Пространство и время

Введение.

Важнейшей задачей современного естествознания является создание естественнонаучной картины мира. В процессе ее создания возникает вопрос о происхождении  и изменении различных материальных объектов и явлений, об их количественных, качественных характеристиках. Физические, химические и другие величины непосредственно  связаны с изменением длин и длительностей, т.е. пространственно-временных характеристик  объектов. Выделение и фиксация во времени части пространства дает состояние объекта. Упорядоченная  последовательность состояний объекта  составляет процесс его развития (жизни, существования) во времени. Философия  определяет пространство и время  как всеобщие формы существования  материи. Пространство и время не существуют вне материи и независимо от нее. Для их описания в естествознании исторически формировались различные  представления о пространстве и  времени.

Целью данной работы является изучение свойств  пространства и времени с точки  зрения современной науки. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1)показать  сущностные характеристики пространства  и времени с позиции современного  научного познания;

2)выяснить  межнаучный характер пространственно-временных  представлений в современной  науке;

3)показать  значение понятий пространства  и времени не только для  естественных, но и для гуманитарных  наук. 
 
 
 

Сущностные  характеристики пространства и времени с  позиции современного научного познания.

Уже в  античном мире мыслители задумывались над природой и сущностью пространства и времени. Так, одни из философов  отрицали возможность существования  пустого пространства или, по их выражению, небытия. Это были представители  элейской школы в Древней Греции. [3,с.134]

В соответствии с теорией относительности, Вселенная имеет три пространственных измерения и одно временное измерение.  Пространство-время— физическая модель, дополняющая пространство временным измерением и, таким образом, создающая новую теоретико-физическую конструкцию, которая называется пространственно-временным континуумом. [5]

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.[9]

Говоря  о «времени»,люди употребляют это  слово в самых различных смыслах. Время связано с обычной, повседневной жизнью, оно непосредственно доступно нашему сознанию, формируя наши ощущения, взгляды, язык. В житейском понимании  время воспринимается как поток, переход из прошлого в будущее, переносящий  наше «теперь» и «сейчас» в другой мир, оно наполнено действием  в отличие от неподвижного и пустого  пространства, «вместилища» событий.

    Время— мера существования материальных живых существ, неживой материи и взаимоотношений между ними. Термином «время» обозначают также совокупность эффектов производимых Законом Причинности (Каузальности), объективно действующим в нашем мире. Суть этих эффектов заключается в изменении Будущего (следствия) относительно Прошлого (причины).

Русская пословица гласит: «Время—око истории».Научная  теория времени не содержит такого «психологического» восприятия времени, отвлекается от него. Существуют даже представления, что течение времени  лишь иллюзия человеческого восприятия. .[1,с.35]

    Пространство на повседневном уровне понимается как арена действий, общий контейнер для всех объектов, геометрическая сущность некоторой системы.

Изучением времени и пространства занимались многие учёные. Одним из них был  И.Ньютон

Раскрывая сущность времени и пространства, Ньютон характеризует их как «вместилища  самих себя и всего существующего. Во времени всё располагается  в смысле порядка последовательности, в пространстве—в смысле порядка  положения.»Он предполагает различать  два типа понятий пространства и  времени: абсолютные(истинные, математические) и относительные(кажущиеся, обыденные)и  даёт им следующую типологическую характеристику:

«Абсолютное, истинное, математическое время само по себе и по своей сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равномерно и иначе называется длительностью.

Относительное, кажущееся, или обыденное, время  есть или точная, или изменчивая, постигаемая чувствами внешняя мера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни вместо истинного математического времени, как-то: час, день, месяц, год.

Абсолютное  пространство по своей сущности, безотносительно к чему бы то ни было внешнему, остаётся всегда одинаковым и неподвижным.

Относительное пространство есть мера или какая-либо ограниченная подвижная часть которая определяется нашими чувствами по положению его относительно некоторых тел и которое в обыденной жизни принимается за пространство неподвижное.»[2,с.148-149]

Теория  относительности Эйнштейна вскрыла  непосредственную связь пространства и времени с движущейся материей и друг с другом. Фундаментальный  вывод, следующий из этой теории, гласит: пространство и время не существует без материи, их метрические свойства создаются распределением и взаимодействием  материальных масс, т.е. гравитацией     А. Эйнштейн, отвечая на вопрос о  сути своей теории, 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  в месте с вещами исчезли бы и пространство, и время". Оказалось, что наличие метрических свойств  у пространства и времени есть функция от гравитационных сил, действующих  между различными движущимися массами. Если бы не было масс, не было бы и гравитации, а если бы не было гравитации, не было бы времени и пространства. Следовательно, пространство и время вне материи  не существуют. [www.nauka.ru]

Очень важно также указать свойства пространства и времени. Прежде всего  пространство и время объективны и реальны., то есть существуют независимо от сознания людей и познания ими этой объективной реальности. Пространство и время являются также универсальными, всеобщими формами бытия материи. Нет явлений, событий, предметов, которые существовали бы вне пространства или вне времени. Важным свойством пространства является его трёхмерность. Положение любого предмета может быть точно определено только с помощью трёх независимых величин—координат. В прямоугольной декартовой системе координат это-X,Y,Z,называемые длиной, шириной и высотой.

В отличие  от пространства, в каждую точку  которого можно снова и снова  возвращаться время—необратимо и одномерно. Оно течёт из прошлого через настоящее к будущему.Нельзя возвратиться назад в какую-либо точку времени, но нельзя и перескочить через какой-либо временной промежуток в будущее.

Необратимость времени в макроскопических процессах  находит своё воплощение в законе возрастания энтропии. В обратимых процессах энтропия (мера внутренней неупорядоченности системы)остаётся постоянной, в необратимых—возрастает. Реальные же процессы всегда необратимы.

Пространство  обладает свойством однородности и изотропности, а время—однородности. Однородность пространства заключается в равноправии всех его точек, а изотропность—в равноправии всех направлений.

В современной  науке используется понятие биологического, психологического и социального пространства и времени. Эти понятия введены в связи с особенностями проявления пространственно-временных свойств нефизических объектов. Метрические(количественные) и топологические(качественные) свойства пространства и времени в таких объектах могут быть существенно отличны.

Биологическое пространство и время  характеризуют особенности пространственно-временных параметров органической материи: биологическое бытие человеческого индивида, смену видов растительных и животных организмов,их жизнь и смерть.

Психологическое пространство и время. Психическая регуляция движений индивида и его предметных действий происходит не только на уровне отражения внешнего физического пространства, но и на основе собственной телесной биомеханики и собственного пространства.

Социальное  пространство и время. Включает образование нескольких духовных центров человечества, внутренне родственных друг другу. Одновременно происходит сближение этих духовных центров и формирование человека такого психологического типа, который существует и в настоящее время. Вместе с тем формируются образы и идеи, с помощью которых идёт рационализация социального бытия, рождаются религиозная и философская вера. Всё это происходит в так называемое «осевое время».

Социальное  пространство включает пространственную организацию социальных объектов общества, которые дифференцированы, разделены и определённым образом ориентированы.Его можно характеризовать и как форму бытия социальной материи, в которой социальная энергия превращается в конкретные формы жизнедеятельности личностей и общества в целом. И в этом плане оно обладает определённой субстанциальной реальностью. Его специфическими свойствам являются протяжённость, упорядоченность, масштаб, интенсивность, насыщенность, плотность, определённая координация социальных процессов и явлений.

Социальное  время—это определённый по длительности период, каким располагает любой социальный объект и общество в целом. Это—совокупное время существования и деятельности всех индивидов общества. При этом социальное время неотделимо от социального пространства,в рамках которого жизнедеятельность индивидов существует в форме различных институтов, общностей, групп и территориальных структур .Социальное время фиксирует и особенности параметров времени в ретрансляции социального опыта, и одновременность в протекании социальных событий.[3,с.150-158]

Межнаучный  характер пространственно-временных  представлений в  современной науке

  Современная физика оказала влияние почти на все стороны общественной жизни. Она является основой всех естественных наук, а союз естественных и технических наук изменил условия нашей жизни на Земле – что привело к последствиям: как к положительным, так и к отрицательным. Сегодня вряд ли можно найти отрасль промышленности, которая не использует достижения современной физики (атомная физика), оказывает влияние на политику. Однако влияние современной физики затрагивает и культуру в целом, и образ мышления, что выражается в пересмотре наших взглядов на Вселенную и нашего отношения к ней. Понятия пространства и время лежат в основе нашего мировоззрения, и при радикальном пересмотре этих понятий, изменяется вся наша картина мира.

 Перемены, обусловленные современной физикой,  широко обсуждались физиками  и философами на протяжении  последних десятилетий. Проблема  времени особенно интересовала  философов, но решалась в естественных  науках. Внимание к категории  времени было обусловлено, прежде  всего, необходимостью его измерения.  Коренные повороты в движении  научной мысли, значительные теоретические  достижения в системе естествознания  обусловлены принципиальными изменениями  в трактовке именно понятий  времени и пространства, их углублением,  развитием, а каждая эпоха в  истории человеческого знания  вносит свой вклад в содержание  данных понятий. [4] 

Изучением времени занимались философы-экзистенциалисты, которые рассматривали время  не с физической, а с духовной, нравственной и эстетической точек  зрения. Единый взгляд на время у  представителей разного этносов  складывался из взаимодействия традиционных представлений о времени  и  того, что происходило с развитием  науки, культуры, с художественным освоением  категории времени в литературе.[6]

Тесная  связь между пространством и  временем была обнаружена в астрономии задолго до создания теории относительности. Астрономы и астрофизики имеют  дело с очень большими расстояниями, и поэтому для них особенно немаловажно понятие время. Все  зависит от того, что свету необходимо определенное время, чтобы переместиться  от наблюдаемого объекта к наблюдателю.  Поэтому астрономы хорошо знают  о важном значении связи пространства и времени.

Черные  дыры принадлежат к числу наиболее загадочных и необычных объектов, исследуемых современной астрофизикой, и служат яркой фактической иллюстрацией теории относительности. Сильная искривленность пространства-времени в районе черной дыры не только не позволяет лучам  света достичь наших телескопов, но и оказывает значительное влияние  на время. Поток времени замедляется  по мере продвижения и прохождения  какого-либо объекта внутрь некоторой  черной дыры замедляется, а затем  останавливается. Но с самим объектом в момент достижения им событийного  горизонта ничего не происходит, течение  времени остается тем же.[9]