Значение понятия пространства и времени не только для естественных, но и для гуманитарных наук

   Содержание 

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

1. Сущностные  характеристики пространства и времени  с позиции

   современного научного познания..................................................................  4 стр. 

    II.   Межнаучный характер пространственно–временных представлений

            в    современной науке……………………………………………………  10 стр. 

    III.  Значение понятия пространства и времени не только для естественных,

           но и для гуманитарных наук………………………………………………  12 стр. 

      Заключение……………………………………………………………………   17 стр. 

      Список используемой литературы…………………………………………...  18 стр. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

   Пространство  и время относятся к фундаментальным  понятиям, которыми философы занимались с давних времен. В двадцатом веке представления об этих понятиях были основательно уточнены. В понимании  многих античных мыслителей существовало представление об абсолютном и пустом пространстве, заполненном неким мировым и неподвижным эфиром. Эти представления древних философов по мере накопления научных знаний о природе вещества, характера взаимодействия тел, строения и структуры материального мира постепенно преобразовывались.

   Открытия современной физики привели к необходимости серьезного пересмотра таких понятий, как пространство, время, материя, объект и т.д.; а поскольку эти понятия являются основополагающими для мировоззрения, то необходимы были и кардинальные перемены. Благодаря этим переменам возник и совершенно новый взгляд на мир, формирование которого продолжается под воздействием современных научных разработок.

   В процессе написания контрольной  работы необходимо выявить основные характеристики времени и пространства. Без них невозможно будет представить  всю значимость времени и пространства для наук. Естественные науки не могут обходиться без свойств пространства и времени. Физические, химические и другие величины непосредственно и опосредованно связаны с измерением длин и длительности, т.е. пространственно-временными характеристиками объектов. Но, как доказывает практика, гуманитарные науки тоже не могут обходиться без пространственно-временных характеристик.

   Целью своей работы считаю - проанализировать свойства пространства и времени с точки зрения современной науки.

   Моя главная задача – проследить взаимосвязь между понятиями современной физики (пространство и время), показать различные представления о сущности данных понятий, выявить их основные характеристики и показать значение этих понятий для современных наук. 
 
 

1.   Сущностные характеристики пространства и времени с позиции

   современного  научного познания

     Пространство  и время представляют собой формы, выражающие определенные способы координации  материальных объектов и их состояний. Содержанием этих форм является движущаяся материя, материальные процессы, и именно особенности и характер последних  должны определять их основные свойства. В этом отношении диалектика нацеливала науку на поиски зависимости между  определенными свойствами пространства и времени и сопутствующими материальными  процессами, которые их определяют. Кроме того, наличие у пространства и времени единого содержания — движущейся материи — указывает  и на взаимосвязь между самим  пространством и временем, на невозможность  их существования абсолютно независимо друг от друга.

      Но  что же такое пространство и время по отдельности?

      Время - это всеобщая объективная форма существования движущейся материи, являющаяся необходимым условием возникновения и изменения конкретных материальных систем и выражающая структурность, темп и длительность материальных процессов, и объективную последовательность событий.

      Пространство  - это всеобщая объективная форма существования материи, являющаяся необходимым условием возникновения и движения конкретных материальных систем.

        Наши представления о пространстве  и времени накладывают большой  отпечаток на понимание всей  картины мира. Они упорядочивают  вещи и явления, которые окружают  нас и в повседневной жизни,  и при попытках науки и философии  объяснить мир. Нет такого закона  физики, который можно было бы  сформулировать без понятий пространства  и времени. Одной из величайших  революций в истории науки  стало значительное изменение  этих основополагающих понятий  благодаря теории относительности.

        В доньютоновский период развитие представлений о пространстве и времени носило противоречивый характер. Представители элейской школы в Древней Греции отрицали существование пустого пространства, некоторые философы (Демокрит) утверждали, что пустота существует. И только в трудах Евклида зарождаются геометрические представления о пространстве, как об однородном и бесконечном.

        Евклидова геометрия была завершена  в XXVII столетии, когда Исаак Ньютон (1643-1727), дополнив наблюдения Галилея статистическим описанием пространства Евклида, построил описание движения в этом пространстве. Классическая физика исходила из представлений об абсолютно трехмерном пространстве, существующем независимо от содержащихся в нем материальных объектов и подчиняющимся законам евклидовой геометрии, а о времени как о самостоятельном измерении, которое носит абсолютный характер и течет с одинаковой скоростью независимо от материального мира.

        Научную революцию нашего времени  готовили многочисленные работы  физиков XIX века. Началось все с открытия и исследования электрических и магнитных явлений, которые не могли быть описаны в рамках механической модели и требовали введения новых сил. Очень важный шаг был сделан Майклом Фарадеем и Кларком Максвеллом – плодом размышлений над эффектами действия электрических и магнитных сил стала теория электромагнетизма. Вершина этой теории было осознание того, что свет – это переменное поле высокой частоты, движущееся в пространстве в форме волн. Из теории Максвелла был сделан вывод о конечной скорости распространения электромагнитных взаимодействий и существования электромагнитных волн.

        В девятнадцатом веке, еще до  Эйнштейна, физики представляли  себе пространство наполненным  особым неподвижным и невидимым  веществом, названным эфиром. Эфир  заполнял все Вселенную и проникал  во все материальные тела. В 1881г. Альберт Абрахам Майкельсон впервые попытался обнаружить эфирный ветер. Он трижды проводил свои эксперименты, но результаты оказывались отрицательными. Скорость света во всех опытах оказалась постоянной, не зависящей от положения наблюдателя и движения источника света.

        Следующим этапом в исследовании  вопроса пространства и времени  были предложения Лоренца, показавшие, что быстродвижущиеся тела несколько  изменяют (уменьшаются) свои размеры. 

        Первые три десятилетия XX века радикально изменили положение дел в физике. Старые понятия не находили применения в новых областях науки. У истоков современной физики стояло великое свершение одного человека, Альберта Эйнштейна (1879-1955). Две его статьи, опубликованные в 1905г. и 1915г., содержали две радикально новые мысли. В первой Эйнштейн привязал пространство ко времени более тесным образом, чем попытался это сделать Ньютон. Осуществив это, он разрушил ньютоновские представления об абсолютном пространстве и времени. На втором шаге он устранил одно из достижений Ньютона – понятие универсального тяготения как силы, она по-новому заставила взглянуть на электромагнитное излучение и легла в основу квантовой теории. Квантовая теория сформировалась в окончательном виде через двадцать лет совместными усилиями группы физиков.

        Первым достижением Эйнштейна  была специальная/частная теория относительности (в некоторых источниках упоминается о неправильном переводе с немецкого языка, в результате чего называли специальная теория относительности).  Центральным замечанием Эйнштейна было замечание о том, что для наблюдателя, находящегося в равномерном движении, невозможно определить движется он или нет, т.е. невозможно измерить равномерное движение каким-то абсолютным способом. Это утверждение Эйнштейн сжато выразил утверждением, что все инерциальные системы отсчета эквиваленты.

        У Эйнштейна ушло более десятилетия  на переход от специальной  теории относительности к более  общей теории, которую обычно  называют общей теорией относительности, теорией гравитации Эйнштейна. Общая теория относительности возникает из совпадения, которое состоит в том, что масса, используемая для выражения способности тела сопротивляться действию силы, является той же самой, что и масса, используемая для выражения способности тела создавать гравитационное притяжение. Согласно теории Эйнштейна, гравитация способна «искривлять» время и пространство. Это означает, что в искривленном пространстве законы евклидовой геометрии не действуют, так же как двухмерная плоскостная геометрия не может быть применена на поверхность сферы. Эта наиболее широко признанная, последовательная теория гравитации находит применение в астрофизике и космологии.

     К свойствам пространства относятся  протяженность, однородность и изотропность, трехмерность. Время обычно характеризуется такими свойствами как длительность, одномерность, необратимость, однородность.

     К наиболее характерным свойствам  пространства относится его трехмерность. Положение любого объекта может быть определено с помощью трех независимых величин. Время одномерно, ибо для фиксации положения события во времени достаточно одной величины. Под заданием положения события, объекта в пространстве или времени имеется в виду определение его координат по отношению к другим событиям и объектам. Факт трехмерности реального физического пространства не противоречит существованию в науке понятия многомерного пространства с любым числом измерений. Понятие многомерного пространства является чисто математическим понятием, которое может быть использовано для описания взаимосвязи различного рода физических величин, характеризующих реальные процессы. Если же речь идет о фиксации события в реальной физическом пространстве, то при использовании любой системы координат трех измерений всегда будет достаточно. И хотя до сих пор вопрос об обоснованности трехмерности пространства является открытым вопросом, решение его должно лежать в установлении связи трехмерности с фундаментальными физическими процессами.

     К специфическим свойствам пространства относятся однородность и изотропность. Однородность пространства означает отсутствие в нем каких-либо выделенных точек, а изотропность – равноправность всех возможных направлений. В отличие от пространства время обладает только свойством однородности, заключающимся в равноправии всех его моментов.

     Характерным специфическим свойством времени  является его необратимость, которая проявляется в невозможности возврата в прошлое. Время течет от прошлого через настоящее к будущему, и обратное его течение невозможно. Прошлое порождает настоящее и будущее, переходит в них. К прошлому относятся только те события, которые уже осуществились, и превратились в последующие. Будущие события – это те, которые возникают из настоящих и непосредственно предшествующих им событий. Настоящее охватывает все те объекты, системы и процессы, которые реально существуют и способны к взаимоотношению между собой. Взаимодействие возможно лишь при одновременном существовании объектов.

     Отсюда  следует, что время составляет как  бы рамки для причинно-следственных связей. Некоторые утверждают, что  необратимость времени и его направленность определяются причинной связью, та как причина всегда предшествует следствию. Однако очевидно, что понятие предшествования уже предполагает время. Прав поэтому Г.Рейхенбах, который пишет: «Не только временной порядок, но и объединенный пространственно-временной порядок раскрываются как упорядочивающая схема, управляющая причинными цепями, и, таким образом, как выражение каузальной структуры вселенной»¹. 

     Одномерность  времени проявляется в линейной, генетически связанной между  собой, системе измерений. Если для  положения тела в пространстве необходимо задать три координаты, то для определения времени достаточно одной. Если бы время имело не одно, а два, три и больше измерений, то это означало бы, что параллельно нашему миру существуют аналогичные и никак не связанные с ним миры – двойники, в которых те же самые события разворачивались бы в одинаковой последовательности. Однородность времени означает, что во времени все точки  равноправны, не существует преимущественной точки отсчета, любую можно принять за начальную.

     Указанные свойства пространства и времени  связаны с главными законами физики - законами сохранения. Если свойства системы  не меняются от преобразования переменных, то ей соответствует определенный закон  сохранения. Это – одно из существенных выражений симметрии в мире. Симметрии  относительно сдвига времени (однородности времени) соответствует закон сохранения энергии; симметрии относительно пространственного  сдвига (однородности пространства) –  закон сохранения импульса;