Понятие пространственно-временного континуума

СОДЕРЖАНИЕ 

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………3

1. Общее понятие пространства и времени……………………………….....4

2. Единство материи, движения, пространства и времени………….….…..7

3. Многомерность пространства………………………………………….…11

4. Диалектика конечного и бесконечного……………………………….….13

5. Понятие бесконечного и безграничного в естествознании………….….16

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………19

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………….…..20 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

     В классической науке пространство и  время рассматривались как независимые друг от друга и от тех процессов, которые в них происходят. Благодаря созданию теории относительности было выяснено, что в действительности пространство и время – это стороны одного и того же явления. Поэтому было введено понятие пространственно-временного континуума. Оказалось, что пространство и время определяются теми процессами, событиями, которые в них возникают и существуют. Поэтому самое простое представление о реальности – представление о том, что мир есть множество (континуум) событий, которое имеет четыре измерения: три из них пространственные, а четвертое – время.

     Философию, прежде всего, интересует вопрос об отношении  времени и пространства к материи, т.е. являются ли время и пространство реальными или это чистые абстракции. Философы-идеалисты отрицают зависимость времени и пространства от материи и рассматривают их то как формы индивидуального сознания (Беркли, Юм, Мах), то как априорные формы чувственного созерцания (Кант), то как категории абсолютного духа (Гегель). Материализм подчеркивает объективный характер времени и пространства. В том, что время и пространство неотделимы от материи, проявляется их универсальность и всеобщность. Пространство выражает порядок расположения одновременно сосуществующих объектов, время же – последовательность существования сменяющих друг друга явлений. Время необратимо, т.е. всякий материальный процесс развивается в одном направлении – от прошлого к будущему. 
 
 

1. Общее понятие  пространства и времени

     Любое движение предполагает так или иначе понимаемое изменение положения в пространстве, осуществляющееся в так или иначе понимаемом времени. Несмотря на кажущуюся очевидность понятий пространства, и времени, они принадлежат к числу не только фундаментальных, но и одних из самых сложных характеристик материи. Наука ХХ в. напоминала данные понятия столь неоднозначным содержанием, что они нередко становились предметом самых ожесточенных философских дискуссий. В чем же причина и смысл такого пристального внимания к этим категориям?

     Самое общее понимание пространства и времени опирается на наш непосредственный эмпирический опыт. Понятие пространства возникает как из характеристики отдельно взятого тела, всегда имеющего протяженность, так из факта внеположности множества сосуществующих объектов, имеющих разное пространственное положение. Существующее определение пространства таково: оно есть форма бытия материи, характеризуемая такими свойствами, как протяженность, структурность сосуществования и взаимодействия. Понятие времени также возникает как из сравнения различных состояний одного и того же объекта, который в результате длительности своего существования неизбежно меняет свои свойства, так из факта сменяющейся последовательности разных объектов в одном и том же месте. Время, таким образом, тоже есть форма бытия материи, характеризуемая такими свойствами изменения и развития систем, как длительность, последовательность смены состояний. Понятие пространства и времени относительны: в понятие пространства отражается координация различных внеположных друг другу объектов в один и тот же момент времени, а в понятии времени отражается координация сменяющих друг друга объектов в одном и том же месте пространства.

В чем же состояло существо споров вокруг этих понятий?

     Если отвлечься от многообразных толкований пространства и времени на протяжении всей культурной эволюции человечества, а обратится только к истории естествознания, то можно будет выделить такие противоположные концепции – субстанциальную и реляционную. Согласно первой из них, сложившейся в русле классической механики Ньютона, существуют независимые от материи абсолютное пространство и время, в которых осуществляются уже собственно материальное событие и процессы. Абсолютное пространство и время – это чистая протяженность и чистая длительность, в которое помещены материальные объекты, они неизменны и постоянны. Можно убрать из пространства все тела, и все же пространство останется, а свойства его сохранятся. Тоже и со временем: оно течет одинаково во всей Вселенной, и это течение не от чего не зависит: время – это чистая длительность, непрерывный мировой поток, постоянная космическая шкала для измерения всех конкретных движений.

     Вторая концепция, зародившись в недрах диалектической традиции, была отчетливо сформулирована в диалектическом материализме, а затем окончательно подтверждена теорией относительности Эйнштейна (отсюда ее название от лат.relativus – относительный) и всем дальнейшим ходом развития науки. Философский смысл реляционной концепции состоит в том, что пространство и время мыслится здесь не как особые отдельные от материи сущности, а как формы существования материи. Из такого понимания следует, что пространство и время, во – первых, суть объективные свойства материи и во – вторых, как таковые всеобщи. Наряду с общими свойствами пространства и времени каждому из них присущи и качественно специфические свойства. Для пространства таковыми будут: трехмерность, симметрия и асимметрия, формы и размеры, местоположение, расстояние между телами, распределение вещества и поля. Специфические же свойства времени иные, а именно одномерность, асимметричность, необратимость, т.е. направленность всегда от прошлого к будущему, ритм процессов, скорость изменения состояния.

     Философское понимание пространства и времени требует их рассмотрение в единстве с движением и материей.

     Пространственно-временной континуум - это математическая модель, абстракция, с помощью которой люди пытаются описать реальность. Слово "континуум" указывает на то, что реальность в этой модели обладает свойством непрерывности. Пространство и время - еще два свойства реальности. В конкретной модели пространственно-временного континуума все эти свойства объединены особым образом.

     Существуют разные модели пространства-времени, среди которых условно называемые "пространство-время Аристотеля", "пространство-время Галилея", "пространство-время Ньютона", "пространство-время Минковского", "пространство-время Эйнштейна" и, вероятно, другие. Сейчас общепринятой моделью является пространство-время Эйнштейна.

Коротко объяснить, в чем их отличие, трудно. Как учил Эйнштейн, правильное объяснение должно быть "..так просто, как возможно, но не проще этого..". 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Единство материи, движения, пространства и времени 

     Идея абсолютности пространства и времени соответствовала определенной физической картине мира: системе взглядов на материю как на совокупность атомов, обладающих неизменным объемом и инертностью (массой) и действующих друг на друга мгновенно либо на расстоянии, либо при соприкосновении. Изменение физической картины мира изменило и воззрения на пространство и время. Открытие электромагнитного поля и опровержение теорий мгновенного дальнодействия вскрыли несостоятельность классической картины мира, а значит, и несостоятельность концепции времени и пространства. Однако это произошло не сразу и не вдруг. Понадобилось длительное накопление не только новых фактов, но и новых идей. Огромный вклад в разработку научных представлений о связи пространства и времени с движущейся материй внес Н.И. Лобачевский, который пришел к очень важному не только для геометрии, но и для философии выводу: свойства пространства не являются всегда и везде одинаковыми и неизменными, они изменяются в зависимости от наиболее общих свойств материи. Идея Лобачевского о единстве пространства с движущейся материей получили свое подтверждения и конкретизацию в современной физике.

     Теория относительности Эйнштейна вскрыла непосредственную связь пространства и времени с движущейся материей и друг с другом. Фундаментальный вывод, следующий из этой теории, гласит: пространство, и время не существует без материи, их метрические свойства создаются распределением и взаимодействием материальных масс, т.е. гравитацией А. Эйнштейн, отвечал на вопрос о сути своей теории, сказал: «Суть такова: раньше считали, что если каким – нибудь чудом все материальные вещи исчезли бы вдруг, то пространство и время остались бы. Согласно же теории относительности вместе с вещами исчезли бы и пространство и время». Оказалось, что наличие метрических свойств у пространства и времени есть функция от гравитационных сил, действующих между различными движущимися массами. Если бы не было масс, не было бы и гравитации, а если бы не было гравитации, не было бы времени и пространства. Следовательно, пространство и время вне материи не существуют. А так как материя находится в непрерывном движении, то пространство и время меняют свои свойства в зависимости от этого движения. Одним из выражений связи пространства и времени с движением является тот факт, что одновременность событий является не абсолютной, а относительной. Для осмысления этого факта необходимо иметь в виду, что пространственно-временное описание явлений невозможно без наличия системы отсчета – ориентира, относительно которого ведется наблюдение. Оказывается, расстояние между какими-либо телами, находящимися в пространстве на конечном удалении друг от друга, неодинаково в различных движущихся инерциальных системах. С возрастанием скорости длина тела сокращается. В мире нет постоянной длины тела: в зависимости от системы отсчета она меняется. Подобно этому промежуток времени между какими-либо событиями различен в различных движущихся инерциальных системах. С возрастанием скорости он уменьшается. Согласно общей теории относительности, в очень сильном гравитационном поле течение времени замедляется.

