Современные представления о пространстве и времени

2

Содержание

Введение              3

1. Понятия пространства и времени              5

2. Современные представления о пространстве и времени ……………………8

3. Пространство и время в гуманитарных науках…….……………………….12

Заключение              14

Список литературы              15

Введение

        Прошло более 2500 лет с той поры, как было положено начало осмыслению времени и пространства, тем не менее, и интерес к проблеме и споры философов, физиков и представителей других наук вокруг определения природы пространства и времени нисколько не снижаются. Значительный интерес к проблеме пространства и времени естественен и закономерен, влияния данных факторов на все аспекты деятельности человека нельзя переоценить. Понятие пространства - времени является важнейшим и самым загадочным свойством Природы или, по крайней мере, человеческой природы. Представление о пространстве времени подавляет наше воображение. Недаром попытки философов античности, схоластов средневековья и современных ученых, владеющих знанием наук и опытом их истории, понять сущность времени – пространства не дали однозначных ответов на поставленные вопросы.

      Важнейшей задачей современного естествознания является создание естественнонаучной картины мира. В процессе ее создания возникает вопрос о происхождении и изменении различных материальных продуктов и явлений, об их количественных, качественных характеристиках. Физические, химические и другие величины непосредственно связаны с изменением длин и длительностей, т.е. пространственно-временных характеристик объектов. Выделение и фиксация во времени части пространства дает состояние объекта. Упорядоченная последовательность состояний  объекта составляет процесс его развития (жизни, существования) во времени. Философия определяет пространство и время как всеобщие формы существования материи. Пространство и время не существуют вне материи и независимо от нее.  Для их описания в естествознании исторически формировались различные представления о пространстве и времени.

      Современное понимание свойств пространства-времени исходит из знаменитых открытий величайших физиков Джеймса Кларка Максвелла (1831-1879) и Альберта Эйнштейна (1879-1955).

    1.Понятие пространства и времени

    Время и пространство – это формы существования и движения материи.

Пространство - фундаментальное (наряду с временем) понятие человеческого мышления, отображающее множественный характер существования мира, его неоднородность. Множество предметов, объектов, данных в человеческом восприятии одновременно, формирует сложный пространственный образ мира, являющийся необходимым условием ориентации любой человеческой деятельности. [1]

  Пространство – характеристика протяженности материальных объектов и процессов. Количественным выражением пространства является расстояние, которое в системе единиц СИ измеряется в метрах.

Абсолютность пространства означает его независимость от материи (также от движения и времени). То есть по классическим представлениям пространство служит вместилищем материи.

Однородность пространства означает, что во всех его точках физические свойства пространства одинаковы.

Непрерывность пространства означает, что какой бы малый объем, его мы ни выделяли, оно не исчезает, а остается.

Как видим, современные концепции о физических свойствах пространства оказываются диаметрально противоположны классическим концепциям:

пространство относительно, т.е. не может существовать без материи и зависит от «материального наполнения»;

пространство неоднородно, т.е. его физические свойства различаются в разных точка;

пространство дискретно, т.е. перестает существовать ниже некоторой малой длины, так называемого кванта пространства.

Пространство имеет свои геометрические характеристики. Точки зрения классических концепций: пространство трехмерно, двунаправлено и неевклидово.

Мерность пространства означает число независимых координат, необходимых и достаточных для точного задания положения материальной точки.

Двунаправленность пространства означает, что положительные и отрицательные направления осей координат равноправны.

Евклидовость пространства означает, что для него выполняются правила Евклида – математика эпохи эллинизма.

По современным концепциям естествознания классические геометрические характеристики пространства, если и выполняются, то приблизительно (неевклидово).

     Время – характеристика продолжительности материальных процессов. Количественным выражением такой характеристики является промежуток времени, который в системе СИ измеряется в секундах.

На протяжении истории естествознания представления ученых о времени изменялось. Платоновская концепция времени во многом близка к современной.

Время – характеристика продолжительности материальных процессов. Количественным выражением такой характеристики является промежуток времени, который в системе СИ измеряется в секундах.

На протяжении истории естествознания представления ученых о времени изменялось. Платоновская концепция времени во многом близка к современной.

Современные концепции о физических свойствах времени противоположны классическим представлениям:

время относительно, т.е. не существует без материи и зависит от «материального присутствия»;

время неоднородно, т.е в разных точках пространства течет по-разному;

время дискретно, т.е. перестает существовать для промежутка времени, меньшего некой предельно малой величины, так называемого кванта времени.

Геометрические характеристики времени: одномерно, однонаправлено.

Свойство одномерности времени означает, что для его задания (описания промежутка времени) достаточно одной числовой оси – хронологической. Начало отсчета может быть задано произвольно, масштаб тоже (в годах, веках).

Свойство однонаправленности означает, что время течет в одном направлении - из прошлого в будущее.

В современной науке используются понятия биологического,  психологического  и  социального   пространства  и  времени.

Так, биологическое пространство и время характеризует особенности пространственно-временных параметров органической материи. Биологическое бытие человеческого индивида, смену видов растительных  и   животных  организмов,  их  жизнь  и   смерть.

Одновременно идёт формирование нового феномена – психологического пространства и времени. Психическая регуляция движения  индивида  и  его  предметных   действий   происходит  не  только   на   уровне   отражения   внешнего   физического   пространства, но  и  на  основе собственной  телесной  биомеханики и собственного пространства.

Становление  человеческого  индивида  и личности с необходимостью  включает  не   только   биологический и психологический циклы, но и социальный. Он проходит в рамках социогенеза – становления человеческого  общества, развитие форм социальной организации и духовной жизни. Одновременно идёт процесс формирования нового феномена – социального пространства и времени. Анализируя этот феномен, К.Ясперс выделяет  понятие “осевого времени”.

Осевое время (нем. Achsenzeit) — термин, введённый немецким философом Карлом Ясперсом для обозначения периода в истории человечества, во время которого на смену мифологическому мировоззрению пришло рациональное, философское, сформировавшее тот тип человека, который существует поныне. Ясперс датирует осевое время 800—200 годами до нашей эры. По его мнению, все учения осевого времени (которые в изменённом виде существуют до сих пор) отличаются рационализмом и стремлением человека к переосмыслению существовавших до этого норм, обычаев и традиций. Некоторые доосевые цивилизации (Древний Египет, ассиро-вавилонская цивилизация) не смогли приспособиться к изменениям и прекратили своё существование.[2]

2. Современные представления о пространстве и времени

Традиционное понимание пространства, как трехмерной схемы расположения одновременно существующих объектов. Время показывает последовательность явлений, существовавших и существующих, а также тех, которые будут существовать, т.е. смены явлений от прошлого к будущему.

В отличие от пространства, в каждую точку которого можно снова и снова возвращаться (и в этом отношении оно является как бы обратимым), время - необратимо и одномерно. Оно течет из прошлого через настоящее к будущему. Нельзя возвратиться назад в какую-либо точку времени, но нельзя и перескочить через какой-либо временной промежуток в будущее. Отсюда следует, что время составляет как бы рамки для причинно-следственных связей. Некоторые утверждают, что необратимость времени и его направленность определяются причинной связью, так как причина всегда предшествует следствию. Однако очевидно, что понятие предшествования уже предполагает время. Считается, что прав поэтому Г. Рейхенбах, который пишет: "Не только временной порядок, но и объединенный пространственно-временной порядок раскрываются как упорядочивающая схема, управляющая причинными цепями, и, таким образом, как выражение каузальной структуры вселенной".[3]

Практически всеми признано, что пространство и время объективны и реальны, они существуют независимо от сознания людей и познания ими мира. Взгляды И. Канта на время и пространство как субъективные формы созерцания опровергнуты новейшими достижениями науки.

Изменение представлений о пространстве и времени началось после перехода от механистических взглядов в теории света, представляющих свет как волновое движение среды, обладающей упругими свойствами, к представлению света как электромагнитного поля. Эти открытия, сделанные в 19 веке Максвеллом, Фарадеем и др., исключили из рассмотрения понятия Ньютона о световом эфире и абсолютной точке отсчета. [4]

Расчеты скорости движения Земли по орбите вокруг Солнца показали, что скорость движения Земли равна 30 км/с. Сама солнечная Система движется в пространстве со скоростью 20 км/с. Галактика, частью которой является наша Солнечная система также движется относительно других галактик Вселенной. При этом движении не обнаруживается «эфирных ветров», если бы движение Земли, Солнца, Солнечной системы, галактик и др. элементов Вселенной происходило в абсолютном пространстве. Опыты по получению интерференционной картины света, поворот интерферометра на 90 градусов не менял знак направления лучей и смещения интерференционный картины не происходило. Скорость света во всех опытах оказалась постоянной, не зависящей ни от положения наблюдателя и движения источника света. Этот опыт Майкельсона послужил основанием для дальнейшего развития исследований многих ученых, среди которых наиболее важными в плане изучения свойств времени и пространства, является А. Эйнштейн.

Опыт Майкельсона был повторно проведен уже во второй половине 20 века с использованием очень точных по монохромности лазерных источников света и был получен тот же результат - скорость света постоянна и не зависит ни от положения источника света, ни от положения наблюдателя.

Следующим этапом в исследовании вопроса пространства и времени были предложения Лоренца, показавшие, что быстродвижущиеся тела несколько изменяют (уменьшается) свои размеры. Но это предложение – сокращение Лоренца не решало многих вопросов, появившихся у физиков в связи с полученными новыми результатами.

Исследование А. Эйнштейна в области понятия одновременности события привели его к следующим заключениям. Поскольку скорость света ограничена и при этом является максимальной, то понятие одновременности протекания событий одновременно лишено физического смысла. Каждая система отсчета имеет свое время и следствием этого утверждения является новое понятие «релятивизация времени».

Время и движение тел в пространстве, по Эйнштейну, связаны друг с другом и сравнение можно проводить, учитывая систему отсчета. На основании полученных результатов расчета Эйнштейн разработал «Специальный принцип относительности». Согласно этому принципу во всех системах отсчета, движущихся по отношению друг к другу прямолинейно и равномерно, действуют одни и те же законы природы. При переходе от одной системы отсчета к другой, пространственные и временные координаты преобразуются в соответствии с особыми уравнениями, которые называются преобразованиями Лоренца. Основной вывод из принципа относительности можно сформулировать так: События, протекающие одновременно для одного наблюдателя будут не одновременны для другого наблюдателя.