Развитие взглядов на пространство

Содержание

 

Введение…………………………………………………………………….2

 

Значение понятий пространства и времени для научного познания…..3

 

Развитие взглядов на пространство и время от античности до Ньютона ………………………………………………………………………….…..10

 

Познание пространства и времени в классической науке…..….……..14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

В обыденной жизни  мы постоянно сталкиваемся с понятием пространства и времени, для нас  это нечто привычное, известное  и даже к какой-то мере очевидное. Однако в истории философии и  естествознания напряженно обсуждались сложные вопросы, которые возникали вместе с попытками понять значение этих понятий.

 

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.

 

Диалектический материализм  исходит из того, что в мире нет  ничего, кроме движущейся материи, и движущаяся материя не может двигаться иначе, как в пространстве и во времени. Пространство и время здесь выступают в качестве фундаментальных форм существования материи. Классическая физика рассматривала пространственно - временной континуум как универсальную арену динамики физических объектов. В прошлом веке представители неклассической физики (физики элементарных частиц, квантовой физики и др.) выдвинули новые представления о пространстве и времени, неразрывно связав эти категории между собой. Возникли самые разные концепции: согласно одним, в мире вообще ничего нет, кроме пустого искривленного пространства, а физические объекты являются только проявлениями этого пространства. Другие концепции утверждают, что пространство и время присущи лишь макроскопическим объектам. Наряду с интерпретацией времени – пространства философией физики существуют многочисленные теории философов, придерживающихся идеалистических взглядов, так Анри Бергсон утверждал, что время может быть познано только нерациональной интуицией, а научные концепции, представляющие время, как имеющее какое-либо направление, неверно интерпретируют реальность.

 

Основной целью работы является изучение понятий «время»  и «пространство»: значение, развитие, научная значимость.

 

 

1.Значение понятий пространства и времени для научного познания

 

Простра́нство-вре́мя —  физическая модель, дополняющая пространство временны́м измерением и, таким образом, создающая новую теоретико-физическую конструкцию, которая называется пространственно-временным континуумом. В соответствии с теорией относительности, Вселенная имеет три пространственных измерения и одно временное измерение.

 

Пространство и время  представляют собой формы, выражающие определенные способы координации  материальных объектов и их состояний. Содержанием этих форм является движущаяся материя, материальные процессы, и именно особенности и характер последних должны определять их основные свойства. В этом отношении диалектика нацеливала науку на поиски зависимости между определенными свойствами пространства и времени и сопутствующими материальными процессами, которые их определяют. Кроме того, наличие у пространства и времени единого содержания — движущейся материи — указывает и на взаимосвязь между самим пространством и временем, на невозможность их существования абсолютно независимо друг от друга.

 

Вре́мя – мера существования  материальных живых существ, неживой  материи и взаимоотношений между  ними. Термином «время» обозначают также совокупность эффектов производимых Законом Причинности (Каузальности), объективно действующим в нашем мире. Суть этих эффектов заключается в изменении Будущего (следствия) относительно Прошлого (причины).

 

1. Одна из форм (наряду  с пространством) существования  бесконечно развивающейся материи  - последовательная смена её явлений и состояний. Вне времени и пространства нет движения материи.

 

2. Продолжительность,  длительность чего-либо, измеряемая  секундами, минутами, часами.

 

3. Промежуток той или  иной длительности, в который  совершается что-либо, последовательная смена часов, дней, лет.

 

Время — одно из основных понятий физики и философии, одна из координат пространства-времени, вдоль которой протянуты мировые  линии физических тел, а также  сознание. В классической физике, время  — непрерывная величина, априорная характеристика мира, ничем не определяемая. В качестве основы измерения просто берётся некая последовательность событий, про которую считается несомненно верным, что она происходит через равные промежутки времени, то есть периодична. Именно на этом принципе и основаны часы. Такая же роль времени и в квантовой механике: несмотря на квантование почти всех величин, время осталось внешним, неквантованным параметром. В обоих случаях «скорость течения времени» не может ни от чего зависеть, а потому тавтологически равна константе.

 

В специальной теории относительности ситуация кардинально  меняется. Время рассматривается  как часть единого пространства-времени, и, значит, может меняться при его  преобразованиях. Можно сказать, что  время становится четвёртой координатой, правда, в отличие от пространственных координат, она обладает противоположной сигнатурой. «Скорость течения времени» становится понятием «субъективным», зависящим от системы отсчёта. Ситуация усложняется в общей теории относительности, где «скорость течения времени» зависит также и от близости к гравитирующим телам.

 

С современной точки  зрения различие между прошлым и  будущим является принципиальным. Информация переносится из прошлого в будущее, но не наоборот.

 

Простра́нство — слово  используемое в многочисленных сложных терминах в таких разделах, как философия, математика и физика.

 

1. Одна из форм (наряду  со временем) существования бесконечно  развивающейся материи, характеризующаяся  протяжённостью и объёмом. Вне  времени и пространства нет движения материи.

 

2. Протяжённость, место,  не ограниченное видимыми пределами. 

 

3. Промежуток между  чем-либо, место, где что-н. вмещается.  На уровне повседневного восприятия  пространство интуитивно понимается  как арена действий, общий контейнер  для всех объектов, геометрическая сущность некоторой системы. Например, космос часто называют также космическим пространством.

 

В математике слово «пространство» употребляется в большом наборе сложных терминов.

 

Грубо говоря, пространство есть множество с некоторой дополнительной структурой. В зависимости от этой дополнительной структуры элементы пространства могут называться «точками», «векторами», «событиями» и т. п. Подмножество пространства называется «подпространством» если структура пространства индуцирует на этом подмножестве структуру такого же типа (точное определение зависит от типа пространства).

 

 В физике пространством  называют ту «арену действий»,  на которой разворачиваются физические  процессы и явления и которую  мы субъективно ощущаем как  «вместилище предметов».

 

В физике часто используются многомерные пространства — например, фазовое пространство, в котором  состояние сложной системы объектов представляется одной точкой. Такие  пространства — не более чем абстракции, предназначенные для постановки и решения вполне «земных» задач в обыкновенном трёхмерном пространстве.В теории относительности пространство оказывается одним из проявлений единого пространства-времени, и деление отдельно на пространство и время становится зависящим от конкретной системы отсчёта.

 

В большинстве разделов физики сами свойства физического пространства (размерность, неограниченность и т. п.) никак не зависят от присутствия  или отсутствия материальных тел. В  общей теории относительности оказывается, что материальные тела модифицируют свойства пространства, а точнее, пространства-времени, «искривляют» пространство-время.

 

 В современной науке  используются понятия «биологическое»,  «психологическое» и «социальное»  пространство и время. Эти понятия  введены в связи с особенностями  проявления пространственно-временных свойств нефизических объектов. Биологическое пространство и время характеризуют особенности пространственно-временных параметров органической материи: биологическое бытие человеческого индивида, смена видов растительных и животных организмов, их жизнь и смерть. Одним из первых проблему биологического пространства и времени начал анализировать В. И. Вернадский. Специфику биологического пространства он связывал с важнейшим отличительным признаком живого — наличием асимметричности пространственной структуры органических молекул.

 

Прежде всего, пространство и время объективны и реальны. Пространство и время являются также  универсальными, всеобщими формами  бытия материи. Нет явлений, событий, предметов, которые существовали бы вне пространства или вне времени. У Гегеля высшей реальностью является абсолютная идея, или абсолютный дух, который существует вне пространства и вне времени. Только производная от абсолютной идеи природа развертывается в пространстве.

 

Общие свойства, характеризующие пространство и вермя, вытекают из их характеристик как основных, коренных форм существования материи. К свойствам пространства относятся протяженность, однородность и изотропность, трехмерность. Время обычно характеризуется такими свойствами, как длительность, одномерность, необратимость, однородность.

 

Что касается таких свойств, как длительность времени и протяженность  пространства, то их трудно называть свойствами, поскольку они совпадают с  самой сущностью пространства и  времени. Ведь протяженность и проявляется в способности тел существовать одно подле другого, а длительность в способности существовать одно после другого, что и выражает сущность пространства и времени как форм существования материи.

 

К наиболее характерным  свойствам пространства относится его трехмерность. Положение любого объекта может быть определено с помощью трех независимых величин. Время одномерно, ибо для фиксации положения события во времени достаточно одной величины. Под заданием положения события, объекта в пространстве или времени имеется в виду определение его координат по отношению к другим событиям и объектам. Факт трехмерности реального физического пространства не противоречит существованию в науке понятия многомерного пространства с любым числом измерений. Понятие многомерного пространства является чисто математическим понятием, которое может быть использовано для описания взаимосвязи различного рода физических величин, характеризующих реальные процессы. Если же речь идет о фиксации события в реальном физическом пространстве, то при использовании любой системы координат трех измерений всегда будет достаточно. И хотя до сих пор вопрос об обосновании трехмерности пространства является открытым вопросом, решение его должно лежать в установлении связи трехмерности с фундаментальными физическими процессами.

 

К специфическим свойством  пространства относятся однородность и изотропность. Однородность пространства означает отсутствие в нем каких-либо выделенных точек, а изотропность —  равноправность всех возможных направлений. В отличие от пространства время обладает только свойством однородности, заключающимся в равноправии всех его моментов. Свойства однородности пространства и времени и изотропности пространства теснейшим образом связаны с фундаментальными физическими законами, и прежде всего с законами сохранения. Они и лежат в основании самого принципа физической относительности.

 

Особо следует сказать  о структуре микропространства  и мега-пространства. Микропространство  является квантованным, ему присуща  ячеистая структура. Специфика микропространства связана и с существованием виртуальных частиц, взаимным превращением элементарных частиц, их аннигиляцией. В микромире действует больше, чем в макромире, законов сохранения. Одна и та же элементарная частица может подчиняться нескольким законам сохранения.

 

В мегамире метрические  свойства пространства зависят от распределения  полей тяготения. Чем больше поле тяготения, тем сильнее сокращается  протяженность пространственных объектов. При этом пространство, как уже  отмечалось выше, оказывается не плоским, а приобретает кривизну. Кривизна пространства увеличивается по мере приближения к областям с повышенной плотностью материи.

 

Характерным специфическим  свойством времени является его  необратимость, которая проявляется  в невозможности возврата в прошлое. Время течет от прошлого через настоящее к будущему, и обратное течение его невозможно. Необратимость времени связана с необратимостью протекания фундаментальных материальных процессов. Некоторые философы усматривают связь необратимости времени с необратимостью термодинамических процессов и с действием закона возрастания энтропии. В микрофизике необратимость времени связывается с характером законов квантовой механики. Существуют также космологические подходы к обоснованию необратимости времени. Наиболее широкое распространение получила причинная концепция времени; ее сторонники считают, что при обратном течении времени причинная связь оказывалась бы невозможной.

 

Специфично проявление времени и пространства в микромире, живой природе, в социальной действительности, в связи с чем специально анализируется биологическое время, психологическое время, социальное пространство-время и другие виды времени и пространств.

 

Психологическое время  связано с восприятием и переживанием времени индивидом: время то «бежит», то «замедляется», что зависит от тех или иных конкретных ситуаций (одно дело, когда мы кого-то с нетерпением ожидаемой другое, когда заняты чем-то интересным); в детстве нам кажется, что время течет медленно, а в зрелом возрасте — что оно ускорило свой бег. Это субъективное чувство времени, и оно лишь в целом соответствует реально-физическому времени. Как отмечают специалисты, психологическое время включает: оценки одновременности, последовательности, длительности, скорости протекания различных событий жизни, их принадлежности к настоящему, удаленности в прошлое и будущее, переживания сжатости и растянутости, прерывности и непрерывности, ограниченности и беспредельности времени, осознание возраста, возрастных этапов, представления о вероятной продолжительности жизни, о смерти и бессмертии, об исторической связи собственной жизни с жизнью предшествующих и последующих поколений и т.п. Так или иначе, но психологическое время своеобразно в сравнении с физическим временем, хотя по многим направлениям и определяется им.