Реферат: Пространство и время
План.
1. Общее понятиепространства и времени.
2. Единство материи,движения, пространства и времени.
3. Многомерностьпространства.
4. Диалектикаконечного и бесконечного.
5. Понятиебесконечного и безграничного в естествознании.
1. Любое движение предполагает так илииначе понимаемое изменение положения в пространстве, осуществляющееся в так илииначе понимаемом времени. Несмотря на кажущуюся очевидность понятийпространства и времени, они принадлежат к числу не только фундаментальных, но иодних из самых сложных характеристик материи. Наука ХХ в. напоминала данныепонятия столь неоднозначным содержанием, что они нередко становились предметомсамых ожесточенных философских дискуссий. В чем же причина и смысл такогопристального внимания к этим категориям?
Самое общее понимание пространства и времени опирается на нашнепосредственный эмпирический опыт. Понятие пространства возникает как изхарактеристики отдельно взятого тела, всегда имеющего протяженность, так изфакта внеположности множества сосуществующих объектов, имеющих разноепространственное положение. Существующее определение пространства таково: оноесть форма бытия материи, характеризуемая такими свойствами, как протяженность,структурность сосуществования и взаимодействия. Понятие времени также возникаеткак из сравнения различных состояний одного и того же объекта, который врезультате длительности своего существования неизбежно меняет свои свойства,так из факта сменяющейся последовательности разных объектов в одном и том жеместе. Время, таким образом, тоже есть форма бытия материи, характеризуемаятакими свойствами изменения и развития систем, как длительность,последовательность смены состояний. Понятие пространства и времениотносительны: в понятие пространства отражается координация различныхвнеположных друг другу объектов в один и тот же момент времени, а в понятиивремени отражается координация сменяющих друг друга объектов в одном и том жеместе пространства.
В чем же состоялосущество споров вокруг этих понятий?
Если отвлечься отмногообразных толкований пространства и времени на протяжении всей культурнойэволюции человечества, а обратится только к истории естествознания, то можнобудет выделить такие противоположные концепции – субстанциальную и реляционную.Согласно первой из них, сложившейся в русле классической механики Ньютона,существуют независимые от материи абсолютное пространство и время, в которыхосуществляются уже собственно материальное событие и процессы. Абсолютноепространство и время – это чистая протяженность и чистая длительность, вкоторое помещены материальные объекты, они неизменны и постоянны. Можно убрать изпространства все тела, и все же пространство останется, а свойства егосохранятся. Тоже и со временем: оно течет одинаково во всей Вселенной, и этотечение не от чего не зависит: время – это чистая длительность, непрерывныймировой поток, постоянная космическая шкала для измерения всех конкретныхдвижений.
Вторая концепция,зародившись в недрах диалектической традиции, была отчетливо сформулирована вдиалектическом материализме, а затем окончательно подтверждена теориейотносительности Эйнштейна (отсюда ее название от лат.relativus – относительный) и всем дальнейшимходом развития науки. Философский смысл реляционной концепции состоит в том чтопространство и время мыслится здесь не как особые отдельные от материисущности, а как формы существования материи. Из такого понимания следует, чтопространство и время, во – первых, суть объективные свойства материи и во –вторых, как таковые всеобщи. Наряду с общими свойствами пространства и временикаждому из них присущи и качественно специфические свойства. Для пространстватаковыми будут: трехмерность, симметрия и асимметрия, формы и размеры,местоположение, расстояние между телами, распределение вещества и поля.Специфические же свойства времени иные, а именно одномерность, асимметричность,необратимость, т.е. направленность всегда от прошлого к будущему, ритмпроцессов, скорость изменения состояния.
Философское пониманиепространства и времени требует их рассмотрение в единстве с движением иматерией.
2.Идея абсолютности пространства и времени соответствовала определеннойфизической картине мира: системе взглядов на материю как на совокупностьатомов, обладающих неизменным объемом и инертностью (массой) и действующих другна друга мгновенно либо на расстоянии, либо при соприкосновении. Изменениефизической картины мира изменило и воззрения на пространство и время. Открытиеэлектромагнитного поля и опровержение теорий мгновенного дальнодействия вскрылинесостоятельность классической картины мира, а значит, и несостоятельностьконцепции времени и пространства.
Однакоэто произошло не сразу и не вдруг. Понадобилось длительное накопление не тольконовых фактов, но и новых идей. Огромный вклад в разработку научныхпредставлений о связи пространства и времени с движущейся материй внес Н.И.Лобачевский, который пришел к очень важному не только для геометрии, но и дляфилософии выводу: свойства пространства не являются всегда и везде одинаковымии неизменными, они изменяются в зависимости от наиболее общих свойств материи.Идея Лобачевского о единстве пространства с движущейся материей получили своеподтверждения и конкретизацию в современной физике.
Теорияотносительности Эйнштейна вскрыла непосредственную связь пространства и временис движущейся материей и друг с другом. Фундаментальный вывод, следующий из этойтеории, гласит: пространство и время не существует без материи, их метрическиесвойства создаются распределением и взаимодействием материальных масс, т.е.гравитацией А. Эйнштейн, отвечал на вопрос о сути своей теории, сказал: «Сутьтакова: раньше считали, что если каким – нибуть чудом все материальные вещиисчезли бы вдруг, то пространство и время остались бы. Согласно же теорииотносительности в месте с вещами исчезли бы и пространство и время». Оказалось,что наличие метрических свойств у пространства и времени есть функция отгравитационных сил, действующих между различными движущимися массами. Если быне было масс, не было бы и гравитации, а если бы не было гравитации, не было бывремени и пространства. Следовательно, пространство и время вне материи не существуют.А так как материя находится в непрерывном движении, то пространство и времяменяют свои свойства в зависимости от этого движения. Одним из выражений связипрострагства и времени с движением является тот факт, что одновременностьсобытий является не абсолютной, а относительной. Для осмысления этого фактанеобходимо иметь в виду, что пространственно-временное описание явленийневозможно без наличия системы отсчета – ориентира, относительно котороговедется наблюдение. Оказывается, расстояние между какими-либо телами,находящимися в пространстве на конечном удалении друг от друга, неодинаково вразличных движущихся инерциальных системах. С возрастанием скорости длина теласокращается. В мире нет постоянной длины тела: в зависимости от системы отсчетаона меняется. Подобно этому промежуток времени между какими-либо событиямиразличен в различных движущихся инерциальных системах. С возрастанием скоростион уменьшается. Согласно общей теории относительности, в очень сильномгравитационном поле течение времени замедляется.
Пространствои время обусловлены материей как форма своим содержанием, и потому каждыйуровень движения материи обладает своей пространственно-временной структурой.Пространственная организация кристалла иная, чем форма «простирания» цветущейрозы. Живые структуры также обладают особенными свойствами пространства ивремени – их геометрия усложняется, изменяется и ритм времени. Здесь мысталкиваемся с биологической характеристикой времени и пространства: всеорганизмы имеют свои биологические часы. Свою особенную структуру имеет и времяисторических событий, субъекты которых овладевают временем и пространством,организуя эти события, а кроме того, переживая их. Стало быть, историческоевремя – это уже иная характеристика времени по сравнению с физическим временем,скажем, движения небесных светил. Социально-историческое время исчисляетсяпоколениями, веками, тысячелетиями. Его особенным свойством является то, чтоисторические события хранятся в памяти человечества. Проблемы времени влитературном творчестве (художественное время) также подлежат специальномуизучению. К примеру, выясняется соотношение временных отрезков в межличностныхотношениях героев или в их биографии. Единство художественного времени схудожественным пространством носит название «хронотопа» (термин введенМ.М.Бахтиным). Существует и психологическое время, связанное с субъективнымпереживанием. Так, напряженное ожидание «растягивает», а переживаемоеудовольствие, радости «сокращает» время, делает его «уплотненным», время как бы«съеживается».
Итак,относительность времени и пространства, их связь с качественным материальнымнакоплением той структуры, от которой они существенным образом зависят, сегодняперешагнуло границы теоретической физики и используется практически во всех областяхчеловеческого знания.
3.Теория относительности пользуется понятием единого пространственно-временногоконтинуума, или, как иногда говорят, четырехмерного пространства, в котором ктрем привыным пространственным параметрам добавляется еще и время. Это делаетсядля того, чтобы более четко, чем это удается осуществить в обычном трехмерномпространстве, зафиксировать какой-либо материальный объект. Сам А.Эйнштейнговорил, что его удивляет та настороженность, с которой порой относятся кчетырехмерному пространству, хотя оно говорит всего лишь о том, что тело стакими-то и такими-то тремя пространственными координатами находилось тамименно в данный момент времени (четвертое измерение).
Другоедело многомерное пространство Гильберта. Что же это за многомерноепространство, какой физический и философский смысл имеет это понятие? Онопризвано отразить наличие у исследуемого объекта каких-либо совсем непространственных свойств, которые только выражаются как«пространственно-подобные» с помощью различных математических операций. Так,если к трем привычным пространственным координатам объекта добавляются еще трикоординаты, выражающие, например, три компонента импульса этого же объекта, тодля обозначения совокупности всех этих данных говорят о шестимерном фазовомпространстве, хотя собственно пространственных координат здесь, как обычно,три. Понятие шестимерного фазового пространства, таким образом, естьматематическая абстракция, и оно не претендует на замену понятия трехмерногопространства. Многомерное пространство не фикция, но и не пространство в прямомсмысле этого слова.
Использованиеметода многомерности пространства является одним из приемов квантовой физики,вынужденной описывать «недоступные» чувственному восприятию, а потому инаглядному представлению явления микромира. Выражая собой конкретные физическиеявления микромира с помощью понятий, выработанных в классической физикемакромира, многомерные пространства являются правомерной научной абстракцией,имеющей и физический и математический смысл. Здесь нет ничегосверхъестественного или бессодержательного.
4.В своей повседневной жизни, во всем, что нас окружает, мы сталиваемся сконечными предметами, явлениями. Конечный – значит двигающийся к концу,ограниченный в пространстве и времени. Под бесконечностью мы понимаем вседостаточно большое или достаточно малое, что зависит от условий рассматриваемойзадачи. Например, миллиард в степени сто – практически бесконечная величина.Наш опыт не позволяет дать определенный ответ на вопрос о том, что такоебесконечность. В Древней Греции философ Архит мыслил себе бесконечность так:берем копье и бросаем его вдаль; идем в то место, куда оно упало, и сновабросаем по прямой еще дальше; и сколько бы мы не повторили эту процедуру, мынигде и никогда не наткнемся на границу, за которую нельзя было бы еще и ещебросить копье. Следовательно, пространство бесконечно – ведь это так просто иясно! Так понятую бесконечность Гегель назвал «дурной»: «Как бы далеко я неотодвигал звезду, я могу все же пойти дальше. Мир нигде не заколочен досками».Гегель, а вслед за ним и Энгельс отмечали, что было бы неверным пониматьбесконечность в смысле ничем не ограниченной возможности повторения одного итого же: это лишь количественное, а потому ограниченное понимание бесконечности,примером чего может служить натуральный ряд чисел, заключающий в себевозможность неограниченного прибавления все новых и новых единиц.
Впротивоположность «дурной» истинная бесконесность – это процесс постоянноговыхода за пределы конечного, но выхода не только количественного, а икачественного, даже сущностного; одна мера определенности системы переходит вкачественно иную – как в великое, так и в малое. Любая сколь угодно большаясистема конечна в пространстве и во времени. Но по мере перехода из одного«звена иерархии» мира в иное одна система свойств и отношений переходит вдругую, обладающую своей мерой, т.е. качественной и количественнойопределенностью. И в этом смысле бесконечность выступает как качественноемногообразие иерархически организованных систем мироздания. Далее, истиннаябесконечность есть процесс и в том смысле, что Вселенная не существует в раз инавсегда законченном виде, а есть непрерывно творящая себя реальность. Крнечное– это постоянно появляющийся и исчезающий момент бесконечного процессаизменения сущего. Изменение же вообще связано с выходом системы за своипространственные, временные, количественные и качественные границы.Нескончаемая «паутина» связей вещей, явления мира, их энергоинформационныхвзаимодействий есть непрерывный выход за пределы отдельного конечного. Истиннаябесконечность – это процесс постоянного новообразования, включающий в себябесконечность пространства и времени, диалектически раскрывающийся процессобретения границ и их утраты, достижения равновесия и одновременно стремление кнарушению его, т.е. постоянно, напряженно пульсирующий процесс единствапротивоположностей.
Бесконечностьвремени существования мира выражается понятием вечности. Вечность присуща лишьмиру в целом, каждая конкретная система которого преходяща. Признание вечностиматериального мира – кардинальный принцип диалектико-материалистическогомировоззрения. В религиозно-идеалистической философии понятие вечностисвязывается с идеей бога либо абсолютного духа. Бог мыслится как бесконечное иабсолютно совершенное существо, пребывающее не во времени, а в вечности.
Вколичественном отношении вечность выражается в актуальной бесконечностипоследовательно сменяющих друг друга интервалах бытия систем и событий(столетий, тысячелетий и т.д.). В качественном же отношении вечность означаетбесконечную последовательность изменений материальных форм сущего.
Вгносеологическом плане бесконечность мыслится как в принципе никогда незавершаемый процесс расширения и углубления познаний субъектом объективнойреальности. По сравнени. С прошлыми поколениями нам известно о мире несравненнобольше, но впереди еще бездна невдомого, которую предстоит постигать следующимза нами поколениям.
5.Философское понимание сути конечного и бесконечного, ограниченного ибезграничного предполагает обобщение достижений науки. Это прежде всего связанос современным толкованием гравитации. Мы уже знаем, что общая теорияотносительности, показывая связь пространства-времени с материей, в общемслучае характеризует пространство как неевклидово («искривленное»). А.Эйнштейнрассматривал гравитационные поля различных тел как искривление пространства вобластях, окружающих эти тела. Но имеет ли кривизну все общее пространство?Кривизна его определяется искривлением мировых линий, проходящих мимо массивныхтел. Если, например, взять совокупность мировых линий всех тел природы, то этилинии сильнее искривятся вблизи центров тяготения: планеты вызывают болееслабое искривление, чем звезды. Незначительно тяготение в межгалактической области,где мировые линии выпрямляются. Если искривляются все мировые линии, то можноговорить об общем искривлении пространства. Естественно, что в так понимаемомпространстве его бесконечность не совпадает с его безграничностью. В самомделе, представим себе какое-нибудь насекомое (пусть это будет слепой жук, окотором говорил Эйнштейн своему сыну), ползущее по шару. Перемещаясь скольугодно долго по поверхности сферы, оно не встретит никаких границ: сферабезгранична в двух измерениях.
Какбы ни был решен вопрос бесконечности в естественных науках, с точки зрениядиалектического материализма это понятие имеет, прежде всего, качественный, ане количественный смысл, тем более что сами понятия пространства и времениотносительны.
Сособой остротой эта проблема встает в различных космологических концепциях. Всовременной космологии фактически общепризнанной считается концепцияпроисхождения Вселенной из Большого Взрыва. Существуют три разновидности этойконцепции. В одной из них гравитационное притяжение между медленно«разбегающимися» галактиками настолько сильно, что в какой-то момент онозаставляет их начать сближаться, вплоть до обратного сжатия (коллапса).Согласно другой, галактики «разбегаются» настолько быстро, что гравитационныесилы никогда не смогут остановить их, и Вселенная будет расширяться бесконечно.И согласно третьей, гравитация близка к критическому значению, котороепрепятствует как бесконечному развертыванию Вселенной в пространстве, так и ееобратному сжатию (т.е. позволяет избежать его).
Какже в них решается вопрос о конечности или бесконечности пространства? В первойутверждается, что пространство конечно, но без границ, в двух других – онобесконечно. Однако во всех них остается нерешенной проблема времени, которое«упирается» в момент Большого Взрыва (а в первой – и в момент Большого Сжатия).Означает ли факт взрыва начало времени, а факт сжатия – его конец? Ответ,предлагаемый учеными, но еще не нашедший своего подтверждения, таков:пространство и время «кончаются» в момент взрыва и сжатия, но кончаются тольков известном нам на сегодня смысле. До взрыва и после предполагаемого сжатиясуществуют иные пространство и время, доселе неизвестные науке. Такой ответ, посути, полностью совпадает с ответом, даваемым диалектическим материализмом,признающим неисчерпаемость материи и форм ее существования. И все же, что можетозначать это «новое состояние» пространства-времени? Почему ученые предполагаютналичие их еще неизведанных форм? Ответ пытаются найти в создании квантовойтеории гравитации. Надежда физиков на построение квантовой теории гравитациисостоит в том, что, возможно, в точках Большого Взрыва и Большого Сжатиясвойства известного нам пространства-времени изменяются в том смысле, чтовместо непрерывного потока они (пространство и время) распадаются на кванты,иными словами, так же, как и поле, приобретают квантовоые черты, что еще болеесближает их с общими свойствами материии и еще больше убеждает нас в верностипринципа материального единства мира.
Взаключение следует подчеркнуть, что задача философии состоит не в том, чтобыпредложить окончательное решение проблемы бесконечности. Опираясь на весьмассив конкретно-научного знания, на историю познания, культуры в целом,философия выявляет мировоззренческий и методологический смысл поисковойдеятельности теоретической мысли, направленной на решение одной из самыхзагадочных тайн бытия.
Список использованной литературы.
1. Философия: Учебник /Под ред. В.Д.Губина, Т.Ю.Сидориной, В.П.Филатова. –М.: «ТОН/TONE», 1996.
2. Философия: Учебное пособие для студентов вузов. – К.: «Фіта»,1994.
3. Спиркин А.Г. Основы философии: Учебное пособие для вузов. – М.:«Политиздат», 1988.