Свойства пространства и времени 2

Введение.

Пространство и время относятся к фундаментальным понятиям ,которыми философы занимались с древних времен. В XXвеке представления об этих понятиях были основательно уточнены. В понимании пространства и времени существовало первоначальное представление об абсолютном и пустом пространстве, заполненном неким мировым и неподвижным эфиром. Эти представления древних философов по мере накопления научных знаний о природе вещества, характере взаимодействия тел, строения и структуры материального мира постепенно преобразовывались. Открытие электромагнитных явлений, микрочастиц и переход к пониманию двойной природы материи-корпускулярной и волновой, а затем создание специальной и общей теории относительности позволяет сейчас говорить о том, что пространство и время связаны между собой, свойства пространства определяются распределением и движением в нем материи .В начале XXвека стало ясно, что время не едино для всей Вселенной.

1

1.Современная научная картина мира включает рассмотрение таких всеобщих свойств материи как пространство и время. Пространство выражает структурность, размерность, местоположение материальных объектов. Пространство и время объективны и реальны, т.е. существуют независимо от сознания людей и познания ими этой объективной реальности. Пространство и время являются также универсальными, всеобщими формами бытия материи. Нет явлений, событий, предметов, которые существовали бы вне пространства или вне времени. Пространственные характеристики в нашем мире выражаются набором из 3 чисел (длина, ширина, высота),т.е. пространство трехмерно, а время одномерно. Время можно измерить, сравнивая его с другим – эталонным отрезком времени. За эталон выбираются строго периодические процессы, с которыми сопоставляются процессы непериодические. В отличие от пространства, в каждую точку которого можно снова и снова возвращаться (в этом отношении оно является обратимым), время – необратимо, т.е. все процессы происходят только в одном направлении – от прошлого к будущему. Пространство обладает такими свойствами симметрии как однородность-равноправие всех точек пространства для действия законов природы и изотропность - равноправие всех направлений пространства для действия законов природы. Время также обладает свойством однородности, т.е. все моменты времени объективно равноправны для действия законов природы.

2

2.Представления о пространстве и времени исторически изменялись в геоцентрической системе мира Птолемея, время было бесконечно, а пространство – конечно и включало в себя равномерное круговое движение небесных сфер вокруг неподвижной Земли. Получалось, что пространство не изотропно и не однородно. Время по Птолемею измерялось скоростью движения небесных сфер, а пространство – геометрией Евклида. С конца пятнадцатого века начинают утверждаться представления о пространстве и времени Ньютона. Время у него бесконечно, а пространство – Евклидово, но уже бесконечное, однородное, изотропное. Пространство у Ньютона – абсолютно пустое, всюду одинаковое и неподвижное вместилище для движущихся тел, а время – равномерная «чистая» длительность, в которой совершаются события. Но существенный переворот во взглядах на пространство и время совершил Эйнштейн, который разработал в 1905г СТО. В основу СТО он положил 2 основных принципа:

1.Принцип постоянства скорости света.

2.Принцип полного равноправия всех инерциальных систем (движутся относительно друг друга равномерно и прямолинейно.)

Тогда согласно СТО, если скорость света абсолютна, то длина (пространство) и длительность событий (время) относительны, т.е. нет никакого абсолютного, везде одинакового пространства и времени, т.к. они имеют смысл только будучи привязанными к определенной системе, а все системы равноправны как точки отсчета.

Выясняется, что пространство и время неотрывны друг от друга и материя движется едином 4-х мерном континууме. Классическая механика Ньютона оказывается в результате частным случаем СТО и её законы справедливы

3

только для относительно медленных движений. В дальнейшем, применив принцип относительности к неинерциальным системам, которые движутся с ускорением, Эйнштейн разработал ОТО (1916г), включившую в себя СТО как частный случай. В основу ОТО он положил принцип эквивалентности гравитационной и неинерционной массы. Согласно ОТО тяготение не является силой, а большая космическая масса создает гравитационное поле, которое «искривляет» пространство в окружающих его областях, т.е. структура пространства в окружностях больших гравитационных масс становится неевклидовой, т.е. гравитация есть геометрия искривленного пространства. Поля тяготения оказывают замедляющее действие и на время . Мировоззренческое значение ТО в том, что она обосновала взаимную связь между материей и ее всеобщими свойствами – пространством и временем. Суть ТО сам Эйнштейн раскрыл следующим образом: « Раньше считали, что если каким-нибудь чудом все материальные вещи исчезли бы вдруг, то пространство и время остались бы. Согласно же ТО вместе с вещами исчезли бы и пространство и время».

4

3.В современной науке используются понятия биологического, психологического и социального пространства и времени.

Биологическое пространство и время характеризуют особенности пространственно – временных параметров органической материи: биологическое бытие человеческого индивида, смену видов растительных и животных организмов, их жизнь и смер