Реферат: Время и пространство в философии - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Время и пространство в философии

Банк рефератов / Философия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 53 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

21 Минист ерство образования Российской Федерации “МАТИ” – Российский Го сударственный Технологический Университет им . К.Э . Циолковского кафедра “Про изводственный Менеджмент” Реферат по дисциплине : Философия на тему : Время и пространство в философии . Выполнил аспирант : Петросян А.А . г . Москва 2002 г. Оглавление Вв едение 3 Ра звитие представлений о пространстве – времен и до 20-го века. 4 По нятие пространства и времени в античной ф илософии. 4 Ра звитие представлений о пространстве и времени в классической физике. 5 Со временные представления о природе пространства и времени. 8 Сп ециальная теория относительности. 8 Пр остранство и время в общей теории относит ельности и в релятивистской космологии. 14 Пр остранство и время на уровне микромира. 18 За ключение. 21 ЛИ ТЕРА ТУРА. 22 В ВЕДЕНИЕ Прошло более 2500 лет с той по ры , как было положено начало осмыслению вр емени и пространства , тем не менее , и и нтерес к проблеме и споры философов , физиков и представителей других наук вокру г определения природы пространства и времени нисколько не снижаются . Значительный интерес к проблеме пространства и времени естест венен и закономерен , влияния данных факторов н а все аспекты деятельности че ловека нельзя переоценить . Понятие пространства - времени является важнейшим и самым загадоч ным свойством Природы или , по крайней мере , человеческой природы . Представление о простр анстве времени подавляет наше воображение . Не да р ом попытки философов античности , схоластов средневековья и современных ученых , владеющих знанием наук и опытом их и стории , понять сущность времени – пространст ва не дали однозначных ответов на поставл енные вопросы. Диалектический материализм и сходит из того , что "в мире нет н ичего , кроме движущейся материи , и движущаяся материя не может двигаться иначе , как в пространстве и во времени ". Пространство и время , здесь выступают в качестве ф ундаментальных форм существования материи . Класси ческая физика рассматривала пространстве нно - временной континуум как универсальную ар ену динамики физических объектов . В прошлом веке представители неклассической физики (физи ки элементарных частиц , квантовой физики и др .) выдвинули новые представления о п ространстве и времени , неразрывно связав эти категории между собой . Возникли самые разные концепции : согласно одним , в мире вообще ничего нет , кроме пустого искри вленного пространства , а физические объекты я вляются только проявлениями этого про с транства . Другие концепции утверждают , что пространство и время присущи лишь макро скопическим объектам . Наряду с интерпретацией времени – пространства философией физики су ществуют многочисленные теории философов , придерж ивающихся идеалистических взгляд о в , т ак Анри Бергсон утверждал , что время может быть познано только нерациональной интуицией , а научные концепции , представляющие время , как имеющее какое-либо направление , неверно интерпретируют реальность . Начинать исследование целесообразно с п ре дставлений античной натурфилософии , анализи руя затем весь процесс развития пространствен но - временных представлений вплоть до наших дней . РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О П РОСТРАНСТВЕ – ВРЕМЕНИ ДО НАЧАЛА 20-ГО ВЕКА. П онятие пространства и времени в антич ной философии. Понятие времени возникло на основе восприятия человеком смены событий , предоставленной смены состояний предметов и к руговорота различных процессов . Естественнонаучные представления о простра нстве и времени прошли длинный путь становления и развит ия . Самые первые из них возникли из оч евидного существования в природе и в перв ую очередь в макромире твердых физических тел , занимающих определенный объем . Рациональны е идеи , согласующиеся с сегодня ш ни ми представлениями о времени – пространстве можно найти в учениях почти всех ант ичных мыслителей . Так уже в учении Геракли та центральное место занимает идея всеобщего изменения – в ту же реку вступаем и не вступаем . В анализе античных доктр ин о простран с тве и времени о становимся на двух наиболее полно исследовавш их данный вопрос : атомизме Демокрита и си стеме Аристотеля . Атомистическая доктрина была развита мат ериалистами Древней Греции Левкиппом и Демокр итом и во многом предвосхитила фундаментальны е открытия ученных прошлого века . Соглас но , этой доктрины , всё природное многообразие состоит из мельчайших частичек материи ( атомов ), которые двигаются , сталкиваются и соч етаются в пустом пространстве . Атомы (бытие ) и пустота (небытие ) являются первона ч алами мира . Атомы не возникают и н е уничтожаются , их вечность проистекает из отсутствия начала у времени . Атомы двигаютс я в пустоте бесконечное время , которому с оответствует бесконечное время . По Демокриту атомы физически неделимы в силу плотности и отсутствия в них пустоты . Сама же концепция была основана на атомах , которые в сочетании с пустотой образуют всё содержание реального мира . В основе этих атомов лежат амеры (пространственный м инимум материи ). Отсутствие у амеров частей служит крите р ием математической не делимости . Атомы не распадаются на амеры , а последние не существуют в свободном сос тоянии . Это совпадает с представлениями совре менной физики о кварках . Характеризуя систему Демокрита как теорию структурных уровней материи - физичес к ого (атомы и п устота ) и математического (амеры ), мы сталкивае мся с двумя пространствами : непрерывное физи ческое пространство как вместилище и математи ческое пространство , основанное на амерах как масштабных единицах протяжения материи . В соответстви и с атомистической концеп цией пространства у Демокрита сложились предс тавления о природе времени и движения . В дальнейшем они были развиты Эпикуром в стройную систему . Эпикур рассматривал свойст ва механического движения исходя из дискретн ого характера п р остранства и врем ени . Например , свойство изотахии заключается в том , что все атомы движутся с одинако вой скоростью . На математическом уровне суть изотахии состоит в том , что в процесс е перемещения атомы проходят один атом пр остранства за один атом в р емени. Аристотель начинает анализ с общего вопроса о существовании времени , затем трансформирует его в вопрос о существовании делимого времени . Дальнейший анализ времени ведётся Аристотелем уже на физич еском уровне , где основное внимание он уд еляет в заимосвязи времени и движения . Аристотель показывает , что время немыслимо , не существует без движения , но оно не ес ть и само движение . В такой модели вре мени впервые реализована реляционная концепция . Измерить время и выбрать единицы его и змерения можно с помощью любого пе риодического движения , но , для того чтобы полученная величина была универсальной , необходим о использовать движение с максимальной скорос тью . В современной физике это скорость св ета , в античной и средневековой философии - скорость движ е ния небесной сферы. Пространс тво для Аристотеля выступает в качестве н екоего отношения предметов материального мира , оно понимается как объективная категория , к ак свойство природных вещей . Механика Аристот еля функционировала лишь в его модели ми ра . Она была построена на очевидных явлениях земного мира . Но это лишь один из уровней космоса Аристотеля . Его космолог ическая модель функционировала в неоднородном конечном пространстве , центр которого совпадал с центром Земли . Космос был разделен на два уров н я : земной и небесн ый . Земной уровень состоял из четырёх сти хий - земли , воды , воздуха и огня ; небесный - из эфирных тел , пребывающих в бесконечно м