65. Простір і час.

Усі предмети, що нас оточують, мають певні розміри, протяжність у різних

напрямках, переміщуються один віднос- но одного або разом з Землею - відносно космічних тіл. Так само всі об'єкти виникають і змінюються у часі.

Простір і час є загальними формами буття всіх матеріальних систем і процесів. Не існує об'єкта, який перебував би поза простором і часом, як немає простору і часу самих по собі, поза матерією, що рухається. Абсолютного простору як нескінченої порожньої протяжності не існує. Всюди є матерія в тих чи інших формах (речовина, поле), а простір виступає як загальна властивість (атрибут) матерії. Так само немає і абсолютного часу, час завжди нерозривно зв'язаний з рухом, розвитком матерії. Простір і час існують об'єктивно і незалежно від свідомості, але зовсім не від матерії.

Поняття простору і часу є фундаментальними поняттями людської культури. Вони настільки фундаментальні, що на певному ступені розвитку людського пізнання (або незнання) їх розглядали як абсолютну субстанцію світу. Таким є зрван у ранньому зороастризмі, хаос у давньогрецькій міфології, акаша і кала у давньоіндійських системах. Простір і час вважалися основами Всесвіту і в античній натурфілософії або у християнській картині світу. Для просторово-часових уявлень тих часів характерне неймовірне різномаїття концепцій і моделей простору і часу: субстанційні, реляційні, дискретні, циклічні, кінцеві тощо.

Зовсім інший напрям розвитку уявлень про простір і час започатковується у працях Галілея, Декарта та Ньютона: створення класичної механіки ознаменувало народження нового фізичного підходу до пізнання простору і часу. Було створено низку фундаментальних фізичних теорій (спеціальна і загальна теорія відносності, релятивістська космологія, квантова гео-метродинаміка та ін.), у руслі яких оригінальні, більш ускладнені метричні, топологічні і інші структури простору і часу.

Сучасні вчені у пошуках нових ідей починають свідомо звертатись до найбагатшої концептуальної комори міфологічного моделювання світу. Це особливо виявилося у фізиці мікросвіту, де деякі дослідники почали залучати конструкцію восьмирічного шляху Будди для систематики елементарних частинок або притчу про перлинне намисто їндри як основу парадигми бутстрапної моделі. Сучасні вчені запозичують з давньої міфології такі концепції, структури і моделі, про існування котрих самі творці цієї міфології не тільки не знали, але й принципово не могли знати. Таке реконструкційне запозичення виявляється важливою формою новаторства.

У самому загальному вигляді динаміку міфологічного світу можна охарактеризувати як перехід від Хаосу до Космосу. У більш розвинутих системах вода трансформувалась у деякі персоніфіковані божественні образи (Намму у Шумері, Нун у Єгипті, Апсу у Вавилоні, Асат у Індії та ін.). Вода - це невиз-начений першопочаток, який у процесі організації (за допомогою тотемних тварин, предків, Дике, нуса, ідеї, Бога та ін.) трансформується у Космос, упорядкований у просторі й часі. Все природне і соціальне виступало як єдине ціле, а тому ділення племені на групи визначало розподіл простору, а порядок обрядової церемонії пов'язаний з напрямком у просторі. Весь міфологічний пейзаж виявляється втіленим міфом. Тотемні центри племені - це осередок "містичної енергії", під охороною духів предків знаходиться територія племені, а весь простір за цими межами злий і жахливий. Розвиток міжплемінних зв'язків призвів до ідеї розмноження оазисів упорядкованого буття. Простір існує "у малому" і у "великому", він неперервний, ба-гатозв'язковий, а пізніше усвідомлюється як багатослоїстий (верхній рівень - світ сакральних персонажів, середній - світ людей, нижчий - світ мертвих).

Відповідно до уявлень про простір розвивались і ідеї часу. Оскільки Всесвіт слоїстий, то душа шамана гониться за злим духом у сакральному часі, який перебільшує вік життя людини. Для міфу характерна також спрямованість у минуле: міфічний світ існує тоді, коли ще не було часу. Хоча час і віднесений до минулого, він виступає і як сучасне, і як майбутнє (циклічна модель часу), як коливання між життям і смертю, днем і ніччю.

Взагалі ж, міфологічний простір і час можуть бути визначені таким чином: циклічна структура часу і багатослоїстий ізоморфізм простору. Саме на цьому підґрунті пізніше сформувалась спіральна модель часу.

Якщо специфічною ознакою міфології є віднесеність до минулого, то релігія орієнтується на специфічне переживання сучасного з метою досягнення певного майбутнього. Релігія оволодіває душею людини саме своєю обіцянкою подолати і перемогти час: нірвана буддиста, рай християнина, джанна мусульманина співвідносні не з часом, а з вічністю. Час - це форма існування світу між актом творення і есхатологічним актом. В той же час підкреслюється життєвість Божих актів: у мусульманстві пророк подолав великі відстані, а коли повернувся, то помітив, що з келиха не встигла витекти крапля води.

Ставлення людей до простору на перших етапах людської історії було обумовлене не. тільки специфікою життєдіяльності (збирання, полювання, хліборобство), а й містичними і релігійними уявленнями, особливо про смерть. Жахлива не сама по собі смерть, а смерть на чужині. Пізніше розподіл праці, товарне виробництво, розквіт міст спонукали нові ідеї, пов'язані з простором (нездоровий інтерес до чужих територій, тобто експансіонізм, спроби створення об'єднаних імперій). В умовах панування уявлення про нерозривний зв'язок простору і Бога як кару розглядали просторову трансформацію, тобто переселення повсталого народу або, навпаки, десакралізацію території (переселення самого Бога). Так були покарані Ксерксом по-встанці-вавилоняни: зруйнували головний храм, а статую бога Мардука завезли до Персії. Такі просторові трансформації сприяли розвиткові уявлень людей про простір і час і оточуючий світ. В уявленнях про богів відбулось абстрагування від їх родової належності - це вже не майбутня "рідня", а володарі території і всього, що живе на ній.

Філософський зміст уявлень про простір зазнав тривалої і суперечливої еволюції. Деякі стародавні філософи розглядали простір як однорідну, нескінчену, нерухому порожнечу, заповнену атомами, субстанціями (Демокріт, Епікур). У науці Нового часу простір уявляли однорідною і нескінченою протяжністю. Класична механіка Ньютона привела до відриву простору від матерії, руху і часу. В концепції Ньютона абсолютний простір тлумачиться як нескінчена протяжність, яка містить у собі всю матерію і не залежить від будь-яких матеріальних процесів, а абсолютний час - як плинна безвідносно до всяких змін рівномірна подовженість, у якій все виникає і зникає. У нью-тоновській концепції простору і часу приписувались деякі суб-станційні ознаки - абсолютна самостійність і самодостатність існування; в той же час простір і час розглядались як порожнечі, субстанції, в котрих виникають всі тіла.

У релігійних і об'єктивно-ідеалістичних концепціях простір і час трактувались як утворені разом з матерією Богом або абсолютним духом. З точки зору теології до Бога поняття простору і часу неприйнятні, оскільки він існує за межами простору і часу у вічності. У суб'єктивно-ідеалістичних концепціях висувались еклектичні і внутрішньо суперечливі тлумачення простору і часу як апріорних форм чуттєвого споглядання (Кант) або як форм упорядкування комплексів відчуттів і дослідних даних, встановлення між ними функціональних залежностей (Берклі, Мах, позитивізм).

Простір - це форма буття матерії, яка характеризує її протяжність, структурність, співіснування і взаємодію елементів в усіх матеріальних системах. Поняття простору тісно пов'язано із структурністю матерії, її здатністю ділитися на частини. Дійсно, сама можливість виділити у будь-якому об'єкті складові частини дозволяє говорити про їх взаємне розташування, взаємну координацію, тобто говорити про простір.

Саме визначення простору має на увазі нерозривний зв'язок його з матеріальними об'єктами, оскільки він визначається як властивість цих об'єктів. Наприклад, абсолютної порожнечі, "чистого вакууму" без будь-якої матерії існувати не може. Навіть якби ми в уявному експерименті з-під деякого ковпака викачали все повітря, вилучили всі молекули (що реально неможливо), то й тоді там залишиться гравітаційне поле і так зване поле вакууму. Буде там також і "звичайне" електромагнітне поле, котре утворюється стінками ковпака, який має температуру, відмінну від абсолютного нуля (абсолютний нуль, як відомо, недосяжний). Ці поля не можна екранувати навіть в уявному експерименті.

Час - форма буття матерії, яка виявляє тривалість її існування, послідовність зміни станів у розвитку всіх матеріальних систем. Поняття часу нерозривно пов'язане з рухом (змінюваністю) матерії. Дійсно, змінюваність є зміна одного стану іншим, але саме ця зміна станів і дозволяє говорити про час. Так, уже у давні часи порівняння циклічних станів, повторень - зміна дня і ночі - з усіма іншими станами, з якими мала справу людина, привело до поняття часу і винаходу приладдя для виміру його проміжків.

Довго час уявлявся у вигляді якогось потоку, річки, яка рівномірно пронизує весь світ, несе на собі усі події. Звідси вираз - ріка часу, потік часу. Самий же час не залежить від будь-яких матеріальних процесів. Таке тлумачення одержало назву "абсолютного часу".

Історично склались два підходи до простору і часу. Перший може бути названий субстанціональною концепцією. Простір і час тлумачаться тут як щось самостійно існуюче поряд з матерією, як її порожня місткість. Простір - це чиста протяжність, а час - чиста тривалість, у які ніби то "занурені", "розміщені" матеріальні об'єкти. Таким чином, простір і час уявлялись як арена, на якій відбуваються різні події. Першим цей погляд висловив Демокріт, підкреслюючи, що існують атоми і порожнеча, а свій розвиток і завершення субстанціальна концепція одержала у Ньютона і у класичній фізиці в цілому.

Другий підхід можна назвати реляційною (від лат. геїайуііз -відносний) концепцією простору і часу. Намітки її можна виявити ще у Арістотеля, але вперше з усією чіткістю вона сформульована Г. Ляйбніцем. З точки зору реля-ційної концепції, простір і час - не особливі субстанціальні сутності, а форми існування матеріальних об'єктів. Простір виявляє співіснування об'єктів, час - послідовність їх станів. Реляційна концепція у філософському плані була сприйнята і розвинута діалектичним матеріалізмом, а у природничо-науковому плані - релятивістською фізикою і у наш час найбільш повно відповідає рівню розвитку природознавства.

Субстанційна і реляційна концепції не пов'язані однозначно з матеріалізмом і ідеалізмом. Тут можливі будь-які комбінації. Зокрема, Ляйбніц намагався використовувати розроблену ним реляційну концепцію для боротьби проти субстанційної концепції Ньютона, яка виявляла точку зору метафізичного матеріалізму. Однак це не повинно приводити до оцінки самої ре-ляційної концепції як ідеалістичної.

Існують дві концепції часу: динамічна і статична.

Згідно з динамічною концепцією, існують події тільки теперішнього часу, минулого буття немає, воно лише залишило свої сліди в теперішньому і пішло в небуття. Майбутні події не існують взагалі, є тільки їхні передумови. Тому є минуле, теперішнє і майбутнє.

Згідно зі статичною концепцією, не існує поділу на минуле, теперішнє, майбутнє. Всі вони існують реально одночасно.

Різниця між ними обумовлена не об'єктивними характеристиками, а властивостями нашої свідомості, яка рухається по світовій лінії.

До загальних властивостей простору і часу відносяться: об'єктивність і незалежність від свідомості людини; їх абсолютність як атрибутів матерії; нерозривний зв'язок часу і простору між собою, а також з рухом матерії; залежність від структурних відносин і процесів розвитку у матеріальних системах; єдність перервного і неперервного у їх структурі; кількісна і якісна нескінченність. Крім того, розрізняють метричні (тобто пов'язані з вимірюваннями) і топологічні (наприклад, зв'язність, симетрія простору і неперервність, одномірність. незворотність часу) властивості простору і часу.

Поряд з єдиними характеристиками, притаманними як простору, так і часу, для них характерні деякі особливості. До загальних властивостей простору відносяться перш за все протяжність, яка означає рядопокладання і співіснування різних елементів (крапок, відрізків, об'ємів тощо), можливість додавання до кожного даного елементу деякого наступного елементу або можливість зменшення числа елементів. Протяжною можна вважати будь-яку систему, у котрій можливі зміни характеру зв'язків і взаємодій складових елементів, їх чисельності, взаємного розташування і якісних особливостей. А тому саме протяжність тісно пов'язана зі структурністю.

Простору притаманна також зв'язність і неперервність, яка виявляється як у характері переміщення тіл, так і у розповсюдженні фізичних впливів через різні поля (електромагнітне, гравітаційне, ядерне) у вигляді близькодії у передачі матерії і енергії. Зв'язність означає відсутність якихось "розривів" у просторі і порушення близькодії у розповсюдженні матеріальних впливів у полях. Разом з тим простору притаманна відносна перервність, яка виявляється у розподільному існуванні матеріальних об'єктів і систем, котрі мають певні розміри і межі, у існуванні різних структурних рівнів матерії з різними просторовими відносинами.

Загальною властивістю простору є тривимірність, яка органічно пов'язана зі структурністю систем та їх рухом. Всі матеріальні процеси і взаємодії реалізуються лише у просторі трьох вимірів. В одномірному або двомірному просторі (лінія, площина) не могли б відбуватися взаємодії речовини і поля. Абстрактні (концептуальні) багатомірні простори у сучасній математиці і фізиці утворюються шляхом додавання до трьох просторових координат і інших параметрів, врахування взаємного зв'язку і змін яких необхідне для досконалого дослідження процесів. Однак не слід ототожнювати ці концептуальні простори, які вводяться як засіб опису систем, з реальним простором, що завжди тривимірний і характеризує протяжність і структурність матерії, співіснування і взаємодію елементів у різних системах.

До специфічних (локальних) властивостей простору відносяться симетрія і асиметрія, конкретна форма і розміри, місце, відстань між тілами, просторовий розподіл речовини і поля, межі кожної системи. Простір кожної матеріальної системи принципово незамкнений, безперервно переходить у простір іншої системи, яка може відрізнятися за метричними і іншими локальними властивостями. Звідси походить багатозв'язність реального простору, його невичерпність у кількісному і якісному відношеннях.

До загальних властивостей часу відносяться: об'єктивність; нерозривний зв'язок з матерією, а також з простором, рухом і іншими атрибутами матерії; тривалість, яка виявляє послідовність існування і зміни стану тіл. Тривалість утворюється з моментів або інтервалів часу, які виникають один за одним і складають у сукупності весь період існування тіла від його виникнення до переходу у якісно інші форми. Час існування кожного конкретного об'єкту скінченний і перевний, оскільки кожний предмет, явище має початок і кінець існування. Однак матерія, з якої складається тіло, при цьому не виникає з нічого і не знищується, а тільки змінює форми свого буття. Завдяки загальному збереженню матерії і руху час її існування безперервний, ця неперервність абсолютна, тоді як перервність відносна. Неперервність часу тотожна його зв'язності, відсутності "розривів" між його моментами і інтервалами.

Час одномірний, асиметричний, незворотний і спрямований завжди до майбутнього. Конкретними фізичними факторами, які характеризують незворотність часу, є зростання ентропії у різних системах, зміни кількісних законів руху тіл.

Специфічними властивостями часу є конкретні періоди існування тіл з моменту їх виникнення до переходу у якісно інші форми, одночасність подій, котра завжди відносна, ритм процесів, швидкість зміни станів, темпи розвитку, часові відносини між різними циклами у структурі систем.

Розвиток науки у XX ст. розкрив нові аспекти залежності простору і часу від матеріальних процесів. Спеціальна теорія відносності (1905) показала, що простір і час не можна розглядати як незалежні від рухомої матерії самостійні сутності. Просторові і часові проміжки відносні, оскільки змінюються в залежності від руху об'єктів, тобто від їх швидкостей. Час у рухомій системі уповільнюється порівняно з нерухомою, а всі просторові розміри скорочуються у напрямку руху. Простір і час виявились не абсолютними величинами, а відносними, оскільки вони мають сенс тільки за умов урахування того, відносно яких матеріальних тіл (систем числення) вони змінюються. Простір і час мають той же сенс, що, наприклад, і швидкість тіла, яка не абсолютна, а відносна. Таким чином, спеціальна теорія відносності виявила нерозривний зв'язок простору і часу від руху матеріальних об'єктів.

Загальна теорія відносності (1916) ше більш глибоко виявила зв'язок простору, часу і матерії. А. Ейнштейн довів, що в разі знищення всіх матеріальних речей зникли б простір і час. Загальна теорія відносності виявила фізичний зв'язок між розподіленням матеріальних мас, простору і часу - поблизу великих мас час уповільнюється, а просторові розміри у напрямку на центр маси скорочуються. Ця теорія виявила фізичний сенс неевклідових геометрій. Вона показала, що наявність гравітації відрізняє геометрію простору від евклідової геометрії. Отже, у Всесвіті, залежно від розподілу мас, можуть реалізовуватися різні геометрії простору.

Таким чином, загальна теорія відносності блискуче підтвердила тезу: простір і час - не самостійні сутності, а форми існування матерії. З теорії відносності і експериментальних фактів сучасної фізики виходить, що із збільшенням швидкості руху тіл і наближенням її до швидкості світла зростає маса, відносно скорочуються лінійні розміри у напрямку руху, уповільнюються усі процеси порівняно зі станом відносного спокою тіл. Важливі висновки одержані також у квантовій механіці. У галузі слабих взаємодій виявлена просторова асиметрія розпаду деяких мезонів (незбереження парності). Висувається гіпотеза квантування простору і часу, що викликало у певної частини фізиків тенденції до заперечення загальності простору і часу. Насправді ж зникають не простір і час, а певна межа наших знань про них. У зв'язку з наступним проникненням у мікросвіт і в космос можна виявити нові незвичайні властивості простору й часу.