Развитие представлений о пространстве и времени. Общие свойства пространства-времени

Модель пространства-времени Минковского.

 

 

 

 

Используя принцип простоты, при создании общей теории относительности Эйнштейн обобщил принцип относительности на неинерциальные системы отсчёта. Так же, Основываясь на принципе наблюдаемости, при создании специальной теории относительности Эйнштейн отверг понятие эфира и основанную на ней интерпретацию результатов опыта Майкельсона, данную Лоренцем.

Осуществляя принцип единства, специальная теория относительности объединила понятия пространства и времени в единую сущность (четырёхмерное пространство-время Минковского), придала законам различных отраслей физики, механики и электродинамики единую лоренц-инвариантную форму, а общая теория относительности раскрыла связь между материей и геометрией пространства-времени, которая выражается общековариантными гравитационными уравнениями. Эйнштейн вышел за рамки абстрактных теоретических построений. Согласно Эйнштейну, материальная система сама формирует свои пространственно-временные отношения. В соответствии со специальной теорией относительности (СТО) пространственно-временные свойства тел зависят от скорости их движения. Пространственные размеры сокращаются в направлении движения:

при приближении скорости тела к скорости света в вакууме, а временные процессы в быстродвижущихся системах замедляются. Пространство и время представляются в СТО как взаимосвязанные свойства физических систем и процессов, единство которых реализуется в понятии "пространство-время" и описывается с помощью четырехмерной геометрии. Общие свойства пространственно-временных отношений, сформулированные на основе изучения макропроцессов, не исключают, а, напротив, предполагают специфику их на различных уровнях организации материи. В неживой природе качественные особенности микро-, макро-, мегамира во многом объясняются своеобразием их

пространственно-временных связей. Так, в мегамире су-

щественную роль играет кривизна пространства-времени.

Эйнштейновские уравнения гравитационного поля позволяют сформулировать множество космологических решений. Одним из них является предложенная советским физиком A.A. Фридманом модель расширяющейся Вселенной, согласно которой вещество, испытывая действие сил тяготения, приводит к расширению Вселенной. В соответствии с этой моделью предполагают, что вещество Вселенной находилось в сингулярном (точечном) состоянии в виде сверхплотного сверхгорячего шара с бесконечно

большим значением кривизны пространства-времени, а "разбегание" галактик связано с "большим взрывом".

Своеобразие пространственно-временных отношений мы обнаруживаем и при рассмотрении микромира.

Существуют множество моделей дискретного пространства-времени микромира. В частности, обосновывается не только квантовый характер пространства и времени микромира, но и указывается порядок величины соответствующих квантов -10-13 см для пространства и 10~24 с. для времени. При этом квантованность пространства-времени не означает наличие какого-то нижнего предела значений квантов.

Определение наиболее адекватных моделей пространства и времени мега- и микромира, безусловно, дело специалистов - физиков, астрономов. С позиции же философского миропонимания

важно, что пространство и время выражают в каждом

случае качественное своеобразие структурной организации материи. Все большее значение проблема пространства и

времени занимает в химических процессах. Стереохимические эффекты, ориентация, принцип симметрии и асимметрии и другие имеют прямое отношение к изучению пространственно-временных отношений материальных систем химического уровня строения материи. Пространственные характеристики химических объектов описываются с учетом их многоуровневого строения. Актуальность исследования пространственно-временных отношений химических веществ связана не только с особенностями их строения, но и с тем влиянием, которое они оказывают на качественно отличные от них уровни строения материи. Пространственно-временная структура объектов химического уровня влияет на многие сложные явления на уровне жизни.

Одним из первых вопрос о единстве пространства, времени, материи и движения в биологии поставил В.И. Вернадский. Отталкиваясь от идеи Л. Пастера, он развивает принцип единства симметричности и асимметричности пространственно-временной организации живого. Асимметричность, которая на уровне неживой природы предстает как случайность, на уровне жизни выступает

необходимым свойством, обеспечивающим приспособительный характер живых систем. Например, при прослеживании развития зародыша можно отчетливо видеть последовательные стадии организации биологического пространства, в каждой из которых процесс морфогенеза проявляется тогда и там, где это позволяет координировать его со всем процессом в целом. Биологическое пространство функционально, в нем события представляют собой процессы, локализованные во времени и пространстве, а не просто траектории. В современной науке большинство ученых сходятся на мысли, что существует множество биологических пространств. Специфические особенности биологического времени находят свое выражение во временном ритме. "Биологические часы" являются тем механизмом, благодаря которому осуществляется многоуровневое функционирование всех подсистем любого живого

организма.