круговом движении . Аристотелю удалось созда ть самую совершенную , для своего времени м одель пространства – в ремени , просу ществовавшую более двух тысячелетий. Разви тие представлений о пространстве и времени в классической физике. Следующим значительным шагов в развитии представлений о природе пространств а и времени были работы представ ителе й классической физики . Как и для античных исследователей мира , для представителей клас сической физики основными были обыденные пред ставления о пространстве и времени как о каких-то внешних условиях бытия , в которы е помещена материя и которые сохранил и сь бы , если бы даже материя исчез ла . Такой взгляд позволил сформулировать конц епцию абсолютного пространства и времени , пол учившую свою наиболее отчетливую формулировку в работе И . Ньютона “Математические начала натуральной философии” . Этот труд более ч ем на два столетия определил разви тие всей естественнонаучной картины мира . В нем были сформулированы основные законы дв ижения и дано определение пространства , време ни , места и движения. Раскрывая сущность пространства и времени , Ньютон предл агает различать два вида понятий : абсолю тные (истинные , материалистические ) и относительные (кажущиеся , обыденные ) и дает им следующую типологическую характеристику : “Абсолютное , истинное , материалистическое вре мя само по себе и своей сущности , без всякого отношения к че му-либо внешнем у , протекает равномерно и иначе называется длительностью. Относительное , кажущееся , или обыденн ое , время есть или точная , или изменчивая , постигаемая чувствами внешняя мера продолжи тельности , употребляемая в обыденной жизни вм есто истинного математического времени , как то : час , день , месяц , год...”. Абсолютное пр остранство по своей сущности , не связано с объектами , помещенными в него , и безотнос ительно к чему бы то ни было внешнему , остается всегда одинаковым и неподвижным . Относительное пр остранство есть мера и ли какая-либо ограниченная подвижная часть , ко торая определяется нашими чувствами по положе нию его относительно некоторых тел , и кото рое в обыденной жизни принимается за прос транство неподвижное . Время и пространство со ставляют как б ы вместилища самих себя и всего существующего . При таком п онимании абсолютное пространство и время пред ставлялись некоторыми самодовлеющими элементами бытия , существующими вне и независимо от к аких-либо материальных процессов , как универсальны е условия , в к оторые помещена ма терия . У Ньютона абсолютное пространство и время являются ареной движения физических объектов. Этот взгляд близок к субстанциональному пониманию пространства и времени , хотя у Ньютона они и не являются настоящими субстанциями , как мате рия . Они обладают лишь одним признаком субстанции - абсолютной самостоятельностью существования и независимост ью от любых конкретных процессов . Но они не обладают другим важным качеством субс танции - способностью порождать различные тела , сохраняться в их основе при все х изменениях тел . Такую способность Ньютон признавал лишь за материей , которая рассмат ривалась как совокупность атомов . Правда , мате рия - тоже вторичная субстанция после Бога , который сотворил мир , пространство и время и привел их в движение. Бог , являя сь существом непространственным и вневременным , неподвластен времени , в котором все изменчи во и преходяще . Он вечен в своем беско нечном совершенстве и всемогуществе и являетс я подлинной сущностью всякого бытия . К нем у не применима категория вре м ени , Бог существует в вечности , которая являе тся атрибутом Бога . Чтобы полнее реализовать свою бесконечную мудрость и могущество , о н создал мир из ничего , творит материю , а вместе с ней пространство и время как условия бытия материи . Но когда-нибудь мир п олностью осуществит заложенны й в нем при творении божественный план развития и его существование прекратиться , а вместе с миром исчезнут пространство и время . И снова будет только вечность как атрибут Бога и его бесконечная вездес ущность . Подобные взгляды выражались е ще Платоном , Аврелием , Августином , Фомой Аквинс ким и их последователями. В этих воззрениях , даже с теологической точки зрения , содержаться глубокие противоречия . Ведь одно кратный акт творения мира и обреченность его на грядущую гибель не соотве тству ет бесконечному могуществу , совершенству и му дрости Бога . Этим божественным атрибутам боле е соответствовало бы бесконечное множество ак тов творения самых различных миров , последова тельно сменяющих друг друга в пространстве и времени . В каждом из них р еализовывалась бы определенная идея , данн ая этому миру Богом , а все множество э тих идей создавало бы бесконечное пространств о и время . Подобные идей , высказанные в общем виде еще александрийским теологом Ор игеном ( III в . н.э .) и объявленные вскоре ересью , в Новое время развивались в философии Лейбни ца , выдвинувшего идею о предустановленной гар монии в каждом из потенциально возможных миров . Лейбниц рассматривал пространство как порядок существования тел , а время - как по рядок отношения и последовательность с обытий . Это понимание составило сущность реляционной концепции пространства и времени , которая противостояла их пониманию как а бсолютных и независящих ни от чего реальн остей , подвластных только Богу. Наряду с объективными представлениями о пространстве – в ремени существовали и идеалистические концепции (Беркли , Мах , Ав енариус и др .), которые ставят пространство и время в зависимость от человеческого сознания , выводя их из способности человека переживать и упорядочивать события , располагать их одно после др у гого . Так , Кант рассматривал пространство и время как априорные (доопытные ) формы чувственного созе рцания , вечные категории сознания , аргументируя это ссылкой на стабильность геометрии Евкл ида в течение двух тысячелетий. После выхо да в свет "Начал " Ньюто на физика на чала активно развиваться , причём этот процесс происходил на основе механистического подход а . Однако , вскоре возникли разногласия между механикой и оптикой , которая не укладывалас ь в классические представления о движении тел . После того , как физики пришл и к выводу о волновой природе света в новь возникло понятие эфира - среды в кото рой свет распространяется . Каждая частица эфи ра могла быть представлена как источник в торичных волн , и можно было объяснить огро мную скорость света огромной т в ёр достью и упругостью частиц эфира . Иными сл овами эфир был материализацией Ньютоновского абсолютного пространства . Проблема п ространства и времени была тесно связана с концепциями близкодействия и дальнодействия . Дальнодействие мыслилось как мгновенное распространение гравитационных и электрических с ил через пустое абсолютное пространство , в котором силы находят свою конечную цель благодаря божественному проведению . Концепция ж е близкодействия (Декарт , Гюйгенс , Френель , Фара дей ) была связана с понимани е м пространства как протяженности вещества и эфира , в котором свет распространяется с к онечной скоростью в виде волн . Это привело в дальнейшем к понятию поля , от точки к точке которого и передавалось взаимоде йствие . Именно это понимание взаимодействия и пр о странства , развивавшееся в рам ках классической физике , было унаследовано и развито далее в XX веке , после крушения гипотезы эфира , в рамках теории относительности и квантовой механики . Пространство и время вн овь стали пониматься как атрибуты материи , опред еляющиеся ее связями и взаимодейс твиями. Современное понимание простра нства и времени было сформулировано в тео рии относительности А . Эйнштейна , по-новому инт ерпретировавшей реляционную концепцию пространства и времени и давней ей естественнонаучное обосно вание . СОВ РЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРИРОДЕ ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ. Специ альная теория относительности. Специальная теория относительност и , созданная в 1905 г . А . Эйнштейном , стала результатом обобщен ия и синтеза классичес кой механики Галелея - Ньютона и электродинами ки Максвелла - Лоренца . “Она описывает законы всех физических процессов при скоростях дв ижения , близких к скорости света , но без учета поля тяготения . При уменьшении скорос тей движения он а сводится к кла ссической механике , которая , таким образом , ока зывается ее частным случаем”. Еремеева А . И . Астроном ическая картина мира и ее творцы . - М .: Н аука , 1984. С . 