Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Пространство и время. Современные научные представления о пространстве и времени




 

О том, что такое пространство и время, люди задумывались ещё в глубокой древности. В наиболее отчетливой форме представления о пространстве и времени сложились в виде двух противоположных концепций, названных впоследствии концепциями Демокрита/Ньютона и Аристотеля/Лейбница, или субстанциональной и реляционной.

Первая концепция допускала существование пространства как некой пустоты, не связанной с материальными предметами. При этом считалось также, что время представляет собой самостоятельную сущность, не связанную с материей и пространством.

Наоборот, с точки зрения второй концепции, не мыслились пространство и время, оторванные от вещей. В науке до конца ХIХ и начала ХХ в. господствовала первая концепция.

Древнегреческие философы Демокрит, Эпикур, Лукреций Кар и другие пришли к пониманию пространства как пустоты, исходя из своего атомистического учения. Они считали, что для существования и движения атомов требуется пустота – некое вместилище, где атомы, сочетаясь различным образом в движении, образуют многообразие тел.

С развитием классической физики идеи Демокрита о сущности пространства и времени были развиты в трудах Бруно, Галилея, Декарта и других. Особенно большой вклад в этом отношении был сделан Ньютоном, искавшим при создании классической механики универсальную систему отсчета, относительно которой происходит механическое движение тел. В качестве такой универсальной системы Ньютон и выбрал пространство.

По Ньютону, пространство суть пустое абсолютное вместилище, в котором располагаются все тела как нечто внешнее по отношению к нему. Все тела обладают протяженностью независимо от существования других тел. Ньютон полагал, что пространство трехмерно, непрерывно, однородно и изотропно. Его различные части ничем не отличаются друг от друга, и, значит, пространственные отношения были всюду одними и теми же и описывались единой геометрией – геометрией Эвклида. Время суть чистая длительность, присущая любому единичному явлению самому по себе. Оно также абсолютно.

Абсолютность пространства и времени Ньютоном понималась в двух различных, хотя и взаимосвязанных, аспектах. Во-первых, «абсолютным пространством» Ньютон называл пустое и неподвижное по отношению к материи пространство (некое вместилище тел), с которым связывалась привилегированная система координат. Во-вторых, термин абсолютности употребляется для характеристики инвариантности, т.е. неизменности длин отрезков в любых системах отсчёта.

Аналогично понятие «абсолютное время» характеризовало его, с одной стороны, как чистую длительность, с другой стороны, как неизменность (инвариантность) временных интервалов в любых системах отсчета. Это означало, что всюду в пространстве существует единое «мировое» время, не зависящее от выбора системы координат и взаимного движения тел.

Эти представления о пространстве и времени вполне удовлетворяли потребностям классической физики, так как была найдена универсальная система отсчета, относительно которой совершалось любое механическое движение, - абсолютное пространство.

Однако, с одной стороны, Ньютон считает пространство бесконечным, а с другой – приписывает пространству неподвижность, неизменность и, стало быть, определённость.

Ньютон разграничил абсолютное и относительное пространство, время, место и движение.

1. Абсолютное, истинное математическое время само по себе и по самой своей сущности, безо всякого отношения к чему-либо внешнему. Протекает равномерно и иначе называется длительностью. Относительное, кажущееся, или обыденное время есть или точная, или изменчивая, постигаемая чувствами, внешняя, совершаемая при посредстве какого-либо движения мера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни вместо истинного математического времени, как то: час, день, месяц, год.

2. Место есть часть пространства, занимаемая телом, и по отношению к пространству бывает или абсолютным, или относительным…

3. Абсолютное движение есть перемещение тела из одного абсолютного места в другое, относительное – из относительного в относительное же.

Если можно так выразиться, у Ньютона абсолютное пространство было синонимом присутствия, - но не присутствия материи, а присутствия чего-то высшего, некоторого метафизического (сверхфизического) начала, которое и делает возможным тяготение как действие на расстоянии.

Абсолютное пространство и время у Ньютона необходимы для определения важнейшего понятия его физики – понятия силы. Сила в научной программе Ньютона есть причина реального движения, а не движения, так сказать, математического. А реальное движение – это движение в абсолютном пространстве. Иными словами, ньютоново понятие силы не является функциональным, а остаётся, так сказать, субстанциональным. То тело, которое движется в абсолютном пространстве, т.е. для которого абсолютное пространство является системой координат, обладает абсолютным движением, и соответственно изменение состояния такого тела требует приложения силы. Ньютон писал, что «истинно абсолютное движение не может ни произойти, не измениться иначе, как от действия сил, приложенных непосредственно к самому движущемуся телу, когда как относительное движение тела может быть и произведено и изменено без приложения сил к этому телу; достаточно, чтобы силы были приложены к тем телам, по отношению к которым это движение определяется».

Отсюда очевидно, что мы не можем судить, какого рода движением наделено тело – абсолютным или относительным, ибо у нас нет средств определить, в каком пространстве оно движется: ведь абсолютное пространство мы чувственно воспринимать не можем. Однако тут, по убеждению Ньютона, есть одно исключение: вращательное движение, проявления которого позволяют судить о том, прилагается ли реальная сила к данному телу или нет. «Проявления, которыми различаются абсолютное и относительное движения, состоят в силах стремления удалиться от оси вращательного движения, ибо в чисто относительном вращательном движении эти силы равны нулю, в истинном же и абсолютном они больше и меньше, сообразно количеству движения». Для подтверждения своей мысли Ньютон приводит знаменитый пример с ведром, наполненным водой, которое подвешено на веревке и с её помощью приведено во вращательное движение.

Вначале, хотя ведро вращается вокруг своей оси, вода в нём сохраняет плоскую поверхность, и это означает, по Ньютону, что она движется относительно – в данном случае относительно стенок сосуда. Но затем постепенно поверхность воды принимает форму воронки, и в этот момент она начинает двигаться абсолютным движением, о чем свидетельствует стремление воды удалиться от оси вращения. В этот момент, подчеркивает Ньютон, вода устанавливается неподвижно в отношении стенок ведра, зато движется в абсолютном пространстве.

Однако нельзя не отметить одного существенного противоречия, связанного с понятием абсолютного пространства Ньютона. В самом деле, если это пространство бесконечно, то в нём не может быть центра: понятие центра предполагает как угодно большое, но конечное тело. Сам Ньютон не замечал этого противоречия, но, как можно видеть в его «Системе мира», изложенное в третьей части «Начал», он реально имеет дело не с бесконечно большим пространством, а с тем пространством, которое простирается вплоть до неподвижных звезд. Более того, космическая механика Ньютона, в сущности, есть динамика Солнечной системы, и именно в ней ищет Ньютон центр мира.

Создание новой научной картины мира в начале ХХ века изменило научные и философские представления о пространстве и времени. Были заложены научные принципы релятивистской теории пространства и времени. В общефилософском смысле эта проблема была решена ещё в немецкой философии ХIХ века. Но научное обоснование она получила только с открытием теории относительности, которая подтвердила неразрывную связь пространства и времени с движущейся материей. В реальном физическом мире пространство и время изменяются при переходе от одной системы отсчёта к другой. Только тогда, когда скорости движения малы по отношению к скорости света, можно приблизительно считать, что размеры тел и ход времени остаются одними и теми же. При увеличении относительной скорости движения системы отсчёта пространственные интервалы сокращаются, а временные растягиваются. Теория относительности выявила глубокую связь между пространством и временем. Пространство и время определяются состоянием движущейся материи.

На данном этапе развития философии физики проводится последовательно материалистический взгляд на основные формы существования материи – пространство и время. На основании достижений науки и практики доказано, что пространство и время это объективные формы бытия материи, существующие вне и независимо от человека и его сознания.

В отличие от механицистов, рассматривающих пространство как неподвижное, независимое от материи вместилище, диалектический материализм показывает зависимость свойств пространства и времени от движущейся материи. В науке эта идея связана с именем Н.И.Лобачевского. Он впервые в истории науки высказал мысль о существовании зависимости между геометрическими свойствами пространства и характером движения материальных объектов.

Современная наука и философия отвергают метафизическую трактовку пространства, согласно которой Вселенная характеризуется однотипными пространственно-временными отношениями. Единство мира не следует понимать как единообразие его строения. Напротив, единство мира предполагает его неисчерпаемость как в отношении пространственных и временных форм, так и в отношении законов движения материи.

Пространство и время обладают определёнными свойствами. К всеобщим свойствам пространства и времени относятся: объективность и независимость от сознания человека; абсолютность в качестве атрибутов материи; неразрывная связь друг с другом и с движением материи; зависимость от структурных отношений и процессов развития в материальных системах; единство прерывного и непрерывного в их структуре; количественная и качественная бесконечность.

Пространство и время по своей природе бесконечны и конечны. Бесконечность пространства складывается из конечных протяжённостей отдельных материальных объектов, а бесконечность времени – из конечной длительности отдельных материальных процессов.

Пространство и время представляют собой единство прерывности непрерывности. Противоречивость пространства связана с наличием его протяженности и структурности, а противоречивость времени – с бесконечной длительностью и сменой моментов. Философское понимание сущности пространства и времени заключается в признании того, что пространство и время являются основными объективно-реальными формами бытия движущейся материи и в то же время обладают своими специфическими свойствами.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 2418; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.014 сек.