химического анализа явлений жизни, одностороннее преувеличение специфики биологического движения послужило одним из оснований для запретов на исследования в области генетики и нанесло в свое время большой ущерб биологической науке. Те же методологические изъяны характерны для концепций, резко противопоставляющих биологические и социальные стороны человеческого бытия.

Прослеживание связей между различными формами движения материи на основе данных современной науки позволяет создать целостную картину их развития во Вселенной (Метагалактике). На его разных этапах возникают все новые уровни организации материи и соответствующие им формы движения, причем появление каждой новой формы движения связано с состоянием развивающейся Вселенной как целого. Например, сразу после Большого Взрыва 20 млрд лет назад не было ни молекул, ни атомов, а значит, и форм движения, присущих этим уровням организации материи. Химическая и молекулярно-физическая формы движения возникли на определенном этапе эволюции Вселенной. Точно так же на определенном этапе космической эволюции, когда сформировались планеты, планетные системы, когда возникли условия для образования сложных молекул — носителей жизни, сложились предпосылки для возникновения биологической формы движения. В этом смысле жизнь надо рассматривать не как планетарное, а как космическое явление. Она возникает только на определенной стадии развития Метагалактики, в определенном и довольно узком временном диапазоне. В свою очередь, только пройдя длительный этап эволюции, живая природа смогла породить социально организованную форму жизни, и тогда на базе биологической формы движения возникла социальная. Временной диапазон для возникновения разума во Вселенной еще более узок, чем отрезок времени, в котором развивается жизнь.

Современная наука показывает, что наша астрономическая Вселенная, мир, в котором мы живем, по-видимому, является только одним из возможных миров. Причем оказывается, что уже в особенностях взаимодействия элементарных частиц заложены определенные предпосылки, возможности для развертывания более сложных форм движения. Существуют физические величины, так называемые мировые константы, которые определяют характер действия законов тяготения, электромагнетизма, сильных и слабых взаимодействий, управляющих превращениями элементарных частиц и образованием из них более сложных материальных систем. Эти константы удивительным образом «подогнаны» друг к другу так, что они позволяют сформироваться сложным формам движения материи из более простых. Возможно, будущая наука обнаружит корреляции между мировыми константами, рассмотрит их как систему, где один элемент обусловливает другой, но пока они считаются независимыми друг от друга. От их значения зависит характер объектов, которые могут возникнуть в процессе эволюции Вселенной. Например, константа электромагнитного взаимодействия, так называемая «постоянная тонкой структуры», — это величина, численное значение которой 1/137. Если бы она была иной (допустим, несколько меньше или несколько больше), то электроны не могли бы образовывать оболочки вокруг ядра атома. Они либо падали бы на ядро и сливались с протонами, образуя нейтроны, как бы вдавливаясь в ядра атомов, либо вообще не удерживались бы на электронных оболочках. Это значит, что в таком мире, где указанная константа имела бы другое численное значение, не было бы атомов и молекул. В таком мире невозможны ни жизнь, ни человек. Точно так же если константа, которая определяет сильное взаимодействие, так называемый барионный заряд, была бы меньше известного значения, то протоны, из которых состоят ядра атомов, распадались бы за сравнительно короткое время. Тогда бы не было ядер атомов, а значит, и самих атомов, сложных молекул, жизни и человека. Оказывается, значения всех мировых констант таковы, что они в принципе позволяют в нашей Вселенной появиться химическим взаимодействиям, возникнуть жизни и человеческому обществу.

В современной космологии описанные идеи входят в содержание так называемого антропного принципа, согласно которому наш мир устроен таким образом, что он в принципе допускает возможность появления человека как закономерного итога эволюции материи. Но возможны и другие миры, с другими значениями фундаментальных мировых констант, характеризующих базисные физические взаимодействия. Современная космология допускает существование и таких миров, которые бедны, пусты, в которых есть только примитивные формы движения материи и нет высших ее форм. В этом смысле человек и человеческое общество предстают как такая организация материи и такая форма движения, которые обусловлены свойствами целого нашей Вселенной, свойствами всей Метагалактики, фундаментальными характеристиками космоса. Таким образом, социальная форма движения является космическим феноменом. И сейчас, когда большинство стран встало на путь ускорения научно-технического прогресса, когда человечество вышло в космос, оно начинает осознавать себя не просто как нечто внеположенное, противостоящее враждебному космосу, а как его органичный элемент. Возникает понимание уникальности человеческой жизни и вместе с тем — ощущение сопричастности ее всему развитию природы.