     Пространство и время обусловлены материей как форма своим содержанием, и потому каждый уровень движения материи обладает своей пространственно-временной структурой. Пространственная организация кристалла иная, чем форма «простирания» цветущей розы. Живые структуры также обладают особенными свойствами пространства и времени – их геометрия усложняется, изменяется и ритм времени. Здесь мы сталкиваемся с биологической характеристикой времени и пространства: все организмы имеют свои биологические часы. Свою особенную структуру имеет и время исторических событий, субъекты которых овладевают временем и пространством, организуя эти события, а кроме того, переживая их. Стало быть, историческое время – это уже иная характеристика времени по сравнению с физическим временем, скажем, движения небесных светил. Социально-историческое время исчисляется поколениями, веками, тысячелетиями. Его особенным свойством является то, что исторические события хранятся в памяти человечества. Проблемы времени в литературном творчестве (художественное время) также подлежат специальному изучению. К примеру, выясняется соотношение временных отрезков в межличностных отношениях героев или в их биографии. Единство художественного времени с художественным пространством носит название «хронотопа» (термин введен М.М.Бахтиным). Существует и психологическое время, связанное с субъективным переживанием. Так, напряженное ожидание «растягивает», а переживаемое удовольствие, радости «сокращает» время, делает его «уплотненным», время как бы «съеживается».

     Хронотоп — это культурно обработанная устойчивая позиция, из которой или сквозь которую человек осваивает пространство топографически объемного мира, у М. М Бахтина — художественного пространства произведения. Введенное М. М. Бахтиным понятие хронотопа соединяет воедино пространство и время, что дает неожиданный поворот теме художественного пространства и раскрывает широкое поле для дальнейших исследований. Хронотоп принципиально не может быть единым и единственным (т.е. монологическим): многомерность художественного пространства ускользает от статичного взгляда, фиксирующего какую-либо одну, застывшую и абсолютизированную его сторону. Представления о пространстве лежат в основе культуры, поэтому идея художественного пространства является фундаментальной для искусства любой культуры. Художественное пространство можно охарактеризовать как свойственную произведению искусства глубинную связь его содержательных частей, придающую произведению особое внутреннее единство и наделяющую его, в конечном счете, характером эстетического явления. Художественное пространство является неотъемлемым свойством любого произведения искусства, включая музыку, литературу и др. В отличие от композиции, представляющей собой значимое соотношение частей художественного произведения, такое пространство означает как связь всех элементов произведения в некое внутреннее, ни на что другое не похожее единство, так и придание этому единству особого, ни к чему иному не редуцируемого качества. Рельефной иллюстрацией к идее хронотопа является описанная Бахтиным в архивных материалах разница художественных методов Рабле и Шекспира: у первого смещается сама ценностная вертикаль (ее «верх» и «низ») перед статичным «взглядом» коалиционных автора и героя, у Шекспира — «те же качели», но смещается не сама схема, а управляемое автором с помощью смены хронотопов движение взгляда читателя по устойчивой топографической схеме: в ее верх — в ее низ, в начало — в конец и т.д. Полифонический прием, отражая многомерность мира, как бы воспроизводит эту многомерность во внутреннем мире читателя и создает тот эффект, который был назван Бахтиным «расширением сознания».

     Итак, относительность времени и пространства, их связь с качественным материальным накоплением той структуры, от которой они существенным образом зависят, сегодня перешагнуло границы теоретической физики и используется практически во всех областях человеческого знания. 
 
 
 
 
 
 

3.Многомерность пространства