Развитие представлений о материи, пространстве и времени

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 06 Сентября 2011 в 00:00, курсовая работа

Описание работы

Развитие представлений человечества о материи, пространстве и времени представляет собой представить как бесконечную лестницу познания, которая простирается от древнейших времен до наших дней, и от наших дней в необозримое будущее. Каждая следующая ступень познания при этом основывается на предыдущей, включая в себя все ее достижения. Атомизм древнегреческих натурфилософов и геометрия Эвклида послужили основанием для классической механики Ньютона. Накопление знаний в различных областях физики и астрономии привело к следующему шагу познания - созданию теории относительности Эйнштейна.

Содержание работы

Введение 5
1. Эволюция концепции материи в философии и физике 7
2. Развитие пространственно-временных представлений в античной философии и классической механике 17
3. Пространство и время в теории относительности Альберта Эйнштейна 21
3.1. Специальная теория относительности 21
3.2. Пространство и время в общей теории относительности 24
4. Пространство и время в физике микромира 28
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 33
Список литературы 35

Файлы: 1 файл

kse33.doc

— 143.00 Кб (Скачать файл)

Квантовая механика была положена в основу бурно развивающейся  физики элементарных частиц, количество которых достигает нескольких сотен, но до настоящего времени ещё не создана корректная обобщающая теория. В физике элементарных частиц представления о пространстве и времени столкнулись с ещё большими трудностями. Оказалось, что микромир является многоуровневой системой, на каждом уровне которой господствуют специфические виды взаимодействий и специфические свойства пространственно - временных отношений. Область доступных в эксперименте микроскопических интервалов условно делится на четыре уровня:

  1. уровень молекулярно - атомных явлений,
  2. уровень релятивистских квантово-электродинамических процессов,
  3. уровень элементарных частиц,
  4. уровень ультрамалых масштабов, где пространственно - временные отношения оказываются несколько иными, чем в классической физике макромира.

В этой области  по-иному следует понимать природу пустоты - вакуум. В квантовой электродинамике вакуум является сложной системой виртуально рождающихся и поглощающихся фотонов, электронно-позитронных пар и других частиц. На этом уровне вакуум рассматривают как особый вид материи - как поле в состоянии с минимально возможной энергией. Квантовая электродинамика впервые наглядно показала, что пространство и время нельзя оторвать от материи, что так называемая «пустота» - это одно из состояний материи.

Квантовая механика была применена к вакууму, и оказалось, что минимальное состояние энергии не характеризуется нулевой её плотностью.

«Допустив скромные 0.5hv для каждой отдельной волны, - пишет Я. Зельдович, - мы немедленно с ужасом обнаруживаем, что все  волны вместе дают бесконечную плотность энергии». Эта бесконечная энергия пустого пространства таит в себе огромные возможности, которые ещё предстоит освоить физике.

Продвигаясь вглубь материи, учёные перешагнули рубеж 10-13 см. и начали исследовать физические процессы в области субатомных пространственно-временных отношений. На этом уровне структурной организации материи определяющую роль играют сильные взаимодействия элементарных частиц. Здесь иные пространственно - временные понятия. Так, специфике микромира не соответствуют обыденные представления о соотношении части и целого. Ещё более радикальных изменений пространственно - временных представлений требует переход к исследованию процессов, характерных для слабых взаимодействий. Поэтому на повестку дня встаёт вопрос о нарушении пространственной и временной чётности, т.е. правое и левое пространственные направления оказываются неэквивалентными. В этих условиях были предприняты различные попытки принципиально нового истолкования пространства и времени. Одно направление связано с изменением представлений о прерывности и непрерывности пространства и времени, а второе - с гипотезой о возможной макроскопической природе пространства и времени.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Материя, как  объективная реальность характеризуется  бесконечным количеством свойств. Материальные вещи и процессы конечны и бесконечны, поскольку их локализованность относительна, а их взаимная связь – абсолютна, непрерывна (внутри самих себя однородна) и прерывна (характеризуются внутренней структурой): всем материальным объектам присуща масса (будь то масса покоя для любого вещества или масса движения для полей) и энергия (потенциальная или актуализированная). Но важнейшими ее свойствами, ее атрибутами, являются пространство, время и движение.

Пространство  характеризуется протяженностью и структурностью материальных объектов (образований) в их соотношении с другими материальными образованиями.

Время характеризуется длительностью и последовательностью существования материальных образований в их соотношении с другими материальными образованиями.

Историю человеческого познания категорий  материи, пространства и времени  можно представить как бесконечную  лестницу познания, которая простирается от древнейших времен до наших дней, и от наших дней в необозримое  будущее. Каждая следующая ступень  познания при этом основывается на предыдущей, включая в себя все ее достижения. Так, классическая механика была построена на атомизме и геометрии Эвклида. Создание теории относительности было закономерным результатом переработки накопленных человечеством физических знаний. Теория относительности стала следующей ступенью развития физической науки, включив в себя позитивные моменты предшествующих ей теорий. Эйнштейн в своих работах, отрицая абсолютизм механики Ньютона, не отбросил ее полностью, он отвел ей подобающее место в структуре физического знания, считая, что теоретические выводы механики пригодны лишь для определенного круга явлений.

Теория  относительности позволила сделать  громадный шаг вперед в описании окружающего нас мира, объединив  бывшие обособленными понятия материи, движения, пространства и  времени. Она дала ответы на множество вопросов остававшихся неразрешенными в течение веков, сделала ряд предсказаний подтвердившихся впоследствии, одним из таких предсказаний было предположение сделанное Эйнштейном об искривлении траектории светового луча вблизи Солнца. Но вместе с этим перед учеными возникли новые проблемы. Есть ли предел делимости материи, каковы законы мира сверхмалых масштабов, что стоит за явлением сингулярности, что происходит со звездами-гигантами, когда они «умирают», что есть на самом деле гравитационный коллапс, как зарождалась вселенная - решить эти и многие другие вопросы станет возможным, лишь поднявшись еще на одну ступень вверх по бесконечной лестнице познания. 

 

Список  литературы

  1. Аскин Я.Ф. Проблема времени. Её физическое истолкование, М.: Мысль,-1986.
  2. Ахундов М.Д. Пространство и  время  в  физическом  познании, М.: Мысль,-1982.
  3. Ахундов М.Д. Концепции пространства и времени: истоки, эволюция, перспективы, М.:Наука,-1982.
  4. Вайскопф В. Физика в двадцатом столетии, М.: Атомиздат,-1977
  5. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания, М.: Высшая школа,-2001.
  6. Потёмкин В.К., Симанов А.Л. Пространство в структуре мира, Новосибирск:Наука,-1990.

Информация о работе Развитие представлений о материи, пространстве и времени