სივრცე-დრო

სივრცე-დრო, სივრცე და დრო — მატერიის არსებობის საყოველთაო ფორმები, რომლებიც არ არსებობენ მატერიის გარეშე და მისგან დამოუკიდებლად. სივრცული მახასიათებლებია სხეულთა კოორდინატები, მ. შ. მანძილები, კუთხეები სხვადასხვა მიმართულებას შორის (ცალკეულ ობიექტს ახასიათებს ფორმა და განფენილობა – ზომები, რომლებიც განისაზღვრება ობიექტის ცალკეულ ნაწილებს შორის მანძილებით და მათი ორიენტაციით). დროითი მახასიათებლებია „მომენტები“, რომლებშიც ხდება მოვლენები, და პროცესების ხანგრძლივობა თანაფარდობებს სივრცულსა და დროითს სიდიდეებს შორის მეტრულს უწოდებენ. არსებობს სივრცე-დროის ტოპოლოგიური მახასიათებლებიც – სხვადასხვა ობიექტის „ურთიერთშეხება“, მიმართულებათა რაოდენობა. სუფთა სივრცული თანაფარდობებია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ შესაძლებელია არ მივაქციოთ ყურადღება სხეულების ან მათი ნაწილების მოძრაობასა და თვისებებს სუფთა დროითი თანაფარდობებია მაშინ, თუ შეიძლება არ მივაქციოთ ყურადღება თანაარსებადი ობიექტების მრავალფეროვნებას.

რეალურ სინამდვილეში სივრცული და დროითი თანაფარდობები მჭიდროდაა დაკავშირებული ერთმანეთთან მათი უშუალო ერთიანობა იჩენს თავს მატერიის მოძრაობაში. მოძრაობის უმარტივეს ფორმას — გადაადგილებას — ახასიათებს სიდიდეები, რომლებიც წარმოადგენენ სივრცე-დროის სხვადასხვა თანაფარდობას (სიჩქარე, აჩქარება) და შეისწავლება კინემატიკაში. თანამედროვე ფიზიკამ აღმოაჩინა სივრცე-დროის კიდევ უფრო ღრმა ერთიანობა — სივრცული და დროითი მახასიათებლების ერთობლივი, სისტემის მოძრაობაზე დამოკიდებული კანონზომიერი ცვლილება და ამ მახასიათებლების დამოკიდებულება გარემომცველ გარემოში მასების კონცენტრაციაზე (იხ. ფარდობითობის თეორია).

სივრცული და დროითი სიდიდეების გასაზომად სარგებლობენ ათვლის სისტემით. მატერიისა და მოძრაობის შესახებ ჩვენი ცოდნის გაღრმავებასთან ერთად იცვლება და ღრმავდება მეცნ. წარმოდგენა სივრცე-დროის შესახებაც, ამიტომ სივრცე-დროის ახლად აღმოჩენილი კანონზომიერებების ფიზიკური არსისა და მნიშვნელობის გაგება შესაძლებელია მხოლოდ მატერიის მოძრაობისა და ურთიერთქმედების ზოგად კანონზომიერებებთან მათი კავშირის დადგენის გზით.

სივრცე და დრო ერთიანი სამყაროს ყოფიერების აუცილებელი ფორმებია და ამიტომ ფილოსოფიის საგანს განეკუთვნება. მოძღვრება სივრცე-დროის შესახებ ვითარდება და ღრმავდება ბუნებისმეტყველების, უპირველეს ყოვლისა, ფიზიკის განვითარებასთან ერთად. სივრცე-დროის შესახებ მოძღვრების განვითარებაში მნიშვნელოვან როლს ასრულებს აგრეთვე ასტრონომია, განსაკუთრებით კი კოსმოლოგია.

სივრცულ-დროითი თანაფარდობები ექვემდებარება არა მარტო ზოგად კანონზომიერებებს, არამედ ამა თუ იმ კლასის ობიექტებისათვის დამახასიათებელ კანონზომიერებებსაც. განსაკუთრებით სპეციფიკურია სივრცულ-დროითი თანაფარდობები ისეთი განვითარებადი ობიექტებისათვის, როგორიცაა ორგანიზმი და საზოგადოება. ამ გაგებით შეიძლება ვილაპარაკოთ ასეთი ობიექტების ინდივიდუალურ სივრცე-დროზე (მაგალითად, ბიოლოგიური ან სოციალური დრო).

სივრცე-დროის ძირითადი კონცეფციები
სივრცე-დროსთან დაკავშირებული უმნიშვნელოვანესი პრობლემებია: სივრცისა და დროის არსის საკითხი, ყოფიერების ამ ფორმების დამოკიდებულება მატერიასთან, სივრცულ-დროით თანაფარდობათა და კანონზომიერებათა ობიექტურობის საკითხი.

ბუნებისმეტყველებისა და ფილოსოფიის განვითარების თითქმის მთელი ისტორიის მანძილზე სივრცე-დროის შესახებ არსებობდა ორი კონცეფცია: ერთი სათავეს იღებს ძველი ატომისტების — დემოკრიტეს, ეპიკურესა და ლუკრეციუსისაგან; იგი დამუშავებულია ი. ნიუტონის მიერ, მეორე — მომდინარეობს არისტოტელესაგან. რ. დეკარტის ზოგიერთ იდეაზე დაყრდნობით იგი დაამუშავა და განავითარა გ. ლაიბნიცმა.

პირველი კონცეფციის თანახმად სივრცე და დრო განსაკუთრებული საწყისებია, რომლებიც არსებობენ მატერიისა და ერთმანეთისაგან დამოუკიდებლად. სივრცე თავისთავად (აბსოლუტური სივრცე) ცარიელ „სხეულთა სათავსია“, რომელიც აბსოლუტურად უმრავი, უწყვეტი, ერთგვაროვანი და იზოტროპიულია. მას აქვს სამი განზომილება. იგი არ ახდენს ზემოქმედებას მატერიაზე და არც თვითონ განიცდის ზემოქმედებას მატერიის მხრიდან. აბსოლუტური სივრცის ნაწილები აბსოლუტურად განურჩეველია და ამიტომ ასეთი სივრცე განუზომელი და არაშეცნობადია დრო თავისთავად წარმოადგენს ისეთ რაღაცას, რომელიც აბსოლუტურია და ყველაფრისაგან დამოუკიდებელია; იგი თანაბრად მიედინება წარსულიდან მომავლისაკენ. დრო „მოვლენათა სათავსია“, რომელიც შეიძლება იყოს ან არ იყოს შევსებული მოვლენებით. მოვლენათა მსვლელობა არ ახდენს ზემოქმედებას დროის დინებაზე. დრო უნივერსალური, ერთგანზომილებიანი, უწყვეტი, ერთგვაროვანი და უსასრულოა. ამ კონცეფციაში მიღებული სივრცე-დროის დამოუკიდებლობა, უპირველეს ყოვლისა, იმაში ვლინდება, რომ მანძილი სივრცის მოცემულ ორ წერტილს შორის და დროის ინტერვალი ორ მოვლენას შორის ერთმანეთისაგან დამოუკიდებლად ინარჩუნებენ უცვლელ მნიშვნელობას ნებისმიერ ათვლის სისტემაში.

ნიუტონის მიერ დამუშავებული სივრცე-დროის ეს კონცეფცია გაბატონებული იყო ბუნებისმეტყველებაში - საუკუნეებში, ვინაიდან იგი სავსებით შეესაბამებოდა იმდროინდელ მეცნიერებას — ევკლიდეს გეომეტრიას, კლასიკურ მექანიკას, გრავიტაციის კლასიკურ თეორიას.

თანახმად მეორე კონცეფციისა, რომელიც უარყოფდა წარმოდგენას სივრცე-დროზე, როგორც საწყისებზე, რომლებიც არსებობენ მატერიასთან ერთად, მაგრამ მისგან დამოუკიდებლად, სივრცე წარმოადგენს ერთმანეთისაგან დამოუკიდებლად არსებული სხეულების სიმრავლის ურთიერთგანლაგების წესრიგს, დრო კი — მიმდევრობას იმ მოვლენებისას ან სხვადასხვა მდგომარეობისას რომლებიც ერთიმეორეს ენაცვლებიან. ამ კონცეფციის თანახმად, არა აქვს აზრი ვილაპარაკოთ სხეულის ზომებზე სხვა სხეულებისაგან დამოუკიდებლად. ობიექტის ზომები არ არის მისი პირველადი თვისება. მას განაპირობებს ობიექტის შიგნით მოქმედი ძალები. შინაგანი და გარეგანი ურთიერთქმედებანი განაპირობებენ მდგომარეობის ხანგრძლივობასაც. რაც შეეხება დროს, როგორც ერთიმეორის მონაცვლე მოვლენების მიმდევრობას, იგი მათი მიზეზ-შედეგობრივი კავშირის ანარეკლია. მიუხედავად იმისა, რომ ლაიბნიცის კონცეფცია უფრო ფართო ფილოსოფიურ საფუძველზეა აგებული, მან ვერ შეასრულა მნიშვნელოვანი როლი - საუკუნეებში ბუნებისმეტყველებაში, ვინაიდან იგი ეწინააღმდეგებოდა იმ დროს გაბატონებულ მრავალ მოსაზრებას (მაგალითად, ევკლიდეს გეომეტრიული ერთადერთობა და უნივერსალურობა, კონცეფციის შეუთავსებლობა ვაკუუმის არსებობასთან და სხვა).

სივრცე-დროის ცნებები - საუკუნეების ფილოსოფიასა და ბუნებისმეტყველებაში
- საუკუნეებში ფილოსოფოს-მატერიალისტები სივრცე-დროის პრობლემებს წყვეტდნენ ძირითადად ნიუტონის ან ლაიბნიცის მიხედვით, თუმცა, როგორც წესი, მთლიანად არ იზიარებდნენ მათ შეხედულებებს. სივრცე-დროის პრობლემები ძირითადად დაიყვანებოდა იმ საკითხზე, თუ როგორია სივრცე-დროის მიმართება აღქმასა და შემეცნებასთან.

სუბიექტურ იდეალიზმს სივრცე-დრო მიაჩნია ადამიანის ცნობიერების ფორმებად, ე. ი. სუბიექტურად. ი. კანტი მათ მიიჩნევდა გრძნობადი განჭვრეტის აპრიორულ ფორმებად, ე. მახი კი — ემპირიულად, მაგრამ ადამიანის გარემოსადმი შეგუების სუბიექტურ ფორმებად. ობიექტური იდეალიზმი სივრცე-დროს აღიარებს ობიექტური იდეის გამოვლენის ფორმებად. გ. ჰეგელის აზრით, სივრცე-დრო ჩნდება აბსოლუტური იდეის განვითარების გარკვეულ ეტაპზე, კერძოდ, ბუნების სფეროში. ამასთან, ჯერ წარმოიშობა სივრცე, შემდეგ კი — დრო. მარქსისტული ფილოსოფია სივრცე-დროს აღიარებს მოძრავი მატერიის არსებობის ობიექტურ ფორმებად.

სივრცე-დროის შესახებ წარმოდგენების განვითარება საუკუნეში
 საუკუნის ბოლოსა და საუკუნის დასაწყისში მოხდა ღრმა ცვლილებები მეცნიერულ შეხედულებებში მატერიის შესახებ ამის შესაბამისად რადიკალურაღ შეიცვალა წარმოდგენები სივრცე-დროის შესახებ. სამყაროს ფიზიკურ სურათში გაჩნდა ახალი ცნება ველი — ნივთიერების ნაწილაკებს შორის მატერიალური კავშირისა და მატერიის არსებობის განსაკუთრებული ფორმა. სივრცე-დროის შესახებ ლაიბნიცის კონცეფცია განავითარა ა. აინშტაინმა თავის ფარდობითობის თეორიაში, რომელიც წარმოადგენს სივრცე-დროის მეტრიკული თვისებების ახალი ფიზიკის თეორიას. ფარდობითობის თეორიამ შემოიღო სივრცე-დროის ერთიანი ოთხგანზომილებიანი კონტინუუმი — სივრცე-დრო. სივრცე-დრო მატერიალური მოვლენების კოორდინაციის ზოგადი ფორმებია და არა მატერიისაგან დამოუკიდებლად არსებული ყოფიერების საწყისები; მატერიის განაწილებაზეა დამოკიდებული სივრცე-დროის ისეთი ფუნდამენტური თვისებებიც როგორიცაა სასრულობა და უსასრულობა. ფარდობითობის თეორია გამორიცხავს აგრეთვე წარმოდგენას ცარიელ სივრცე-დროზე, რომლებსაც საკუთარი ზომები აქვთ წარმოდგენა ცარიელ სივრცეზე შემდგომ უარყოფილ იქნა ველის კვანტურ თეორიაშიც ვაკუუმის სრულიად ახლებური გაგებით.

სივრცე-დროის ე. წ. ტოპოლოგიური თვისებების (განზომილება, უწყვეტობა, დროის დინების მიმართულება და სხვ.) შესწავლა დაიწყო საუკუნის 60-იანი წლებიდან და ჯერჯერობით ჰიპოთეზურ ხასიათს ატარებს.

სივრცე-დროის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი პრობლემაა მათი სასრული ან უსასრულო დაყოფადობის პრობლემა, რომელიც ჯერ კიდევ ძველ დროში წამოიჭრა, თანამედროვე ფიზიკაში დადგენილია, რომ შეუძლებელია სივრცე-დროის არა მარტო რეალური დაყოფა წერტილებად, არამედ პრინციპულადაა შეუძლებელი აგრეთვე მათი უსასრულო დაყოფის პროცესის განხორციელება. ამიტომ გეომეტრიული ცნებები: წერტილი, წირი, ზედაპირი წარმოადგენენ აბსტრაქციებს, რომლებიც მატერიალური ობიექტების სივრცულ თვისებებს მხოლოდ მიახლოებით გამოხატავენ. ველის კვანტურ თეორიაში მუშავდება სივრცისა და დროის დაკვანტვის ჰიპოთეზაც, ე. ი. ჰიპოთეზა უმცირესი სიგრძისა და ხანგრძლივობის არსებობის შესახებ.

მნიშვნელოვანი პრობლემაა დროის დინების მიმართულების საკითხიც. ნიუტონის თეორიაში ამ საკითხს არ სჭირდებოდა გადაჭრა, იგი თავისთავად ცხადად იგულისხმებოდა. ლაიბნიცის თეორიაში დროის დინების შეუქცევობა დაკავშირებულია მიზეზ-შედეგობრივი ჯაჭვის მიმართულების ცალსახობასთან. თანამედროვე ფიზიკის თანახმად, დროის დინების მიმართულება დაკავშირებული უნდა იყოს მატერიალური პროცესების ისეთ ინტეგრალურ მახასიათებელთანდ„ როგორიცაა განვითარება, რომელიც პრინციპულად შეუქცევი პროცესია.

სივრცულ-დროითი თვისებების მჭიდრო კავშირი თავს იჩენს სივრცე-დროის სიმეტრიის ანალიზის დროსაც. სივრცე-დროის სიმეტრიის ტიპები ურთიერთკავშირშია უმნიშვნელოვანეს შენახვის კანონებთან. მაგალითად, სივრცის ერთგვაროვნება შეესაბამება იმპულსის შენახვის კანონს, დროის ერთგვაროვნება — ენერგიის შენახვის კანონს, სივრცის იზოტროპიულობა — მოძრაობის რაოდენობის მომენტის შენახვის კანონს და ა. შ.