Проблема пространства и времени

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский  государственный индустриальный университет» 
 

Кафедра философии 
 
 
 

РЕФЕРАТ 

Проблема  пространства и времени 
 
 
 

                                              Выполнил: студент гр. МОФ-08

                                     Андреев Павел Генриевич

                       Проверил: доцент

                  Марунов А. В. 

                                               Дата

                                                   Оценка

                                                     Подпись 
 

Новокузнецк 2009

Содержание 

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

Понятие пространства и времени в античной философии…………………………4

Развитие  представлений о пространстве и  времени в классической физике……6

Специальная теория относительности…………………………………………….10

Пространство  и время в общей теории относительности  и в релятивистской космологии………………………………………………………………………….19

Заключение………………………………………………………………………….25

Список  литературы…………………………………………………………………26 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

   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 и 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: «Время  может  быть познано только нерациональной интуицией, а научные концепции,  представляющие время, как имеющее какое-либо направление, неверно интерпретируют реальность.»

   Цель  данного реферата: рассмотреть и  изучить проблему пространства и  времени.

   Задачи  данного реферата: 1. Рассмотреть  проблему пространства.

                                          2. Изучить проблему времени.  
 

Понятие пространства и времени  в античной философии. 
 

     Понятие времени возникло на основе восприятия человеком смены событий, предоставленной смены состояний предметов и круговорота   различных процессов. Естественнонаучные представления о пространстве и времени прошли длинный путь становления и развития. Самые первые из них  возникли из очевидного существования в природе и в первую очередь в  макромире твердых физических тел, занимающих определенный объем.   Рациональные идеи, согласующиеся с сегодняшними представлениями о времени – пространстве можно найти в учениях почти всех античных мыслителей. Так уже в учении Гераклита центральное место занимает идея всеобщего изменения – в ту же реку вступаем и не вступаем. В анализе античных  доктрин о пространстве  и времени остановимся на двух наиболее полно исследовавших данный вопрос: атомизме Демокрита и системе Аристотеля.

      Атомистическая  доктрина  была развита  материалистами  Древней  Греции Левкиппом и Демокритом и во многом предвосхитила фундаментальные  открытия ученных прошлого века. Согласно, этой доктрины, всё природное  многообразие состоит  из  мельчайших  частичек  материи  (атомов), которые   двигаются, сталкиваются  и сочетаются в пустом пространстве. Атомы (бытие)  и пустота (небытие)  являются  первоначалами  мира. Атомы  не  возникают  и    не уничтожаются, их вечность  проистекает  из  отсутствия  начала у времени. Атомы двигаются в пустоте бесконечное время, которому соответствует 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 минимум   материи). Отсутствие у амеров  частей  служит  критерием  математической  неделимости. Атомы не распадаются  на амеры, а  последние  не  существуют в  свободном состоянии. Это совпадает с представлениями  современной  физики  о  кварках. Характеризуя систему Демокрита как теорию  структурных  уровней  материи - физического (атомы и пустота) и математического (амеры), мы  сталкиваемся с двумя пространствами: непрерывное  физическое   пространство   как вместилище и математическое  пространство, основанное  на  амерах  как масштабных единицах протяжения материи. В соответствии  с  атомистической концепцией  пространства  у  Демокрита  сложились  представления  о  природе времени и движения. В дальнейшем они были развиты Эпикуром в стройную систему. Эпикур рассматривал свойства механического движения исходя из дискретного характера пространства и времени. Например, свойство изотахии заключается в том, что все атомы движутся с одинаковой скоростью. На математическом уровне суть изотахии состоит в том, что в процессе перемещения атомы проходят один атом пространства за один атом времени.

      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 физическом уровне, где основное внимание он уделяет взаимосвязи времени и движения. Аристотель показывает, что время немыслимо, не существует без движения, но оно не есть и само движение. В такой модели времени впервые реализована реляционная концепция. Измерить  время  и выбрать единицы его измерения можно с помощью любого периодического движения, но, для того чтобы полученная величина была универсальной, необходимо использовать  движение  с максимальной  скоростью. В современной физике это скорость  света, в античной и средневековой философии - скорость движения небесной сферы.

