Развитие взглядов на пространство и время в истории науки

    Оглавление  

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

1. Сущность пространства и времени для научного познания…………4
2. Взгляды на пространство и время от античности до Ньютона… …..11
3. Познание пространства и времени в классической науке…………...14

Заключение…………………………………………………………………18

Список используемой литературы………………………………… …….20 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    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 Сущность пространства и времени для научного познания

    Пространство - время - физическая модель, дополняющая пространство временным 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 измерение¹.

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

    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.

    Время – мера существования материальных живых существ, неживой материи и взаимоотношений между ними. Термином «время» обозначают также совокупность эффектов производимых Законом Причинности, 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.

    Пространство — слово, используемое в многочисленных сложных терминах в таких разделах, как философия, математика и физика².

    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-нибудь вмещается. На уровне повседневного восприятия пространство интуитивно понимается как арена действий, общий контейнер для всех объектов, геометрическая сущность некоторой системы.

    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). Понятия Пространство и время являются необходимой составной частью картины мира в целом, поэтому входят в предмет философии. Учение о Пространстве и времени углубляется и развивается вместе с развитием естествознания и прежде всего физики. Из остальных наук о природе значительную роль в прогрессе учения о Пространстве и времени сыграла астрономия и в особенности космология.

    Развитие  физики, геометрии и астрономии в 20 в. подтвердило правильность положений диалектического материализма о Пространстве и времени. В свою очередь диалектико-материалистическая концепция Пространства и времени позволяет дать правильную интерпретацию современной физической теории Пространства и времени, вскрыть неудовлетворительность как субъективистского ее понимания, так и попыток «развить» её, отрывая Пространство и время от материи.

    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.

    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 Пространствах и времени таких объектов (например, о биологическом или социальном времени).

    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 время, 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.