Пространство и время

План :   
 
  Введение. 
1. Пространство и время как атрибуты бытия. Основные философские концепции       пространства и времени. 
  2. Общие и специфические, топологические и метрические свойства пространства и времени. 
  3. Формы и уровни пространственно- временных отношений в материальном мире.   
Заключение.   
Словарь терминов. 
Список  используемой литературы. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Введение. 
Человечество уже давно пытается понять сущность пространства и времени. Пространственно-временные характеристики вошли во все науки, без них невозможно отразить разнообразное движение, присущее всем видам материи.

Понятия пространства и времени  прошли несколько этапов развития на протяжении истории общества.

Древние философы рассматривали  пространство как определенное пустое вместилище для материальных тел. Пространство и время имеют объективный характер, они существуют независимо от сознания человека, отражаясь в нем в определенных понятиях. Пространство и время отличаются одно от другого. Пространство является всеобщей формой существования предметов, тел, материальных систем. Время – всеобщая форма изменения явлений. Находиться в пространстве – это значит размещаться один около другого, а существовать во времени – это быть в форме последовательности один после другого. Пространство трехмерно, а время одномерно, оно течет только в одном направлении – от прошлого к настоящему и будущему. Если в пространстве можно вернуться в ту точку, где тело было раньше, то во времени этого сделать нельзя, время течет однонаправленно, оно необратимо.

Таким образом, философия, опираясь на глубокие и убедительные доказательства естествознания, раскрывает положение  о том, что всеобщими свойствами материи являются пространство и время.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Пространство  и время как атрибуты бытия.  Основные философские концепции       пространства и времени.

К атрибутивным свойствам бытия, представления  о которых начали складываться в  глубокой древности, относятся движение, пространство и время. В современной философской и научной картинах мира движение принято понимать как способ существования материи. В мире нет и не может быть движения без материи, как и материи без движения (наиболее ярким примером является знаменитый корпускулярно-волновой дуализм релятивисткой физики). Покой же рассматривается как относительно устойчивое состояние материального мира, как момент (сторона движения). Характеристика покоя всегда связана с конкретными предметами, которые фиксируются нами как находящиеся в состоянии неизменности. Это состояние может быть зарегистрировано только в определенной системе координат. Современная наука, отдавая предпочтение реляционной концепции, выявила качественную специфику пространства-времени в неживой, живой и социально организованной материи, а также существенные отличия в неживой природе свойств пространства и времени в микро-, макро- и мегамирах.

Представления о пространстве и  времени не всегда так сильно зависели от физико-геометрических знаний, как  это характерно для сегодняшнего сознания, что дает повод задуматься о том, а не являются ли они также  моментом исторического развития, который, возможно, будет преодолен, и не рано ли мы отбросили те представления  о них, которые господствовали в  более ранние моменты человеческой культуры.

Человек всегда живет в неком  пространстве, осознавая свою зависимость  от таких его характеристик, как  размеры, границы, объемы. В первобытном  сознании, проникнутом представлениями  мифопоэтического мышления, пространство выступает как некоторая противоположность "не-пространству", т.е. хаосу

Понятия пространства и времени  всегда оказывались в центре внимания философов, особенно когда речь шла  о моделировании общего представления  о мире, т.е. построении онтологической системы. Указанные сложности в  понимании категорий пространства и времени придают данной проблеме широкий комплексный характер и  не могут быть сведены лишь к их физическим интерпретациям. Поэтому  философское понимание пространства и времени, с одной стороны, всегда сопряжено с развитием наук (и  не только физики), а с другой стороны, осуществляется в рамках общего онтологического  и гносеологического подхода. Остановимся  на различных интерпретациях данных понятий в философии и науке.

Пространство понималось как:

- абсолютная протяженность, пустота,  в которую включались все тела  и которая от них не зависела (Демокрит, Эпикур, Ньютон);

- протяженность материи и эфира  (Аристотель, Декарт, Спиноза, Ломоносов)  или форма бытия материи (Гольбах,  Энгельс);

- порядок сосуществования и взаимного  расположения объектов (Лейбниц,  Лобачевский);

- комплекс ощущений и опытных  данных (Беркли, Мах) или априорная  форма чувственного созерцания (Кант).

Время трактовалось как:

- длительность существования и  мера изменений материи (Аристотель, Декарт, Гольбах) или форма бытия  материи, выражающая длительность  и последовательность изменений  (Энгельс, Ленин);

- форма проявления абсолютной  вечности, как преходящая длительность (Платон, Августин, Гегель);

- абсолютная длительность, однородная  для всей Вселенной (Ньютон);

- относительное свойство вещей,  порядок последовательности событий  (Лейбниц);

- форма упорядочивания комплексов  ощущений (Беркли, Юм, Мах) или априорная  форма чувственного созерцания (Кант).

В истории философии и науки  сложились две основные концепции  пространства и времени:

1. Субстанциальная концепция рассматривает пространство и время как особые самостоятельные сущности, которые наряду и независимо от материальных объектов. Пространство сводилось к бесконечной пустоте ("ящику без стенок"), вмещающей все тела, время - к "чистой" длительности. Эта идея, в общем виде сформулированная еще Демокритом, получила свое логическое завершение в концепции абсолютного пространства и времени Ньютона, который считал, что их свойства не зависят от характера протекающих в мире материальных процессов.

2. Реляционная концепция рассматривает пространство и время не как особые, не зависимые от материи сущности, а как формы существования вещей (Аристотель, Лейбниц, Гегель, Энгельс).

Субстанциальная и реляционная  концепции не связаны однозначно с материалистическими или идеалистическими толкованиями мира, обе развивались на той и другой основе. Так, если Кант считал пространство и время не свойствами самих вещей, а априорными "доопытными) формами человеческого созерцания, то Гегель подчеркивал, что лишь в движении духа (как "инобытия" материи)"пространство и время действительны". Диалектико-материалистическая концепция пространства и времени была сформулирована в рамках реляционного подхода.

Помимо рассмотренной выше пары концепций времени история естественных наук знает еще одну пару концепций: статическую (согласно которой события прошлого, настоящего и будущего существуют реально) и динамическую (согласно которой реально существуют только события настоящего времени; события прошлого уже не существуют, а события будущего еще реально не существуют).

2. Общие и специфические, топологические  и метрические свойства пространства  и времени.

Пространство и время как  формы бытия материи имеют  как общие для них свойства, так и характерные для каждой из этих форм.

К их всеобщим свойствам относятся: объективность и независимость от сознания человека, их неразрывная связь друг с другом и с движущейся материей, единство непрерывного и прерывного в их структуре, количественная и качественная бесконечность, вечность.

Реальные пространство и время  обладают метрическими и топологическими свойствами. Первые выражают их протяженность, они связаны с измерением и характеризуют их количественный аспект. Метрическими свойствами пространства являются гомогенность, изотропность, трехмерность, кривизна; времени - однородность, одномерность. Топологические свойства выражают пространственную и временную упорядоченность, качественный аспект пространства и времени (связность, симметричность и изотропность пространства, анизотропность, необратимость, ритм, темп).

Общие свойства пространства и времени  специфически конкретизируются, преломляются на различных уровнях организации  материи, например, в неживой природе, в мега-, макро - и микромире.

С возникновением живой природы  возникают биологические пространство и время. Считается, что существует множество биологических пространств (например, ареалы распространения тех или иных организмов или их популяций).

Специфические особенности биологического времени находят свое выражение  во временных ритмах, которые представляют собой циклические колебания  интенсивности и характера биологических  процессов и явлений. "Биологические  часы" - способность живых организмов ориентироваться во времени. Они  основаны на строгой периодичности  физико-химических и физиологических  процессов в клетках - биологических  ритмах. "Биологические часы" являются тем механизмом, благодаря которому осуществляется многоуровневое функционирование всех подсистем живого организма.Какие же основные свойства пространства и времени мы можем указать? Прежде всего пространство и время объективны и реальны, т.е. существуют независимо от сознания людей и познания ими этой объективной реальности. Человек все более и более углубляет свои знания о ней. Однако в истории науки и философии существовал и другой взгляд на пространство и время – как только субъективных всеобщих форм нашего созерцания.

Согласно этой точке зрения пространство и время не присущи  самим вещам, а зависят от познающего субъекта. В данном случае преувеличивается относительность нашего знания на каждом историческом этапе его развития. Эта точка зрения отстаивается сторонниками философии И. Канта. Пространство и время являются также универсальными, всеобщими формами бытия материи. Нет явлений, событий, предметов, которые существовали бы вне пространства или вне времени. У Гегеля высшей реальностью является абсолютная идея, или абсолютный дух, который существует вне пространства и вне времени. Только производная от абсолютной идеи природа развертывается в пространстве.

В отличие от пространства, в каждую точку которого можно  снова и снова возвращаться (и  в этом отношении оно является как бы обратимым), время – необратимо и одномерно. Оно течет 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. Отсюда следует, что время составляет как бы рамки для причинно-следственных связей. Некоторые утверждают, что необратимость времени и его направленность определяются причинной связью, так как причина всегда предшествует следствию. Однако очевидно, что понятие предшествования уже предполагает время. Более 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».

Необратимость времени в  макроскопических процессах находит  свое воплощение в законе возрастания  энтропии. В обратимых процессах  энтропия (мера внутренней неупорядоченности  системы) остается постоянной, в необратимых  – возрастает. Реальные же процессы всегда необратимы. В замкнутой системе  максимально возможная энтропия соответствует наступлению в  ней теплового равновесия; разности температур в отдельных частях системы  исчезают и макроскопические процессы становятся невозможными. Вся присущая системе энергия превращается в  энергию неупорядоченного, хаотического движения микрочастиц, и обратный переход  тепла в работу невозможен.

Пространство обладает свойством  однородности и изотропности, а время  – однородности. Однородность пространства заключается в равноправии всех его точек, а изотропность – в  равноправии всех направлений. Во времени  все точки равноправны, не существует преимущественной точки отсчета, любую  можно принимать за начальную.

Указанные свойства пространства и времени связаны с главными законами физики – законами сохранения. Если свойства системы не меняются от преобразования переменных, то ей соответствует  определенный закон сохранения. Это  – одно из существенных выражений  симметрии в мире. Симметрии относительно сдвига времени (однородности времени) соответствует закон сохранения энергии; симметрии относительно пространственного  сдвига (однородности пространства) –  закон сохранения импульса; симметрии  по отношению поворота координатных осей (изотропности пространства) –  закон сохранения момента импульса, или углового момента. Из этих свойств  вытекает и независимость пространственно-временного интервала, его инвариантность и  абсолютность по отношению ко всем системам отсчета.

В современной науке используются понятия 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.

3. Формы и уровни пространственно-  временных отношений в материальном  мире. 
           

 Движение как абсолютный  способ существования материи  существует в бесконечно многообразных  видах и формах. Ф. Энгельс в своей работе «Диалектика природы» обобщив во второй половине XIX века достижения отдельных естественных наук выделил пять основных форм движения материи: механическую, физическую, химическую, биологическую, социальную. В основе каждой из них лежит движение определенных элементарных для данного уровня единиц – в механике – движение тел, в физике – движение атомов, в химии – движение молекул, в биологии – белков, в социуме – индивидов и социальных групп (определение элементарных единиц социальной формы движения до сих пор остается спорной проблемой).