Меню Рубрики

Свойства пространства и времени с точки зрения материализма

Материализм

Идеализм — это теория, согласно которой существуют только сознания. Идеалисты утверждают, что объекты физического мира не существуют вне их восприятия. Наиболее последовательно этот тезис был развит Джорджем Беркли, который утверждал, что «быть — значит быть воспринимаемым».

Материализм есть теория о том, что если нечто существует, то оно имеет физический характер. Сознание описывается материалистами как свойство высокоорганизованной материи. Материалисты критикуют как дуалистов так и идеалистов, доказывая, что поведение не является сознанием, но внутренней физической причиной сознания. Среди материалистов можно упомянуть Фридриха Энгельса, Дэвида Армстронга, Дональда Дэвидсона и других.

Психика человека (субъективная реальность) не сводится к сознанию. Она состоит из сознания и бессознательного. Рассматривая сознание как систему, можно выделить три подсистемы, или сферы: познавательную, эмоциональную и мотивационно-волевую.

Познавательная сфера состоит из чувственного (сенситивного) познания, которое основано на внешних чувствах и выражается в способности к ощущениям, восприятиям и представлениям, и рационального познания, представляющего собой абстрактно-мыслительную деятельность, оперирующую понятиями. К познавательным способностям относятся внимание, память и воображение, а также интуиция.

Эмоциональная сфера включает в себя внутренние чувства человека, которые следует отличать от внешних, сенситивных чувств. Это чувства горя и радости, любви, ненависти и т д.

Мотивационно-волевая сфера – это мотивы, интересы, потребности субъекта, ориентирующие его в познавательной деятельности, а также воля, представляющая собой способность к выбору цели и внутренним усилиям, необходимым для ее достижения.

Все сферы сознания взаимосвязаны, причем основную роль в познавательной деятельности играет рациональное познание, мышление. Оно ориентирует чувственное познание, контролирует эмоциональную и мотивационно-волевую сферу.

Важнейшими формами бытия являются пространство, время, движение, системность. Обсуждение вопроса о сущности пространства и времени в истории философии распадалось на три группы проблем:
1. Каков гносеологический статус этих понятий? Являются ли они характеристиками материального бытия или характеризуют устройство нашего сознания?
2. Каково отношение пространства и времени к субстанции?
3. Каковы основные свойства пространства и времени?

Вопрос о познавательном статусе категорий пространства и времени решался по-разному. Одни философы считали пространство и время объективными характеристиками бытия, другие — чисто субъективными понятиями, характеризующими наш способ восприятия мира. Были и философы, которые, признавая объективность пространства, приписывали чисто субъективный статус категории времени, и наоборот.

Но пространство и время являются столь же объективными характеристиками бытия, как его материальность и движение.

В истории философии существовали две точки зрения об отношении пространства и времени к материи.
Первую из них можно условно назвать субстанциальной концепцией. В ней пространство и время трактовали 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.

Вторую концепцию можно именовать реляционной. Ее сторонники понимали пространство и время не как самостоятельные сущности, а как системы отношений, образуемых взаимодействующими материальными объектами. Вне этой системы взаимодействий пространство и время считались несуществующими. В этой концепции пространство и время выступали как общие формы координации материальных объектов и их состояний. Соответственно допускалась и зависимость свойств пространства и времени от характера взаимодействия материальных систем.

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.

В начале XX в. была создана теория относительности, которая заставила пересмотреть традиционные воззрения на пространство и время и отказаться от субстанциальной концепции. Теорию относительности можно рассматривать как концепцию, нацеленную на раскрытие диалектических связей в природе.

Теория относительности включает в себя две генетически связанные теории: специальную теорию относительности (СТО), основные идеи которой были сформулированы А.Эйнштейном в 1905 г., и общую теорию относительности (ОТО), работу над которой А. Эйнштейн закончил в 1916 г.

СТО возникла как результат попыток А. Эйнштейна распространить действие физического принципа относительности, известного еще со времен Галилея, на законы электродинамики, которые рассматривались как противоречащие последнему. А. Эйнштейн справился с этой задачей, но цена, которую он был вынужден заплатить за обобщение принципа физической относительности и распространение его на все законы физики, заключалась в пересмотре ньютоновских пространственно-временных представлений. СТО 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.

Новые подтверждения правильности реляционной концепции пространства и времени дала ОТО. Если в СТО принцип относительности был связан только с инерциальными системами отсчета, то общая теория относительности явилась результатом распространения действия принципа относительности и на неинерциальные системы отсчета. Это в свою очередь привело к установлению тесной зависимости метрических свойств пространства-времени от гравитационных взаимодействий между материальными объектами. В СТО было установлено, что геометрические свойства пространства-времени зависят от распределения в них гравитационных масс. Вблизи тяжелых объектов геометрические свойства пространства начинают отклоняться от эвклидовых, а темп течения времени замедляется. ОТО нанесла удар по субстанциальной концепции пространства и времени.

Основное философское значение теории относительности состоит в следующем:
1. Теория относительности исключала из науки понятия абсолютного пространства и абсолютного времени, обнаружив тем самым несостоятельность субстанциальной трактовки пространства и времени как самостоятельных, независимых от материи форм бытия.

2. Она показала зависимость пространственно-временных свойств от характера движения и взаимодействия материальных систем, подтвердила 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 сути 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».

3. Теория относительности нанесла удар субъективистским, априористским трактовкам сущности пространства и времени, которые противоречили ее выводам.

Говоря о том, что теория относительности подтвердила понимание пространства и времени как коренных форм существования материи, нельзя думать, что теория относительности положила конец философским спорам об истолковании пространства и времени. Решив одни проблемы, теория относительности поставила другие. Философские споры вокруг теории относительности возникли сразу же при ее создании и не утихают по настоящее время. Ряд философски мыслящих ученых попытались развить субъективистские версии трактовки пространства и времени, опираясь на теорию относительности. Связь пространства и времени с тяготением была истолкована как их полная тождественность, что привело к попыткам геометризации всех других видов физических полей (основание для такой трактовки физических полей дал сам А.Эйнштейн). Такой подход к пониманию сущности пространства и времени ведет к пониманию пространства и врмени как исходной физической реальности, исходной субстанции, которая порождает, обусловливает все физические свойства реального мира. Подобно тому как в концепции энергетизма исходным понятием оказывается движение, оторванное от понятия материи, в геометрической картине мира исходной субстанцией оказываются пространство и время, оторванные от материи.

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.

Что касается таких свойств, как длительность времени и протяженность пространства, то их трудно называть свойствами, поскольку они совпадают с самой сущностью пространства и времени. Ведь протяженность и проявляется в способности тел существовать одно подле другого, а длительность в способности существовать одно после другого, что и выражает сущность пространства и времени как форм существования материи.

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 реальном физическом пространстве, то при использовании любой системы координат трех измерений всегда будет достаточно. И хотя до сих пор вопрос об обосновании трехмерности пространства является открытым вопросом, решение его должно лежать в установлении связи трехмерности с фундаментальными физическими процессами.

К специфическим свойством 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. Свойства однородности пространства и времени и изотропности пространства теснейшим образом связаны с фундаментальными физическими законами, и прежде всего с законами сохранения. Они и лежат в основании самого принципа физической относительности.

