Espacio y tiempo (Filosofía)
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Espacio y tiempo. Formas fundamentales de la materia. “…las formas fundamentales de todo ser son el espacio y el tiempo, y un ser concebido fuera del tiempo es tan absurdo como lo sería un ser concebido fuera del espacio”[1].
Ningún objeto material puede existir solamente en el espacio y no ser en el tiempo, o ser en el tiempo y no encontrarse en el espacio. Siempre y en todas partes, cualquier cuerpo existe en el espacio y en el tiempo. Esto significa que el espacio y el tiempo están vinculados orgánicamente.
Sumario
Introducción
El movimiento eterno en la naturaleza
Ni la naturaleza ni la sociedad conocen un estado de inmovilidad absoluta, de reposo en el que nada cambia. El mundo se encuentra en un perpetuo movimiento y cambio. El movimiento, el cambio, el desarrollo constituye una propiedad eterna e imprescriptible de la materia.
Nunca ni en ningún sitio hubo ni puede haber materia sin movimiento." Todo cuerpo material, cada una de las partículas que integran la sustancia material -moléculas, átomos y sus elementos integrantes- están dotados, por su propia naturaleza interna, de la facultad de moverse y de experimentar cambios.
El movimiento, filosóficamente, no es sólo el desplazamiento de un cuerpo en el espacio. El movimiento, comprendido como forma de existencia de la materia, abarca a todos los procesos y cambios que se operan en el Universo. Entre esos cambios corresponde un papel excepcional a los procesos que significan el desarrollo de la materia, el paso de ésta de unos estados a otros superiores, con nuevas propiedades y características. En el mundo no hay cosas petrificadas, dadas de una vez para siempre; lo que hay son cosas que cambian, procesos. Esto significa que en ningún sitio impera un reposo absoluto que excluya por completo el movimiento. Únicamente existe el reposo relativo. Un cuerpo cualquiera de la Tierra puede encontrarse en estado de reposo sólo respecto de un determinado punto de la superficie terrestre. Pero ese cuerpo participa en el movimiento de la Tierra y en el del sistema solar. Además, se encuentran en movimiento las moléculas y los átomos que integran el cuerpo en cuestión; dentro de él se producen complejos procesos. Así que todo reposo es relativo y lo único que es absoluto y no conoce excepción alguna es el movimiento.
El espacio y el tiempo
Todo objeto tiene extensión, volumen, tal o cual forma externa. Cada forma de movimiento de la materia está vinculada necesariamente a la traslación de los cuerpos. En todo ello se manifiesta el hecho de que los cuerpos y los objetos existen en el espacio, de que el espacio es uno de los atributos más importantes de la materia.
Los procesos materiales transcurren con cierta sucesión (uno antes o después que otro), se distinguen por su duración y tienen fases o etapas que se diferencian entre sí. Esto significa que los cuerpos existen en el tiempo. El movimiento de la materia es imposible fuera del tiempo.
“En el universo —decía Lenin— no hay más que materia en movimiento, y la materia en movimiento no puede moverse de otro modo que en el espacio y en el tiempo.” Ningún objeto material puede existir solamente en el espacio y no ser en el tiempo, o ser en el tiempo y no encontrarse en el espacio. Siempre y en todas partes, cualquier cuerpo existe en el espacio y en el tiempo. Esto significa que el espacio y el tiempo están vinculados orgánicamente.
Idealismo & espacio y tiempo
Los filósofos idealistas niegan la realidad objetiva del espacio y del tiempo. Opinan que son algo que existe en la conciencia humana o gracias a la conciencia, engendrado por el espíritu. Kant, por ejemplo, considera el espacio y el tiempo como formas apriorísticas de la contemplación sensorial, condicionadas por la propia naturaleza de nuestra conciencia. Para Mach, el espacio y el tiempo no son más que sistemas ordenados de series de nuestras sensaciones. En la filosofía de Hegel, el espacio y el tiempo son productos de la idea absoluta y surgen en un determinado grado de desarrollo de ésta, apareciendo primero el espacio y sólo después el tiempo. Toda la experiencia de la vida humana y el progreso de la ciencia refutan las nociones idealistas del espacio y del tiempo. ¿Puede, acaso, aceptarse que el espacio y el tiempo son productos de la conciencia, del espíritu, de la idea, o que existen sólo en la conciencia, cuando, como prueban las ciencias naturales, la Tierra existía en el espacio y se desarrollaba en el tiempo muchos millones de años antes de que apareciera el hombre, con su conciencia, su espíritu y sus ideas? Lenin adujo este hecho para demostrar la insolvencia de las opiniones idealistas sobre el espacio y el tiempo. “La existencia de la naturaleza en el tiempo, medido en millones de años, en épocas anteriores a la aparición del hombre y de la experiencia humana, demuestra lo absurdo de esa teoría idealista.”
Peculiaridades del espacio y el tiempo
El espacio y el tiempo, como formas reales de existencia de la materia, se caracterizan por una serie de peculiaridades. Primero, son objetivos, existen fuera e independientemente de la conciencia. Segundo, son eternos, por cuanto la materia existe eternamente. Tercero, el espacio y el tiempo son ilimitados e infinitos.
La ilimitación del espacio significa que cualesquiera que sean la dirección en que nos movamos y la distancia a que nos alejemos del punto inicial, jamás ni en parte alguna habrá un límite que sea imposible rebasar. La ilimitación y la infinitud son características diferentes del espacio. El espacio del Universo es no sólo ilimitado, sino infinito. Por enorme que sea uno u otro sistema cósmico (por ejemplo, la Galaxia, gigantesco conglomerado estelar al que pertenece nuestro Sol), es parte integrante de un sistema mayor aún. La ciencia penetra cada día más lejos en el Universo infinito. Los aparatos astronómicos modernos permiten ver las distancias que la luz recorre en 13.000 millones de años. Pero, naturalmente, tampoco son un límite. Por muy lejos que estén de nosotros tales o cuales sistemas siderales, tras ellos hay nuevos conglomerados gigantescos de cuerpos celestes, extensiones inmensas de sistemas cósmicos. La infinitud del espacio es la infinidad del volumen de todo el conjunto incalculable de cuerpos materiales del Universo.
Por mucho tiempo que transcurra hasta un momento determinado, el tiempo seguirá prolongándose sin alcanzar jamás un límite tras el que no haya ninguna duración, ningún número infinito de procesos que se sucedan y formen, en conjunto, la duración infinita no limitada por nada. De la misma manera, cualquier acontecimiento, por mucho tiempo que haya transcurrido desde que se produjo, fue precedido de una cantidad innumerable de otros acontecimientos que poseen en conjunto una duración infinita. A la vez, el tiempo es irreversible, no vuelve a sí mismo, no se repite, sino que pasa por nuevos y nuevos instantes.
A veces se esgrime como argumento contra la noción de la infinitud del espacio y del tiempo un fenómeno denominado “desplazamiento hacia el rojo” de los espectros. Las observaciones astronómicas han mostrado que, por regla general, los espectros (es decir, los conjuntos de líneas de colores obtenidos al descomponerse un rayo de luz) de las nebulosas que se encuentran fuera de nuestra Galaxia se desplazan un tanto hacia las grandes longitudes de onda de las líneas espectrales rojas (de ahí la denominación de “desplazamiento hacia el rojo”). Este desplazamiento puede tener su origen, en particular, en que la fuente de luz y el aparato que capta esa luz (receptor) se alejan la una del otro a cierta velocidad. Dicho desplazamiento es tanto más considerable cuanto mayor es la velocidad con que se alejan la fuente de luz y el receptor. Y como hasta ahora no se ha encontrado ninguna otra explicación satisfactoria del desplazamiento de los espectros de las nebulosas hacia el rojo, los científicos tratan de explicar este fenómeno diciendo que las nebulosas se dispersan, “se alejan” de nuestra Galaxia a una velocidad proporcional, aproximadamente, a la distancia.
Dicho de otro modo: cuando más lejos se encuentra la nebulosa, con tanta mayor rapidez “se aleja”. De esta teoría (denominada teoría de “la expansión del universo”) se saca a veces la conclusión de que, en tiempos remotos, el universo estuvo concentrado en un volumen extraordinariamente pequeño, en una especie de “átomo primigenio”, que en cierto momento inicial del tiempo empezó de pronto a ensancharse. Ello dio lugar a que comenzara también “la expansión del espacio”, que era al principio infinitesimal. Se intenta también explicar este proceso con un espíritu francamente religioso: como la creación del “átomo primigenio” por Dios, por voluntad del cual comenzó también “la expansión”. Semejante aserto, cuya insolvencia es evidente, se halla en contradicción directa con los datos que posee la ciencia. Los modelos matemáticos de “expansión del universo” de que se dispone afectan problemas tan importantes como la naturaleza y la esencia de la infinitud, la relación entre lo finito y lo infinito. A la par con ello, en dichos modelos se tantea de una manera preliminar en extremo un aspecto de la conducta de cierto fragmento del universo, pero no dan fundamento para emitir juicios categóricos sobre la verdadera estructura espacial y temporal de todo el universo.
Diferencias entre el espacio y el tiempo
El espacio y el tiempo son formas de existencia de la materia. Pero son formas diferentes. Aun poseyendo propiedades comunes, se distinguen considerablemente. Como señalaba Engels, ser en el espacio significa existir “en la forma de situación de una cosa al lado de otra”, mientras que ser en el tiempo significa existir “en la forma de sucesión de una cosa después de otra”.
Una peculiaridad importante del espacio consiste en que tiene tres dimensiones. En efecto, si en cualquier punto del espacio se trazan dos rectas en la dirección que se quiera, siempre se podrá trazar una tercera línea perpendicular a ambas, y esta tercera recta será única. La tridimensionalidad del espacio se manifiesta asimismo en que la posición de cualquier punto en él puede ser determinada señalando la distancia existente entre dicho punto y tres planos coordinados, cualesquiera que sean, elegidos como sistema de cálculo. Todo cuerpo material, por cuanto posee un volumen determinado, es obligatoriamente tridimensional.
El espacio se caracteriza asimismo por las propiedades de la simetría. Objetos materiales iguales —partículas, por ejemplo— pueden ser situados en el espacio de tal modo que una mitad del espacio que ocupan sea como la imagen de la otra mitad reflejada en un espejo; pueden ser situadas también de tal modo que una parte del espacio que ocupan parezca el resultado de un viraje de la otra mitad a un ángulo determinado. Esto significa que las partículas tienen cierta simetría. La ciencia ha demostrado que existe una multitud de variadísimos grupos espaciales de simetría. La propiedad de la simetría es tan esencial para el espacio como la existencia en él de tres dimensiones.
En las matemáticas y en la física teórica se introduce con frecuencia la noción de los llamados “espacios pluridimensionales”, cuyo número de dimensiones es muy grande e incluso infinito. ¿No contradice esta noción la tesis de la tridimensionalidad del espacio? No, no la contradice. El espacio real, objetivo, en que existen todos los cuerpos es el espacio con tres dimensiones. En cambio, el «espacio pluridimensional» es una abstracción, utilizada por la ciencia, que ayuda a abarcar mentalmente el conjunto de un número mayor o menor de magnitudes que no caracterizan de modo obligatorio sólo la dimensión, sino también otras propiedades de los objetos estudiados. Estos conjuntos (multitudes) de magnitudes son denominados «espacios» porque entre ellos existen relaciones que recuerdan por la forma las que tienen lugar entre los elementos del espacio tridimensional real: dicho con otras palabras, son «semejantes al espacio». Y esto permite extender a ellos muchos postulados de la geometría y estudiarlos más a fondo.
Algunos idealistas aprovechan la introducción en la ciencia de la noción de los "espacios pluridimensionales" para tratar de “demostrar” que los cuerpos pueden existir fuera del espacio. Según su punto de vista, en tanto que los seres humanos y todos los cuerpos corrientes se encuentran en tres dimensiones. “Los seres espirituales”, incorpóreos, “los espíritus”, se sitúan en magnitudes del espacio inaccesibles a los seres comunes. De ahí deducen que «los espíritus» pueden influir en los procesos materiales y dirigirlos, permaneciendo fuera de nuestras percepciones. Pero el intento de especular con la noción de los «espacios pluridimensionales» para refutar el materialismo carece de toda base.
A diferencia del espacio, el tiempo es unidimensional. Esto significa que cualquier momento del tiempo es determinado por un número, que expresa el período de tiempo transcurrido hasta ese momento desde otro tomado como comienzo del cálculo. Todos los acontecimientos siguen una sola dirección: de lo pasado a lo presente y de lo presente a lo futuro. Esta dirección de los procesos es objetiva, no depende de la conciencia de los hombres que los perciben. En el espacio se puede trasladar los cuerpos de la derecha a la izquierda y de la izquierda a la derecha, de arriba abajo y de abajo arriba. Pero es imposible volver en el tiempo procesos ligados por nexos causales, obligarles a ir de lo futuro a lo pasado. El tiempo es irreversible. En eso se diferencia sustancialmente del espacio.
En las obras modernas de divulgación científica se emplea con frecuencia el concepto de “mundo cuatridimensional”. Este concepto, igual que el de “espacio pluridimensional”, no ofrece ninguna base a las concepciones idealistas. En física se entiende por “cuatridimensionalidad” del mundo el hecho de que éste existe no sólo en el espacio (que tiene tres dimensiones), sino también en el tiempo (que tiene una sola dimensión), y de que todos los procesos reales deben ser abordados teniendo en cuenta el nexo de ambas formas de existencia de la materia, cuya suma total de dimensiones es igual a cuatro. En la noción de la física moderna sobre el “mundo cuatridimensional” no hay ni puede haber nada místico, misterioso.
Las representaciones del espacio y del tiempo no son inmutables. La ciencia penetra cada día más profundamente en la estructura espacial-temporal del mundo y descubre nuevas y nuevas propiedades espaciales y temporales de las cosas. Pero el cambio de nuestras nociones del espacio y del tiempo no pueden confundirse, como subraya Lenin, “con la inmutabilidad del hecho de que el hombre y la naturaleza sólo existen en el tiempo y en el espacio; los seres fuera del tiempo y del espacio, creados por los curas y admitidos por la imaginación de las masas ignorantes y oprimidas de la humanidad, son productos de una fantasía enfermiza, tretas del idealismo filosófico, fruto inservible de un régimen social malo.”
La tesis de que el espacio y el tiempo son formas de la existencia de la materia no sólo define su carácter objetivo, real: significa también su nexo indisoluble con la materia en movimiento. De la misma manera que no hay materia fuera del espacio y del tiempo, no hay ni puede haber espacio y tiempo sin materia.
El espacio y el tiempo existen sólo en las cosas materiales, sólo gracias a ellas. “Por supuesto —señalaba Engels—, estas dos formas de existencia de la materia sin materia no son nada, son vanas representaciones, abstracciones, existentes sólo en nuestra cabeza.” Quienes separan el espacio y el tiempo de la materia y porfían que ambos existen aisladamente de la materia, atribuyen una vida autónoma, independiente, a algo que no es material y que sólo se halla en la conciencia. Mas eso significa precisamente adoptar las posiciones del idealismo, según el cual los productos de nuestra actividad mental son esencias independientes. De ahí que Lenin dijera:
Dialéctica y Metafísica
El materialismo dialéctico se distingue sustancialmente del materialismo metafísico por el postulado que proclama el nexo indisoluble del espacio y el tiempo con la materia. El materialismo metafísico, aun admitiendo la realidad objetiva del espacio y el tiempo, los considera, no obstante, como esencias autónomas, como recipientes vacíos independientes de la materia, destinados a guardar cuerpos y procesos materiales. Como dijo gráficamente el matemático alemán Weyl, tal opinión equipara el espacio a un “apartamento de alquiler”, que puede ser ocupado por unos inquilinos o, si éstos no existen, seguir completamente vacío. Un punto de vista semejante sustentaba Isaac Newton, fundador de la mecánica clásica. Para él, el espacio y el tiempo eran objetivos, pero existían independientemente de la materia en movimiento, eran inmutables por completo y no estaban vinculados entre sí. Los denominó “absolutos”. Las ideas de Newton acerca del “espacio absoluto” y del “tiempo absoluto” predominaron en la ciencia hasta comienzos del siglo XX, cuando, al crearse la teoría de la relatividad, los naturalistas vieron claro, por fin, que era erróneo desvincular entre sí el espacio y el tiempo y separarlos de la materia en movimiento.
El matemático ruso N. Lobachevski hizo un gran aporte a la elaboración de las nociones científicas referentes al nexo del espacio y del tiempo con la materia en movimiento. Lobachevski demostró que las propiedades del espacio no son inmutables, iguales siempre y en todas partes, sino que cambian en dependencia de las propiedades de la materia y de los procesos físicos que tienen lugar en los cuerpos materiales.
Al cambiar las condiciones materiales, se modifican las formas espaciales, la dimensión de los objetos y el carácter de las leyes geométricas. N. Lobachevski creó una geometría completamente nueva, diferente de la creada por Euclides en la Grecia antigua. Una peculiaridad de esta geometría consiste en que, en ella, la suma de los ángulos de un triángulo no es constante e igual a 180º, sino que cambia al modificarse la longitud de sus lados y es siempre inferior a 180º. Más tarde, Riemann creó otra geometría no euclidiana, en la que la suma de los ángulos de un triángulo es superior a 180º.
La creación de la geometría no euclidiana, que descubrió el nexo profundo del espacio con la materia y la condicionalidad de las propiedades del primero por las propiedades de la segunda, asestó un golpe a las concepciones idealistas del espacio. Basándose en que la geometría de Euclides había sido inmutable durante muchos siglos, Kant declaró que el espacio era una forma apriorística de contemplación, inherente a nuestra conciencia, en la que el sujeto cognoscente “ordena” la disposición de los fenómenos. La geometría es inmutable, suponía Kant, precisamente porque el espacio pertenece a la conciencia del sujeto y no a los fenómenos variables fuera de él. Pero resultó que la geometría de Euclides no era única, que en dependencia de las condiciones materiales en el espacio actuaban leyes de geometrías completamente diferentes.
La física moderna profundizó más aún y desarrolló las ideas de Lobachevski. La teoría de la relatividad, creada por Alberto Einstein, descubrió formas nuevas, más generales, de conexión del espacio y del tiempo con la materia en movimiento y entre sí, expresando estos nexos matemáticamente, en leyes concretas. Una manifestación del nexo del espacio y del tiempo con la materia en movimiento es el hecho, señalado por vez primera en la teoría de la relatividad, de que la simultaneidad de los acontecimientos no es absoluta, sino relativa. Acontecimientos simultáneos con relación a un sistema material, o sea, en unas condiciones del movimiento, no son simultáneos con relación a otro sistema material, es decir, en otras condiciones del movimiento.
A este hecho fundamental están vinculadas otras tesis importantes. Resulta que la distancia entre los cuerpos no es igual en los distintos sistemas materiales en movimiento: al crecer la velocidad del movimiento, se reduce la distancia (longitud). De la misma manera, el intervalo de tiempo entre los sucesos, cualesquiera que sean, es diferente en los distintos sistemas materiales en movimiento: al aumentar la velocidad, dicho intervalo disminuye. Los mencionados cambios de las dimensiones espaciales (longitudes) y de los intervalos de tiempo dependencia de la voluntad del movimiento se producen en rigurosa correspondencia mutua. En ello se manifiesta el nexo interno entre el espacio y el tiempo.
El estudio del campo gravitacional en la teoría general de la relatividad condujo a un descubrimiento más profundo aún de la dependencia del espacio y del tiempo respecto de la materia en movimiento. Se estableció que cuanto mayor es la masa de los cuerpos que se encuentran en el espacio y cuanto mayor es, por consiguiente, el campo gravitacional, tanto más se apartan las propiedades reales del espacio de las propiedades expresadas en la geometría de Euclides. Este apartamiento es denominado en física «torcedura» (o “curvatura”) del espacio. La curvatura del espacio está determinada, pues, por la magnitud, la distribución y el movimiento de las masas materiales, por la tensión del campo de gravitación. Al cambiar el campo gravitacional se modifican las propiedades tanto del espacio como del tiempo. El campo de gravitación cambia el correr del tiempo, su ritmo. Cuanto mayores son las masas materiales y cuanto más fuerte es el campo gravitacional, tanto más lento es el transcurso del tiempo. Además, el espacio y el tiempo no cambian independientemente el uno del otro, sino en estrecha conexión de acuerdo con una ley plenamente definida.
El nexo orgánico del espacio y del tiempo con la materia y con el movimiento de ésta, descubierto por la teoría de la relatividad, ofrece una prueba científico-natural de la realidad objetiva del espacio y del tiempo, de su independencia respecto de la conciencia, del sujeto cognoscente.
El postulado que proclama la conexión del espacio y del tiempo entre sí y con la materia ha pasado a ser una idea directriz de la ciencia moderna. Sin tomar en consideración el nexo del espacio y del tiempo entre sí y con la materia en movimiento es imposible comprender los procesos físicos que se producen con velocidades próximas a la de la luz ni los relacionados con grandes valores de energía. La dependencia de las propiedades del tiempo y del espacio respecto de la materia se ve confirmada no sólo por los datos de la física, sino por los de otras ciencias, en particular, de la biología. Por ejemplo, el estudio de las formas espaciales de la materia viva muestra que a ésta le son inherentes tipos propios, especiales, de simetría que no poseen los cuerpos de la naturaleza inorgánica. Como se sabe, la materia, al desarrollarse, engendra nuevas y nuevas formas, a las que son inherentes regularidades particulares. Y de conformidad con ello, surgen nuevas relaciones de espacio y tiempo. Por consiguiente, el espacio y el tiempo, como la materia misma, están subordinados a la gran ley universal del ser: la ley del desarrollo.
Referencias
- ↑ "Engels, Anti-Dühring, p. 69, Ediciones Pueblos Unidos, Montevideo, 1948"
Fuentes
- F. Engels. Dialéctica de la Naturaleza. C. Marx y F. Engels. Obras, t. 20, pág. 351.
- V. I. Lenin. Materialismo y empirocriticismo. (O. C., t. 18, pág. 181.).
- V. I. Lenin. Cuadernos filosóficos. O. C., t. 29, pág. 50.
- Artículos del Diccionario filosófico
