Основні парадигми тлумачення простору й часу

Парадигма (дав.-гр. παράδειγμα, paradeigma - приклад, зразок) - багатозначний термін, який залежно від контексту може означати:

1.Поняття античної і середньовічної філософії, що характеризує сферу вічних ідей як прототип, зразок, відповідно до якого бог-деміург створює світ сущого;

2.У сучасній філософії науки - система теоретичних, методологічних і аксіологічних установок, які взяті за зразок розв’язування наукових задач і які поділяють всі члени наукового співтовариства.

3.Cистема форм, уявлень та цінностей одного поняття, які відображають його видозміну, історичний шлях, заради досягнення ідеального поняття.

Термін "парадигма" у філософію науки уперше впровадив позитивіст Густав Бергман, однак справжній пріоритет у його використанні і поширенні належить Томасу Куну. У своїй книзі "Структура наукових революцій" (1962) Кун говорить про можливості виділення двох основних аспектів парадигми: епістемічного й соціального. У епістемічному плані парадигма - це сукупність фундаментальних знань, цінностей, переконань і технічних прийомів, що виступають як зразок наукової діяльності. У соціальному - парадигма характеризується через поділяюче її конкретне наукове співтовариство, цілісність і границі якого вона визначає.

У філософії і природознавстві існували найрізноманітніші інтерпретації даних структур буття, тому ми виділимо тут лише ключові теоретичні позиції. Простір у різні часи розумілося як:

· Протяжна порожнеча, в яку включалися всі тіла і яка від них не залежала (Демокріт, Епікур, Ньютон);

· Протяжність матерії або ефіру (Платон, Аристотель, Декарт, Спіноза, Ломоносов); форма буття матерії (Гольбах, Енгельс);

· Порядок співіснування і взаємного розташування об'єктів (Лейбніц, Лобачевський);

· «Точкове» (дискретне), що складається з далі неподільних елементів (Піфагор, логіко-математичну завершеність це розуміння набуває в теорії множин Кантора);

· Нескінченно подільна «суцільність», протяжна «Інтервальний» (недискретні), яка не має чітких онтологічних кордонів (елеати, атомісти, Декарт);

· Комплекс відчуттів і досвідчених даних (Берклі, Мах) або як апріорна форма чуттєвого споглядання (Кант).

Час трактувалося як:

-Субстанція або самодостатня сутність, і з цим були пов'язані початкові дослідження його метричних властивостей (Фалес, Анаксимандр) і основи субстанціальної концепції часу;

-Плинне, безперервне і універсальне, тим самим закладалася традиція динамічної трактування часу (Геракліт);

-Незмінність часу, а видима мінливість - це особливість нашого чуттєвого сприйняття світу, істинним же буттям володіє лише вічне даний Бога (Парменід, виникнення статичної концепції часу);

-Статичне для світу ідей, а для «неістинного» світу тілесних речей - динамічний і релятивне (є минуле, сьогодення і майбутнє); ці основи ідеалістичної реляційної трактування часу закладає Платон (згодом також погляди на час як на інше божественної вічності, як на емпіричну тривалість будуть розвинені Августином, Гегелем, в російській філософії - С. М. Булгаковим);

-Тривалість існування і міра змін матерії (Арістотель, Декарт, Гольбах) чи форма буття матерії (Енгельс, Ленін), що заклали основи матеріалістичного варіанту реляційного підходу);

-Абсолютна субстанціальна тривалість, однорідна для всього Всесвіту і незалежна ні від яких взаємодій і рухів речей (класична субстанціальна концепція Ньютона);

-Відносна властивість феноменальних речей, порядок послідовності подій (класичний варіант реляційної концепції Лейбніца);

-Форма упорядкування комплексів відчуттів (Берклі, Юм, Мах) або апріорна форма чуттєвого споглядання (Кант).