Характерным специфическим свойством времени является его необратимость, которая проявляется в невозможности возврата в прошлое. Время течет от прошлого через настоящее к будущему, и обратное течение его невозможно. Необратимость времени связана с необратимостью протекания фундаментальных материальных процессов. Некоторые философы усматривают связь необратимости времени с необратимостью термодинамических процессов и с действием закона возрастания энтропии. В микрофизике необратимость времени связывается с характером законов квантовой механики. Существуют также космологические подходы к обоснованию необратимости времени. Наиболее широкое распространение получила причинная концепция времени; ее сторонники считают, что при обратном течении времени причинная связь оказывалась бы невозможной.

Специфично проявление времени и пространства в микромире, живой природе, в социальной действительности, в связи с чем специально анализируется биологическое время, психологическое время, социальное пространство-время и другие виды времени и пространств.

Психологическое (перцептуальное) время связано с восприятием и переживанием времени индивидом: время то «бежит», то «замедляется», что зависит от тех или иных конкретных ситуаций (одно дело, когда мы кого-то с нетерпением ожидаемой другое, когда заняты чем-то интересным); в детстве нам кажется, что время течет медленно, а в зрелом возрасте — что оно ускорило свой бег. Это субъективное чувство времени, и оно лишь в целом соответствует реально-физическому времени. Как отмечают специалисты, психологическое время включает: оценки одновременности, последовательности, длительности, скорости протекания различных событий жизни, их принадлежности к настоящему, удаленности в прошлое и будущее, переживания сжатости и растянутости, прерывности и непрерывности, ограниченности и беспредельности времени, осознание возраста, возрастных этапов, представления о вероятной продолжительности жизни, о смерти и бессмертии, об исторической связи собственной жизни с жизнью предшествующих и последующих поколений и т.п. Так или иначе, но психологическое время своеобразно в сравнении с физическим временем, хотя по многим направлениям и определяется им.

Имеется взгляд на соотношение психологического и онтологического времени, согласно которому психологическое является приоритетным в рамках данного соотношения. С.А. Аскольдов, например, писал: «Дерево, камень, кристалл, молекула, атом и т.п., понятие лишь во внешнем содержании своей материальности и вне наблюдающего их сознания, могут быть поняты лишь как совершенно внешнее рядо-положение взаимно иных моментов. И ни для какого из этих моментов предыдущий и последующий не могли бы иметь значение прошлого и будущего, потому что о прошлом можно говорить, лишь когда оно как-то удержано и для настоящего, а о будущем, когда оно хотя бы в виде неверной возможности предварено. Этой силой удержания и предварения обладает лишь живое сознание или жизнь вообще. И изменение в мертвом, неживом, дается лишь взгляду жизни на мертвое. Отмыслите этот взгляд, и в мертвом останется лишь рядоположение статических моментов, в котором нет ни прошлого, ни настоящего, ни будущего, ибо их необходимо сознавать. Вне сознания эти слова теряют всякий смысл. Итак, изменение, или, что то же, время, есть прежде всего достояние души, Его содержание прежде всего психологично. И все другие значения времени заимствуют свой смысл именно из этого психологического».

Для философского осмысления трудным и интересным оказывается вопрос от соотношении времени и вечности. Касаясь этого вопроса, Н.А. Бердяев отмечал следующее. Время разбивается на прошлое, настоящее и будущее, и если мы подумаем об этих трех частях, то придем к странному выводу о том, что их нет. Настоящее есть лишь какое-то бесконечно мало продолжающееся мгновение, когда прошлого уже нет, а будущего еще нет, но которое само по себе представляет некую отвлеченную точку, не обладающую реальностью. Прошлое призрачно потому, что его уже нет. Будущее призрачно потому, что его еще нет. Нить во времени разорвана на три части, нет реального времени. Это поедание одной части времени другой приводит к какому-то исчезновению всякой реальности и всякого бытия во времени. Во времени обнаруживается злое начало, смертоносное и истребляющее. Будущее есть убийца прошлого и настоящего. Будущее пожирает прошлое для того, чтобы потом превратиться в такое же прошлое, которое в свою очередь будет пожираемо последующим будущим.

Такое рассуждение, полагает Н.А. Бердяев, должно быть включено в более широкую концепцию, в которой выявляется разрыв конечного с выходом в вечность. Философия истории, пишет он, должна признать прочность исторического, признать, что историческая действительность, та действительность, которую мы считаем прошлым, есть действительность подлинная и пребывающая, не умершая, а вошедшая в какую-то вечную действительность; она является внутренним моментом этой вечной действительности. Имеется целостная жизнь, которая совмещает прошлое, настоящее и будущее в едином целостном всеединстве, поэтому действительность, отошедшая в прошлое, не есть умершая историческая действительность; не менее реальна она, чем та, которая свершается в данное мгновение или та, которая будет свершаться в будущем. Каждый может быть приобщен к истории постольку, поскольку он существует в этом зоне мировой действительности. Христианское учение открывает эту вечность. С этой точки зрения, по Н. А. Бердяеву, исторический процесс имеет двойственную природу: он что-то истребляет, но, с другой стороны, сохраняет. В мире действует истинное время, в котором нет разрыва между прошлым, настоящим и будущим, время ноуменальное, а не феноменальное. Настоящая философия истории выявляет единство времени

Дата добавления: 2015-04-23 ; Просмотров: 990 ; Нарушение авторских прав? ;

Читайте также:  Требования к зрению при работе с компьютером

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

источник

Пространство и время относятся к числу важнейших форм бытия материи.

Время — всеобщая форма бытия материи, выражающая длительность бытия и последовательность смены состояний всех материальных систем и процессов в мире 1 .

Пространство — форма бытия материи, характеризующая ее протяженность, структурность, сосуществование и взаимодействие элементов во всех материальных системах [1] [2] .

Из всеобщих свойств пространства и времени следует подчеркнуть их объективность, независимость от человеческого сознания и сознания всех других разумных существ в мире; их абсолютность как универсальных форм бытия материи, неразрывную связь друг с другом и с движением материи, количественную и качественную бесконечность, неотделимую от структурной бесконечности материи.

К свойствам пространства относится протяженность, которая означает рядоположенность, сосуществование и связь различных элементов. К свойствам пространства относят также связность и непрерывность, которые проявляются как в характере перемещений тел от точки к точке, так и в распространении воздействий через различные материальные поля в виде близкодействия в передаче материи и энергии. Пространству свойственна относительная прерывность, проявляющаяся в раздельном существовании материальных объектов и систем.

Общим свойством пространства является трехмерность, единство метрических и топологических свойств. Метрические свойства проявляются в протяженности и характере связи элементов тел. К свойствам пространства можно отнести изотропность, означающую отсутствие выделенных направлений (верха, низа).

К свойствам времени относят объективность, неразрывную связь с движением, пространством, другими атрибутами материи.

Свойствами времени являются также длительность, вечность, единство прерывного и непрерывного, одномерность, необратимость, однонаправленность, неоднородность.

Длительность времени относится к метрическим свойствам. Необратимость времени обусловлена законами развития, детерминизма, возрастанием энтропии.

«Пространство-время нашего мира имеет четыре измерения: три из них характеризуют пространство и одно — время. Чтобы задать положение тела в пространстве, достаточно трех координат, а временная характеристика события определяется одной координатой. Иначе говоря, пространство имеет размерность 3, а время — I» 1 . Современная наука допускает существование пространства и времени других размерностей. Например, «в современных концепциях. вводится представление о десятимерном пространстве-времени. Эти представления о развитии Вселенной допускают предположение, что при рождении нашей Метагалактики только четыре из десяти измерений пространства-времени обрели макроскопический статус, а остальные оказались как бы свернутыми в глубинах микромира, в областях 10 33 см. Не исключено, что развитие материи порождает наряду с нашей Метагалактикой множество различных миров, которые характеризуются другими размерностями пространства-времени. В этих мирах могут принципиально отсутствовать условия для возникновения известных нам форм материи, но, возможно, возникают и неизвестные нашей Метагалактике материальные структуры» [3] [4] .

Свою специфику имеет пространство и время в бытии общества. Человечество, в отличие от животных, сразу же начало формировать пространство для своей жизнедеятельности: изготовлять орудия труда, строить жилища, поселения, создавать пастбища. В социальное пространство входят не только связи предметов, но и отношение человека к предметам, к месту своего обитания.

Социальное время связано с длительностью исторических процессов, с их сменой, возникающей в ходе деятельности людей. Социальное время характеризуется неравномерностью протекания, многоуровневой структурой. В социальном времени часто выделяют две разновидности: циклическое социальное время и линейное социальное время.

Циклическое время характерно для древних цивилизаций, воспринимающих время как повторяющийся цикл. Поскольку древние цивилизации были аграрными, то и время воспринималось как цикл.

Особой ценностью обладало прошлое, авторитетом пользовались традиции, обычаи, идущие от далеких предков.

С появлением христианства время развернулось в линию из прошлого в будущее, стало линейным. Здесь особой ценностью обладает настоящее и будущее, а стрела времени направлена вперед. Для европейской христианской цивилизации присуще линейное социальное время.

В истории философии и науки существовали различные концепции пространства и времени. Для некоторых ученых бесспорным было понимание пространства и времени как каких-то внешних условий, в которые помещена материя и которые сохранились бы, если бы даже материя исчезла. Такой взгляд приводил к концепции абсолютного пространства и времени, получившей наиболее отчетливую формулировку в работе И. Ньютона «Математические начала натуральной философии». Здесь абсолютное пространство и время определялись как некоторые самодовлеющие сущности, существующие вне и независимо от каких-либо материальных процессов.

И. Ньютон утверждал, что абсолютное пространство существует объективно. Пространство не связано с материей, не является ее свойством, а существует как некая самостоятельная сущность. Пространство — вместилище, наполненное материальными телами. Абсолютное время представлялось И. Ньютону равномерной, чистой длительностью, существующей независимо от материального мира, не связанной с протекающими в природе событиями. Время и пространство считались независимыми не только от механических процессов, но и относительно друг друга. Такая позиция относится к субстанциальной концепции пространства и времени. К сторонникам данной концепции можно отнести также Аристотеля, Демокрита, Эпикура.

Но не все ученые придерживались таких воззрений. Так, Г.В. Лейбниц рассматривал пространство как порядок сосуществования тел, а время — как порядок отношений и последовательность событий. Это понимание составило сущность реляционной концепции пространства и времени, которая полагала, что пространство и время — это особые отношения между объектами и процессами и вне них не существуют. Сторонниками данной концепции являются Платон, И. Кант, П. Гассенди, Дж. Локк.

И субстанциальная, и реляционная концепции могут быть как материалистическими, так и идеалистическими. Представители субъективного идеализма (Дж. Беркли, Э. Мах и др.) ставили пространство и время в зависимость от человеческого сознания, выводили их из способности человека переживать и упорядочивать события, располагать их одно после другого. И. Кант, например, утверждал, что пространство и время являются априорными формами человеческих чувств. П. Гассенди полагал, что без души время не существует. В этом случае следует говорить об идеалистической реляционной концепции.

Материалистическая реляционная концепция также высказывалась уже в античный период. В частности, римский философ- материалист Тит Лукреций Кар доказывал, что времени самого по себе, без явлений и процессов, не существует. Какая концепция пространства и времени является более справедливой для современной науки? Современная наука склоняется в пользу материалистической реляционной концепции. Значительным шагом в понимании природы пространства и времени стало создание выдающимся физиком А. Эйнштейном специальной теории относительности (1905) и общей теории относительности (1916), которые позволяют углубить представления о пространстве и времени.

Создание СТО было завершено А. Эйнштейном в 1905 г. В соответствии с 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 (300 000 км/с); временные процессы замедляются в быстродвижущихся системах.

Приведем постулаты специальной теории относительности:

  • • Существуют инерциальные системы отсчета.
  • • Геометрия пространства эвклидова.
  • • Все инерциальные системы равноправны в отношении всех физических явлений (принцип относительности) [5] .
  • • Скорость света постоянна.

Но находясь в сопутствующей системе отсчета, т.е. двигаясь параллельно, на одинаковом расстоянии от измеряемой системы, нельзя заметить релятивистских эффектов, так как все используемые при измерениях пространственные масштабы и часы будут меняться точно таким же образом. Согласно принципу относительности, все процессы в инерциальных системах протекают одинаково.

Однако если система является неинерциальной, т.е. движется с ускорениями или замедлениями, то релятивистские эффекты можно заметить и измерить. Так, если воображаемый релятивистский корабль типа фотонной ракеты отправится к далеким звездам, то после возвращения его на Землю времени в системе корабля истечет существенно меньше, чем на Земле, и это различие будет тем больше, чем дальше совершается полет, а скорость корабля ближе к скорости света. В принципе разница может измеряться даже сотнями и тысячами лет, в результате чего экипаж корабля сразу переносится в близкое или более отдаленное будущее, минуя промежуточное время, поскольку ракета вместе с экипажем выключилась из хода развития на Земле.

Таким образом, специальная теория относительности показывает, что размеры и длительность по времени не абсолютны, а зависят от систем отсчета.

Идеи СТО получили дальнейшее развитие и конкретизацию в общей теории относительности (ОТО), созданной А. Эйнштейном в 1916г. Общая теория относительности исходит из принципа эквивалентности инерционной и гравитационной масс. Кинематические эффекты, возникающие под действием гравитационных сил, эквивалентны эффектам, появляющимся под действием ускорений. Эта теория утверждает инвариантность законов природы в любых системах отсчета, как инерциальных, так и неинерциальных.

«Теория относительности установила не только искривление пространства под действием полей тяготения, но и замедление хода времени в сильных гравитационных полях. В ОТО были раскрыты новые стороны зависимости пространственно-временных отношений от материальных процессов. Эта теория подвела физические основания под неэвклидовы геометрии и связала кривизну пространства и отступление его метрики от евклидовой с действиями гравитационных полей, создаваемых массами тел» [6] .

Таким образом, мы можем выделить основные философские идеи теории относительности А. Эйнштейна:

  • 1. Теория относительности отказалась от понятий абсолютного времени и абсолютного пространства.
  • 2. Теория относительности обосновала реляционную концепцию пространства-времени.
  • 3. Она доказала связь материальных процессов с пространственно-временными свойствами.
  • 4. Она внесла вклад в обоснование относительности научных теорий.

Сам А. Эйнштейн, отвечая на заданный ему вопрос о сути 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» [7] .

В 1922 г. советский математик А.А. Фридман сумел найти иное решение уравнений общей теории относительности, отказавшись от предположения о статичности Вселенной, но приняв допущение об однородности и изотропности распределения вещества. Из решения А.А. Фридмана уравнений тяготения следовало, что Вселенная нестационарна и ее пространство обладает переменной во времени кривизной, одинаковой в малых масштабах.

А.А. Фридман допускал три возможных следствия из предложенных им решений:

  • • Вселенная и ее пространство расширяются с течением времени.
  • • Вселенная сжимается.
  • • во Вселенной чередуются через большие промежутки времени циклы сжатия и расширения.

В 1929 г. американский астроном Хаббл открыл при исследовании спектров далеких галактик красное смещение спектральных линий, что было истолковано как следствие эффекта Допплера и свидетельство взаимного удаления друг от друга галактик со скоростью, которая возрастает с расстоянием. После этого открытия вывод А.А. Фридмана о нестационарности Вселенной получил эмпирическое подтверждение, и в космологии утвердилась модель расширяющейся Вселенной. Таким образом, в современной космологии утверждается, что галактики удаляются друг от друга.

В 1965 г. было обнаружено реликтовое излучение, которое открывает астрофизикам информацию о первых мгновениях существования нашей Вселенной. Это излучение также говорит о нестационарности Вселенной и о ее развитии.

Таким образом, нами были рассмотрены основные свойства (атрибуты) материи: структурность, движение, пространство, время. Вполне возможно, что в дальнейшем научные достижения, открытия приведут к уточнению и пересмотру современных представлений о материи и ее атрибутах.

источник

Пространство и время, как и движение – атрибуты материи, основные условия ее бытия. Это объективно-реальные формы существования материи.

Исследования астрономии и астрофизики в масштабах сотен миллионов световых лет, а также изучение микроявлений порядка 10 -16 см длины и 10 -25 сек. времени подтверждают существование всех процессов в пространстве и во времени.

Какова природа пространства и времени? Как соотносятся пространственно-временные отношения с материей и движением? В решении этих и научных, и мировоззренческих проблем возможны два подхода и два ответа. Представители одного утверждают, что пространственно-временные отношения не зависят от материи и движения.

Те философы, которые исходят из догмы о творении мира духовной силой (Платон, Августин, Гегель), считают пространство и время также порождением бога или абсолютной идеи.

Субъективный идеализм в соответствии со своей исходной посылкой рассматривает пространство и время как создания человеческого сознания. Так, английский философ ХVII в. Д. Юм считает, что мир состоит из восприятий, а люди якобы не знают и не могут знать, скрывается ли что-нибудь за ними. Задача ума состоит в том, чтобы установить связи между восприятиями либо находящимися рядом друг с другом, либо следующими одно за другим. И. Кант, признавая существование материальных вещей вне нас, считал, что свойства пространства и времени не зависят от материи. Это – формы чувственного восприятия, данные человеку вне его опыта.

Но исходная посылка не мешала представителям материалистических школ по-разному решать частные вопросы.

Так, в наивном стихийном материализме античности господствовала концепция, идущая от атомистов (Левкипп, Демокрит, Эпикур). По их мнению, все тела существуют в бесконечном и однородном пространстве как пустом вместилище атомов и состоящих из них тел. Оно существует реально, как и материя (атомы).

Представление о самостоятельном и независимом существовании пространства и времени получило всестороннее развитие в концепции И. Ньютона, который выдвинул понятие «абсолютного пространства» и «абсолютного времени». По Ньютону, абсолютное (математическое) пространство есть чистая протяженность, «пустое вместилище событий». Согласно этой концепции пространство и время независимы друг от друга, от материальных тел и их движения, они однородны, непрерывны. Пространство трехмерно и симметрично, время одномерно, равномерно течет от прошедшего к будущему. Такое представление опиралось на геометрию Евклида и соответствовало законам классической механики. Эти представления имеют серьезные основания и потому, что в сфере обыденного опыта ни протяженность, ни длительность от взаимодействий объекта не зависят. Кроме того, есть целый ряд пространственно-временных характеристик, для которых связь пространства и времени не обнаружена (например, их топологические свойства). И, наконец, с чисто «житейской» стороны для каждого из нас имеет смысл рассматривать пространственно-временные отношения как фон для процессов, соизмеримых с земными процессами (земные часы, земные измерения расстояний).

Такие взгляды на пространство и время просуществовали вплоть до ХIХ в. Созданная Н. Лобачевским и Б. Риманом неевклидова геометрия, которая строилась на признании зависимости геометрических свойств пространства и времени от физических свойств движущейся материи, показала всю ограниченность и относительность ньютоновской концепции и метафизического материализма во взглядах на эти формы бытия материи.

Эти идеи получили свое дальнейшее развитие в теории относительности А.Эйнштейна. Эта теория является современной естественно-научной теорией пространства и времени, которая подтверждает основные положения диалектического материализма о неразрывной связи пространства и времени с движущейся материей.

Естественно-научная философия в основу понятий «простран­ство» и «время» кладет принцип структурности материи, ее прерывность.

Пространство – объективно-реальная форма бытия материи, выражающая ее протяженность и структурность, сосуществование и взаимодействие элементов материальных систем. В обыденном сознании пространство воспринимается как расположение одного объекта возле другого, то есть свойство «соседства» материальных объектов.

Время – объективно-реальная форма бытия материи, отражающая длительность существования всех объектов и последовательность смены состояний движущейся материи. В обыденном сознании время воспринимается как последовательность событий. Оно отражает простейшее, но всеобщее свойство материальных явлений: следовать друг за другом.

Но наряду с объективной реальностью существует и субъективная реальность, поэтому необходимо говорить и о пространстве, и о времени этой реальности. В этой связи существует понятие перцептуального пространства и времени, как формы субъективного восприятия пространства и времени. Эти восприятия отличны от объективной характеристики пространственно-временных форм бытия материи и таковы, каковы наши индивидуальные ощущения их. А ощущения, в свою очередь, зависят от уровня духовной культуры человека, его возраста, конкретной временной или пространственной ситуации и т.п. Перцептуальное время может останавливаться, в нем можно возвращаться назад, в прошлое, его можно обгонять. По особому воспринимается и пространство в субъективной реальности.

Читайте также:  Стоимость ночные линзы для восстановления зрения

Существование перцептуального времени и пространства есть объективная предпосылка для субъективной трактовки самих пространственно-временных форм материи.

Естественнонаучная философия, опираясь на достижения позитивных наук, определяет содержание пространства и времени как форм бытия материи в их объективных свойствах.

Объективность, то есть существование вне и независимо от воспринимающего субъекта, его сознания.

Относительность, то есть пространство существует в конкретных формах, соответственно формам движущейся материи.

Неразрывная связь с материей и движением, то есть пространство не существует вне материи и движения.

Неразрывная связь пространства и времени.

Единство прерывности (дискретности) и непрерывности.

Бесконечность пространства (свойство, вытекающее из бесконечности материального мира, его неисчерпаемости, выступающей как бесконечное проявление видов, форм, свойств и структур материи).

Многомерность: от трехмерности в макромире до двадцатипятимерности в микромире и n-мерности во Вселенной.

Относительность, то есть зависимость от скорости движения материи. Так, например, экспериментально доказано, что при увеличении скорости движения микрообъектов, увеличивается время их жизни.

Неразрывная связь с материей, то есть нет «чистой длительности», нет времени, в котором не происходили бы те или иные события.

Единство прерывности (дискретности) и непрерывности, обеспечивающей связность потока событий, без деления их на секунды, месяцы, годы, эпохи, века и т.д. Такое деление – акт субъективный.

Неразрывная связь с пространством. В теории относительности пространство-время существует как единый четырехмерный континуум, где три пространственные и временная координата выступают как одинаково изменяющиеся при переходе от одной системы отсчета к другой.

Вечность и бесконечность времени. Вселенная, как доказывает естествознание, развивается от минус-бесконечности до плюс-бесконечности.

Особо, как всеобщее свойство и времени, и пространства, необходимо выделить качественное многообразие пространственно-временных форм, соответствующих качественному многообразию структурных форм материи.

Три основных сферы материального мира – неживая природа, жизнь и общество – характеризуются специфическими пространственно-временными структурами. В свою очередь, в неживой природе, представленной возникшими в нашей Метагалактике уровнями организации материи, существуют особенности простран­ства-времени в мега-, макро- и микромире. Об этих особенностях данной сферы материального мира по разному поводу, то есть в связи с характеристикой иных ее свойств уже говорилось выше (кривизна пространства-времени; расширение и процесс разбегания галактик; сжатие и т.п.).

Появление живой природы также было связано с формированием специфического типа ее пространственно-временной организации. Возникает особое, биологическоепространство-время, как бы вписанное во внешнее по отношению к нему пространство-время неживой природы. Особенности биологических пространственно-временных структур проявляются на разных уровнях организации живого – от микроорганизмов до человека. И хотя наличие особых пространственно-временных характеристик у живых систем известно уже давно (от концепций Л. Пастера), научного обоснования их фактически еще нет.

Живая материя имеет специфику и временной организации. Приспособительная активность организмов во многом связана с формированием в процессе эволюции внутри них своеобразных моделей временной организации внешних процессов. Такие модели являются уже известными нам «биологическими часами», «работа» которых обеспечивает приспособление организма к определенному ритмическому чередованию факторов внешней среды, связанному со сменой дня и ночи, времен года и т.д. Они предвосхищают наступление определенных состояний внешней среды, обеспечивают готовность организма к целесообразному функционированию в условиях, которые должны с определенной вероятностью наступить в будущем. Во внутреннем времени организма, в ритмах его биологических часов внешнее время как бы сжимается, а затем происходит активный перенос на будущее этих «спрессованных» ритмов прошедшего внешнего времени. Живой организм путем иерархической организации системы «биологических часов» (от клетки до работы сложных органов) запускает такие реакции, которые обеспечат ему возможность приспособиться к будущим событиям. Он как бы обгоняет время. Спрессовывая прошлое в своей внутренней пространственно-временной организации, он живет и настоящим и будущим одновременно.

Возникновение социально организованной материи связано с формированием новых, качественно специфических пространственно-временных структур.

Пространственные структуры, определяющие общественную жизнь, не сводятся ни к пространству неживой природы, ни к биологическому пространству. Здесь возникает и исторически развивается особый тип пространственных отношений, в которых воспроизводится и совершенствуется человек как общественное существо. Социальное пространство, вписанное в биосферу и космос, обладает особым человеческим смыслом. Оно функционирует как система, расчлененная на ряд подпространств, характер которых и их взаимосвязь исторически меняются по мере развития общества от ранних стадий человеческой истории (дикость, варварство) до современных цивилизационных форм и уровней.

Освоенное человеком («очеловеченное») и неосвоенное пространство природы с точки зрения природных свойств не различаются. Но в социальном плане их различие существенно. Оно определено отношениями человека к миру, исторически складывающимися особенностями воспроизводства способов человеческой деятельности и поведения.

Специфические черты и характеристики социального пространства отражаются и в образе жизни, и в мировоззрении человека соответствующей исторической эпохи. Понятия и представления о пространстве, свойственные различным историческим эпохам, выражают различные исторически развивающиеся смыслы важнейшей мировоззренческой категории пространства. В ней находят отражение прежде всего характеристики и свойства социального пространства, сквозь призму которых человек рассматривает остальное пространство мироздания.

Привычные нашему здравому смыслу представления о пространстве, где все точки и направления одинаковы, возникли в качестве определяющих мировоззренческих образов не так уж давно, примерно в ХIV-ХV вв. Это была эпоха формирования буржуазных отношений и необходимости ломки мировоззренческих ориентаций, возникших в эпоху средневековья. Средневековому мировоззрению было свойственно рассматривать пространство как некоторую систему разнокачественных мест, каждое из которых наделялось определенным символическим значением. Так, различался земной греховный мир и мир небесный – мир «чистых сущностей», где выделялись святые места и особые направления (к Богу, к святым местам, к храму, к исцелению и т.п.).

Важно учитывать, что мировоззренческие категории, в том числе и категория пространства, не просто отражают общественное бытие, но и активно воздействуют на общественную жизнь. Они функционируют в качестве своеобразного эталона, в котором в определенные эпохи воспроизводится, «кодируется» свойственный им образ жизни людей.

Чтобы понять особую природу социального пространства как объективно существующего, важно выработать представления о целостной системе общественной жизни. Она включает в качестве своих компонентов как предметный мир, созданный и воспроизводимый человеком, так и самого человека, его отношения к другим людям, состояние человеческого сознания. Все это единое целое существует только благодаря взаимодействию составляющих его частей – мира вещей, мира идей и мира человеческих отношений. Это целое усложняется и меняется в процессе исторического развития.

Специфика социального пространства тесно связана со спецификой социального времени, которое является внутренним временем общественной жизни и как бы вписано во внешнее по отношению к нему время природных процессов.

Социальное время является мерой изменчивости общественных процессов, исторически возникающих преобразований в жизни людей. На ранних стадиях общественного развития ритмы социальных процессов были замедленными и, по сути, воспроизводили на протяжении не одного тысячелетия существующие социальные отношения. Ориентиром общественной практики было повторение уже накопленного опыта, воспроизводство действий и поступков прошлого, ставших священными традициями. Отсюда особая ценность прошлой истории в жизни древних (особенно восточных) цивилизаций.

Идея линейной направленности времени и ориентация на будущее возникли в культуре значительно позднее, скорее в обществе эпохи формирования капиталистических отношений. Капиталистическая система производства по сравнению с ей предшествующими привела к скачку в развитии всей системы социальных процессов и задала ей высокие темпы развития. Это особенно касается современной эпохи, стержнем которой является научно-техническая революция со всеми ее научными, техническими и социальными последствиями.

Таким образом, социально-историческое время течет неравномерно. Оно как бы уплотняется и ускоряется, наполняется содержанием по мере общественного прогресса. Причем само ускорение социально-исторического времени происходит неравномерно. В эпоху революционных преобразований это ускорение, его насыщение социально значимыми историческими событиями, происходит в значительно большей степени, чем в периоды эволюционного развития.

Социальное время, как и социальное пространство, имеет сложную структуру. Оно существует как наложение друг на друга различных временных событий: событий, характеризующих историю человечества, нации, индивидуальную судьбу, собственное бытие, индивидуально значимое для меня и т.д. Проблема полиструктурности социального пространства-времени, его изменения на разных этапах человеческой истории имеет особое значение сегодня и особенно для тех стран и народов, которые переживают эпоху ренессанса и материальной, и духовной культуры.

Заключение.Категория бытия, выступая предельно общей абстракцией, объединяет по признаку существования самые различные явления, предметы и процессы: природные объекты, их свойства, связи и отношения, человеческие коллективы и отдельных людей, социальные институты, состояния человеческого сознания и т.д. Все существующее – это и есть мир, к которому мы принадлежим.

Выделяя главные сферы бытия (природу, общество, сознание), мы неявно полагаем, что многообразие явлений, включенных в эти сферы, имеет общую основу. Мир един в его многообразии.

Идея такого единства приводит к представлению об общей основе всего существующего, о субстанции, в качестве которой можно мыслить и материю и дух. Соответственно, различается материалистический и идеалистический монизм. Для монистической философии мир выступает как единство материи и сознания, но для материализма это единство понимается как материальное единство мира.Причем единство мира понимается как единство материи и ее атрибутов (движения, пространства, времени), материи и законов ее движения, а это требует рассмотрения «вещественного» и структурного единства мира. В этом смысле единство должно пониматься диалектически, как единство в многообразии и через многообразие, так как общее не существует иначе как в отдельном.

источник

В мире изменяются сосуществующие, протяженные объекты, сменяющие друг друга и имеющие некоторую длительность.

Пространство и время — всеобщие формы существования материи: нет материи, не обладающей пространственно-временными характеристиками, не существует пространство и время сами по себе, вне материи и независимо от нее. Ленин: «В мире нет ничего, кроме движущейся материи, и движущаяся материя не может двигаться иначе, как в пространстве и времени.

Пространство — это такая форма бытия материи, в которой выражаются отношения сосуществования, рядоположенности, протяженности объектов.

Время — форма бытия материи, в которой выражаются всеобщие связи между сменяющимися, следующими друг за другом, длящимися объектами.

Структурная организация материи дает представления:

1) о взаимодействии элементов внутри объектов (протяженность), что ограничивает их от других объектов;

2) о месте, которое предмет занимает среди других предметов.

Пространство — свойство объектов быть протяженным, занимать место среди других объектов, граничить с ними. Следовательно, понятие пространства имеет смысл лишь постольку, поскольку сама материя дифференцирована, структурирована.

Все объекты материального мира находятся в движении и развитии, т.е. это процессы с определенными стадиями. Смена стадий может характеризоваться некоторой повторяемостью, наступать быстрее или позже. Отсюда возникает понятие длительности, ритма, темпа. А представление о времени имеет смысл постольку, поскольку мир находится в состоянии движения и развития.

Понимание пространства и времени может быть материалистическим и идеалистическим.

Материализм: пространство и время — присущи материи как ее формы существования.

— Метафизическая точка зрения (Ньютон): объективные пространство и время существуют независимо от материи, они ее не порождают, это внешние условия существования материи.

— Диалектическая точка зрения (Эйнштейн): структура и свойства пространства и времени зависят от уровня организации и форм движения материи.

Идеализм: пространство и время — формы восприятия внешнего мира человеческим сознанием (объективный идеализм Канта) или свойства индивидуального сознания, с помощью которых воспринимаются материальные объекты (субъективный идеализм Беркли).

В истории культуры существуют два подхода к пониманию пространства и времени:

1.Субстанциональный (классический) (Ньютон, Демокрит):пространство и время — это особые сущности, существующие независимо от материальный объектов. Пространство — это вместилище для тел, время — абсолютная длительность, поток, в котором пребывают тела. Пространственные характеристики предмета — протяженность, размерность, порядок расположения. Временные характеристики предметов — длительность, смена их состояний, темп и развитие процессов. Очевидно, что пространство и время выступают как самостоятельные, независимые от материи субстанции, они даже более субстанциональны, чем сам материальный мир, поскольку определяют его существование.

2. Реляционный (неклассический) (Лейбниц, Эйнштейн): пространство и время — это особые отношения между объектами и процессами, и вне их не существуют. Сам Эйнштейн отмечал отличие своей физики от классической так: «До меня считали, что, если исчезнет материя, то останутся пространство и время. Я же показал, что если исчезнет материя, исчезнет и пространство, и время». В 1905 г. Эйнштейн создал специальную теорию относительности, которую он изложил на 5 страницах. В ней он описал математическую зависимость изменения свойств пространства и времени от характера движения материи, точнее, от скорости тела.

Согласно теории относительности пространство не трехмерно, а время не линейно. Пространство и время тесно переплетены и образуют т.н. пространственно-временной континуум. Поток времени не является равномерным и однородным, он зависит от позиции наблюдателя и от скорости наблюдаемого тела.

В конце раздела приводится выдержка из книги знаменитого английского физика Стивена Хокинга «Краткая история времени». Он пытается ответить на вопросы, интересующие нас всех: откуда взялась Вселенная, как и почему она возникла, каков будет ее конец (если вообще будет). С. Хокинг делает это настолько увлекательно и доступно, что книга, написанная в 1988 году, является бестселлером по сей день. На выделенных страницах можно найти материал по проблеме пространства и времени.

Взаимосвязь пространства и времени и движущейся материи:

I. При переходе от одной системы отсчета к другой пространственно-временные интервалы меняются. При увеличении относительной скорости движения системы отсчета пространственные интервалы сокращаются, а временные растягиваются. При скорости движения = скорости света 300000 км/с пространственные интервалы сокращаются, а временные растягиваются, т.е. течение времени замедляется примерно в 70 раз.

Скорость света C — ≈ 300 тыс. км/сек. Для выхода на орбиту ракете необходимо набрать скорость 11 км/сек., для ухода с орбиты — 18 км/сек, 30 км/сек. — предельный разгон космических аппаратов сейчас. Эти скорости несопоставимы с С, макротела со скоростью света двигаться не могут, они теряют массу покоя. Но даже при них наблюдаются следующие явления: сверхточные часы за год полетов отстают на несколько секунд, дрозофила на космическом корабле «Салют -7» в течение полугода дала на 2-3 поколения меньше, чем земная дрозофила.

В поле действия больших гравитационных масс пространство имеет другую геометрию: существуют искривленные пространства (геометрия русского Лобачевского — немца Римана — венгра Бойяи), в которых луч света искривляется. В неевклидовых геометриях кратчайшее расстояние между двумя точками — не прямая, ; сумма углов в треугольнике оказалась больше 360 0 (выпуклое пространство), или меньше 360 0 (вогнутое пространство). Эйнштейн сделал вывод, что такие вогнуто-выпуклые пространства существуют в поле гравитации больших масс, например, планеты Юпитер, которая является самой большой планетой солнечной системы. Это подтвердилось при полете станции «Пионер-7», которая «пропала» около Юпитера, т.к. расчеты велись в евклидовой геометрии. По теории Лобачевского она должна была быть в другом месте, где и была обнаружена. Расчеты полета американской станции «Пионер-10» уже велись в геометрии Лобачевского, «Пионер-10» уже покинула пределы Солнечной системы.

Читайте также:  Происхождение человека с точки зрения библии

Теория относительности является наглядным свидетельством того, что новейшие результаты современной науки все в большей мере противоречат показаниям наших органов чувств и здравому смыслу, что создает психологические и познавательные трудности. Так, пушка в искривленном пространстве могла бы стрелять из-за угла, видели бы мы тоже из-за угла.

II. В природе не существуют отдельно пространство и время, существует единое пространство-время. Пространственно-временной интервал всегда остается инвариантным.

III. Свойства пространства-время зависят от характера движения материи.

Всеобщие свойства пространства и времени:

1. Объективность, независимость от сознания человека;

2. Неразрывная связь друг с другом и с движением материи;

3. Относительность пространства и времени, т.е. обусловленность пространственно-временных характеристик типом взаимодействия объектов и формой движения материи. Можно выделить относительность в смысле эйнштейновской в микро-, макро- и мегамире. Можно выделять различные типы пространства и времени. Наши обыденные представления о пространстве и времени — представления классической физики, их нельзя отождествлять сутью пространства и времени вообще.

4. Бесконечность пространства и времени. Бесконечность пространства и времени лучше всего понимать качественно, т.е. на разных уровнях организации материи можно столкнуться с качественно различными структурами пространства и времени.

Качественное многообразие форм пространства и времени:

1. Пространство и время в неживой природе. Пространственно-временные особенности существуют на мега-, макро-, микроуровнях. Так, физический вакуум имеет 10-мерные характеристики.

2. Пространство и время в живой природе. Пространственно-временная организация живого характеризуется ассиметрией «левого» и «правого», и доминирует левизна. Это особенность биологического пространства.

3. Пространство и время в социальной материи. Социальное пространство — это часть природы, ставшая сферой жизнедеятельности человека, наполненная человеческим смыслом. Пространство социальное неоднородно: «рай» и «ад», «этот» и «тот» миры. Социально-историческое время течет неравномерно. Оно уплотняется и ускоряется с развитием. Социальное время меряется историческими событиями.

Выводы реляционной точки зрения на пространство и время:

1. Вся Вселенная распадается на ряд относительно изолированных систем, характеризующимися своими собственными временным и пространственными параметрами. Условно можно выделять:

— механическое пространство и время (конфигурация тел);

— физические пространство и время (пространственная ориентация спина задает характеристики организации материи);

— химические пространство и время (конфигурация атомов и молекул задает специфику химических элементов);

— биологическое пространство и время (отношения между живыми организмами и экосистемами);

— психофизиологические пространство и время (у каждого человека своя мера пространства и времени, которые и задают психофизиологическую активность)

— социальные пространство и время.

2. Разные пространственно-временные организации должны быть как-то вписаны друг в друга. Физические, химические формы принимают участие в формировании более сложных пространственно-временных структур. И эти более сложные структуры должны учитывать низшие, менее организованные. Например, ассиметрия функций головного мозга: правое, образное полушарие связывает человека с физико-химической пространственно-временной организацией, а возникновение левого, абстрактного полушария определяется социальными воздействиями и следовательно социальным пространством-временем. Между тем, у животных ассиметрии мозга не наблюдается.

3. На определенном этапе развития материи возникают социальные пространство (культурное пространство) и время (связь исторически значимых событий).

Свойства пространства:

— трехмерность (n-мерные пространства возникают, когда к трем пространственным характеристикам добавляются параметры, которые влияют на протекание явлений в данной системе (искривленность и др.);

— изотропность (одинаковость свойств по всем направле­ниям).

Свойства времени:

— необратимость, время течет только в одном направлении – из прошлого через настоящее в будущее;

Размерность пространства и времен: трехмерное пространство и одномерное время являются фундаментальными характеристиками нашей Вселенной.

Чтобы произвести отсчет времени, мы берем за эталон некоторый периодически повторяющийся процесс и сравниваем его с более сложными, непериодическими процессами.

Периодические процессы — вращение Земли вокруг своей оси, вокруг Солнца, ритмы работы внутренних органов человека, его мозга. Чувство времени как раз и образуется при сравнении эталонного периодического процесса и сравниваемого.

Однако и здесь необходимо учитывать, что мы живем в мире культуры, а не в «чистой природе». Жизненные циклы человека преобразовались в единицы измерения и организации пространства и времени, например, «работать до седьмого пота», «идти до упаду».

Люди меряют мир своими телами или масштабами своей деятельности. Приводим соответствующие единицы измерения.

Стадия – расстояние, которое человек проходит спокойным шагом за промежуток от появления первого луча солнца при восходе до того момента, когда весь солнечный диск окажется над горизонтом.

Дюйм – длина фаланги пальца.

Локоть – расстояние от среднего пальца до локтя.

Сажень – расстояние между разведенными руками.

Косая сажень – расстояние между разведенными рукой и ногой.

Форсах (персидская миля) – расстояние, которое проходит караван до очередного отдыха.

Ярд (введен королем Эдгаром в X веке) – расстояние от кончика носа короля до конца пальцев вытянутой в сторону руки, или по другой версии, длина окружности его талии.

Подлинное измерение современного мира определяется технологиями – сотами мобильной связи, беспроводным интернетом, банкоматами, транспортными магистралями, бензозаправками. Так что теперь не существует единой карты мира: есть карта пешехода, водителя, таксиста, чиновника, инвалида. Измерение пространства при помощи человеческого тела и его движений свидетельствуют о желании и способности воздействовать на материю.[4]

Отрывок из книги Стивена Хокинга «Краткая история времени. От большого взрыва до черных дыр»: Амфора; СПб.; 2001. — Стр. 19-21. // Электронный ресурс: Библиотека Альдебаран: http://lib.aldebaran.ru

Специальная теория относительности позволила объяснить постоянство скорости света для всех наблюдателей (установленное в опыте Майкельсона и Морли) и правильно описывала, что происходит при движении со скоростями, близкими к скорости света. Однако новая теория противоречила ньютоновской теории гравитации, согласно которой объекты притягиваются друг к другу с силой, зависящей от расстояния между ними. Последнее означает, что, если сдвинуть один из объектов, сила, действующая на другой, изменится мгновенно. Иначе говоря, скорость распространения гравитационных эффектов должна быть бесконечной, а не равной (или меньшей) скорости света, как того требовала теория относительности. С 1908 по 1914 г. Эйнштейн предпринял ряд безуспешных попыток построить такую модель гравитации, которая согласовалась бы со специальной теорией относительности. Наконец в 1915 г. он опубликовал теорию, которая сейчас называется общей теорией относительности.

Эйнштейн высказал предположение революционного характера: гравитация – это не обычная сила, а следствие того, что пространство‑время не является плоским, как считалось раньше; оно искривлено распределенными в нем массой и энергией. Такие тела, как Земля, вовсе не принуждаются двигаться по искривленным орбитам гравитационной силой; они движутся по линиям, которые в искривленном пространстве более всего соответствуют прямым в обычном пространстве и называются геодезическими. Геодезическая – это самый короткий (или самый длинный) путь между двумя соседними точками. Например, поверхность Земли есть искривленное двумерное пространство. Геодезическая на Земле называется большим кругом и является самым коротким путем между двумя точками (рис. 2.8). Поскольку самый короткий путь между двумя аэропортами – по геодезической, диспетчеры всегда задают пилотам именно такой маршрут. Согласно общей теории относительности, тела всегда перемещаются по прямым в четырехмерном пространстве‑времени, но мы видим, что в нашем трехмерном пространстве они движутся по искривленным траекториям. (Понаблюдайте за самолетом над холмистой местностью. Сам он летит по прямой в трехмерном пространстве, а его тень перемещается по кривой на двумерной поверхности Земли).

Масса Солнца так искривляет пространство‑время, что, хотя Земля движется по прямой в четырехмерном пространстве, мы видим, что в нашем трехмерном пространстве она движется по круговой орбите. Орбиты планет, предсказываемые общей теорией относительности, почти совпадают с предсказаниями ньютоновской теории тяготения. Однако в случае Меркурия, который, будучи ближайшей к Солнцу планетой, испытывает самое сильное действие гравитации и имеет довольно вытянутую орбиту, общая теория относительности предсказывает, что большая ось эллипса должна поворачиваться вокруг Солнца примерно на один градус в десять тысяч лет. Несмотря на его малость, этот эффект был замечен еще до 1915 г. и рассматривался как одно из подтверждений теории Эйнштейна. В последние годы радиолокационным методом были измерены еще меньшие отклонения орбит других планет от предсказаний Ньютона, и они согласуются с предсказаниями общей теории относительности.

Лучи света тоже должны следовать геодезическим в пространстве‑времени. Искривленность пространства означает, что свет уже не распространяется прямолинейно. Таким образом, согласно обшей теории относительности, луч света должен изгибаться в гравитационных полях, и, например, световые конусы точек, находящихся вблизи Солнца, должны быть немного деформированы под действием массы Солнца. Это значит, что луч света от далекой звезды, проходящий рядом с Солнцем, должен отклониться на небольшой угол, и наблюдатель, находящийся на Земле, увидит эту звезду в другой точке (рис. 2.9). Конечно, если бы свет от данной звезды всегда проходил рядом с Солнцем, мы не могли бы сказать, отклоняется ли луч света или же звезда действительно находится там, где мы ее видим. Но вследствие обращения Земли все новые звезды заходят за солнечный диск, и их свет отклоняется. В результате их видимое положение относительно остальных звезд меняется.

В нормальных условиях этот эффект очень труден для наблюдения, так как яркий солнечный свет не позволяет видеть звезды, находящиеся на небе рядом с Солнцем. Но такая возможность появляется во время солнечного затмения, когда Луна перекрывает солнечный свет. В 1915 г. никто не смог сразу проверить предсказанное Эйнштейном отклонение света, потому что шла Первая мировая война. Лишь в 1919 г. английская экспедиция в Западной Африке, наблюдавшая там солнечное затмение, показала, что свет действительно отклоняется Солнцем так, как и предсказывала теория. То, что английские ученые доказали правильность теории, родиной которой была Германия, приветствовалось как еще один великий акт примирения обеих стран после войны. Но, хотя это выглядит иронично, проведенный позднее анализ фотографий, полученных этой экспедицией, показал ошибки измерения того же порядка, что и измеряемый эффект. Результат англичан был либо чистым везением, либо тем нередким в науке случаем, когда получают то, что хотелось получить. Правда, отклонение света Солнцем было впоследствии точно подтверждено целым рядом наблюдений.

Еще одно предсказание общей теории относительности состоит в том, что вблизи массивного тела типа Земли время должно течь медленнее. Это следует из того, что должно выполняться определенное соотношение между энергией света и его частотой (т. е. числом световых волн в секунду): чем больше энергия, тем выше частота. Если свет распространяется вверх в гравитационном поле Земли, то он теряет энергию, а потому его частота уменьшается. (Это означает, что увеличивается интервал времени между гребнями двух соседних волн). Наблюдателю, расположенному на большой высоте, должно казаться, что внизу все происходит медленнее. Это предсказание было проверено в 1962 г. с помощью двух очень точных часов, расположенных: одни на самом верху водонапорной башни, а вторые – у ее подножья.

Оказалось, что нижние часы, которые были ближе к Земле, в точном соответствии с общей теорией относительности шли медленнее. Разница в ходе часов на разной высоте над поверхностью Земли приобрела сейчас огромное практическое значение в связи с появлением очень точных навигационных систем, работающих на сигналах со спутников. Если не принимать во внимание предсказаний общей теории относительности, то координаты будут рассчитаны с ошибкой в несколько километров!

Законы движения Ньютона покончили с абсолютным положением в пространстве. Теория относительности освободила нас от абсолютного времени. Возьмем пару близнецов. Предположим, что один из них отправился жить на вершину горы, а другой остался на уровне моря. Тогда первый состарится быстрее, чем второй, и поэтому при встрече один из них будет выглядеть старше другого. Правда, разница в возрасте была бы совсем мала, но она сильно увеличилась бы, если бы один из близнецов отправился в долгое путешествие на космическом корабле со скоростью, близкой к скорости света. По возвращении он оказался бы значительно моложе своего брата, который оставался на Земле. Это так называемый парадокс близнецов, но он парадокс лишь для того, кто в глубине души верит в абсолютное время. В общей теории относительности нет единого абсолютного времени; каждый индивидуум имеет свой собственный масштаб времени, зависящий от того, где этот индивидуум находится и как он движется.

До 1915 г. пространство и время воспринимались как некая жесткая арена для событий, на которую все происходящее на ней никак не влияет. Так обстояло дело даже в специальной теории относительности. Тела двигались, силы притягивали и отталкивали, но время и пространство просто оставались самими собой, их это не касалось. И было естественно думать, что пространство и время бесконечны и вечны. В общей же теории относительности ситуация совершенно иная. Пространство и время теперь динамические величины: когда движется тело или действует сила, это изменяет кривизну пространства и времени, а структура пространства‑времени в свою очередь влияет на то, как движутся тела и действуют силы. Пространство и время не только влияют на все, что происходит во Вселенной, но и сами изменяются под влиянием всего в ней происходящего. Как без представлений о пространстве и времени нельзя говорить о событиях во Вселенной, так в общей теории относительности стало бессмысленным говорить о пространстве и времени за пределами Вселенной.

Поскольку математики реально не умеют обращаться с бесконечно большими величинами, это означает, что, согласно общей теории относительности (на которой основаны решения Фридмана), во Вселенной должна быть точка, в которой сама эта теория неприменима. Такая точка в математике называется особой (сингулярной). Все наши научные теории основаны на предположении, что пространство‑время гладкое и почти плоское, а потому все эти теории неверны в сингулярной точке большого взрыва, в которой кривизна пространства‑времени бесконечна. Следовательно, даже если бы перед большим взрывом происходили какие‑нибудь события, по ним нельзя было бы спрогнозировать будущее, так как в точке большого взрыва возможности предсказания свелись бы к нулю. Точно так же, зная только то, что произошло после большого взрыва (а мы знаем только это), мы не сможем узнать, что происходило до него. События, которые произошли до большого взрыва, не могут иметь никаких последствий, касающихся нас, и поэтому не должны фигурировать в научной модели Вселенной. Следовательно, нужно исключить их из модели и считать началом отсчета времени момент большого взрыва.

Бытие общества

Дата добавления: 2016-11-02 ; просмотров: 5466 | Нарушение авторских прав

источник