157 Исходным п унктом этой теории стал принцип относительнос ти . Классический принц ип относительности был сформулирован еще Г . Галилеем : “Если з аконы механики справедливы в одной системе координат , то они справедливы и в любой другой системе , движущейся прямолинейно и равномерно относительно первой.” Эйнштейн А ., Инфельд Л . Эволюйия фи зики . -С . 130. Такие системы называются инерциальными , поскольку движение в них подчиняется закон у инерции , гласящему : “Всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейног о движения , если только оно не вынуждено изменить его под влиянием движущихся сил.” Там же . - С . 126. Галилей разъяснял это положение различн ыми наглядными примерами . Представим путешественн ика в закрытой каюте спокойно плывущего к орабля . он не замечает никаких признаков д вижения . Если в каюте летают мухи , они отнюдь не скапливаются у задней стенки , а спокойно летают по всему объему . Ес ли подбросить мячик прямо вверх , он упадет прямо вниз , а не отстанет от корабля , не упадет ближе к корме . Из принципа относительности следует , что между покоем и движением - есть оно ра в номерн о и прямолинейно - нет никакой принципиальной разницы . Разница только в точке зрения . Например , путешественник в каюте корабля с полным основанием считает , что книга , леж ащая на его столе , покоится . Но человек на берегу видит , что корабль плывет , и о н имеет все основания считать , что книга движется и притом с той же скоростью , что и корабль . Так движется на самом деле книга или нет ? На э тот вопрос , очевидно , нельзя ответить просто “да” или “нет” . Спор между путешественником и человеком на берегу был б ы пустой тратой времени , если бы каждый из них отстаивал только свою точку зре ния и отрицал точку зрения партнера . Они оба правы , и чтобы согласовать позиции , им нужно только признать , что книга пок оится относительно корабля и движется относит ельно берега вместе с кораблем . Та ким образом , слово “относительно” в названии принципа Галилея не скрывает в себе ничего особенного . Оно не имеет никакого и ного смысла , кроме того , который мы вклады ваем в движение о том , что движение ил и покой - всегда движение или п о кой относительно чего-то , что служит н ам системой отсчета . Это , конечно , не означ ает , что между покоем и равномерным движен ием нет никакой разницы . Но понятие покоя и движения приобретают смысл лишь тогда , когда указана точка отсчета. Если классический п ринцип относител ьности утверждал инвариантность законов механики во всех инерциальных системах отсчета , то в специальной теории относительности данный принцип был распространен также на закон ы электродинамики , а общая теория относительн ости утверждала инв а риантность законо в природы в любых системах отсчета , как инерциальных , так и неинерциальных . Неинерциаль ными называются системы отсчета , движущиеся с замедлением или ускорением. В соответствии со специальной теорией относительности , которая объединяет про стра нство и время в единый четырехмерный прос транственно-временной континуум , пространственно - врем енные свойства тел зависят от скорости их движения . Пространственные размеры сокращаются в направлении движения при приближении ско рости тел к скорости све т а в вакууме (300 000 км /с ), временные процессы замед ляются в быстродвижущихся системах , масса тел а увеличивается. Находясь в сопутствующей системе отсчет а , то есть , двигаясь параллельно и на о динаковом расстоянии от измеряемой системы , н ельзя заметить эти эффекты , которые назы ваются релятивистскими , так как все используе мые при измерениях пространственные масштабы и части будут меняться точно таким же образом . Согласно принципу относительности , все процессы в инерциальных системах отсчета протекают одинак о во . Но если си стема является неинерциальной , то релятивистские эффекты можно заметить и изменить . Так , если воображаемый релятивистский корабль типа фотонной ракеты отправится к далеким зве здам , то после возвращения его на Землю времени в системе корабля п ройдет существенно меньше , чем на Земле , и эт о различие будет тем больше , чем дальше совершается полет , а скорость корабля будет ближе к скорости света . Разница может измеряться даже сотнями и тысячами лет , в результате чего экипаж корабля сразу п еренесет с я в близкое или отдаленн ое будущее , минуя промежуточное время , посколь ку ракета вместе с экипажем выпала из хода развития на Земле. Подобные процессы замедления хода време ни в зависимости от скорости движения реа льно регистрируются сейчас в измерениях дли ны пробега мезонов , возникающих при ст олкновении частиц первичного космического излуче ния с ядрами атомов на Земле . Мезоны с уществуют в течении 10 -6 - 10 -15 с (в зависимости от типа частиц ) и после своего возникновения распад аются на небольшом расстоянии о т мест а рождения . Все это может быть зарегистрир овано измерительными устройствами по следам п робегов частиц . Но если мезон движется со скоростью , близкой к скорости света , то временные процессы в нем замедляются , перио д распада увеличивается (в тысячи и д е сятки тысяч раз ), и соответственн о возрастает длина пробега от рождения до распада . Итак , специальная теория относительн ости базируется на расширенном принципе относ ительности Галилея . Кроме того , она использует еще одно новое положение : скорость распро ст р анения света (в пустоте ) одинак ова во всех инерциальных системах отсчета . Но почему так важна эта скорость , что суждение о ней приравнивается по значению к принципу относительности ? Дело в том , что мы здесь сталкиваемся со второй ун иверсальной физической к онстантой . Скоро сть света - это самая большая из всех с коростей в природе , предельная скорость физич еских взаимодействий . Долгое время ее вообще считали бесконечной . Она была установлена XVX веке , соста вив 300 000 км /с . Это огромная скорость по с равнению с обычно наблюдаемыми скоростями в окружающем нас мире . Представим себе эксперимент : большой спутник движется по орбите вокруг Земли , и с него , как с космодрома , запускается ракета - межпланетна я станция к Венере . Запуск производится ст рого в направлении д вижения орбитального космодрома . Из законов классической механики следует , что относительно Земли ракета бу дет иметь скорость , равную сумме двух скор остей : скорость ракеты относительно орбитального космодрома плюс скорость самого космодрома относительно З е мли . Скорости движ ений складываются , и ракета получает довольно большую скорость , которая позволяет преодоле ть притяжение Земли и улететь к Венере. Другой экспер имент : со спутника испускается луч света п о направлению его движения . Относительно спут ника , о ткуда он испущен , свет распрост раняется со скоростью света . Какова скорость распространения света относительно земли ? Он а остается такой же . Даже если свет бу дет испускаться не по движению спутника , а в прямо противоположном направлении , то и тогда относи т ельно Земли скорост ь света не изменится . Экспериме нт , который должен был показать изменение скорости света в движущихся телах и соот ветственно абсолютных характер движения этих тел , был выполнен в 1881 г . Майкельсоном (1852 - 1931). В последств ии его не раз