      Пространство для Аристотеля  выступает  в  качестве  некоего   отношения предметов материального мира, оно понимается как объективная категория,  как свойство природных вещей.  Механика Аристотеля функционировала  лишь  в  его модели мира. Она была построена на очевидных явлениях земного мира.  Но это лишь один из уровней космоса Аристотеля. Его космологическая  модель функционировала в неоднородном конечном пространстве, центр   которого совпадал с центром Земли. Космос был разделен на два уровня:  земной  и небесный. Земной уровень состоял из четырёх стихий - земли, воды,  воздуха и огня; небесный - из эфирных тел, пребывающих в бесконечном  круговом движении. Аристотелю удалось создать самую совершенную, для  своего времени модель пространства – времени, просуществовавшую более двух тысячелетий. 

Развитие  представлений о  пространстве и времени  в классической физике. 

      Следующим  значительным  шагов   в  развитии  представлений  о  природе пространства и времени были работы представителей классической физики.  Как и для античных исследователей мира, для представителей классической  физики основными были обыденные представления о пространстве и времени как о каких-то внешних условиях бытия, в которые помещена материя и которые сохранились бы, если бы даже материя исчезла. Такой взгляд  позволил сформулировать концепцию абсолютного пространства и времени,  получившую свою наиболее отчетливую формулировку в работе И. Ньютона   “Математические начала натуральной философии”. Этот труд более чем на два  столетия определил развитие всей естественнонаучной картины мира. В нем  были сформулированы основные законы движения и дано определение пространства, времени, места и движения.

       Раскрывая сущность пространства  и времени, Ньютон предлагает различать два вида понятий: абсолютные (истинные, материалистические) и относительные (кажущиеся, обыденные).

      Абсолютное пространство по своей сущности, не связано с объектами, помещенными в него, и безотносительно к чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным. Относительное пространство  есть мера или какая-либо ограниченная подвижная часть, которая  определяется нашими чувствами по положению его относительно некоторых тел, и которое в обыденной жизни принимается за пространство неподвижное. Время и пространство составляют как бы вместилища самих себя и всего  существующего. При таком понимании абсолютное пространство и время   представлялись некоторыми самодовлеющими элементами бытия, существующими вне и независимо от каких-либо материальных процессов, как универсальные условия, в которые помещена материя. 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 материя. Они обладают лишь одним признаком субстанции - абсолютной самостоятельностью существования и независимостью от любых конкретных процессов. Но они не обладают другим важным качеством субстанции - способностью порождать различные тела, сохраняться в их основе при всех изменениях тел. Такую способность Ньютон признавал лишь за материей, которая рассматривалась как совокупность атомов. Правда, материя - тоже вторичная субстанция после Бога, который сотворил мир, пространство и  время и привел их в движение. Бог, являясь существом непространственным и вневременным, неподвластен времени, в котором все изменчиво и преходяще.  Он вечен в своем бесконечном совершенстве и всемогуществе и является  подлинной сущностью всякого бытия. К нему не применима категория  времени, Бог существует в вечности, которая является  атрибутом Бога. Чтобы  полнее реализовать свою бесконечную мудрость и могущество, он создал мир  из ничего, творит материю, а вместе с ней пространство и время как условия бытия материи. Но когда-нибудь мир полностью осуществит заложенный 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 вездесущность. Подобные   взгляды выражались еще Платоном, Аврелием, Августином, Фомой  Аквинским и их последователями.

      В этих воззрениях, даже с теологической  точки зрения, содержаться

глубокие  противоречия. Ведь однократный акт творения мира и обреченность его на грядущую гибель не соответствует бесконечному могуществу, совершенству и мудрости Бога. Этим божественным атрибутам более соответствовало бы бесконечное множество актов творения самых различных миров, последовательно сменяющих друг друга в пространстве и времени. В каждом из них реализовывалась бы определенная идея, данная этому миру Богом, а все множество этих идей создавало бы бесконечное пространство и время. Подобные идей, высказанные в общем виде еще александрийским  теологом Оригеном (III  в.  н.э.) и объявленные вскоре ересью, в Новое время развивались в философии Лейбница, выдвинувшего идею о предустановленной гармонии в каждом из потенциально возможных миров. Лейбниц рассматривал пространство как порядок существования тел, а время - как порядок отношения и последовательность событий. Это понимание составило сущность  реляционной концепции пространства и времени, которая противостояла их  пониманию как абсолютных и независящих ни от чего реальностей, подвластных только Богу.