Пространства и времени с позиции современного научного познания

Оглавление

Введение . . . . 3

1. Покажите сущностные характеристики пространства и времени с позиции современного научного познания . . .4 - 8

2. Выясните межнаучный характер пространственно-временных представлений в современной науке . . . . 9 - 11

3. Покажите значение понятий пространства и времени не только для естественных, но и для гуманитарных наук . . . . 12 - 15

Заключение . . . . 16

Список литературы . . . . 17 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение.

Данная  контрольная работа  представляет собой взгляд на представления о  сущности и свойствах  пространства и времени с позиции современного научного познания. 

       Пространство и время менялось  в различных картинах мира, в  связи с развитием научного  познания. Современные  научные  представления претерпели в прошлом  много дополнений и изменений.

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

     Развитие взглядов на пространство  и время это одно из ведущих  направлений в будущем науки.  Уже сейчас ученые выдвигают  смелые гипотезы о существовании  параллельных миров, о возможности  создания «машины времени». Более  детальное внедрение различных  научных концепций, как естественнонаучных, так и гуманитарных     могут расширить и изменить  наше представление о строение  Вселенной, как это было в  прошлом. Ещё большие, чем годы  и десятилетия, отрезки времени  требуются для изучения прошлого  человечества, возникновения, развития  и гибели древних культур, без  чего нельзя понять современное  состояние общества и его перспективы  развития. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Сущностные характеристики  пространства и  времени

     с точки зрения современной  науки 

          Исследования характеристик пространства  и времени целесообразно начать  с их определения.

Понятие пространства опирается на понятие  протяженности. Протяженность объекта  выражает его структурность, взаимоотношение  его частей. Обнаруживается протяженность  благодаря конечности скорости распространения  взаимодействий – для «движения» с бесконечной скоростью любые  расстояния одинаковы, а именно точечны. Протяженность, следовательно, обусловлена системной природой материи, выражая ее многокачественность и многокомпонентность.

     Понятие времени базируется на понятии длительности. Длительность выражает несотворимость и неуничтожимость системно организованной материи, последовательное пребывание материальных объектов и явлений в определенных состояниях.

     Опираясь  на сказанное, можно дать следующие  определения:

- пространство – это отношения взаимоположения объектов, сосуществующих в некоторый момент времени (при измерении пространственных размеров, обратим внимание, измеряемый объект совмещается с эталоном);

- время – это отношения последовательности объектов, сосуществующих в некоторой точке пространства (сравнение временных параметров разноместных событий, обратим внимание, требует синхронизации часов, что связано с комплексов не столь уж тривиальных допущений и процедур).

Выделим два следствия  из определений пространства и времени.

     Во-первых, пространство и время объективны.

     Во-вторых, пространство и время неразрывно связаны друг с другом  и с  движением материи. Более того, пространство и время – это стороны движения. В самом деле: поскольку пространство – это отношения сосуществующих в некоторый момент времени объектов, постольку оно есть то, что остается от движения, когда мы отвлекаемся  от времени; поскольку время –  это отношения объектов, сосуществующих в некоторой точке пространства, постольку оно есть то, что остается от движения, когда мы отвлекаемся от пространства. Таким образом, пространство и время не существуют вне движения материи, как и оно – вне пространства и времени.

     Данный  подход к определению пространства и времени именуется реляционным. Сторонники этой концепции понимают пространство и время не как самостоятельные сущности, а как системы отношений, образуемых взаимодействующими материальными объектами. Вне этой системы взаимодействий пространство и время считаются несуществующими. В этой концепции пространство и время выступают как общие формы координации материальных объектов и их состояний. Соответственно допускается и зависимость свойств пространства и времени от характера взаимодействия материальных систем.

     Но  данный подход был не единственным. Согласно широко ранее распространенной субстанциальной концепции пространство и время трактуются как самостоятельные  сущности, существующие наряду с материей и независимо от нее. Соответственно отношение между пространством, временем и материей представлялось как отношение между двумя  видами самостоятельных субстанций. Это вело к выводу о независимости  свойств пространства и времени от характера протекающих в них материальных процессов.

     В начале 20-го века была создана теория относительности, которая заставила  отказаться от субстанциальной концепции. Специальная теория относительности  А.Эйнштейна показала, что многие пространственно-временные свойства, считавшиеся до сих пор неизменными, абсолютными, фактически являются релятивными. Так, в СТО утратили свой абсолютный характер такие пространственно-временные  характеристики, как длина, временной  интервал, понятие одновременности. Все эти характеристики оказываются  зависящими от взаимного движения материальных объектов.

       Общая теория относительности  (1916г.) дала новые подтверждения  правильности реляционной концепции  пространства и времени, показав  зависимость пространственно-временных  свойств от характера движения  и взаимодействия материальных  систем и подтвердив правильность  трактовки пространства и времени  как основных форм существования  материи, в качестве содержания  которых выступает движущаяся  материя. Сам Эйнштейн, отвечая  на заданный ему вопрос о  теории относительности, 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 пространство  и время».

     Поскольку пространство и время неотделимы от материи, правильнее было бы говорить о пространственно-временных свойствах  и отношениях материальных систем. Но при познании пространства и времени ученые часто абстрагируются от их материального содержания, рассматривая их как самостоятельные формы бытия. Обычно выделяют всеобщие и специфические свойства пространства и времени, а также исследуют особенности пространства и времени в микромире и мегамире. К всеобщим относятся такие пространственно-временные характеристики, которые и неразрывно связаны и с другими ее атрибутами. Специфические, или локальные, свойства проявляются лишь на определенных структурных уровнях, присущи только некоторым классам материальных систем.

     Из  всеобщих свойств  пространства и времени  следует, прежде всего отметить:

1. Их объективность и независимость от человеческого сознания и сознания других разумных существ в мире (если такие есть).
2. Их абсолютность – они являются универсальными формами бытия материи, проявляющимися на всех структурных уровнях ее существования.
3. Неразрывную связь друг с другом и с движущейся материей.
4. Единство прерывности и непрерывности в их структуре – наличие отдельных тел, фиксированных в пространстве при отсутствии каких-либо «разрывов» в самом пространстве.
5. Количественную и качественную бесконечность, неотделимую от структурной бесконечности материи – невозможность найти место, где отсутствовали бы пространство и время, а также неисчерпаемость их свойств.

     Общие свойства, характеризующие пространство и время, вытекают из их характеристик  как основных, коренных форм существования  материи. 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». 

     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.