Якщо спробувати серед перерахованих вище програм дослідження феноменів простору і часу вичленувати найбільш загальні і ключові, то можна назвати такі фундаментальні теоретичні альтернативи:

- Точкова концепція простору і часу;

- Інтервальна концепція простору і часу;

- Субстанціальна концепція простору і часу, що визнає їх незалежний від речей характер або навіть перетворює їх у породжують початку буття;

- Реляційна концепція простору і часу, яка розглядає їх як щось похідне від взаємодії матеріальних речей іпроцесів;

- Суб'єктивно-антропологічна концепція простору і часу, зв'язує їх наявність тільки з буттям людини та її свідомості;

- Об'єктивно-природна концепція, яка постулює їх укоріненість в об'єктивному космічному бутті.

Всі шість програм (всередині кожної з них є ще й свої власні варіанти) знаходяться між собою у досить складних взаєминах, і ми не будемо займатися тут їх комбінаторним метафізичним аналізом. Укажемлішь, що, наприклад, в рамках субстанціальним концепції могут.развіваться і точкові (Цж. Бруно) та інтервальні (Р. Декарт) погляди напростір і час, а об'єктивно-природний підхід до простору і часу може бьпь як субстанціальним (І. Ньютон ), так і реляційних (X Гюйгенс) тощо. Вищеназвані діалектичні опозиції, дійсно, є фундаментальними для розуміння природи простору і часу.

Сміємо припустити, що якщо коли-небудь і буде створена єдина синтетична науково-філософська теоріяпростору і часу, то вона повинна буде діалектично синтезувати ці протилежності. Найдивніше тут те, що всі ці теоретичні альтернативи були геніально схоплені вже Арістотелем в його четвертій книзі «Фізики», так само як і проблема співвідношення кінцевого і нескінченного в просторово-часових відносинах, проблема онтологічного статусу минулого і майбутнього (над чим потім буде розмірковувати Августин ), співвідношення часу і руху, часу і вічності і т.д.

Не буде великим перебільшенням сказати, перефразовуючи знамените твердження О.М. Уайтхеда про філософіюПлатона, що всі європейські суперечки про природу простору і часу не більше ніж коментарі до Аристотеля.

Ось, наприклад, зовсім чітка фіксація проблеми діалектики «переривчастості - безперервності» та її своєрідне інтервальної діалектичне рішення. «Час і безперервно через« тепер », - пише Арістотель, - і поділяється за допомогою« тепер »... У певному відношенні воно відповідає точці, так як точка і з'єднує довжину, і розділяє: вона служить початком одного відрізка і кінцем іншого. Але якщо брати її в такому сенсі, користуючись однією точкою як двома, то вона необхідно зупиниться - якщо одна і та ж точка буде початком і кінцем. А «тепер» внаслідок руху переміщуваного тіла завжди інше; отже, час є число не в сенсі числа однієї і тієї ж точки, оскільки вона початок і кінець, а скоріше як краю однієї і тієї ж лінії ...».

А ось абсолютно точна фіксація Аристотелем діалектики суб'єктивного і об'єктивного стосовно до проблеми існування часу, де потенційно прихована можливість і чисто антропологічних підходів у дусі Юма або Канта: «Може виникнути сумнів: чи буде в відсутність душі бути і час чи ні? Адже якщо не може існувати яка вважає, не може бути і вважаємо ... Якщо ж нічому іншому не притаманна здатність рахунку, крім душі і розуму душі, то без душі не може існувати час, а хіба (лише) те, що є як би субстрат часу ».

Що стосується дилеми «субстанціальна - реляційна» концепції простору і часу, то тут Аристотель займає в цілому реляційні позиції, стверджуючи, що час - це число руху тіл, де універсальну міру задає вічний рух зірок по небосхилу, а простір - це зовнішні кордони рухомих і покояться тел. Ні про яке порожньому і видовженому просторі, як думав, зокрема, Демокріт, говорити не доводиться. Тут Арістотель наштовхується на парадокс: чи має якесь місце Всесвіт, адже її не обіймає ніяке зовнішнє тіло і, стало бьпь, у неї немає ніяких зовнішніх кордонів?Аристотель змушений зробити цікавий діалектичний висновок, що «Всесвіт ніде не знаходиться», але зате все знаходиться в ній. Це нагадує парадокс загальних законів розвитку, які самі повинні перебувати в незмінному стані.

Фундаментальна опозиція "час і простір як незалежні початку» (субстанціальна концепція) та "час і простір як щось похідне від взаємодії рухомих тіл» (реляційна концепція) отримує свій всебічний розвиток і обгрунтування в наступні епохи. Зупинимося на ній детальніше, враховуючи значущість цієї дилеми не тільки для філософії, але і для науки.

Субстанціальні концепція. У науковій моделі світу починаючи з Ньютона і Галілея час і простір розглядаються як особливого роду сутності, як деякі не тілесні субстанції, які існують самі по собі, незалежно від інших матеріальних об'єктів, але надають на них істотний вплив. Вони являють собою як би вмістилище тих матеріальних речей, процесів і подій, які відбуваються у світі. При цьому час розглядається як абсолютна тривалість, а простір - як абсолютна протяжність.

На дану трактування простору і часу спирався Ньютон при створенні своєї механіки. Дана концепція превалює у фізиці аж до створення спеціальної теорії відносності. У філософії можливі як ідеалістичні варіанти вирішення даної проблеми, коли, наприклад, простір трактувалося як особлива субстанція, породжена духом, так і матеріалістичні, в яких простір розумілося як субстанція, що існує поряд з матерією.

Реляційна концепція. Простір і час у ній розглядаються як особливого роду відносини між об'єктами і процесами. Ряд філософів у рамках даної концепції трактують простір і час як феноменальне виявлення взаємодії ідеальнихсутностей-монад (об'єктивний ідеалізм Лейбніца і Лоського), інші - як форми буття і продукти взаємодії матеріальних об'єктів і процесів (наприклад, діалектичний матеріалізм).

Фізика, аж до появи теорії Ейнштейна, базувалася на субстанціальним концепції простору і часу, хоча у філософії були присутні, як ми показали вище, й інші уявлення. Чому так сталося? Тому що на даному історичному відрізкусаме Субстанціальні уявлення можна було наповнити конкретним фізичним змістом. Тому мова йде не про те, які уявлення були найбільш істинними, найбільш адекватними буття, а про вибір тих уявлень, які з конкретних наукових критеріям могли бути включені в обирану наукову модель. Вже це додає відносність не тільки ньютонівському, а й взагалі будь-якій фізичній опису світу, робить неспроможними претензії на універсальний і абсолютно об'єктивний характер.

Фундаментом класичної фізики виступала механіка. Світ представляється в ній системою взаємодіючих частинок, або цеглинок матерії - атомів. Їхній рух підпорядковується законам класичної ньютонівської динаміки. Основна властивість атомів - їх матеріальність, або речовинність. Система взаємодіючих атомів і їх конгломератів утворює речовий буття в цілому.

Простір, який існує поза і незалежно від свідомості людини, - це нематеріальне буття. «За своїми властивостями воно повністю протилежно речовини, або матерії, будучи в той же час неодмінною умовою її буття». Це таке собі вмістилище, в якому відбувається рух атомів. Час абсолютний, бо «порядок подій в часі має раз і назавжди даний і абсолютний характер, цей порядок охоплює всі фізичні події, які коли-небудь мали, мають або матимуть місце у Всесвіті». Тому з точки зору ньютонівської фізики простір і час - передумови, які самі по собі не повинні аналізуватися. При цьому абсолютна і самодостатньою сутністю виступає простір, який передує як речовини, так і часу.

З філософської точки зору це було дуже сильне огрубіння буття і поширення на нього властивостей окремої його частини. Ю.Б. Молчанов наводить такий приклад. Атоми є різними об'єктами, якщо вони знаходяться в один і той же момент часу в різних точках простору. І навпаки, якщо вони розташовуються в одній точці простору, то це один об'єкт. Властивості локальної частини екстраполювалися тут на весь світ. Передбачалося, що він так влаштований скрізь. Міркування досить типове для вчених і сьогодні.

Фізика, безумовно, дає опис світу, але, як і будь-яка інша наука, спирається лише нате знання та уявлення, які вона може узагальнити на даному етапі. З філософських позицій зрозуміло, що цих даних завжди буде недостатньо, а значить, така картина світу не може претендувати на повноту. Більш того, дана картина світу дуже відносна й суб'єктивна, тому що дуже часто базується на введенні сил і уявлень, які є нічим іншим, як якимись умоглядними конструкціями, створеними саме для заповнення недостатності фізичного обгрунтування. Вони іноді навіть не відповідають критеріям науковості, на яких будується сама дана концепція, і тому на певному етапі розвитку науки просто відкидаються як ефемерні.

Так, наприклад, ньютонівська фізика вводить поняття ефіру в якості особливої ​​універсальної середовища. Вважалося, що ефір пронизував всі тіла і їм було заповнено простір. За допомогою цього поняття, як здавалося, вдавалося пояснити всі відомі тоді явища у фізичному світі. При цьому фізики довгий час просто ігнорували той факт, що сам ефір залишався недосяжним для фізичного експерименту. Створилася парадоксальна ситуація, коли в основі експериментальної фізичної науки лежало підставу, яка емпірично не було підтверджено, а значить, згідно з критеріями цієї науки, було за рамками наукового пізнання.

Поняття одночасності в класичній фізиці трактувалося також згідно субстанціальної концепції часу. Одночасними вважалися всі ті події, які сталися в одну мить часу. З точки зору здорового глузду це дійсно так, і тому навіть в голову нікому не приходило, що це необхідно обгрунтовувати. Проте пізніше виявилося, що це не так.

У другій половині XIX ст. наукові відкриття змушують вчених перейти до реляційної трактуванні простору і часу. Розвивається класична електродинаміка, яка базується на відмові від принципу дальнодії, тобто миттєвогопоширення світла. Справа втому, що в класичній фізиці світло поширювалося в особливій світлоносний середовищі - ефірі. Згідно єдиної теорії електромагнітного поля, рух Землі відносно світового ефіру повинно впливати на швидкість поширення світла. Починаючи з 1881р. спочатку один Майкельсон, а потім з 1887р. спільно з Морлі ставить серію дослідів з метою емпіричного підтвердження даної ідеї (в історії науки дані досліди увійшли під ім'ям їх авторів як «досліди Майкельсона-Морлі»). Однак результат дослідів виявився негативним, швидкість при всіх вимірах залишалася постійною.

Лоренц і Фіцджеральд пояснили це «скороченням розмірів рухомих тіл та уповільненням ходу рухомих годинників» 1, що було спробою «врятувати» класичну фізику. І це було не випадково, тому що в противному випадку з результатів досвіду випливали такі висновки, неможливі для вчених, що дотримуються класичних фізичних уявлень:

1. «Земля нерухома», що явно суперечило науці, яка експериментально обгрунтувала факт руху Землі.

2. «Ефіру немає», що також суперечило науці, так як за допомогою поняття ефіру був зроблений ряд відкриттів і пояснено безліч явищ, наприклад, в рамках хвильової теорії світла.

У 1905р. А. Ейнштейн викладає свою спеціальну теорію відносності, успішно вирішуючи накопичені протиріччя, але заперечуючи при цьому існування ефіру.

Постулатами його теорії є наступні:

спеціальний принцип відносності, за яким закони природи незмінні в усіх інерційних системах відліку, тобто в системах, що знаходяться в стані спокою або рівномірного і прямолінійного руху;

принцип граничності. У природі не може бути взаємодій, які перевищують швидкість світла.

Виданої теорії дотримувався цілий ряд висновків, які стосувалися розуміння простору і часу, які вже існували у філософії в рамках реляційних уявлень.

Перш за все змінювався зміст категорій часу і простору. Простір і час постали як відносні властивості буття, що залежать від різних систем відліку. Виявилося, що простір і час мають фізичний сенс тільки для визначення порядку подій, пов'язаних матеріальними взаємодіями. Крім того, простір і час опинилися іманентно взаємопов'язаними один з одним (знамените чотиривимірний простір А. Маньківського), а всі події у світі стало можливим трактувати як що відбуваються в просторово-часовому континуумі.

Звідси було зроблено принциповий висновок, що самі простір і час акціденціальни, тобто похідні від конкретних фізичних подій і взаємодій. Простір і час не є незалежними онтологічними сутностями. Реально тільки фізичнаподія, яку можна описати в просторово-часових характеристиках.

Відповідно, проблема встановлення одночасності подій є лише конвенція, угода шляхом синхронізації годин за допомогою світлового сигналу. «Події, що відбуваються в різних точках простору, можуть бути одночасні в тому сенсі, що будь-якої події, що відбувається в даній точці, поставлено у відповідність одне і тільки одне одночасне з ним подія, що відбувається в інший».

У філософському плані теорія відносності викликала шквал суб'єктивно-антропологічних інтерпретацій у діапазоні від суб'єктивного ідеалізму беркліанского толку до неокантіанского трансценденталістского конструктивізму. Загальний сенс інтерпретацій ейнштейнівської відкриттів зводився тут до того, що час і простір не об'єктивні, а є лише результат нашої конвенції. Однак сам Ейнштейн з такими суб'єктивістським трактуваннями не погоджувався. Якщо, наприклад, Мах говорив про те, що простір і час - комплекси наших відчуттів, то Ейнштейн обмовлялося, що фізичний зміст простору і часу надають реальні процеси, які дозволяютьвстановити зв'язок між різними точками простору.

Таким чином, у філософському плані простір і час постали як найважливіші атрибути буття, що представляють собою функцію фізичних відносин між об'єктами. Цікаво, що пізніше, в загальній теорії відносності, простір і час отримали у Ейнштейна дещо іншу інтерпретацію, яку ряд дослідників вважав поверненням на новому рівні до субстанційної моделі. У цій теорії всі тіла в Космосі, мають масу, постали як результат викривлення єдиної породжує субстанції - простору-часу. І по цю пору ряд фізиків послідовно розвиває цей субстанціалістскій підхід, вважаючи в якості підстави фундаментальної фізичної теорії не частинки і поля, а єдине ейнштейнівське простір-время1. Тут відбувся своєрідний повернення на новому рівні до платоновскому ототожнення простору і матерії в діалозі "Тімей».

У сучасній фізиці суперечка між субстанційної та реляційної концепціями простору і часу триває з перемінним успіхом. Наприклад, прихильниками першої моделі виступають розробники різних концепцій фізичного вакууму, а прихильниками другий - послідовники теорії фізичних структур, кладущіе в основу фізичних теорій не вакуум, не фізичні поля і не простір-час, а взаємодія елементарних частинок.

Незважаючи на всі розбіжності між філософами і вченими з приводу природи простору і часу, останні мають цілий ряд атрибутивних, тобто невід'ємних від них, властивостей, які приймаються більшістю дослідників.

Атнютівние властивості простору:

протяжність, що означає рядоположенность і співіснування різних елементів - до кожного елементу можна додати або відняти інший елемент простору; протяжність породжує структурність об'єктів, яка проявляється в системі внутрішніх зв'язків, які збирають елементи в єдине ціле;

наявність в тій чи іншій мірі властивостей переривчастості і безперервності: безперервність проявляється вхарактері переміщення тіл від точки до точки і в поширенні впливів допомогою полів як процес передачі речовини, енергії, інформації; дискретність (переривчастість) забезпечує відносно роздільне існування тіл у природі, їх виделейность ;

розмірність: видимий нами світ має тривимірний характер, проте багато фізиків вважають, що всі створені в науці л-мірні простору не є лише абстракції, зручні для опису, а їм відповідають реальні простору на рівні мікро-і мегасвіту:

4) ієрархічність: на різних структурних рівнях природи просторові відносини володіють своєю специфікою і відносною автономією, несвідомих, зокрема, до фізичних параметрів).

