Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Эволюция представлений о пространстве и времени




Понимание пространства и времени как инвариантных самостоятельных сущностей. Первоначально представления о пространстве и времени у древнегреческих натурфилософов сводились к отождествлению пространства с пустотой, оно рассматривалось как пустое вместилище тел в отрыве от времени и движения, как нечто абсолютное, независимое от материи.

В «Началах» Евклида (III в. до н.э.) пространственные характеристики объектов впервые обрели строгую математическую форму. В это время зародились геометрические представления об однородном, плоском и бесконечном пространстве.

Абсолютное пространство, по И. Ньютону, бесконечное, пустое, однородное и изотропное, большой черный ящик, «вместилище» материальных тел. Если тела исчезнут, пространство останется, т.к. абсолютное пространство остается в силу своей природы безотносительным к какому-либо внешнему предмету. Существенная характеристика ньютоновского мира – трехмерное пространство евклидовой геометрии, которое абсолютно постоянно и всегда пребывает в покое.

Абсолютное, истинное, математическое время течет само по себе и в силу своей природы равномерно, безотносительно к какому-либо внешнему предмету. Оно идет сразу и везде во всей Вселенной «единообразно и синхронно» и выступает как независимый от материальных объектов процесс длительности. Значение указаний времени считалось абсолютным, не зависящим от состояния движения тела отсчета.

Ньютоновская концепция пространства и времени, на основе которой строилась физическая картина мира, оказалась господствующей вплоть до конца XIX в.

Концепция мирового эфира. В конце XIX в. ученые считали, что вплотную подошли к исчерпывающему описанию Вселенной. По их представлениям, пространство было заполнено непрерывной средой – «эфиром». Лучи света и радиосигналы рассматривались как волны эфира, подобно тому, как звук представлял собой чередование плотности воздуха.

К концу столетия концепция всепроникающего эфира начала испытывать трудности. Ожидалось, что свет должен распространяться по эфиру с фиксированной скоростью. Но если вы сами движетесь сквозь эфир в том же направлении, что и свет, скорость света должна казаться меньше, а если вы движетесь в противоположном направлении, скорость света окажется больше.

Однако в ряде экспериментов эти представления не удалось подтвердить. Наиболее точный из них осуществили в 1887 г. американские ученые А. Майкельсон (1852-1931) и Э. Морли (1839-1923).

Они сравнивали скорость света в двух лучах, идущих под прямым углом друг к другу. Поскольку Земля вращается вокруг своей оси и обращается вокруг Солнца, скорость и направление движения аппаратуры сквозь эфир меняется. Но А. Майкельсон и Э. Морли не обнаружили ни суточных, ни годичных различий в скорости света в двух лучах (рис. 4). Получается, будто свет всегда движется относительно вас с одной и той же скоростью, независимо от того, как быстро и в каком направлении перемещаетесь вы сами.

Основываясь на эксперименте Майкельсона-Морли, ирландский физик Д. Фитцджералд (1815-1901) и голландский физик Х. Лоренц (1853-1928) предположили, что тела, движущиеся сквозь эфир, должны сжиматься, а часы – замедляться. Это сжатие и замедление таковы, что люди всегда будут получать при измерениях одинаковую скорость света независимо от того, как они движутся относительно эфира
(Д. Фитцджералд и Х. Лоренц по-прежнему считали эфир реальной субстанцией). Однако в статье в 1905 г. А. Эйнштейн отметил, что если никто не может определить, движется он сквозь эфир или нет, то само понятие эфира становится лишним. Вместо этого он начал с постулата, что законы физики должны быть одинаковыми для всех свободно движущихся наблюдателей, т.е., измеряя скорость света, ученые должны получать одну и ту же величину, с какой бы скоростью не двигались сами, поэтому скорость света остается независимой от их движений и одинаковой во всех направлениях (рис. 5).

 


Рис. 4. Теория неподвижного эфира

(если бы свет был волной в упругом веществе, называемом эфиром,

его скорость казалась бы выше тому,

кто движется на космическом корабле ему навстречу и ниже – тому,

кто движется в том же направлении, что и свет)

Отказ от идеи абсолютных пространства и времени, мирового эфира и других выделенных систем отсчета. Признание тесной взаимосвязи между пространством, временем, материей и ее движением.

 

Опыт А. Майкельсона доказал независимость скорости света от движения Земли. С точки зрения классической механики эти результаты не поддавались объяснению. Х. Лоренц вывел математические уравнения для вычисления реальных сокращений движущихся тел и промежутков времени между событиями, происходящими на них, в зависимости от скорости движения.

 

 


Земля вращается Лучи света, идущие под прямым Лучи света, идущие

с запада на восток углом к направлению под прямым углом

обращения Земли вокруг Солнца друг к другу,

поворачиваются вместе

с Землей, но не обнару-

живают никаких разли-

чий в скорости

Рис. 5. Теория неподвижного эфира

(не было обнаружено никаких различий между скоростью света

в направлении движения Земли по орбите в перпендикулярном направлении)

Таким образом, относительными оказывались не только всякое движение, но и пространство и время. Указанные опыты заложили фундамент теории относительности. Теория относительности А. Эйнштейна доказала, что не существует ни абсолютного пространства, ни абсолютного времени и окончательно утвердила представление об относительности пространства и времени и зависимость их от материи.

 

Современные представления о пространстве и времени

 

Любой предмет имеет ту или иную протяженность, объем, занимает определенное положение относительно других предметов. Если мы обратимся к формам движения материи, то убедимся, что они тесно связаны с пространством. Что такое пространство?

Пространство выражает порядок расположения существующих объектов природы относительно друг друга, их объемы и протяженность. Движение материи происходит не только в пространстве, но и во времени. Одни события совершаются раньше, другие позже. Пространство – это порядок, в котором сосуществуют различные объекты природы, а время показывает последовательность существования сменяющих друг друга явлений и событий. Основными свойствами пространства являются: протяженность, однородность, изотропность (равноправность всех возможных направлений), трехмерность. Специфические свойства времени: длительность, однородность (равноправие всех моментов), одномерность и необратимость (анизотропность), оно течет от прошлого через настоящее к будущему. Реальные процессы всегда необратимы. Пространство и время являются основными формами существования материи, они неотделимы от нее. Пространство, в котором мы живем трехмерно. Почему? Ответ на этот вопрос пока не выходит за рамки антропного принципа (прил. 10). Из него следует, что в пространстве другого числа измерений мы просто не могли бы существовать. Не было бы атомов, молекул, планетарных систем и живых организмов, следовательно, и человека, и вообще физический мир, если бы он существовал, при этом был бы совершенно иным (прил. 11).

Всеобщие свойства пространства и времени

- объективность и независимость от человеческого сознания;

- универсальность и реальность – это универсальные формы бытия материи, которые проявляются на всех структурных уровнях ее существования. Нет явлений, событий, предметов, которые существовали бы вне пространства и времени;

- неразрывная связь друг с другом и с движущейся материей;

- единство прерывности и непрерывности в их структуре – наличие отдельных тел, фиксированных в пространстве при отсутствии каких-либо «разрывов» в самом пространстве;

-количественная и качественная бесконечность – невозможность найти место, где отсутствовали бы пространство и время;

- неисчерпаемость их свойств.

Своеобразие свойств биологического,

психологического и социального пространства и времени

 

Каждому структурному уровню материи соответствует специфическая форма пространства и времени.

Специфика биологического пространства и времени. Появление живой материи на Земле вызвало особое биологическое пространство и время. Это параметры состояния живого вещества. Биологическое время и пространство находятся в постоянном изменении – на смену одним клеткам приходят другие, сначала растет, затем стареет сам организм. Происходит смена видов растительных и животных организмов, их жизнь и смерть.

У биологического пространства и времени есть свои особенности. Пространственную организацию живых молекул характеризует ассиметрия «левого» и «правого» в группировке атомов. Основополагающими молекулами живой материи являются молекулы белка и нуклеиновых кислот. Все белки живой материи состоят из 20 аминокислот, группировка атомов в которых расположена либо влево, либо вправо. При этом форме с «правосторонней» группировкой соответствует зеркальная ей «левосторонняя» форма (рис. 6).

Рис. 6. Лево- и правосторонняя формы аминокислоты

 

Особенность пространства живой материи состоит в том, что в молекулах белка живых систем имеются только «левосторонние» формы аминокислот, а в нуклеиновых кислотах – только «правые» сахара. Главный биологический смысл этой ассиметрии в обеспечении молекулярно – пространственной комплементарности (соответствия) при взаимодействии молекул. Эта особенность пространственной асимметрии живого известна в науке под названием хиральности (от греч. heir - рука). В неживой природе пространство симметрично, нет различий между «левым» и «правым». Неравенство «правизны и левизны» проявляется не только на молекулярном уровне, но и на уровне организмов, выражаясь в их строении и динамике. Существует не только симметрия, но и ассиметрия в строении органов, в композиции частей тела сложных организмов. Эта особенность до сих пор не получила общепризнанного объяснения. Предполагают, что такое сочетание симметрии и асимметрии обеспечивает приспособительные реакции организмов, разнообразие движений и функций, необходимых для их выживания.

Живая материя имеет специфику и временной организации. Это «биологические часы». «Тиканье» и «отключение» таких часов означают запуск и отключение химических реакций, которые обеспечивают приспособление живых организмов. Медики открыли, что в разное время суток печень, почки, легкие, сердце работают с разной интенсивностью. У них свои ритмы. Система таких химических реакций предвосхищает наступление определенных состояний внешней среды, обеспечивает готовность организма к функционированию в условиях, которые должны наступить в будущем. Живой организм приспосабливается к будущим условиям, как бы обгоняя время, и живет настоящим и будущим одновременно.

Специфика психологического пространства и времени

 

В результате эволюции человека происходит становление человеческой психики. Одновременно идет формирование нового феномена – психологического пространства и времени. 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.

Моторное поле психики индивида создается посредством поисковых движений, зондирующее внешнее пространство во всех направлениях. На основе этих движений в психике индивида и его психомоторике формируется обобщенный образ пространства. Этот образ включает совокупность особых метрических и топологических свойств: криволинейность, отсутствие жесткой привязки координат к координатам внешнего физического пространства, относительное безразличие к положению, преобладание топологии над метрикой, отсутствие право – левостронней симметрии. При этом поиск и опробование будущих предметных действий индивид осуществляет посредством идеальных образов, которые строятся на основе речевого общения с помощью таких психических процессов, как ощущение, восприятие, память, мышление.

Благодаря идеальным образам индивид обладает способностью выходить за рамки данного мгновения, перемещаться в прошлое и будущее, во времени и пространстве, как на осознаваемом уровне, так и на бессознательном – в сновидениях и галлюцинациях. Индивид, лишенный способности видеть сновидения, может впасть в безумие. В его психологическом пространстве произойдет кумулятивное накопление обрывочных мыслей, образов, впечатлений, способных подавлять осознаваемые мысли и память. З. Фрейд (1856 - 1939) выявил неоднородность психологического пространства сновидений, его асимметрию, символизм, смещение. Одна из особенностей психологического времени, на которую указывает З. Фрейд, - пропуск, модификация, перегруппировка материала сновидения, создающая эффект обратимости времени.

Особенности психологического пространства и времени проявляются на уровне коллективного бессознательного. В наибольшей степени специфика психологического пространства проявляется в феномене синхронизма психических процессов, который состоит в одновременном параллельном проявлении идентичных психических переживаний у двух или нескольких личностей.

 

Специфика социального пространства и времени

Становление человеческого индивида происходит в рамках социогенеза – становления человеческого общества, развития форм социальной организации и духовной жизни. Одновременно идет процесс формирования нового феномена – социального пространства и времени. Социальное пространство и время имеет свои особенности. В этом пространстве и времени воспроизводится человек и развивается как общественное существо.

Социальное пространство можно характеризовать как форму бытия социальной материи, в которой социальная энергия превращается в конкретные формы жизнедеятельности личностей и общества в целом. В этом плане оно обладает определенной субстанциальной реальностью. Специфическими свойствами такого пространства являются протяженность, упорядоченность, масштаб, интенсивность, насыщенность, плотность, определенная координация социальных процессов и явлений.

С возникновением общества в социальное пространство входит и отношение человека к предмету и месту своего обитания. Понятие «родина» характеризует не только определенную территорию, но и его отношение к этому месту. Специфика социального пространства связана со спецификой социального времени. Социальное времяэто определенный по длительности период, каким располагает любой социальный объект и общество в целом. Это совокупное время существования и деятельности всех индивидов общества. На ранних стадиях общественного развития ритмы социальных процессов были замедленными, капиталистические отношения привели к резкому увеличению производительных сил и всей системы социальных процессов. В эту эпоху появилась секундная стрелка. Ускорение свойственно современной эпохе. В настоящее время выделяют три цикла социального времени: дневной, недельный, годовой.

Социальное время фиксирует особенности параметров времени в ретрансляции социального опыта и одновременность в протекании социальных событий.

Примером социального времени и пространства являются исторические эпохи. Например, можно говорить о «советском» социальном пространстве и социальном времени, в рамках которых прошли жизни миллионов советских людей. В то же время другая часть человечества жили вне советской реальности, в рамках другого социального времени и пространства.

Контрольные вопросы

1. Что такое материя?

2. Как развивались представления о материи?

3. Как развивались представления о движении?

4. Какие формы движения материи выделяют сейчас и чем они характеризуются?

5. Как понимали пространство и время античные натурфилософы?

6. Что такое абсолютное пространство и время по И. Ньютону?

7. В чем заключается концепция мирового эфира?

8. В чем заключаются современные представления о пространстве и времени?

9. Каковы всеобщие свойства пространства и времени?

10. В чем особенности биологического, психологического и социального пространства и времени?

 







Дата добавления: 2015-09-15; просмотров: 683. Нарушение авторских прав

codlug.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия