С. СОВРЕМЕННАЯ ФИЗИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА


Пространство и время

Общие замечания

Пространство и время являются общими формами существования материи. Они не существуют вне материи и независимо от нее.

Пространственными характеристиками являются положения тела относительно других тел (координаты тела), расстояния между телами, углы между различными пространственными направлениями (отдельные объекты характеризуются длиной и формой, которые определяются расстояниями между частями объекта и их ориентацией). Временные характеристики - "моменты", когда происходят явления, длительность (время продолжения) процессов. Соотношение между этими пространственными величинами называются метрическими. С собственно пространственными соотношениями имеют дело только в том случае, когда можно отвлечься от свойств и движения тел и их частей; с собственно временными - в случае, когда можно пренебречь разнообразием сосуществующих объектов.

Однако в реальной действительности пространственные и временные соотношения связаны между собой. их единство непосредственно проявляется в движении материи; простейшая форма движения - перемещение - характеризуется величинами, которые представляют собой различные соотношения между пространством и временем (скорость, ускорение). Все эти соотношения и изучает кинематика. Современная физика обнаружила более глубокое единство пространства и времени, выражающееся в совместной закономерной смене пространственно-временных характеристик систем в зависимости от движения последних, а также в зависимости этих характеристик от концентрации масс в окружающей среде.

Понятие пространства и времени являются необходимыми составляющими картины мира в целом, поэтому составляют предмет философии. Учение о пространстве и времени углубляется и усложняется вместе с развитием естествознания и прежде всего физики. Из других наук о природе значительную роль в прогрессе учения о пространстве и времени сыграла астрономия, особенно космология.

Пространственно-временные соотношения подчиняются не только общим закономерностям, но и специфическим, которые присущи объектам того или иного класса, поскольку эти соотношения зависят от структуры материального объекта и внутреннего взаимодействия между его составляющими. Поэтому такие характеристики, как размеры объекта и его форма, длительность существования, ритмы процессов, типа симметрии являются существенными параметрами объекта данного типа, зависят также от условий, в которых он существует. Особенно специфическими являются пространственные и временные соотношения в таких сложных, способных к развитию объектах, как организм или общество. В этом случае можно говорить об индивидуальном пространство и время для таких объектов (например, о биологическом или социальное время).

Основные концепции пространства и времени

Важнейшие философские проблемы, касающиеся пространства и времени, - это вопрос о сущности пространства и времени, о взаимосвязи этих форм бытия с материей, об объективности пространственно-временных соотношений и закономерностей.

На протяжении почти всей истории естествознания и философии существовали две основные концепции пространства и времени. Одна из них уходит корнями ученик древних атомистов - Демокрита, Эпикура, Лукреция, которые обосновали понятие пустого пространства и рассматривали его как однородное (одинаковое во всех точках) и бесконечное (Эпикур, однако, считал, что пространство не является изотропным, то есть он неодинаков в разных направлениях). Понятие времени тогда было разработано крайне слабо и рассматривалось как субъективное восприятие действительности. В Новое время в связи с разработкой основ динамики концепцию времени и пространства развил И. Ньютон, очистив ее от антропоморфизма. По Ньютону, пространство и время - суть особые начала, существующие независимо от материи и друг от друга. Пространство сам по себе (абсолютное пространство) является пустым "вместилищем тел", совершенно неподвижным, непрерывным, однородным и изотропным, пропускающим, бесконечным; он не влияет на материю и не подвергается ее влиянию; имеет три измерения. От абсолютного пространства Ньютон отличал длину тел - их основное свойство, благодаря которому они занимают определенные места в абсолютном пространстве, совпадают с этими местами. Движение, по Ньютону, если речь идет о самых простых частицы (атомы), есть начальное, первичное свойство, которое не нуждается в объяснении. Абсолютное пространство вследствие неразличимости своих частей неузнавание и такой, который невозможно измерить. Положение тел и расстояния между ними можно определять только по отношению к другим тел. Иными словами, наука и практика имеют дело только с относительным пространством. Время в концепции Ньютона сам по себе является чем-то абсолютным и ни от чего не зависящим, чистой длительностью как таковой, равномерно течет от прошлого к будущему. Он является пустым "вместилищем событий», которые могут его заполнять, но могут и не заполнять; ход событий не влияет на течение времени. Время универсальный, одномерный, непрерывный, бесконечный, однородной (везде одинаковый). От абсолютного времени, также нельзя измерить, Ньютон отличал относительное время. Измерение времени осуществляется с помощью часов, то есть движений, которые являются периодическими. Пространство и время в концепции Ньютона независимы друг от друга. Независимость пространства и времени проявляется прежде всего в том, что расстояние между двумя данными точками пространства и промежуток времени между двумя событиями сохраняют свои значения независимо друг от друга в любой системе отсчета, а соотношение этих величин (скорости тел) могут быть любыми.

Ньютон подверг критике идею Декарта о заполнен мировое пространство, то есть о тождестве протяженной материи и пространства.

Концепция пространства и времени, разработанная Ньютон, была господствующей в естествознании течение 17-19 веков, так как отвечала науке того времени - евклидовой геометрии, классической механике и классической теории тяготения. Законы ньютоновской механики сбываются только для инерциальных систем отсчета. Эта специфика инерциальных систем объясняется тем, что движение в них происходит поступательно, равномерно и прямолинейно именно по абсолютных пространства и времени и наилучшим образом соответствует последним.

Согласно ньютоновской теорией тяготения, действие от одних частиц вещества к другим передается мгновенно через пустое пространство, разделяющее их. Ньютоновская концепция пространства и времени, таким образом, полностью соответствовала физической картине мира той эпохи, в частности представлению о материи как изначально протяженную и неизменную по / своей природе. Существенным противоречием в концепции Ньютона было то, что абсолютные пространство и время оставались в ней неузнавание путем опыта. В соответствии с принципом относительности классической механики, все инерционные системы отсчета равноправны, и невозможно выявить, движется система относительно абсолютных пространства и времени находится в состоянии покоя. Это противоречие стало аргументом для сторонников противоположной концепции пространства и времени, исходные положения которой восходят еще во времена Аристотеля. Это представление о пространстве и времени сформулировал Г. Лейбниц, опираясь частично на некоторые идеи Декарта. Особенность Лейбницевои концепции пространства и времени заключается в том, что она отрицает представление о пространстве и времени как о самостоятельных начала бытия, которые существуют наряду с материей и независимо от нее. По убеждению Лейбница, пространство - это порядок взаимного расположения множества тел, существующих независимо друг от друга, время - порядок в изменении явлений или состояний тел. При этом Лейбниц позже включал в понятие порядка и понятие относительной величины. Представление о протяженности отдельного тела безотносительно к другим, по концепции Лейбница, не имеет смысла. Пространство есть отношение («порядок»), которое касается только богатых тел, "ряду" тел. Можно говорить только об относительных размеры данного тела по сравнению с размерами других тел. То же самое можно сказать о продолжительности: понятие длительности применимо в отношении отдельного явления постольку, поскольку оно рассматривается как звено в единой цепи событий. Протяженность любого объекта, за Лейбницем, не является первичной свойством, а вызванная силами, действующими внутри объекта; внутренние ее внешние взаимодействия определяют и длительность состояния; что же касается самой природы времени как порядка явлений, сменяющие друг друга, то она отражает причинно-следственные связи между ними. Логично концепция Лейбница связана со всей его философской концепцией в целом.

Однако, Лейбницева концепция пространства и времени не сыграла важную роль в естествознании XVII-XIX веков, потому что она не могла дать ответы на вопросы, поставленные наукой той эпохи. Прежде всего, взгляды Лейбница на пространство, казалось, отрицали существование вакуума (только после открытия физического поля в XIX веке проблема вакуума предстала в новом свете) кроме того, они явно противоречили всеобщему убеждению о единственности и универсальность евклидовой геометрии наконец, концепцию Лейбница считали несочетаемого с классической механикой, поскольку казалось, что признание чистой относительности движения не может удовлетворительно объяснить определяющую роль инерциальных систем отсчета.

Таким образом, в то время, когда жил и творил Лейбниц, естествознание еще не могло воспринять его концепцией пространства и времени, которая базировалась на гораздо более широкой философской основе. Только два века спустя началось накопление научных фактов, которые показали ограниченность представлений о пространстве и времени, царившие в тот период.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >