Свойства пространства и времени с точки зрения современной науки

                                    Контрольная работа по дисциплине КС

                                                              по теме:

«СВОЙСТВА ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ                         

                                                          СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ»

                                                     СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………………..3

Сущностные характеристики пространства и времени с позиции

современного научного познания……………………………………………….4

Межнаучный характер пространственно-временных представлений

в современной науке……………………………………………………………...7

Значение понятий пространства и времени не только для естественных,

но и для гуманитарных наук……………………………………………………10

Заключение………………………………………………………………………13

Список литературы……………………………………………………………...14

СУЩНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ С ПОЗИЦИИ СОВРЕМЕННОГО НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ.

     Пространство и время, всеобщие формы существования материи. Пространство и время не существуют вне материи и независимо от неё.

     Пространственными характеристиками являются положения относительно других тел (координаты тел), расстояния между ними, углы между различными пространственными направлениями (отдельные объекты характеризуются протяжённостью и формой, которые определяются расстояниями между частями объекта и их ориентацией). Временные характеристики – «моменты», в которые происходят явления, продолжительности (длительности) процессов. Отношения  между этими пространственными и временными величинами называются метрическими. Существуют также и топологические характеристики пространства и времени – «соприкосновение» различных объектов, число направлений. С чисто пространственными отношениями имеют дело лишь в том случае, когда можно отвлечься от свойств и движения тел и их частей; с чисто временными – в случае, когда можно отвлечься от многообразия сосуществующих объектов.

     Однако в реальной действительности пространственные и временные отношения связаны друг с другом. Их непосредственное единство выступает в движении материи; простейшая форма движения – перемещение – характеризуется величинами, которые представляют собой различные отношения пространства и времени (скорость, ускорение) и изучаются кинематикой. Современная физика обнаружила более глубокое единство пространства и времени, выражающееся в совместном закономерном изменении пространственно-временных характеристик систем в зависимости от движения последних, а также в зависимости этих характеристик от концентрации масс в окружающей среде.

     Пространственно-временные отношения подчиняются не только общим закономерностям, но и специфическим, характерным для объектов того или иного класса, поскольку эти отношения определяются структурой материального объекта и его внутренними взаимодействиями. Поэтому такие характеристики, как размеры объекта и его форма, время жизни, ритмы процессов, типы симметрии, являются существенными параметрами объекта данного типа, зависящими также от условий, в которых он существует. Особенно специфичны пространственные и временные отношения в таких сложных развивающихся объектах, как организм или общество. В этом смысле можно говорить об индивидуальных пространстве и времени таких объектов (например, о биологическом и социальном времени).

                                                                    4

     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 течёт из прошлого через настоящее к будущему. Нельзя возвратиться назад в какую-либо точку времени, но нельзя и перескочить через какой-либо временный 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. Более прав, поэтому Г. Рейхенбах, который пишет: «Не только временный порядок, но и объединенный пространственно-временной порядок раскрываются как упорядочивающая схема, управляющая причинными цепями, и, таким образом, как выражение каузальной структуры Вселенной».

     Необратимость времени в макроскопических процессах находит своё воплощение в законе возрастания энтропии. В обратимых процессах энтропия (мера внутренней неупорядоченности системы) остаётся постоянной, в необратимых – возрастает. Реальные же процессы всегда необратимы. В замкнутой системе максимально возможная энтропия соответствует наступлению в ней теплового равновесия: разности температур в отдельных частях системы исчезают и макроскопические процессы становятся невозможными. Вся присущая системе энергия превращается в энергию неупорядоченного, хаотического движения микрочастиц, и обратный переход тепла в работу невозможен.

      Пространство обладает свойством однородности и изотропности, а время – однородности. Однородность пространства заключается в равноправии всех его точек, а изотропность – в равноправии всех направлений. Во времени все точки равноправны, не существует преимущественной точки отсчёта, любую можно принимать за начальную.

     Указанные свойства пространства и времени связаны с главными законами физики – законами сохранения. Если свойства системы не меняются от преобразования переменных, то ей соответствует определённый закон сохранения. Это – одно из существенных выражений симметрии в мире. Симметрии относительно сдвига времени (однородности времени) соответствует закон сохранения энергии; симметрии относительно пространственного сдвига (однородности пространства) – закон сохранения импульса; симметрии по отношению поворота координатных осей (изотропности пространства) – закон сохранения момента импульса, или углового момента. Из этих свойств вытекает и независимость пространственно-временного интервала, его инвариантность и абсолютность

по отношению ко всем системам отсчёта.

                                                                 5

     В современной науке используются понятия биологического, психологического и социального пространства и времени. Эти понятия введены в связи с особенностями проявления пространственно-временных свойств нефизических объектов. Метрические (количественные) и топологические (качественные) свойства пространства и времени в таких объектах могут быть существенно отличны.

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

     Пространство и время как всеобщие и необходимые формы бытия материи являются фундаментальными категориями в современной физике и других науках. Физические, химические и другие величины непосредственно или опосредованно связаны с измерением длин и длительностей, то есть пространственно-временных характеристик объектов. Поэтому расширение и углубление знаний о мире связано с соответствующими учениями о пространстве и времени.

                                                                    6

МЕЖНАУЧНЫЙ ХАРАКТЕР ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ В СОВРЕМЕННОЙ НАУКЕ.

          Любое движение предполагает так или иначе понимаемое изменение положения в пространстве, осуществляющееся в так или иначе понимаемом времени. Несмотря на кажущуюся очевидность понятий пространства и времени, они принадлежат к числу не только фундаментальных, но и одних из самых сложных характеристик материй. Наука 20 века наполнила данные понятия столь неоднозначным содержанием, что они нередко становились предметом самых ожесточённых философских дискуссий. В чём же причины и смысл пристального внимания к этим категориям?

     Самое общее понимание пространства и времени опирается на наш непосредственный эмпирический опыт. Понятие пространства возникает как из характеристики отдельно взятого тела, так и из факта внеположености множества сосуществующих объектов, имеющих разное пространственное положение. Существующее определение пространства таково: оно есть форма бытия материи, характеризуемая такими свойствами, как протяжённость, структурность, сосуществование и взаимодействие. Понятие времени также возникает как из сравнения различных состояний одного и того же объекта, который в результате длительности своего существования неизбежно меняет свои свойства, так и из факта сменяющейся последовательности разных объектов в одном и том же месте. Время, таким образом, тоже есть форма бытия материи, характеризуемая такими свойствами изменения и развития систем, как длительность, последовательность смены состояний. Понятия пространства и времени соотносительны: в понятии пространства отражается координация различных внеположных друг другу в один и тот же момент времени, а в понятии времени отражается координация сменяющих друг друга объектов в одном и том же месте пространства.

     В чём же состояло существо споров вокруг этих понятий?

     Если отвлечься от многообразных толкований пространства и времени на протяжении всей культурной эволюции человечества, а обратиться только к истории  естествознания, то можно будет выделить такие противоположные концепции – субстацианальную и реляционную. Согласно первой из них, сложившейся в русле классической механики Ньютона, существуют независимые от материи абсолютные пространство и время, в которых осуществляются уже собственно материальные события и процессы. Абсолютные пространство и время – это чистая протяжённость и чистая длительность, в которые помещены материальные объекты, они неизменны и постоянны. Можно убрать из пространства все тела, и всё же пространство останется, а свойства его сохранятся. То же и со временем: оно течёт во всей

                                                                   7

      Вселенной одинаково, и это течение ни от чего не зависит; время – это чистая длительность, непрерывный мировой поток, постоянная космическая шкала для измерения всех конкретных движений.

     Вторая концепция, зародившись в недрах диалектической традиции, была отчетливо сформулирована в диалектическом материализме, а затем окончательно подтверждена теорией относительности Эйнштейна и всем дальнейшим ходом развития науки. Философский смысл реляционной концепции состоит в том, что пространство и время здесь мыслятся здесь не как особые отдельные от материи сущности, а как формы существования материи. Из такого понимания следует, что пространство и время, во-первых, суть объективные свойства материи и, во-вторых, как таковые всеобщи. Наряду с общими свойствами пространства и времени каждому из них присущи и качественно специфические свойства. Для пространства таковыми будут: трехмерность, симметрия и асимметрия, формы и размеры, местоположение, расстояние между телами, распределение веществ и поля. Специфические же свойства времени иные, а именно одномерность, асимметричность, необратимость, то есть направленность всегда от прошлого к будущему, ритм процессов, скорость изменения состояния.

     Философское понимание пространства и времени требует их рассмотрения в единстве с движением и материей.

     Идея абсолютности пространства и времени соответствовала определенной физической картине мира: система взглядов на материю как на совокупность атомов, обладающих неизменным объемом и инертностью (массой)  и действующих друг на друга мгновенно либо на расстоянии, либо при соприкосновении. Изменение  физической картины мира изменило и воззрение на пространство и время. Открытие электромагнитного поля и опровержение теории мгновенного дальнодействия вскрыли несостоятельность классической картины мира, а значит, и несостоятельность концепции  пространства и времени.

     Пространство и время обусловлены материей как форма своим содержанием, и потому каждый уровень движения материи обладает своей пространственно-временной структурой. Пространственная организация кристалла иная, чем форма «простирания» цветущей розы. Живые структуры так же обладают особенными свойствами пространства и времени- их геометрия усложняется, изменяется и ритм времени. Здесь мы сталкиваемся с биологической  характеристикой времени и пространства: все организмы имеют свои биологические часы. Свою особенную структуру имеет и время исторических событий, субъекты которых овладевают временем и пространством, организуя эти события, а кроме того, переживая их. Стало быть, историческое время- это уже иная характеристика времени по сравнению с физическим временем, скажем, движения небесных светил. Когда мы

                                                                     8

говорим, что время ускоряет свой бег, то имеем в виду, что события текут быстрее, то есть увеличивается интенсивность всех форм социальной жизнедеятельности. Социально-историческое время исчисляется поколениями, веками, тысячелетиями. Его особенным свойством является то, что исторические события хранятся  в памяти человечества. В нем за точку отчета может быть взяты те или иные социальные события, даже легенды. Проблемы времени в литературном творчестве также принадлежат специальному изучению. К примеру, выясняется соотношение временных отрезков межличностных отношениях героев ил ив их биографии. Единство художественного времени с художественным пространством носит название «хронотопа». Существует и психологическое время, связанное с его субъективным переживанием. Так, напряженное ожидание «растягивает»,а переживание удовольствия, радости «сокращает» время, делает его «уплотненным», время как бы «съеживается».

     Итак, относительность времени и пространства, их связь с качественным материальным наполнением той структуры, от которой они существенным образом зависят, сегодня перешагнуло границы теоретической физики и используется практически во всех областях человеческого знания.