Свойства пространства и времени и законы сохранения

В наибольшей степени специфика  психологического пространства проявляется  в феномене синхронизма психических  процессов. Юнг характеризует этот феномен как явление, в котором  событие во внешнем мире совпадает  значащим образом с психологическим  состоянием того или иного человека. При этом повторяющиеся психические  переживания не подчиняются законам  времени, пространства и причинности. Существует также синхронизм психических  процессов, состоящий в одновременном  параллельном проявлении идентичных, психических переживаний у двух или нескольких личностей.

Социальное пространство и время

Становление человеческого  индивида и личности с необходимостью включает не только биологический и психологический циклы, но и социальный. Он проходит в рамках социогенеза – становления человеческого общества, развития форм социальной организации и духовной жизни. Одновременно идёт процесс формирования нового феномена – социального пространства и времени. Анализируя этот феномен, немецкий философ К.Ясперс (1883-1969) выделяет понятия «осевая эпоха» и «осевое время».

Осевая эпоха как особое социальное пространство включает образование нескольких духовных центров человечества, внутренне родственных друг другу. Одновременно происходит сближение этих духовных центров и формирование человека такого психологического типа, который существует в настоящее время. Вместе с тем формируются образы и идеи, с помощью которых идёт рационализация социального бытия, рождаются религиозная и философская вера. Все это происходит в так называемое осевое время, которое представляет собой временные рамки осевой эпохи – период развития человечества между 800 и 200 гг. до новой эры.

Социальное пространство рассматривал и П.Сорокин (1889-1968) в связи с разработкой проблемы социальной стратификации и социальной мобильности. Сорокин представлял социальное пространство как неоднородное и многомерное, в котором каждый индивид занимает определённое социальное положение, устанавливаемое в процессе взаимодействия с другими индивидами и группами индивидов.

Наиболее интенсивно проблема социального пространства и социального  времени стала разрабатываться  в науке с начала 1970-х гг. анализ данной проблемы включает рассмотрение взаимодействия пространства и времени  как форм социального бытия индивидов, соотношения пространственно-временных  связей внутри общества, исследование форм и отношений, присущих социальной деятельности людей.

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 свойствами являются протяженность, упорядоченность, масштаб, интенсивность, насыщенность, плотность, определённая координация социальных процессов и явлений.

Существует и другой аспект рассмотрения социального пространства – в качестве игровой, виртуальной реальности, или искусственного символического пространства как совокупности значимостей.

Социальное время – это определённый по длительности период, которым располагает любой социальный объект и общество в целом; это совокупное время существования и деятельности всех индивидов общества. Вместе с тем 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.

Законы сохранения

Весьма важным для понимания  законов природы является принцип инвариантности относительно сдвигов в пространстве и во времени, т. е. параллельных переносов начала координат и начала отсчета времени. Он формулируется так: смещение во времени и в пространстве не влияет на протекание физических процессов.

Инвариантность непосредственно  связана с симметрией, представляющей собой неизменность структуры материального объекта относительно его преобразований, т. е. изменения ряда физических условий. 
В широком смысле симметрия означает инвариантность как неизменность свойств системы при некотором изменении (преобразовании) ее параметров.

Наглядным примером пространственных симметрии физических систем является кристаллическая структура твердых  тел. Симметрия кристаллов – закономерность атомного строения, внешней формы  и физических свойств кристаллов. Она заключается в том, что кристалл может быть совмещен с самим собой путем поворотов, отражений, параллельных переносов и других преобразований симметрии. Симметрия свойств кристалла обусловлена симметрией его строения. Орнамент – наверное, самое древнее отображение идеи симметрии, лежащей в основе многих фундаментальных законов. 
Многие процессы в природе имеют симметричный характер. С помощью математической модели можно продемонстрировать, например, довольно сложный характер взаимодействия электрона с ионами кристаллической решетки, что видно из рис. 1, где прослеживается зарождение упорядоченной симметричной системы из хаотических фрагментов. 

Рис. 1. Рождение порядка из хаоса

Из сформулированного  принципа инвариантности относительно сдвигов в пространстве и во времени  следует симметрия пространства и времени, называемая однородностью  пространства и времени. 
Однородность пространства заключается в том, что при параллельном переносе в пространстве замкнутой системы тел как целого ее физические свойства и законы движения не изменяются, иными словами, не зависят от выбора положения начала координат инерциальной системы отсчета.

Из свойства симметрии  пространства – его однородности следует закон сохранения импульса: импульс замкнутой системы сохраняется, т. е. не изменяется с течением времени. Закон сохранения импульса справедлив не только в классической физике, хотя он и получен как следствие законов Ньютона. Эксперименты доказывают, что он выполняется и для замкнутых систем микрочастиц, подчиняющихся законам квантовой механики. Импульс сохраняется и для незамкнутой системы, если геометрическая сумма всех внешних сил равна нулю. Закон сохранения импульса носит универсальный характер и является фундаментальным законом природы. 
Однородность времени означает инвариантность физических законов относительно выбора начала отсчета времени. Например, при свободном падении тела в поле силы тяжести его скорость и пройденный путь зависят лишь от начальной скорости и продолжительности свободного падения тела и не зависят от того, когда тело начало падать. 
Из однородности времени следует закон сохранения механической энергии: в системе тел, между которыми действуют только консервативные силы, полная механическая энергия сохраняется, т. е. не изменяется со временем. Консервативные силы действуют только в потенциальных полях, характеризующихся тем, что работа, совершаемая действующими силами при перемещении тела из одного положения в другое, не зависит от того, по какой траектории это перемещение произошло, а зависит только от начального и конечного положений. Если работа, совершаемая силой, зависит от траектории перемещения тела из одной точки в другую, то такая сила называется диссипативной (например сила трения). 
Механические системы, на тела которых действуют только консервативные силы (внутренние и внешние), называются консервативными системами. Закон сохранения механической энергии можно сформулировать еще и так: в консервативных системах полная механическая энергия сохраняется. 
В диссипативных системах механическая энергия постепенно уменьшается из-за преобразования ее в другие (немеханические) формы энергии. Этот процесс называется диссипацией, или рассеянием энергии. Строго говоря, все реальные системы в природе диссипативные. В консервативных системах полная механическая энергия остается постоянной, могут происходить лишь превращения кинетической энергии в потенциальную и обратно в эквивалентных количествах.

Закон сохранения и превращения энергии – фундаментальный  закон природы; он справедлив как для систем макроскопических тел, так и для микросистем. В системе, в которой действуют консервативные и диссипативные силы, например силы трения, полная механическая энергия системы не сохраняется. Следовательно, для такой системы закон сохранения механической энергии не выполняется. Однако при убывании механической энергии всегда возникает эквивалентное количество энергии другого вида. Таким образом, энергия никогда не исчезает и не появляется вновь, она лишь превращается из одного вида в другой. В этом заключается физическая сущность закона сохранения и превращения энергии – сущность не уничтожения материи и ее движения, поскольку энергия, по определению, – универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. 
Закон сохранения энергии – результат обобщения многих экспериментальных данных. Идея этого закона принадлежит М.В. Ломоносову (1711–1765), изложившему закон сохранения материи и движения, а количественная его формулировка дана немецкими учеными – врачом Ю. Майером (1814–1878) и естествоиспытателем Г. Гельмгольцем (1821–1894).

Обратимся еще к одному свойству симметрии пространства –  его изотропности. Изотропность пространства означает инвариантность физических законов относительно выбора направления осей координат системы отсчета (относительно поворота замкнутой системы в пространстве на любой угол). Из изотропности пространства следует фундаментальный закон природы – закон сохранения момента импульса: момент импульса замкнутой системы сохраняется, т. е. не изменяется с течением времени. 
Связь между симметрией пространства и законами сохранения установила немецкий математик Эмми Нётер (1882–1935). Она сформулировала и доказала фундаментальную теорему математической физики, названную ее именем, из которой следует, что из однородности пространства и времени вытекают законы сохранения соответственно импульса и энергии, и из изотропности пространства – закон сохранения момента импульса.

Выявление различных симметрий  в природе, а иногда и постулирование их стало одним из методов теоретического исследования свойств микро-, макро- и  мегамира. В связи с этим возросла роль весьма сложного и абстрактного математического аппарата – теории групп – наиболее адекватного и точного языка для описания симметрии. Теория групп – одно из основных направлений современной математики. Значительный вклад в ее развитие внес французский математик Эварист Галуа (1811–1832), жизнь которого рано оборвалась: в возрасте 21 года он был убит на дуэли. С помощью теории групп русский минералог и кристаллограф Е.С. Федоров (1853–1919) решил задачу классификации правильных пространственных систем точек – одну из основных задач кристаллографии. Это исторически первый случай применения теории групп непосредственно в естествознании.

Заключение

Пространство считалось  бесконечным, плоским, «прямолинейным», евклидовым. Его метрические свойства описывались геометрией Евклида. Оно  рассматривалось как абсолютное, пустое, однородное и изотропное (нет  выделенных точек и направлений) и выступало в качестве «вместилища» материальных тел, как независимая  от них интегральная система.

Время понималось абсолютным, однородным, равномерно текущим. Оно идет сразу и везде во всей Вселенной «единообразно синхронно» и выступает как независимая от материалистических объектов процесс длительности. Фактически классическая механика объектов сводила время к длительности, фиксируя определяющее свойство времени «показать продолжительность события». Значение указаний времени в классической механике считалось абсолютным, не зависящим от состояния движения тела отсчета.

 

Список использованной литературы:

Аксенов Г.П. Причина времени. – М.: Эдиториал УРСС, 2000.

Карпенков С. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов – М.: Академический Проект, 2000.

 

Концепции современного естествознания: Учебник для студентов вузов / под ред. В.Н.Лавриненко, В.П.Ратникова – 4-е изд.  – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2009

Интернет http://ru.wikipedia.org

¹Энтропи́я (от др.-греч. ἐντροπία - поворот, превращение) — в естественных науках мера беспорядка системы, состоящей из многих элементов.

² Асимметри́я (от др.-греч. ασυμμετρία «несоразмерность», от др.-греч. μετρέω — «измеряю») —отсутствие у органических объектов свойства быть зеркально симметричными; у неорганических объектов строение их молекул симметрично.