повторял и . По существу , эксперимент Майкельсона соотве тствовал сравнению скорости сигналов , идущих к экранам на корме и на носу движущег ося корабля , но в качестве корабля была использована сама Земля , движущаяся в прост ранстве со скорос т ью около 30 км /сек . Далее , сравнивали не скорость луча , догоняющего тело и луча , идущего навстречу телу , а скорость распространения света в продольном и поперечном направлениях . В инс трументе , примененном в опыте Майкельсона , так называемом интерфер о метре , один л уч шел по направлению движения Земли - в продольном плече интерферометра , а другой л уч - в поперечном плече . Различие в скорост ях этих лучей должно было продемонстрировать зависимость скорости света в приборе от движения Земли . Результаты э ксперимента Майкельсона о казались отрицательными . На поверхности Земли свет движется с одной и той же скор остью во всех направлениях. Такой вывод казался крайне парадоксальным . Он до лжен был привести к принципиальному отказу от классического правила сложения скорос тей . Скорость света одна и та же во всех телах , движущихся по отношению друг к другу равномерно и прямолинейно . Свет проходит с неизменной скоростью , приблизительн о равной 300000 км /сек ., мимо неподвижного тела , мимо тела , движущегос я навстречу свету , мимо тела , которое свет догоняет . Свет - это путник , который идет по полотну железной дороги , между путями , с одной и той же скоростью относительно встречного поезда , относительно поезда , идущего в то м же направлении , относительно само г о полотна , относительно пролетающего над ним самолета и т.д ., или пассажир , кото рый движется по вагону мчащегося поезда с одной и той же скоростью относительно вагона и относительно Земли. Это - иллюстрация того важнейшего утверждения , которое положено в основу специальной теории относительности . Движение света принципиально отличается от движения в сех других тел , скорость которых меньше ск орости света . Скорость этих тел всегда скл адывается с другими скоростями . В этом смы сле скорости относительны : их в еличи на зависит от точки зрения . А скорость света не складывается с другими скоростями , она абсолютна , всегда одна и та же , и , говоря о ней , нам не нужно указыв ать систему отсчета . Абсолютность скорости св ета не противоречит принципу относительности и пол н остью совместима с ним . Постоянство этой скорости - закон природы , а поэтому - именно в соответствии с принципом относительности - он справедлив во всех и нерциальных системах отсчета. Скорость света - это верхний предел д ля скорости перемещения любых тел в природы , для скорости распространения любых в олн , любых сигналов . Она максимальна - это а бсолютный рекорд скорости . “Для всех физическ их процессов скорость света обладает свойство м бесконечной скорости . Для того чтобы соо бщит телу скорость , равную скоро с т и света , требуется бесконечное количество эне ргии , и именно поэтому физически невозможно , чтобы какое-нибудь тело достигло этой скоро сти . Этот результат был подтвержден измерения ми , которые проводились над электронами . Кинет ическая энергия точечной массы растет быстрее , нежели квадрат ее скорости , и становится бесконечной для скорости , равной скорости света” Рейхенбах Г . Философия пространства и времени . - М .: Наука , 1985. С . 225. . Поэтому часто говорят , что скорость света - предельная скорость передачи инфор мации . И предельная скорость любых физических взаимодействий , да и вообще всех мыслимых взаимодействий в мире. Со скорость света тесно связано реше ние проблемы одновременности , которая тоже ок азывается относительной , то есть зависящей от точки зрени я . В классической механике , которая считала время абсолютным , абсолютной является и одновременность . В теории отн осительности Эйнштейна вопрос о свойствах и структуре эфира трансформируется в вопрос о реальности самого эфира . Отрицательные р езуль т аты многих экспериментов по обнаружению эфира нашли естественное объясне ние в теории относительности - эфир не сущ ествует . Отрицание существования эфира и прин ятие постулата о постоянстве и предельности скорости света легли в основу теории о тносительности , которая выступает ка к синтез механики и электродинамики. Принцип относительности и принцип постоянства скорости света позволили Эйнштейну перейти от теории Максвелла для покоящихся тел к непротиворечивой электродин амике движущихся тел . Далее Эйнштейн рас сматривает относительность длин и промежутков времени , что приводит его к выводу о том , что понятие одновременности лишено см ысла : "Два события , одновременные при наблюдени и из одной координатной системы , уже не воспринимаются как од н овременные п ри рассмотрении из системы , движущейся относи тельно данной ". Коренным отличием специальной теории относительности от предшествующих теорий является признание пространства и времени в качестве внутренних элементов движения материи , структур а которых зависит от природы самого движения , является его функцией . В подходе Эйнштей на пространству и времени придаются новые свойства : относительность длины и временного промежутка , равноправность пространства и време ни. В 1907-1908 гг . Герман Минько вский (1864 - 1908) придал теори и относительности весьма стройную и важную для последующего обобщения геометрическую фо рму . В статье "Принцип относительности " (1907) и в докладе "Пространство и время " (1908) теория Эйнштейна была сформулирована в ви д е учения об инвариантах четырехмерной евклидовой геометрии . У нас нет сейчас ни возможности , ни необходимости давать сколь ко-нибудь строгое определение инварианта и пр исоединить что-нибудь новое к тому , что уж е было о нем сказано . Понятие многомерно г о пространства , в частности четы рехмерного пространства , также не требует зде сь строгого определения ; можно ограничиться с амыми краткими пояснениями . Если перейти к иной системе отсчета , координаты каждой точ ки изменятся , но расстояние между точкам и при таком координатном преобразо вании не изменятся . Инвариантность расстояний при координатных преобразованиях может быть показана не только в геометрии на плоскос ти , но и в трехмерной геометрии . При д вижении геометрической фигуры в пространстве к о ординаты точек меняются , а ра сстояния между ними остаются неизменными . Как уже было сказано , существование инвариантов координатных преобразований можно назвать р авноправностью систем отсчета , равноценностью точ ек , в каждой можно поместить начало к о ординатной системы , причем переход от одной системы к другой не сказыва ется на расстояниях между точками . Подобная равноценность точек пространства называется е го однородностью . В сохранении формы тел и соблюдении неизменных законов их взаимодей с т вия при преобразованиях выражается однородность пространства . Однако при очень больших скоростях , близких к скорости св ета , становится очень существенной зависимость расстояния между точками от движения систе мы отсчета . Если одна система отсчета д вижется по отношению к другой , то длина стержня , покоящегося в одной системе , окажется уменьшенной при измерении е е в другой системе . В теории Эйнштейна пространственные расстояния (как и промежутки времени ) меняются при переходе от одной системы о т счета к другой , дви жущейся относительно первой . Неизменной при т аком переходе остается другая величина , к которой мы и перейдем . Миньковский сформулиро вал постоянство скорости света следующим обра зом . При координатном преобразовании остается неизменным ра с стояние между двумя точками , например путь , пройденный движущейся частицей . Чтобы вычислить это расстояние - путь , пройденный частицей , - нужно взять квадра ты приращений трех координат , т.е . квадраты разностей между новыми и старыми значениям и к оординат . Согласно соотношениям г еометрии Евклида , сумма этих трех квадратов будет равна квадрату расстояния между точк ами . Теперь мы прибавим к трем приращениям пространственных координат приращение времени - время , прошедшее от момента пребывания час т и цы в первой точке до момент а пребывания ее во второй точке . Эту ч етвертую величину мы также берем в квадр ате . Нам ничто не мешает назвать сумму четырех квадратов квадратом "расстояния ", но уже не трехмерного , а четырехмерного . При этом речь идет н е о расстояни и между пространственными точками , а об и нтервале между пребыванием частицы в определ енный момент в одной точке и пребыванием частицы в другой момент в другой точ ке . Точка смещается и в пространстве и во времени . Из постоянства скорости св е та вытекает , как показал Миньковс кий , что при определенных условиях (время нужно измерять особыми единицами ) четырехмерный пространственно-временной интервал будет неизменны м , в какой бы системе отсчета мы ни измеряли положения точек и время пребыва н ия частицы в этих точках. Само п о себе четырехмерное представление движения частицы может быть легко усвоено , оно каж ется почти очевидным и , в сущности привыч ным . Всем известно , что реальные события о пределяются четырьмя числами : тремя пространствен ны ми координатами и временем , прошедшим до события с начала летосчисления , или с начала года , или от начала суток . Бу дем откладывать на листе бумаги по горизо нтальной прямой место какого-либо события - рас стояние этого места от начального пункта , напр и мер расстояние до точки , дост игнутой поездом , от станции отправления . По вертикальной оси отложим время , когда поезд достиг этой точки , измеряя его с нача ла суток или с момента выхода поезда со станции отправления . Тогда мы получим график движения поез д а в двумерно м пространстве , на географической карте , лежащ ей на столе , а время показывать вертикалям и над картой . Тогда мы не обойдемся ч ертежом , понадобится трехмерная модель , например проволока , укрепленная над картой . Она бу дет трехмерным гра ф иком движения : высота проволоки в каждой точке над лежащ ей картой будет изображать время , а на самой карте проекция проволоки изобразит д вижение поезда по местности . Изобразим теперь не только перемещение поезда на плоскост и , но и его подъемы и спуски , т.е . его движение в трехмерном простра нстве . Тогда вертикали уже не могут изобра зить время , они будут означать высоту поез да над уровнем моря . Где е откладывать время - четвертое измерение ? Четырехмерный граф ик нельзя построить и даже нельзя предста ви т ь себе . Но математика уже д авно умеет находить подобные геометрические величины , пользуясь аналитическим методом , произво дя вычисления . В формулы и вычисления нар яду с тремя пространственными измерениями мо жно ввести четвертое - время и , отказавшис ь от наглядности , создать таким образом четырехмерную геометрию. Если бы существовала мгновенная передача импульсов и вообще сигналов , то мы м огли бы говорить о двух событиях , происше дших одновременно , т.е . отличающихся только про странственными координ атами . Связь между событиями была бы физическим прообразом чисто пространственных трехмерных геометрических соот ношений . Но Эйнштейн в 1905 г . отказался от понятий абсолютной одновременности и абсолютно го , независимого от течения времени . Теория Эйнштей н а исходит из ограниченност и и относительности трехмерного , чисто простр анственного представления о мире и вводит более точное пространственно-временное представлен ие . С точки зрения теории относительности в картине мира должны фигурировать четыре коорди н аты и ей должна соответ ствовать четырехмерная геометрия. В 1908 г . Миньковский представил теорию о тносительности в форме четырехмерной геометрии . Он назвал пребывание частицы в точке , определенной четырьмя координатами , "событием ", так как под с обытием в механике след ует понимать нечто определенное в пространст ве и во времени - пребывание частицы в определенной пространственной точке в определе нный момент . Далее он назвал совокупность событий - пространственно-временное многообразие - "миром ", так как действительный мир р азвертывается в пространстве и во времени . Линию , изображающую движение частицы , т.е . че тырехмерную линию , каждая точка которой опред еляется четырьмя координатами , Миньковский назвал "мировой линией ". Длина отрезка "мир овой линии " инва риантна при переходе от одной системы от счета к другой , прямолинейно и равномерно движущейся по отношению к первой . В этом и состоит исходное утверждение теории от носительности , из него можно получить все ее соотношения. Следует подчер кнуть , что геометрическ ие соотношения , с помощью которых Миньковский изложил теорию относительности , подчиняются Евклидовой геометрии . Мы можем получить соотн ошения теории относительности , предположив , что четырехмерное "расстояние " выражается таким ж е образом через четыре разности - три разности пространственных координат и время , прошедшее между событиями , - как и трехмерное расстояние выражается в евклидовой геометрии через разности пространственных ко ординат . Для этого , как уже говорилось , нео б х одимо только выразить время в особых единицах . Длина отрезка мировой лини и определяется по правилам евклидовой геометр ии , только не трехмерной , а четырехмерной . Ее квадрат равен сумме четырех квадратов приращений пространственных координат и времени . Иным и словами , это - геометрическая сумма приращений четырех координат , из к оторых три - пространственные , а четвертая - вре мя , измеренное особыми единицами . Мы можем назвать теорию относительности учением об инвариантах четырехмерной евклидовой геометрии. Поскольку время измеряется особыми единицами , то говорят о псевдоевклидовой че тырехмерной геометрии. Однородность пространства выражается в с охранении импульса , а однородность времени - в сохранении энергии . Можно ожидать , что в четырехмерной формулировк е закон сохран ении импульса и закон сохранения энергии сливаются в один закон сохранения энергии и импульса . Действительно , в теории относит ельности фигурирует такой объединенный закон импульса. Однородность пространства-времени означает , ч то в пр ироде нет выделенных пространс твенно-временных мировых точек . Нет события , ко торое было бы абсолютным началом четырехмерно й , пространственно-временной системы отсчета . В свете идей , изложенных Эйнштейном в 1905 г ., четырехмерное расстояние между мировым и точками , т.е . пространственно-временной интер вал не будет меняться при совместном пере носе этих точек вдоль мировой линии . Это значит , что пространственно-временная связь д вух событий не зависит от того , какая мировая точка выбрана в качестве нача л а отсчета , и что любая мирова я точка может играть роль подобного начал а. Однородность пространства стала исходной идеей науки после того , как Галилей и Декарт , сформулировав принцип инерции и при нцип сохранения импульса , показали , что в мировом простран стве нет выделенной точки - начала привилегированной системы отсчета , чт о расстояния между телами и их взаимодейс твия не зависят от движения состоящей из этих тел материальной системы . Однородность времени стала исходной идеей науки после того , как физ и ка XIX века , сформ улировав принцип сохранения энергии , показала независимость процессов природы от их смещ ения во времени и отсутствие абсолютного начала отсчета времени . Теперь исходной идеей науки становится однородность пространства-време ни. Разделени е на пространство и врем я не имеет смысла . Пространство и время в специальной теории относительности трактуетс я с точки зрения реляционной концепции . Од нако когда Эйнштейн попытался расширить конце пцию относительности на класс явлений , происх одящих в н е инерциальных системах отсчёта , это привело к созданию новой тео рии гравитации , к развитию релятивистской кос мологии и т.