Еще более глубокие и разнообразные связи обнаруживаются на социальном уровне. Объективными характеристиками социального взаимодействия являются социальное пространство и социальное время. Жизнь человека постоянно вносит изменения в пространственно-временные отношения человеческой деятельности. Социальное пространство — это всеобщая форма существования различных социальных субъектов, начиная от человека и кончая обществом. Оно выражает порядок сосуществования, структурность и протяженность общественных систем, социальных действий и процессов. В зависимости от места

расположения, доступности использования, размеров и других особенностей различное социальное значение будут иметь, например, полезные ископаемые, водные бассейны, лес, земля и т.д. Социальное время - это форма общественного бытия, которая характеризует становление человеческой деятельности и последовательность различных стадий в историческом развитии.

Социальное пространство и время складываются объективно в процессе жизнедеятельности общества. К социальному пространству относится не просто географическая территория, освоенная человеком. Более существенным признаком являются локализация, сосуществование, степень совместимости различных видов деятельности человека. Социальное пространство нельзя рассматривать в отрыве от социального времени, по которому можно судить о координации и насыщенности социальных процессов и человеческих действий. Социальное пространство и время выступают активными регуляторами общественных отношений. Пространственно-временная организация социальной жизни связана с пространством-временем всех структурных уровней. Это наглядно можно проследить, например, на истории градостроительства и архитектуры, исследовании проблем коммуникации и т.д. Современный город нельзя спутать с городом античности или средневековья. В архитектуре города своеобразно отражаются не только историческая эпоха, но и национальные особенности, социально-экономические и социально-политические отношения, природные особенности. Пространство и время - сущностные характеристики деятельности человека, а поскольку это так, то перед человеком стоит проблема освоения пространства и времени. С одной стороны, деятельность человека в настоящее

время уже вышла за рамки нашей планеты и с прогрессом космической техники она будет расширяться. С другой стороны, не менее важно совершенствовать пространственные структуры жизнедеятельности человека, начиная с индивидуального уровня. Сложность общественных связей и отношений обусловливает неравномерность темпоральной структуры деятельности человека. Во всех сферах деятельности - материальной и духовной, духовно-практической - цена времени растет. Конечно, человек не может

искусственно замедлить или ускорить течение естественных процессов, но он должен стремиться эффективно использовать время, совершенствовать временные отношения различных систем общества, одной из которых является сам человек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВЫВОДЫ

Пространство и время - всеобщие формы бытия материи. Пространство - протяжённость, сосуществование вещей, время  - длительность. На уровне понятий протяжённость и длительность выражаются в абстрагируемых от них признаках - измерениях. Пространство характеризуется двумя измерениями, время одним: оно течёт от прошлого к настоящему и к будущему. Одномерность времени связана с однонаправленностью и необратимостью. Пространству свойственна обратимость, движение возможно в прямом и обратном направлении. Пространство и время обладают однородностью, различные точки пространства одинаково тождественны, также и моменты времени. Пространство изотропно, т.е. все направления в пространстве равноценны, одинаковы. Пространство и время - внутренние формы бытия материи, объективные формы (с позиции научного материализма). Пространство и время - две противоположные, взаимосвязанные и взаимодополняющие формы бытия материи. Сосуществующие в пространстве вещи, могут сосуществовать во времени и существующие во времени вещи образуют пространство. Любая из основных форм бытия, таким образом, выступает в качестве условия другого. Физические представления о пространстве и времени связаны с теорией Эйнштейна. Теория относительности основывается на принципах: постоянства скорости света в пустоте, относительности. На их основе Эйнштейн разработал теорию физического пространства и времени, где пространство и время зависимы от движения физических тел по мере приближения к скорости света. Эйнштейн открыл свойство пространство и времени - быть объективно различными в различных физических системах. Общая теория относительности ввела представление о взаимосвязи и взаимодополняемости пространства и времени. Общая теория относительности исходит из признания тяготения, которое определяет свойства пространства и времени. С позиций общей теории относительности протяжённость и длительность зависят от интенсивности гравитации, чем интенсивнее поле тяготения, тем меньше протяжённость и медленнее течёт время. Общая теория относительности ввела понятие о кривизне пространства. Теория относительности подтвердила диалектико-материалистическое понимание пространства и времени, их неразрывные связи друг с другом и материей.

Мир - это бесконечное множество систем различных порядков сложности и все они находятся в движении, взаимной связи и обусловленности. Каждой из них соответствует своя пространственно-временная структура и вместе с тем мир един, и единство его в материальности.