Просторово-часові характеристики світу і їх відображення в науці і культурі

(Простір і час - це філософські категорії, які відображають ос­новні форми існування матерії. Просторово-часові характеристики має будь-яке явище буття світу. Якщо простір є найзагальнішою фор­мою сталості, збереження змісту об'єктивної реальності, то час - це форма його розвитку, внутрішня міра його існування та самознищен­ня. Єдність просторово-часових властивостей світу називають про­сторово-часовим континіумом, а їх універсальність і цілісність (континуальність) - формою організації всього розмаїття нескінченного світу. Кожна частинка світу має власні просторово-часові характерис­тики. Розрізняють соціальний, історичний, астрономічний, біологіч­ний, психологічний, художній, філософський зміст простору і часу.)

Як форми руху матерії простір і час постають загальним «засобом організації» будь-якого об'єкта дійсності: прос­тір - у найзагальнішому плані - це форма сталості, збере­ження об'єкта, його змісту; час - форма його розвитку, внутрішня міра його буття та самознищення. Доповнюючи один одного, простір і час функціонують як універсальна форма організації всієї різноманітності нескінченного сві­ту. Отже, кожний об'єкт має свій власний час і простір, які створюють його якість, специфіку. Чим складніший той чи інший об'єкт, тим складнішими є і його форми - простір і час. Пізнання особливостей простору і часу - це історичний процес, який виростає на основі практичної діяльності лю­дей, їхнього досвіду. Саме розвиток су­спільства й зумовлює те, що уявлення людей про час і про­стір розвиваються від міфологічних та релігійних образів до науково обгрунтованих, реалістичних.

В період міфології (кот­ра ще не є філософським світоглядом) час тлумачиться як ні з чим не зв'язаний ні в минулому, ні в майбутньому, ні з чого не випливає та ні в що не виливається. У фі­лософії античного світу - чотири головні точки зору на час і простір: динамічна і статична, субстанціальна та релятив­на одержали розвиток. Зазначені концепції були «варіантами» загальної уста­новки античного світогляду, згідно з якою форма предмета розумілась як його сутність, як закон організації світового хаосу в космос, де панує упорядкованість, гармонія. Статичний підхід розуміє час через прос­тір, динамічний-через розвиток дійсності. Субстанціаль­ний підхід намагається виділяти властивості часу та прос­тору через них самих, а релятивний - через взаємодію різ­них об'єктів. Ці тлумачення створювали різні «моделі космосу», були засобами розв'язання теоретичних трудно­щів. Так, Геракліт вважав, що світ завжди виникає «міра­ми», як і зникає, що він є «живим вогнем». Елеати, навпаки, вважали, що космос є чимось нерухомим, кінечною кулею, де простір не дає можливості теоретично мислити час як форму руху. Своєрідним синтезом став атомізм Левкіппа-Демокріта. Простір елеатів був немовби «розщеплений» на атоми та порожнечу. Атоми рухались у цьому просторі, але самі вони існували як «вічні», ніби за межами часу. Більш глибокої розробки проблема простору й часу на­була в Платона й Арістотеля, які розглядали ці категорії в контексті співвідношення загального та одиничного, стату­су існування «ідей» тощо. Насамперед переосмислюється зміст і структура простору. Так, у Платона простір - це де­кілька «шарів» буття різної досконалості. Час, згідно з Платоном, не існував до створення світу бо­гом і є «рухомим образом вічності», її зразком. Арістотель розроб­ляє субстанційну концепцію простору. Він знаходить у прос­торі «природні місця», куди з необхідністю рухаються речі. Кожне таке просторове «місце» стає причиною знаходжен­ня там певних речей і тому «гарантує» порядок у світі - порядок ієрархії. «Місце» - суттєве, річ, яка має його «за­повнити», - випадкова. Арістотелівська концепція «місця» багато віків гальму­вала дослідницьку думку, перешкоджала баченню єдності земної та небесної сфер, вивченню загальних властивостей руху. Лише в Новий час Кеплеру, Галілею та іншим вченим удалося довести єдність цих двох сфер, однорідність їхнього простору, що забезпечило створення теоретичної механіки, дослідження інерціальності руху тощо. Глибоко досліджує Арістотель природу часу. Він ста­вить питання про докази існування часу й відтворює тут ді­алектичний підхід: минулого вже немає, майбутнього ще не існує, а теперішнє - момент єдності буття й небуття. Час двоїстий, тому що він складається як з розри­вів між моментами «тепер», так і зі зв'язку між ними. Мислитель по­казував, що час, хоч і не тотожний рухові (він плине рівно­мірно, а швидкість руху змінюється), все ж невід'ємний від руху. У цілому уявлення про час і простір, вироблені Платоном і Арістотелем, були сприйняті середньовіччям і лягли в основу християнських богословських догм. Проте тоді була відкрита й суб'єктивна природа часу й простору. Учення християнства про те, що кожна людина робить свій вибір сама (по відношенню до бога), відбивало нове розуміння часу - як часу історичного. Аврелій Августин вважав, що бог разом із світом створив і час. Але бог продовжує творити світ разом із часом, і людина, перебуваючи в цьому процесі, «залучається» до сприйман­ня часу, який стає її власним досвідом, як переживання три­валості. Саме людська душа зв'язує вічність і час.

Епоха Відродження й перехід до Нового часу (XV- XVII ст.) позначилися поступовим відходом від схоластич­ного світосприймання, посиленням ролі експерименту, ви­никненням перших «моделей» механічної картини світу. Християнське трактування часу й Всесвіту замінюється поворотом до вивчення

107 > природи, прагненням до точного знан­ня. «Світ» як об'єкт пізнання античної та середньовічної науки «розпався» на фізичну, механічну та інші види реальності - предмети відповідних наук. Власне в цих фрагментах реальності, відповідних понятійних сис­темах і складаються риси простору часу - як форм відпо­відних форм руху. Проте найбільш глибокий розвиток тео­рія простору й часу механічного руху набуває в концепції Ньютона. Сформульовані Ньютоном властивості простору і часу становлять основу принципів класичної механіки, яку він створив. Час і простір виявляються «порожніми» формами, котрі не заважають дослідженню взаємодії окремих тіл. Ньютон розрізняв абсолютний та відносний час і простір. Абсолютний, істинний математичний час, згідно з Ньюто­ном, без віднесення до будь-чого зовнішнього, плине рівно­мірно й інакше називається тривалістю. Абсолютний прос­тір залишається завжди однаковим і нерухомим. Час у концепції Ньютона з'являється «координатою» в обчислен­ні нескінченно малих: час - це безперервна, одноманітно зростаюча функція від нескінченності минулого до нескін­ченності майбутнього. У межах абсолютного часу всі годин­ники у Всесвіті повинні йти синхронно. Абсолютні простір і час - поняття абстрактно-теоретич­ні. Для вимірювання конкретних об'єктів Ньютон вживає поняття відносних простору й часу. Це - міра тривалості, яка базується на повсякденному досвіді та вживається в по­всякденному бутті. Відносні простір і час - це емпіричний рівень сприймання абсолютних простору та часу. Таким чином, у системі Ньютона простір і час відокрем­лені один від одного й від власного змісту. Вони - абстракт­ні умови механічного руху.

Релятивну концепцію простору та часу розвивав сучасник Ньютона В. Лейбніц, який вважав, що треба це питан­ня пов'язувати з буттям монад-живих, рухомих одиниць, які відтворюють у собі весь всесвіт. Сприймаючи нескінчен­ність зв'язків, монади діють синхронно, в єдиній координаті часу. Взаємодія цих монад, за Лейбніцем, і породжує властивості простору й часу. Простір - це порядок існування, час-порядок послідовностей.

Значним етапом у вивченні властивостей простору й ча­су в історії філософії була концепція І. Канта. Кант вважав, що свідомість не від­ображає світу, а створює світ явищ. При цьому простір і час постають формами свідомості, які «організовують» чут­тєве споглядання й «підводять» його під поняття та суд­ження. Час у Канта постає порожньою формою, який «розміщений» немовби всередині свідомості. Передусім, простір і час у концепції Канта - форми сві­домості, завдяки яким остання через свою активність «кон­струює», створює світ явищ. Час, у свою чергу, є «формою внутрішнього почуття, тобто спо­гляданням нас самих і нашого внутрішнього світу. Наступний значний крок у розробці даної проблеми на­лежить Гегелю, який вийшов на рівень розуміння історич­ного процесу як наслідку духовної діяльності самих людей. Гегель розглядає природу як існуючу в просторі, а не в часі. Протиставлення природи та історії він здійснює шляхом розмежування простору та часу. Далі, Гегель підходить до думки, що найважливішою формою розвитку історичного процесу є час, а не простір. Час, щільно зв'язаний з простором, взаємодіє з ним (всупереч концепції Ньютона). Минулим і майбутнім часом, на думку Гегеля, є простір, тому що він є часом, який підлягає запереченню, як і навпаки, знятий простір, розвинутий для себе, є часом.

До загальних властивостей простору й часу відноситься також їх абсолютність як атрибутів матерії; нерозривний зв'язок їх один з одним та з рухом матерії; залежність від структурних відношень і процесів розвитку в матеріальних системах; єдність в них перервного й неперервного. Простір і час мають також властивості, притаманні тільки їм. Час -виявляє себе як тривалість, послідовність існування та зміни стану різних систем; одномірність, асиметричність (рух від минулого до майбутнього), необоротність, єдність загально­го та особливого, неперервності та дискретності. Для прос­тору-це протяжність, зв'язність та неперервність разом з відносною перервністю, тримірність, симетричність, взаємодія загального й особливого. Цілком природно, що як простір зв'язаний із часом і рухом матерії, так і час - простором. Отже, простір і час є іманентними формами матерії, що рухається, «формами координації матеріальних процесів та об'єктів. Ці абстрактні властивості простору та часу - найбільш загальні.

Розвиток уявлень про час і простір у сучасній фізиці йшов одночасно з ломкою механічної картини світу, тобто із спростуванням концепції Ньютона про «порожні» час і простір як єдино можливі форми руху в природі. Так, уже в 1821 р. О. Френель ввів поняття «ефіру» як носія світлових коливань, припускаючи, що ефір - це не «порожнеча», але й не речовина. Більш грунтовно теорія електромагнітного поля досліджена в теорії англійського фізика Д. Максвелла. Тут ставиться таке питання: чи рухається ефір? Як уз­годити його властивості із властивостями електромагнітно­го поля? Після кількох десятиліть суперечок експеримент Майкельсона-Морлі, де була поставлена мета виявити рух ефіру відносно Землі, так і не дав якихось певних, значу­щих результатів. Досліджуючи ці проблеми, А. Ейнштейн у 1905 р. сфор­мулював свою спеціальну теорію відносності, де відмовляв­ся від поняття абсолютного спокою, що означало поширен­ня принципу відносності на закони електромагнітних явищ і призводило до суперечності з головним постулатом - при­пущенням сталості швидкості світла у «порожньому» прос­торі.

107>> Вчений отримав результати, які доводили відносність протяжності та тривалості (тобто скорочення довжини та «уповільнен­ня» часу). Якщо швидкість частки зростає у величинах, які наближаються до швидкості світла, її власний час уповіль­нюється, а просторова протяжність скорочується: простір і час, отже, безпосередньо «включаються» в зміст частки, ста­ють немовби її властивостями. Простір і час розкрили свою змістовність, необхідність вивчати їх разом із рухом. Досліджуючи далі отримані результати, Ейнштейн роз­робляє загальну теорію відносності, яка поширювала прин­цип відносності на будь-які системи, що рухаються. Відкри­лися нові властивості простору, передусім його «кривизна», під впливом сильних гравітаційних полів. Отримані результа­ти підштовхнули до нових досліджень Всесвіту. Як пишуть сучасні дослідники, «просторово-часовий світ ЗТВ (загаль­ної теорії відносності) є неоднорідним та анізотроп­ним, що наочно свідчить про вплив поля тяжіння на метри­ку простору-часу. В ЗТВ тяжіння ототожнюється зі викрив­ленням простору-часу, а закон всесвітнього тяжіння фактично виражає нерозривну єдність матерії та простору-часу. Рівняння тяжіння, які розробив Ейнштейн, розкривають сталу, статичну «модель» Всесвіту, тотожну саму собі. Про­те радянський вчений А. А. Фрідман сформулював «динаміч­ну» модель Всесвіту, де речовина рухається під впливом гравітаційних сил. Дійсно, спостереження ефекту «черво­ного зміщення» кольорового спектра, який вказує на «розбігання» галактик, підтверджує правильність наведених положень Фрідмана. Проте в сучасній космології розгляда­ються й варіанти нерухомого Всесвіту, хоча більшість астро­фізиків і космологів додержуються концепції «великого ви­буху» - припущення, що близько 16-18 млрд років тому виникла спостережувана частина Всесвіту, який продовжує «розбігатися» від якогось вірогідного «центру».

Можливість просторової «замкненості» Всесвіту спону­кає замислитися над змістом поняття «нескінченність Все­світу». Йдеться тут не про масштаби простору, а про неви­черпність матерії, яка породжує в своєму розвиткові нові властивості та якості. Ця проблема є однією з тих, що збли­жує дослідження мікросвіту із дослідженням Всесвіту. Дійсно, сучасна фізика елементарних часток виявляє ме­жі своїх досліджень через «кванти» простору та часу - від­стань приблизно 7*10^-17 см та інтервал часу приблизно 2*10^-27 сек. Дальше заглиблення в мікросвіт відкриває зо­ну загального «кипіння», де зникає різниця між часом та простором. Так, на відстані 10^-33 см у вакуумі відбуваються такі бурхливі процеси спонтанного народження й перетво­рення речовини у випромінювання, що простір стає якимось «кипінням» пор-бульб, які утворюються та миттєво зникають. Інтервали 10-³³ см. - це сьогодні у фізиці найменші «кван­ти» простору.

Величезна роль «мікропростору» та «мікрочасу» для ви­вчення елементарних часток, структури атома тощо. Приб­лизно з початку 60-х років було доведено, що врахування координат простору-часу дає важливу інформацію про внут­рішню структуру часток і зони їхньої взаємодії. Фізики спро­бували також обгрунтувати твердження про те, що простір матеріальних взаємодій є тримірним.

Які ж уявлення про час і простір існують у сучасній біо­логії? Одним з перших специфіку біологічного часу та прос­тору відзначив В. І. Вернадський, який вивчав специфіку просторової симетрії живого. Сучасна біологія всебічно до­сліджує роль часу та простору в розвитку живої природи. Так, тримірним є розміщення атомів у молекулі; як тримір­на гратка виявляється кристалографічна структура кліти­ни. Тримірною є також об'ємна модель ДНК. Значне місце в дослідженні біологічних часу та простору займає проблема симетрії та асиметрії. Як вважають учені, суперечність симетрії та асиметрії визначає розвиток усього живого. Головна причина змін у співвідно­шенні цих моментів - взаємодія організму та середовища, в процесі якого розвиваються й просторові особливості його існування (реагування на сигнали, розвиток органів чуттів тощо), Якщо перша форма симетрії (як форма кулі) з'яви­лася разом з першими елементами живого - краплями-концерватами, то ускладнення організмів супроводжувалося й ускладненнями зв'язків між симетрією та асиметрією в ор­ганізації більш складного простору буття цих видів живо­го. Дослідження свідчать, що симетрія та асиметрія прояв­ляються не тільки на рівні зовнішньої структури організмів, а й на рівні клітин. Так, явна асиметрія характерна для ор­ганізації білків і нуклеїнових кислот. Виходячи з поняття симетрії біологічних систем, учені припускають наявність безлічі «співіснуючих» біологічних просторів, які поки що не здатна описати жодна з відомих геометрій (простір клітинних процесів, середовища й орга­нізму, історичний простір популяцій тощо).

Проблема біологічного часу є однією з найбільш акту­альних і в сучасній біології. Справді, часова організованість та упорядкованість, послідовність біологічних процесів є однією з корінних умов існування (живих організмів). Біоло­гічний годинник - це такий механізм, який керує реакціями організмів, їхньою функціональною поведінкою. Завдяки та­кому механізмові в організмі закріплюються ритми природ­ного середовища. Біологічний час незворотний. Це означає, що організм може лише зростати або старіти, але не навпаки. Навіть на­родження нових організмів є не повторенням часу кожного індивіда, а такими «спіралевидними» крапками в розвитку.

Дата добавления: 2015-05-08