д . Он был вынужден прибегнуть к помощи иного метода построения физичес ких теорий , в котором первичным выступает теоретический аспект. Новая теория - об щая теория относительности – строилась путё м построения обобщённого пространства - времени и перехода от теоретической структуры исхо дной теории - специальной теории относительности - к теоретической структуре новой , обобщённой те о рии с последующей её эмпири ческой интерпретацией . Далее мы рассмотрим пр едставление о пространстве и времени в св ете общей теории относительности. Прост ранство и время в общей теории относитель ности и в релятивистской космологии. В общей теории относитель ности были раскрыты новые стороны зависимости пространственно-временных отношений от материаль ных процессов . Эта теория подвела физические основания под неевклидовы геометрии и св язала кривизну пространства , и отступление ег о ме трики от евклидовой с действием гравитационных полей , создаваемых массами тел . Общая теория относительности исходит из принципа эквивалентности инерционной и гравитаци онной масс , количественное равенство которых давно было установлено в классической физик е . Кинематические эффекты , возникающие под действием гравитационных сил , эквивалентны эффектам , возникающим под действием ускорени я . Так , если ракета взлетает с ускорением 2g то экипаж ракеты будет чувствовать себя так , как будто он находится в удвоенн ом п о ле тяжести Земли . Эйнштейн усмотрел в этом равенстве исходный пункт , на базе которого можно объяснить загадку гравитации . Эйнштейн сформулировал принцип э квивалентности : "физически невозможно отличить дей ствие однородного гравитационного поля и поля , по р ождённого равноускоренным движен ием ". Принцип эквивалентности помог сформулировать основные принципы , на которых базируется новая теория : гипотезы о геометрической приро де гравитации , о взаимосвязи геометрии простр анства-времени и материи . Именно на осно в е принципа эквивалентности масс был обобщен принцип относительности , утверждающий в общей теории относительности инвариантнос ть законов природы в любых системах отсче та , как инерциальных , так и неинерциальных. Как можно представить себе и скривление прост ранства , о котором говори т общая теория относительности ? Представим се бе очень тонкий лист резины , и будем с читать , что это - модель пространства . Расположи м на этом листе большие и маленькие ш арики - модели звезд . Эти шарики будут прог ибать лист резины т е м больше , чем больше масса шарика . Это наглядно демо нстрирует зависимость кривизны пространства от массы тела и показывает также , что прив ычная нам евклидова геометрия в данном сл учае не действует (работают геометрии Лобачев ского и Римана ). Теория относит е ль ности установила не только искривление простр анства под действием полей тяготения , но и замедление хода времени в сильных гравит ационных полях . Даже тяготение Солнца - достато чно небольшой звезды по космическим мерка - влияет на темп протекания времени, замедляя его вблизи себя . Поэтому если мы пошлем радиосигнал в какую-то точку , путь к которой проходит рядом с Солнце м , путешествие радиосигнала займет в таком случае больше времени , чем тогда , когда на пути этого сигнала - при таком же в близи Солнца сос т авляет около 0,0002 с. Одной из причин создания общей теории относительности было желание Эйнштейна избавить физику от необходимости введения инерциальной системы отсчёта . Создание новой теории началось с пересмотра конце пции пространства и времени в п олевой доктрине Фарадея - Максвелла и специальной теории относительности . Эйнштейн акцентировал внимание на одном важном пункте , который о стался незатронутым . Речь идет о следующем положении специальной теории относительности : "...двум выбранным матер и альным точкам покоящегося тела всегда соответствует некот орый отрезок определённой длины , независимо к ак от положения и ориентации тела , так и от времени . Двум отмеченным показаниям стрелки часов , покоящихся относительно некоторо й системы координа т , всегда соответ ствует интервал времени определённой величины , независимо от места и времени ". Специальная теория относительности не затрагивала пробле му воздействия материи на структуру пространс тва-времени , а в общей теории Эйнштейн неп осредственно об р атился к органической взаимосвязи материи , движения , пространства и времени. В работе "Относительность и проблема пространства " Эйнштейн специально р ассматривает вопрос о специфике понятия прос транства в общей теории относительности . Сог ласно это й теории пространство не сущ ествует отдельно , как нечто противоположное " тому , что заполняет пространство " и что з ависит от координат . "Пустое пространство , т.е . пространство без поля не существует . Про странство-время существует не само по себе, а только как структурное свойство поля ". Теория относительности показала единст во пространства и времени , выражающееся в совместном изменении их характеристик в завис имости от концентрации масс и их движения . Время и пространство перестали рассматриват ься независимо друг от друга , и возникло представление о пространственно-временном четырехмерном континууме. Для общей теории относительности до сих пор актуальной является проблема переход а от теоретических к физическим наблюдаемым величинам . Теория пре дсказала и объя снила три общелелятивистских эффекта : были пр едсказаны и вычислены конкретные значения см ещения перегелия Меркурия , было предсказано и обнаружено отклонение световых лучей звёзд при их прохождении вблизи Солнца , был предсказан и обнаружен э ффект кра сного гравитационного смещения частоты спектраль ных линий . Рассмотрим далее релятивистскую космологию , именно с ней связано дальнейшее развитие пространственно-временных представлений современной физики. Классические представления о Вселенной мож но охарактеризовать следую щим образом : вселенная бесконечна и однородна в пространстве и стационарна во времени . Они являлись одним из следствий механики Ньютона - это абсолютные пространство и в ремя , последнее по своему характеру евклидово . Такая модел ь казалась очень га рмоничной и единственной , на уровне бытового сознания данная модель доминирует и в начале нашего 21-го века. Однако первые попытки приложения к эт ой модели физических законов и концепций привели к неестественным выводам . Уже классич еская космология требовала пересмотра некот орых фундаментальных положений (стационарность Вс еленной , её однородность и изотропность , евкл идовость пространства ), чтобы преодолеть противоре чия . Однако в рамках классической космологии преодолеть противоречия н е удалось. Модель Вселенной , которая следовала из общей теории относительности , связана с ре визией всех фундаментальных положений классическ ой космологии . Общая теория относительности о тождествила гравитацию с искривлением четырёхмер ного пространства - времени . Чтобы построит ь работающую относительно несложную модель , у чёные вынуждены ограничить всеобщий пересмотр фундаментальных положений классической космологии : общая теория относительности дополняется ко смологическим постулатом однородности и и з отропности Вселенной . Строгое выполнение принципа изотропности Вселенной ведёт к приз нанию её однородности . На основе этого по стулата в релятивистскую космологию вводится понятие мирового пространства и времени . Но это не абсолютные пространство и время Н ьютона , которые хотя тоже были однородными и изотропными , но в силу ев клидовости пространства имели нулевую кривизну . В применении к неевклидову пространству ус ловия однородности и изотропности влекут пос тоянство кривизны , и здесь возможны три мо дификац и и такого пространства : с н улевой , отрицательной и положительной кривизной. Возможность для пространства и времени иметь различные значения постоянной кривизны подняли в космологии вопрос конечна ли вселенная или бесконечна . В классической ко смологии подо бного вопроса не возникало , т.к . евклидовость пространства и времени однозначно обуславливала её бесконечность . Однако в релятивистской космологии возможен и в ариант конечной Вселенной - это соответствует пространству положительной кривизны. Вселенн ая Эйнштейна представляет собой трёхмерную сферу - замкнутое в себе неевклидово трёх мерное пространство . Оно является конечным , хо тя и безграничным . вселенная Эйнштейна конечн а в пространстве , но бесконечна во времен и . Однако стационарность вступала в п р отиворечие с общей теорией относительнос ти , вселенная оказалась неустойчивой и стреми лась либо расшириться , либо сжаться . Чтобы устранить это противоречие Эйнштейн ввёл в уравнения теории новый член с помощь ю которого во вселенную вводилис ь новые силы , пропорциональные расстоянию , их можно представить как силы притяжения и отталкивания. Дальнейшее развитие космологии оказалось связанным не со статической моделью Всел енной . Впервые нестационарная модель была раз вита А . А . Фридманом . Мет рические свойс тва пространства оказались изменяющимися во времени . Выяснилось , что Вселенная расширяется . Подтверждение этого было обнаружено в 1929 год у Э . Хабблом , который наблюдал красное сме щение спектра . Оказалось , что скорость разбега ния галактик в озрастает с расстояни ем и подчиняется закону Хаббла V = H*L, где Н - постоянная Хаббла , L - расстояние . В связи с этим встают две важные проблемы : проблема расширения пространства и проблема начала времени . Существует гипотеза , что так назыв ание "раз б егание галактик " - наглядное обозначение раскрытой космологией нестационарно сти пространственной метрики . Таким образом , н е галактики разлетаются в неизменном простран стве , а расширяется само пространство . Вторая проблема связана с представлен ием о начале времени . Истоки истории Вселенной относятся к моменту времени t=0, ког да произошёл так называемый “Большой взрыв” , понятие времени до этого момента лишено физического , да и любого другого смысла ". В реля тивистской космологии была показана относитель ность конечности и бесконечности времени в различных системах отсчёта . Это положен ие особо чётко отразилось в представлениях о "чёрных дырах ". Речь идет об одном из наиболее интересных явлений современной космологии - гравитационном коллапсе . С. Хокинс и Дж . Эллис отмечают : "Расширение Вселенно й во многих отношениях подобно коллапсу звезды , если не считать того , что направле ние времени при расширении обратное ". Как "начало " Вселенной , так и процессы в "чёрных дырах " связаны со сверхплотны м состоянием материи . Таким свойством обладают космические тела после пересечения сферы Шварцшильда . Независимо от того , в к аком состоянии космический объект пересёк со ответствующую сферу Шварцшильда , далее он стр емительно переходит в сверхплотное сост о яние в процессе гравитационного коллапса . После этого от звезды невозможно получит ь никакой информации , т.к . ничто не может вырваться из этой сферы в окружающее п ространство - время : образуется "чёрная дыра ". Между черной дырой и н аблюдателем в обы чном мире пролегает бесконечность , т . к . такая звезда находится за бесконечностью во времени . Гравитационное замедление времени , мерой и свидетельством которого служит красное смещение , очень значи тельно вблизи нейтронной звезды , а вблизи черной дыры , у ее гравитационного радиуса , оно столь велико , что время там как бы замирает . Для тела , попадающего в поле тяготения черной дыры , образованной массой , равной 3 массам Солнца , падение с ра сстояния 1 млн . км до гравитационного радиуса занимает всего около ча с а . Но по часам , которые покоятся вдали от чер ной дыры , свободное падение тела в ее поле растянется во времени до бесконечности . Чем ближе падающее тело к гравитационном у радиусу , тем более медленным будет предс тавляться этот полет удаленному наблюдателю . Т ело , наблюдаемое издалека , будет бесконечно долго приближаться к гравитационному радиусу и никогда не достигает его . В этом проявляется замедление времени вблизи черной дыры. Таким образом , оказалось , что пространство - время в общей теории от носительност и содержит сингулярности , наличие которых заставляет пересмотреть концепцию пр остранственно - временного континуума как некоего дифференцируемого "гладкого " многообразия . Возника ет проблема , связанная с представлением о конечной стадии гравитационного коллап са , когда вся масса звезды спрессовывается в точку ( r -> 0 ), когда бесконечна плотность мате рии , бесконечна кривизна пространства и т.д . Это вызывает обоснованное сомнение . Некоторые ученные считают , что в заключительной ста дии гравитационног о коллапса вообще не существует пространства - времени . С . Хоки нг пишет : "Сингулярность - это место , где ра зрушается классическая концепция пространства и времени так же , как и все известные законы физики , поскольку все они формулир уются на основе кла с сического про странства - времени . Этих представлений придержива ются большинство современных физиков. На заключительных стадиях гра витационного коллапса вблизи следует принимать во внимание квантовые эффекты . Представляется , что они играют на этом уровне доминирующую роль и могут вообще не допус кать сингулярности . Предполагается , что в этой области происходят субмикроскопические флуктуац ии материи , которые и составляют основу г лубокого микромира . Представления о пространстве и времени , формулирующиеся в теории относительности Эйнштейна , на сегодняшний день являются наиболее последовательными . Но они являются макроскопическими , так как опираютс я на опыт исследования макроскопических объек тов , больших расстояний и больших промежутков времени . При построен и и теорий , описывающих явления микромира , эта классическа я геометрическая картина , предполагающая непрерыв ность пространства и времени (пространственно-врем енной континуум ), была перенесена на новую область без каких-либо изменений . Экспериментальны х данны х , противоречащих применению теории относительности в микромире , пока нет . Но само развитие квантовых теорий , возмо жно , потребует пересмотра представлений о физ ическом пространстве и времени. Прост ранство и время на уровне микромира. В квантовой механике была найдена принципиальная граница применимости классических физических представлений к атомным явлениям и процессам . В квантовой физике была поставлена важная проблема о необхо димости пересмотра пространственно – временных пре дставлений классической физики . Они оказались лишь приближёнными понятиями и о сновывались на слишком сильных идеализациях . Квантовая физика потребовала более адекватных форм упорядоченности событий , в которых уч итывалось бы существование принципиаль н ой неопределённости в состоянии объекта , наличие черт целостности и индивидуальности в микромире , что и выражалось в понят ии универсального кванта действия h. Квантов ая механика была положена в основу бурно развивающейся физики элемент арных частиц , количество которых достигает не скольких сотен , но до настоящего времени е щё не создана обобщающая теория . В физике элементарных частиц представления о простран стве и времени столкнулись с ещё больши м и трудностями . Оказалось , что мик ромир является многоуровневой системой , на ка ждом уровне которой господствуют специфические виды взаимодействий и специфические свойства пространственно - временных отношений . Область доступных в эксперименте микроскопич е ских интервалов условно делится на че тыре уровня : 1. уровень молекулярно - атомных явлений , 2. уровень релятивистских квантовоэлектродинамических процессов , 3. уровень элементарных ча стиц , 4. уровень ультрамалых мас штабов , где пространственно - в ременные отн ошения оказываются несколько иными , чем в физике макромира . В этой области по-иному следует понимать природу пустоты - вакуум . В квантовой электродинамике вакуум является сложной системой виртуально рождающихся и поглощающихся фотонов и других частиц . На этом уровне вакуум ра ссматривают как особый вид материи - как п оле в состоянии с минимально возможной эн ергией . Квантовая электродинамика впервые наглядн о показала , что пространство и время нель зя оторвать от материи , что так назы в аемая "пустота " - это одно из с остояний материи. На субатомном уровне структурной организа ции материи определяющую роль играют сильные взаимодействия элементарных частиц . Здесь ин ые пространственно - временные понятия . Так , сп ецифике микромира не соотве тствуют обыден ные представления о соотношении части и ц елого . Ещё более радикальных изменений простр анственно - временных представлений требует перехо д к исследованию процессов , характерных для слабых взаимодействий . Поэтому на повестку дня встаёт в опрос о нарушении п ространственной и временной чётности , т.