Минуле - всі ті події, які здійснилися. Воно впливає на сьогодення і майбутнє. Майбутнє - ті події, які можуть відбутися, виникнувши із сьогодення. Ця охоплює всі події і системи, які реально існують. Отже, взаємодія можлива лише при одночасному існуванні об'єктів. Об'єкти, що існували в минулому, недоступні дії, так як вони перейшли в інший стан. Ми можемо лише змінювати наші уявлення про минуле, що, звичайно, може змінити трактування деяких подій дня сьогоднішнього. На майбутнє ж впливати можливо, створивши систему причин і передумов виникнення якоїсь події. Але до тих пір, поки воно не реалізовано, воно залишається лише в потенційному вигляді. Викладена трактування напрямку часу називається динамічною.

Існує і статична концепція, яка стверджує, що минуле, сьогодення і майбутнє існують одночасно, вони рядоположени, а отже, між ними можливо і взаємодія. Більш того, протягом часу тут можна уявити з протилежним знаком, як поточне з майбутнього в минуле. Втім, слово «тече» тут не дуже доречно. Скоріше, цей погляд на якийсь час можна уподібнити людині, яка йде рано вранці по стежці. Йому назустріч випливають з туману деякі об'єкти (події майбутнього). Спочатку він їх бачить невиразно (віддалене майбутнє), потім - у міру наближення - все виразніше (найближче майбутнє), поки вони не опиняться поруч з ним (сьогодні) і не залишаться за спиною (минуле). У цій концепції майбутнє як би реально існує в якомусь особливому шарі простору і лише поступово проявляється у цьому у міру розгортання нашої «життєвої лінії». Наскільки бфантастичною не здавалася подібна модель, результати сучасної синергетики з її особливою увагою до цільової детермінації і до феномену майбутнього змушують ставитися до неї дуже серйозно.

З позиції динамічної концепції, так само як і статичної, час у будь-якому випадку розгортається і має напрям, не важливо, тече воно саме від реального минулого до гіпотетичного майбутнього або це ми рухаємося з реального сьогодення до реального майбутнього. Однак у будь-якому випадку фізична обгрунтування цієї спрямованості часу представляє собою велику складність.

Для її вирішення необхідно розвести поняття незворотності фізичних процесів і часу. Ми живемо у світі необоротних фізичних процесів, в рамках яких існують оборотні фізичні зміни та їх різна спрямованість. Незворотність часу означає і єдиність його напрями. У минуле повернутися ні за яких обставин неможливо. Там нічого не можна змінити, хоча пізнавати минуле все об'єктивніше і повніше ми в змозі.

Існує кілька шляхів емпіричного обгрунтування напрямку часу. Це термодинамічні та статистичні процеси, які є незворотними, а також процес розсіювання електромагнітного випромінювання. Нарешті, багато сучасних дослідників пов'язують незворотність і спрямованість часі з процесом розширення нашого Всесвіту і глобальноїеволюцією природи від неживої речовини до появи людського розуму.

При цьому безперечним емпіричним фактом є наростання темпів еволюції в міру переходу до все більш високих рівнів організації живих істот і розширення просторового ареалу їх впливу на навколишні сфери. У цьому плані у розумного і духовної людини дійсно не повинно бути ні просторових, ні часових кордонів вдосконалення. І, можливо, нинішня видима його обмеженість не більше ніж ілюзія недосконалого свідомості, яка незабаром зміниться ясним усвідомленням безмежності творчих можливостей людини.

Соціокультурним та іншим специфічним аспектам прояву просторово-часових відносин на різних рівнях буття і присвячена наша наступна глава.