Время и пространство в философии

Время и пространство в философии

Министерство образования Российской Федерации

«МАТИ» – Российский Государственный Технологический Университет

им. К.Э. Циолковского

кафедра «Производственный Менеджмент»

Реферат

по дисциплине: Философия

на тему:

Время и пространство в философии.

Выполнил аспирант: Петросян А.А.

г. Москва 2002 г.

Оглавление

Введение 3

Развитие представлений о пространстве – времени до 20-го века. 4

Понятие пространства и времени в античной философии. 4

Развитие представлений о пространстве и времени в классической физике. 5

Современные представления о природе пространства и времени. 8

Специальная теория относительности. 8

Пространство и время в общей теории относительности и в релятивистской

космологии. 14

Пространство и время на уровне микромира. 18

Заключение. 21

ЛИТЕРАТУРА. 22

ВВЕДЕНИЕ

Прошло более 2500 лет с той поры, как было положено начало осмыслению

времени и пространства, тем не менее, и интерес к проблеме и споры

философов, физиков и представителей других наук вокруг определения природы

пространства и времени нисколько не снижаются. Значительный интерес к

проблеме пространства и времени естественен и закономерен, влияния данных

факторов на все аспекты деятельности человека нельзя переоценить. Понятие

пространства - времени является важнейшим и самым загадочным свойством

Природы или, по крайней мере, человеческой природы. Представление о

пространстве времени подавляет наше воображение. Недаром попытки философов

античности, схоластов средневековья и современных ученых, владеющих знанием

наук и опытом их истории, понять сущность времени – пространства не дали

однозначных ответов на поставленные вопросы.

Диалектический материализм исходит из того, что "в мире нет ничего,

кроме движущейся материи, и движущаяся материя не может двигаться иначе,

как в пространстве и во времени". Пространство и время, здесь выступают

в качестве фундаментальных форм существования материи. Классическая физика

рассматривала пространственно - временной континуум как универсальную

арену динамики физических объектов. В прошлом веке представители

неклассической физики (физики элементарных частиц, квантовой физики и

др.) выдвинули новые представления о пространстве и времени, неразрывно

связав эти категории между собой. Возникли самые разные концепции: согласно

одним, в мире вообще ничего нет, кроме пустого искривленного

пространства, а физические объекты являются только проявлениями этого

пространства. Другие концепции утверждают, что пространство и время

присущи лишь макроскопическим объектам. Наряду с интерпретацией времени –

пространства философией физики существуют многочисленные теории философов,

придерживающихся идеалистических взглядов, так Анри Бергсон утверждал, что

время может быть познано только нерациональной интуицией, а научные

концепции, представляющие время, как имеющее какое-либо направление,

неверно интерпретируют реальность.

Начинать исследование целесообразно с представлений античной

натурфилософии, анализируя затем весь процесс развития пространственно -

временных представлений вплоть до наших дней.

РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ПРОСТРАНСТВЕ – ВРЕМЕНИ ДО НАЧАЛА 20-ГО ВЕКА.

Понятие пространства и времени в античной философии.

Понятие времени возникло на основе восприятия человеком смены событий,

предоставленной смены состояний предметов и круговорота различных

процессов. Естественнонаучные представления о пространстве и времени прошли

длинный путь становления и развития. Самые первые из них возникли из

очевидного существования в природе и в первую очередь в макромире твердых

физических тел, занимающих определенный объем. Рациональные идеи,

согласующиеся с сегодняшними представлениями о времени – пространстве можно

найти в учениях почти всех античных мыслителей. Так уже в учении Гераклита

центральное место занимает идея всеобщего изменения – в ту же реку вступаем

и не вступаем. В анализе античных доктрин о пространстве и времени

остановимся на двух наиболее полно исследовавших данный вопрос: атомизме

Демокрита и системе Аристотеля.

Атомистическая доктрина была развита материалистами Древней Греции

Левкиппом и Демокритом и во многом предвосхитила фундаментальные открытия

ученных прошлого века. Согласно, этой доктрины, всё природное многообразие

состоит из мельчайших частичек материи (атомов), которые двигаются,

сталкиваются и сочетаются в пустом пространстве. Атомы (бытие) и пустота

(небытие) являются первоначалами мира. Атомы не возникают и не

уничтожаются, их вечность проистекает из отсутствия начала у времени.

Атомы двигаются в пустоте бесконечное время, которому соответствует

бесконечное время. По Демокриту атомы физически неделимы в силу плотности

и отсутствия в них пустоты. Сама же концепция была основана на атомах,

которые в сочетании с пустотой образуют всё содержание реального мира. В

основе этих атомов лежат амеры (пространственный минимум материи).

Отсутствие у амеров частей служит критерием математической неделимости.

Атомы не распадаются на амеры, а последние не существуют в свободном

состоянии. Это совпадает с представлениями современной физики о кварках.

Характеризуя систему Демокрита как теорию структурных уровней материи -

физического (атомы и пустота) и математического (амеры), мы сталкиваемся

с двумя пространствами: непрерывное физическое пространство как

вместилище и математическое пространство, основанное на амерах как

масштабных единицах протяжения материи. В соответствии с атомистической

концепцией пространства у Демокрита сложились представления о природе

времени и движения. В дальнейшем они были развиты Эпикуром в стройную

систему. Эпикур рассматривал свойства механического движения исходя из

дискретного характера пространства и времени. Например, свойство изотахии

заключается в том, что все атомы движутся с одинаковой скоростью. На

математическом уровне суть изотахии состоит в том, что в процессе

перемещения атомы проходят один атом пространства за один атом времени.

Аристотель начинает анализ с общего вопроса о существовании времени,

затем трансформирует его в вопрос о существовании делимого времени.

Дальнейший анализ времени ведётся Аристотелем уже на физическом уровне,

где основное внимание он уделяет взаимосвязи времени и движения.

Аристотель показывает, что время немыслимо, не существует без движения, но

оно не есть и само движение. В такой модели времени впервые реализована

реляционная концепция. Измерить время и выбрать единицы его измерения

можно с помощью любого периодического движения, но, для того чтобы

полученная величина была универсальной, необходимо использовать движение с

максимальной скоростью. В современной физике это скорость света, в

античной и средневековой философии - скорость движения небесной сферы.

Пространство для Аристотеля выступает в качестве некоего отношения

предметов материального мира, оно понимается как объективная категория, как

свойство природных вещей. Механика Аристотеля функционировала лишь в его

модели мира. Она была построена на очевидных явлениях земного мира. Но это

лишь один из уровней космоса Аристотеля. Его космологическая модель

функционировала в неоднородном конечном пространстве, центр которого

совпадал с центром Земли. Космос был разделен на два уровня: земной и

небесный. Земной уровень состоял из четырёх стихий - земли, воды, воздуха

и огня; небесный - из эфирных тел, пребывающих в бесконечном круговом

движении. Аристотелю удалось создать самую совершенную, для своего времени

модель пространства – времени, просуществовавшую более двух тысячелетий.

Развитие представлений о пространстве и времени в классической физике.

Следующим значительным шагов в развитии представлений о природе

пространства и времени были работы представителей классической физики. Как

и для античных исследователей мира, для представителей классической физики

основными были обыденные представления о пространстве и времени как о каких-

то внешних условиях бытия, в которые помещена материя и которые сохранились

бы, если бы даже материя исчезла. Такой взгляд позволил сформулировать

концепцию абсолютного пространства и времени, получившую свою наиболее

отчетливую формулировку в работе И. Ньютона “Математические начала

натуральной философии”. Этот труд более чем на два столетия определил

развитие всей естественнонаучной картины мира. В нем были сформулированы

основные законы движения и дано определение пространства, времени, места и

движения.

Раскрывая сущность пространства и времени, Ньютон предлагает

различать два вида понятий: абсолютные (истинные, материалистические) и

относительные (кажущиеся, обыденные) и дает им следующую типологическую

характеристику:

«Абсолютное, истинное, материалистическое время само по себе и 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, не связано с объектами,

помещенными в него, и безотносительно к чему бы то ни было внешнему,

остается 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. Время и

пространство составляют как бы вместилища самих себя и всего существующего.

При таком понимании абсолютное пространство и время представлялись

некоторыми самодовлеющими элементами бытия, существующими вне и независимо

от каких-либо материальных процессов, как универсальные условия, в которые

помещена материя. У Ньютона абсолютное пространство и время являются

ареной движения физических объектов.

Этот взгляд близок к субстанциональному пониманию пространства и

времени, хотя у Ньютона они и не являются настоящими субстанциями, как

материя. Они обладают лишь одним признаком субстанции - абсолютной

самостоятельностью существования и независимостью от любых конкретных

процессов. Но они не обладают другим важным качеством субстанции -

способностью порождать различные тела, сохраняться в их основе при всех

изменениях тел. Такую способность Ньютон признавал лишь за материей,

которая рассматривалась как совокупность атомов. Правда, материя - тоже

вторичная субстанция после Бога, который сотворил мир, пространство и время

и привел их в движение. Бог, являясь существом непространственным и

вневременным, неподвластен времени, в котором все изменчиво и преходяще. Он

вечен в своем бесконечном совершенстве и всемогуществе и является подлинной

сущностью всякого бытия. К нему не применима категория времени, Бог

существует в вечности, которая является атрибутом Бога. Чтобы полнее

реализовать свою бесконечную мудрость и могущество, он создал мир из

ничего, творит материю, а вместе с ней пространство и время как условия

бытия материи. Но когда-нибудь мир полностью осуществит заложенный в нем

при творении божественный план развития и его существование прекратиться, а

вместе с миром исчезнут пространство и время. И снова будет только вечность

как атрибут Бога и его бесконечная вездесущность. Подобные взгляды

выражались еще Платоном, Аврелием, Августином, Фомой Аквинским и их

последователями.

В этих воззрениях, даже с теологической точки зрения, содержаться

глубокие противоречия. Ведь однократный акт творения мира и обреченность

его на грядущую гибель не соответствует бесконечному могуществу,

совершенству и мудрости Бога. Этим божественным атрибутам более

соответствовало бы бесконечное множество актов творения самых различных

миров, последовательно сменяющих друг друга в пространстве и времени. В

каждом из них реализовывалась бы определенная идея, данная этому миру

Богом, а все множество этих идей создавало бы бесконечное пространство и

время. Подобные идей, высказанные в общем виде еще александрийским теологом

Оригеном (III в. н.э.) и объявленные вскоре ересью, в Новое время

развивались в философии Лейбница, выдвинувшего идею о предустановленной

гармонии в каждом из потенциально возможных миров. Лейбниц рассматривал

пространство как порядок существования тел, а время - как порядок отношения

и последовательность событий. Это понимание составило сущность реляционной

концепции пространства и времени, которая противостояла их пониманию как

абсолютных и независящих ни от чего реальностей, подвластных только Богу.

Наряду с объективными представлениями о пространстве – времени

существовали и идеалистические концепции (Беркли, Мах, Авенариус и др.),

которые ставят пространство и время в зависимость от человеческого

сознания, выводя их из способности человека переживать и упорядочивать

события, располагать их одно после другого. Так, Кант рассматривал

пространство и время как априорные (доопытные) формы чувственного

созерцания, вечные категории сознания, аргументируя это ссылкой на

стабильность геометрии Евклида в течение двух тысячелетий.

После выхода в свет "Начал" Ньютона физика начала активно

развиваться, причём этот процесс происходил на основе механистического

подхода. Однако, вскоре возникли разногласия между механикой и оптикой,

которая не укладывалась в классические представления о движении тел. После

того, как физики пришли к выводу о волновой природе света вновь возникло

понятие эфира - среды в которой свет распространяется. Каждая частица

эфира могла быть представлена как источник вторичных волн, и можно было

объяснить огромную скорость света огромной твёрдостью и упругостью частиц

эфира. Иными словами эфир был материализацией Ньютоновского абсолютного

пространства.

Проблема пространства и времени была тесно связана с концепциями

близкодействия и дальнодействия. Дальнодействие мыслилось как мгновенное

распространение гравитационных и электрических сил через пустое абсолютное

пространство, в котором силы находят свою конечную цель благодаря

божественному проведению. Концепция же близкодействия (Декарт, Гюйгенс,

Френель, Фарадей) была связана с пониманием пространства как протяженности

вещества и эфира, в котором свет распространяется с конечной скоростью в

виде волн. Это привело в дальнейшем к понятию поля, от точки к точке

которого и передавалось взаимодействие. Именно это понимание взаимодействия

и пространства, развивавшееся в рамках классической физике, было

унаследовано и развито далее в XX веке, после крушения гипотезы эфира, в

рамках теории относительности и квантовой механики. Пространство и время

вновь стали пониматься как атрибуты материи, определяющиеся ее связями и

взаимодействиями.

Современное понимание пространства и времени было сформулировано в

теории относительности А. Эйнштейна, по-новому интерпретировавшей

реляционную концепцию пространства и времени и давней ей естественнонаучное

обоснование.

СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРИРОДЕ ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ.

Специальная теория относительности.

Специальная теория относительности, созданная в 1905 г. А. Эйнштейном,

стала результатом обобщения и синтеза классической механики Галелея -

Ньютона и электродинамики Максвелла - Лоренца. “Она описывает законы всех

физических процессов при скоростях движения, близких к скорости света, но

без учета поля тяготения. При уменьшении скоростей движения она сводится к

классической механике, которая, таким образом, оказывается ее частным

случаем”.[1]

Исходным пунктом этой теории стал принцип относительности.

Классический принцип относительности был сформулирован еще Г. Галилеем:

“Если законы механики справедливы в одной системе координат, то они

справедливы и в любой другой системе, движущейся прямолинейно и равномерно

относительно первой.”[2] Такие системы называются инерциальными, поскольку

движение в них подчиняется закону инерции, гласящему: “Всякое тело

сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если

только оно не вынуждено изменить его под влиянием движущихся сил.”[3]

Галилей разъяснял это положение различными наглядными примерами.

Представим путешественника в закрытой каюте спокойно плывущего корабля. он

не замечает никаких признаков движения. Если в каюте летают мухи, они

отнюдь не скапливаются у задней стенки, а спокойно летают по всему объему.

Если подбросить мячик прямо вверх, он упадет прямо вниз, а не отстанет от

корабля, не упадет ближе к корме. Из принципа относительности следует, что

между покоем и движением - есть оно равномерно и прямолинейно - нет никакой

принципиальной разницы. Разница только в точке зрения. Например,

путешественник в каюте корабля с полным основанием считает, что книга,

лежащая на его столе, покоится. Но человек на берегу видит, что корабль

плывет, и он имеет все основания считать, что книга движется и притом с той

же скоростью, что и корабль. Так движется на самом деле книга или нет? На

этот вопрос, очевидно, нельзя ответить просто “да” или “нет”. Спор между

путешественником и человеком на берегу был бы пустой тратой времени, если

бы каждый из них отстаивал только свою точку зрения и отрицал точку зрения

партнера. Они оба правы, и чтобы согласовать позиции, им нужно только

признать, что книга покоится относительно корабля и движется относительно

берега вместе с кораблем. Таким образом, слово “относительно” в названии

принципа Галилея не скрывает в себе ничего особенного. Оно не имеет

никакого иного смысла, кроме того, который мы вкладываем в движение о том,

что движение или покой - всегда движение или покой относительно чего-то,

что служит нам системой отсчета. Это, конечно, не означает, что между

покоем и равномерным движением нет никакой разницы. Но понятие покоя и

движения приобретают смысл лишь тогда, когда указана точка отсчета.

Если классический принцип относительности утверждал инвариантность

законов механики во всех инерциальных системах отсчета, то в специальной

теории относительности данный принцип был распространен также на законы

электродинамики, а общая теория относительности утверждала инвариантность

законов природы в любых системах отсчета, как инерциальных, так и

неинерциальных. Неинерциальными называются системы отсчета, движущиеся с

замедлением или ускорением.

В соответствии со специальной теорией относительности, которая

объединяет пространство и время в единый четырехмерный пространственно-

временной континуум, пространственно - временные свойства тел зависят от

скорости их движения. Пространственные размеры сокращаются в направлении

движения при приближении скорости тел к скорости света в вакууме (300 000

км/с), временные процессы замедляются в быстродвижущихся системах, масса

тела увеличивается.

Находясь в сопутствующей системе отсчета, то есть, двигаясь

параллельно и на одинаковом расстоянии от измеряемой системы, нельзя

заметить эти эффекты, которые называются релятивистскими, так как все

используемые при измерениях пространственные масштабы и части будут

меняться точно таким же образом. Согласно принципу относительности, все

процессы в инерциальных системах отсчета протекают одинаково. Но если

система является неинерциальной, то релятивистские эффекты можно заметить и

Страницы: 1, 2, 3