е . прав ое и левое пространственные направления оказ ываются неэквивалентными . В этих условиях был и предприняты различные попытки принципиально нового истолкования пространства и времени . Одно нап р авление связано с изм енением представлений о прерывности и непрер ывности пространства и времени , а второе - с гипотезой о возможной макроскопической прир оде пространства и времени . Рассмотрим более подробно эти направления. Физика микромира раз вивается в сложном единстве и взаимодействии прерывности и непрерывности . Это относится не только к структуре материи , но и к структуре пространства и времени . После создания те ории относительности и квантовой механики учё ные попытались объединить эти две фундаментальные теории . Первым достижением на этом пути явилось релятивистское волновое уравнение для электрона . Был получен неожидан ный вывод о существовании антипода электрона - частицы с противоположным электрическим зар ядом . В настоящее время известн о , что каждой частице в природе соответствует античастица , это обусловлено фундаментальными положениями современной теории и связано с кардинальными свойствами пространства и вре мени (чётность пространства , отражение времени и т.д . ). Исторически пер вой квантовой теор ией поля была квантовая электродинамика , вклю чающая в себя описание взаимодействий электро нов , позитронов , мюонов и фотонов . Это пока единственная ветвь теории элементарных част иц , которая достигла высокого уровня развития и известно й завершённости . Она является локальной теорией , в ней функциониру ют заимствованные понятия классической физики , основанные на концепции пространственно - време нной непрерывности : точечность заряда , локальность поля , точечность взаимодействия и т . д . Налич и е этих понятий влечёт за собой существенные трудности , связанные с бесконечными значениями некоторых величин (мас са , собственная энергия электрона , энергия нул евых колебаний поля и т.д . ). Эти трудности учёные пытались преодолеть путём введения в теори ю понятий о дискретном пространстве и времени . Такой подход намеча ет выход из неопределённости бесконечности , т ак как содержит фундаментальную длину - основу атомистического пространства. В физи ке микромира широкое развитие получило также направление , св язанное с пересмотром концепции локальности . Отказ от точечности вз аимодействия микрообъектов может осуществляться двумя методами . При первом исходят из поло жения , что понятие локального взаимодействия лишено смысла . Второй основан на отрицании понятия т очечной координаты простран ства - времени , что приводит к теории квант ового пространства - времени . Протяжённая элемента рная частица обладает сложной динамической ст руктурой . Подобная сложная структура микрообъект ов ставит под сомнение их элементарно с ть . Учёные столкнулись не только со сменой объекта , к которому прилагается св ойство элементарности , но и с пересмотром самой диалектики элементарного и сложного в микромире . Элементарные частицы не элемента рны в классическом смысле : они похожи на кл а ссические сложные системы , но они не являются этими системами . В эл ементарных частицах сочетаются противоположные с войства элементарного и сложного . Отказ от представлений о точечности в заимодействия влечёт за собой изменение наших представлений о структ уре пространства - времени и причинности , которые тесно вза имосвязаны . По мнению некоторых физиков , в микромире теряют смысл обычные временные отн ошения "раньше " и "позже ". В области нелокаль ного взаимодействия события связаны в некий "комок ", в котором они взаимно обуславливают друг друга , но не следуют од но за другим. Таково принципиальное положение дел , слож ившееся в представление о пространстве – времени на микроуровне , где нарушение причи нности в микромире провозглашается в качестве принципа и отмеч ается , что разграниче ние пространства - времени на области "малые ", где причинность нарушена , и большие , где она выполнена , невозможно без появления в теории новой константы размерности длины - элементарной длины . С этим "атомом " пространств а связан и э л ементарный момент времени (хронон ), и именно в соответствующей им пространственно - временной области протек ает сам процесс взаимодействия частиц . Теория дискретного пространства - времени продолжает развиваться . Открытым остаётся вопрос о вну тренней ст р уктуре "атомов " пространств а и роли (наличии ) времени и пространства в них . ЗАК ЛЮЧЕНИЕ Проблема времени и пространства всегда интересовала человека не только в рациональном , но и на эмоциональном уровне . Люди не толь ко сожалею т о прошлом , но и боятся будущего , не в последнюю очередь потому , что неотвратимый поток времени влечет к их смерти . Человечество в лице своих выдающихся деятелей на протяжении всей своей сознательной истории задумалось над проблема ми пространства и време н и , немноги м из них удалось создать свои теории , описывающие данные фундаментальные атрибуты быти я . Пространство и время лежат в основе нашей картины мира. Прошлый век - век бурного развития н ауки был наиболее плодотворным в плане по знания времени и прост ранства . Появление в начале века сначала специальной , а потом и общей теории относительности заложило основу современного научного представления о мире , многие положения теории были подтве рждены опытными данными . Тем не менее , как показывает , в том числе и эта работа , вопрос познания пространства и вр емени , их природы , взаимосвязи и даже нали чия во многом остается открытым . Представляет ся уместным привести высказывание основоположник а современного представления о пространстве и времени А . Эйнштейна , – “про с транство и время являются способом , которым мы мыслим , а не условиями , в которых мы живем” , в котором во многом отразила сь противоречивость и нерешенность проблемы . ЛИТ ЕРАТУРА. 1. Аскин Я . Проблема времени . Её физическое ис толкование . - М ., 1986 г . 2. Ахундов М . Концепции пространства и времени : истоки , эволюция , пе рспективы . - М ., 1982 г. 3. Ахундов М . Пространство и время в физическом познании . - М ., 1982 г. 4. Еремее ва А . Астрономическая картина мира и ее творцы . - М ., 1 984 г. 5. Рейхенбах Г . Философия пространства и времени . - М ., 1985 г. 6. Эйн штейн А . Собрание научных трудов в четырёх томах . Том I. Работы по теории относительно сти 1905-1920. - М ., 1965 г. 7. Эйнште йн А ., Инфельд Л . Эволюция физики . - М ., 1967 г .
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Каждый раз, когда я просыпаюсь, а на улице ещё темно, у меня такое чувство, что сейчас меня отведут в садик.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по философии "Время и пространство в философии", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru