Развитие представлений о пространстве и времени

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЧПОУ «Новгородский техникум сервиса, экономики и права»

Контрольная работа

«Развитие представлений о пространстве и времени»

по курсу «Курс современного естествознания»

Исполнитель: Михайлова К.А, Великий Новгород

2022

Содержание

Развитие представлений о пространстве и времени

Проекция времени на сознание человека

Социальное время

Развитие представлений о пространстве и времени.

В процессе создания естественно-научной картины мира возникает вопрос о происхождении и изменении различных материальных предметов и явлений, об их количественных и качественных характеристиках. Физические, химические и другие величины непосредственно или опосредованно связаны с изменением длин и длительностей, т.е. пространственно-временных характеристик объектов. Поэтому для их описания в естествознании сформировались понятия пространства и времени.

Для обыденно-житейских представлений пространство и время -- нечто привычное, известное и даже в какой-то мере очевидное. Но если задуматься над тем, что же все-таки такое пространство и время, то возникают сложные вопросы, напряженно обсуждавшиеся в истории философии и естествознания. В настоящее время нельзя решать их без опоры на достижения современной науки, причем не только достижения естествознания, но и тех данных социальных, гуманитарных дисциплин, которые раскрывают различные аспекты пространственно-временных представлений, их роли, места в человеческой жизни и деятельности.

Каков же смысл категорий «пространство» и «время»? В своей деятельности мы обнаруживаем такие особенности структурной организации мира, что части и элементы, из которых построены материальные объекты, определенным образом расположены друг относительно друга, образуют некоторые устойчивые конфигурации, что задает границы объекта по отношению к окружающей среде. Можно сказать, что каждый объект характеризуется своеобразной «упаковкой» входящих в него элементов, их расположенностью относительно друг друга, и это делает любые объекты протяженными. Кроме того, каждый объект занимает какое-то место среди других объектов, граничит с ними.

Все эти предельно общие свойства, выражающие структурную организацию материального мира,-- свойства объектов быть протяженными, занимать место среди других, граничить с другими объектами -- выступают как первые, наиболее общие характеристики пространства. Если их абстрагировать из действительности, отделить от самих материальных объектов, то мы получим представление о пространстве как таковом. Именно так и складываются представления о пространстве и понятие пространства, возникающие как результат активного взаимодействия человека с внешним миром, в ходе которого выявляются перечисленные выше предельно общие особенности его структурной организации.

Понятие пространства имеет смысл лишь постольку, поскольку сама материя структурирована. Если бы мир не имел сложной структуры, если бы он не расчленялся на предметы, а эти предметы в свою очередь не делились на элементы, связанные между собой, то понятие пространства не имело бы смысла.

Естественно-научные представления о пространстве и времени прошли длинный путь становления и развития. Уже в античности мыслители задумывались над природой и сущностью пространства и времени, однако их рассуждения носили стихийный и нередко противоречивый характер. Реальный эмпирический базис и строгое теоретическое описание представления о пространстве и времени обрели в ходе первой глобальной научной революции и классической науке Нового времени. Это было связано с развитием механики, которая описывала движение материальных тел, происходящее одновременно в пространстве и времени.

Пространство и время, как определяют их философы, -- всеобщие формы существования материи, не существующие вне материи и независимо от нее. Пространство -- математическая, физическая и философская категория. Время -- физическая (но сейчас даже общее -- естественнонаучная, так как и геологи, и биологи, и представители других естественных наук обосновывают необходимость использования понятия времени в своих исследованиях) и философская категория, как форма существования материи, заключающаяся в закономерной координации сменяющих друг друга явлений.

Исторически первым из математических пространств и наиболее известным издавна и в настоящее время является евклидово пространство, представляющее приближенный абстрактный образ реального физического пространства. Менее известны пространства Лобачевского, Римана, Гильберта и другие. Вопрос о том, какое математическое пространство отражает общие свойства реального физического пространства, решается опытом (но так и не решено до сих пор -- какое именно).

Пространственно-временные отношения и закономерности -- это очередной этап сложности реально существующего мира, отношения, понимаемые первоначально на обыденном (созерцательном) уровне сознания, а в современную эпоху постигаемые на уровне научного сознания.

С античных времен наиболее известными были две концепции совместного рассмотрения пространства и времени. Одна из них идет от древних атомистов -- Демокрита, Эпикура и Лукреция, позднее тщательно разработана Ньютоном, которые ввели понятие пустого однородного и бесконечного пространства, а время рассматривали как субъективное ощущение действительности. Другая концепция восходит еще к Аристотелю, разработана в Новое время Лейбницем, опиравшимся также на некоторые идеи Декарта. Все они фактически придерживались идеи о заполненном мировом пространстве (без пустоты), то есть идеи о тождестве протяженной материи и пространства.

Вершиной классического естествознания стало творчество Исаака Ньютона. Именно Ньютон в своей знаменитой книге «Математические начала натуральной философии» ввел господствовавшие в науке до начала XX в. понятия пространства и времени, известные как абсолютное пространство и абсолютное время. Раскрывая сущность пространства и времени, Ньютон предложил различать два типа этих понятий: абсолютные (истинные, математические) и относительные (кажущиеся, обыденные) пространство и время.

Абсолютное пространство предстает как универсальное вместилище себя и всего существующего в мире. Оно безотносительно к чему бы то ни было внешнему, всегда остается одинаковым и неподвижным. Его можно попытаться представить в виде гигантского «черного ящика», в который можно поместить или убрать из него любые материальные тела.

Относительное пространство есть мера или какая-либо ограниченная подвижная часть, которая определяется нашими чувствами по положению ее относительно некоторых тел и в обыденной жизни принимается за пространство неподвижное.

Абсолютное время предстает как универсальная длительность любых процессов во Вселенной. Оно само по себе, без всякого отношения к чему-либо внешнему протекает равномерно. Абсолютное время можно представить в образе гигантской реки, которая будет течь, даже если не будет никаких материальных тел. пространство время материальный мир

Относительное время есть или точная, или изменчивая, постигаемая чувствами внешняя мера продолжительности. Она употребляется в обыденной жизни вместо истинного математического времени. Это -- минута, час, день, месяц, год.

Время универсально, непрерывно, бесконечно, одномерно. От абсолютного времени, также неизмеримого, Ньютон отличал относительное или обыденное время. Парадокс Ньютонова пространства и времени состоит в том, что не существует опытов, которые позволили бы измерять положение тела в пространстве или момент времени события -- экспериментально можно измерять только расстояния между телами или промежутки времени между событиями. Таким образом, чтобы сопоставлять пространству и времени какие-либо физические величины, мы должны выбрать некоторое тело, в качестве начала отсчета расстояний, и некоторый момент времени, в качестве начала отсчета его промежутков, что в конечном итоге ведет к необходимости введения некоторой системы отсчета. Вот с этого выбора и начинается Ньютонова наука о движении -- механика.

Некоторые философы и ученые, не соглашаясь с Ньютоном, выступили с критикой его взглядов. Среди них был давний научный соперник Ньютона Лейбниц. Он предложил реляционную концепцию пространства и времени, отказывающую им в самостоятельном, независимом от материи существовании. Лейбниц рассматривал пространство как порядок сосуществования тел, а время -- как порядок отношения и последовательность событий. Иными словами, он говорил о неразрывной связи материи с пространством и временем.

Согласно концепции Лейбница, пространство и время не есть самостоятельные начала бытия. Пространство -- это порядок взаимного расположения множества тел, сосуществующих вне друг друга, время -- порядок сменяющих друг друга явлений или состояний тел. Протяженность любого объекта не есть первичное свойство, а обусловлено силами, действующими внутри объекта; внутренние и внешние взаимодействия определяют и длительность состояния. Что же касается самой природы времени как порядка сменяющих друг друга явлений, то оно отражает их причинно-следственную связь.

В истории естественнонаучных представлений о времени, как отдельном феномене, можно выделить четыре его концепции, группируемых обычно попарно. Первая пара концепций времени расходится по вопросу о природе времени: 1) субстанциальная концепция рассматривает время как особую субстанцию, субстрат, наряду с пространством, веществом и другими физическими характеристиками; 2) реляционная концепция считает время отношением (или системой отношений) между физическими событиями. Вторая пара концепций времени выражает разные точки зрения на процесс становления времени: 1) статическая концепция считает события прошлого, настоящего и будущего существующими реально и в известном смысле одновременно, а становление и исчезновение материальных, физических объектов -- это иллюзия, возникающая в момент осознания того или иного изменения; 2) динамическая концепция, напротив, считает, что реально существуют только события настоящего времени, события прошлого уже реально не существуют, а события будущего еще реально не существуют. Видно, что в этих концепциях смешиваются физика и философия и как трудна и неоднозначна проблема времени.

Укоренившиеся в науке Ньютоновские представления о пространстве и времени изменились, когда в физическую картину мира вошла в конце XIX века концепция поля, как формы материальной связи между объектами вещества, поля, как особой и самостоятельной формы материи. Казалось, что для рассмотрения поля, тогда только электромагнитного, нужна особая среда -- эфир, заполняющий мировое абсолютное пространство, но это не нашло ни тогда, ни сейчас достоверного опытного подтверждения.

Представления о новых свойствах пространства и времени получили новое развитие в научной дисциплине, получившей название специальная теория относительности, или релятивистская механика. Герман Минковский, развивая представления Лоренца, Пуанкаре и Эйнштейна о свойствах пространства и времени, заявил с трибуны съезда естествоиспытателей в 1908 году: «Воззрения на пространство и время... возникли на экспериментально-физической основе. В этом их сила. Их тенденция радикальна. Отныне пространство само по себе и время само по себе должно обратиться в фикцию, и лишь некоторый вид соединения обоих должен еще сохранить самостоятельность». Так им было установлено единство пространства и времени, их объединение в пространство-время с четырьмя (три пространственных и одна временная) измерениями или координатами. Академик Анатолий Логунов так определил сущность теории относительности, называя это утверждение постулатом: «Физические процессы протекают в четырехмерном пространстве, геометрия которого псевдоэвклидова» (иногда псевдоэвклидово пространство называют миром или пространством Минковского).

Теория относительности исключает представления о пустых (свободных) пространстве и времени, имеющих какие-то собственные измерения. Дальнейшее развитие теории относительности в виде теории тяготения или общей теории относительности, осуществленное Эйнштейном, показало, что пространственно-временные отношения зависят также от концентрации масс, от распределения материи. Таким образом, была доказана несостоятельность как воззрений Канта, определившего пространство и время как априорные формы человеческого восприятия, природа которых неизменна и независима от материи, так и несостоятельность догматических воззрений Ньютона на абсолютное пространство и время.

Проекция времени на сознание человека. Социальное время

Время не есть чистое бытие, но именно оно создает проекции на человеческое сознание тех изменений, которые происходят в телесном мире и составляют суть бытия каждого человека. Народная мудрость гласит: «Время надо наполнять событиями, иначе оно летит незаметно». Поэтому все большие и малые события человек воспринимает исключительно через время. И тому пример одна из библейских Книг:

«Всему свое время, и время всякой вещи под небом: время рождаться, и время умирать; время насаждать,- и время вырывать посаженное; время убивать, и время врачевать; время разрушать, и время строить; время плакать, и время смеяться; время сетовать, и время плясать; время разбрасывать камни, и время собирать камни; время обнимать, и время уклоняться от объятий; время искать, и время терять; время сберегать и время бросать; время раздирать, и время сшивать; время молчать, и время говорить; время любить, и время ненавидеть; время войне, и время миру».

Долгие годы часы красовались на городских башнях, потом их стали носить на руке. Мы сверяем наши часы, так как общество существует за счет согласованного действия на разных уровнях своей организации. Однако каждая клетка нашего организма оказывается достаточно обособленной пространственно-временной системой, в которой осуществляются процессы обмена веществ. Интенсивность этого обмена у каждого организма индивидуальна. Имеются гипотезы об ускорении и замедлении самого времени в биологических системах. Люди, родившиеся в один день и год, выглядят совершенно по-разному. В 30 паспортных лет один выглядит на 25, а другой -- на 40. Это потому, что каждый из нас живет по своим биологическим часам, в своем времени и старится вместе с ним, а социальное время существует для рациональной организации нашей жизни.

Проблема времени еще в древности волновала человеческий ум. Начиная с мифологических представлений о боге времени Кроносе, пожирающем своих детей, и о вневременном бытии, вопросы, связанные с этим понятием, так или иначе ставились и обсуждались почти всеми философами. С другой стороны, в естественных науках понятие времени подвергалось детальному теоретическому исследованию. В последние десятилетия, начиная с 50-х гг., проблема времени вызывает очень сильный интерес. В 1966 г. было создано Международное общество по изучению времени, которое провело множество конференций, где рассматривались функционирование и эволюция сложных материальных систем.

Понятие времени используется везде и всюду. Все исторические события, все процессы протекают во времени. Время «течет» безостановочно. Настоящее -- это неуловимое мгновение, разграничивающее прошлое и будущее («Есть только миг между прошлым и будущим, именно он называется жизнь»). Реально именно это мгновение, а вместе с ним мы все и весь наш мир непрерывно движемся в будущее, оставляя позади себя нарастающие «пласты» прошлого. Вот мы ожидаем некоторое событие, пока оно пребывает в будущем и еще не произошло. Но наступает момент, и событие свершилось, и теперь это уже история, которая со временем будет все больше отдаляться от нас в прошлое. Недаром говорят о «неумолимом ходе времени». Неспроста возникает безотчетное желание остановить этот ход: «Остановись, мгновенье, -- ты прекрасно!» Поэтому мы не расстаемся с фантастическими мечтами о путешествии во времени: если нельзя остановить этот ход, то возможно ли хотя бы в отдельных случаях двигаться навстречу времени, навстречу этому ходу: из будущего -- в прошлое? Вот почему каждое поколение людей зачитывается фантастическими романами о путешествии во времени: «Машина времени» Г. Уэллса, «Конец вечности» А. Азимова и т.п.

Следя за событиями, описанными в фантастических романах, мы размышляем над проблемами причинности, взаимосвязи событий. Мы видим, как вмешательство в прошлое приводит к изменениям в будущем. Фантастические экскурсы в прошлые столетия чреваты разрушением прежних связей, они изменяют историю, порождают новую реальность. Уже это говорит о принципиальной невозможности этих путешествий.

Не менее удивительно присущее человеку чувство времени. Тренированный человек может приказать себе проснуться в нужное время -- и он действительно проснется в это время. Создается впечатление, что человек обладает своеобразными внутренними часами. Именно так считают физиологи и психологи: ритмично бьется сердце, ритмично работает система дыхания, недавно были обнаружены ритмы головного мозга. Основоположник кибернетики Н. Винер считал, что именно ритмы головного мозга объясняют нашу способность чувствовать время.

Формирование времени связано у человека с пространством. Термины «сейчас» и «скоро» появились по образу и подобию понятий «здесь» и «близко». Зенон Элейский в V в. до н. э. говорил: «Летящая стрела одновременно и находится в данный момент времени в данной точке пространства и нет». У Гегеля: «Двигаться -- означает быть в данном месте и в то же время -- не быть в нем, -- следовательно, находиться в обоих местах одновременно, в этом состоит непрерывность времени и пространства, которая только и делает возможным движение».

Два события, одновременных в одной системе отсчета, будут одновременны вообще. Слово «сейчас» имеет абсолютный смысл для всего мира: и для нас и для далеких галактик.

Умозаключение Зенона об отсутствии движения как такового вызвало большие толки в научном мире, и имя его не было затеряно в веках. Его нужно благодарить за то, что он заставил ученых пристальнее всматриваться в окружающий мир, поставил вопросы, задевшие за живое и в конце концов позволил продвинуть науку дальше. А она, в свою очередь, давала ответы на вопрос: «Время движется по прямой или по окружности?» Аристотель объединил круг и прямую -- получилась спираль. Правда, Аристотель не предполагал свое изобретение в качестве нового образца времени. Но спираль соединяет то, что раньше казалось несопоставимым, что противопоставлялось друг другу, когда говорили о наглядном представлении времени. Однако временная спираль завершает сейчас свой очередной виток.

Философы помимо понятия «время» предлагают дополнительные понятия, например «изменение», «изменчивость», «необратимость». Но изменчивый мир ничуть не яснее туманного темпорального.

Обычное представление состоит в том, что всё же существует какое-то вселенское или физическое время: абсолютное время, независящее от наблюдателя. Но это парадоксальное мнение, потому что любой, кто утверждает это, сам является наблюдателем как мыслящий интеллект. Мир не делится, и мыслящий интеллект не может отделить себя самого от «объективного» мира.

Необратимость означает невозможность повернуть вспять или вернуться на шаг назад. Невозможность для кого? Для мыслящего интеллекта. На практике это та ситуация, на которую человек не может повлиять только по своему желанию.

Представление о необратимости это к тому же проекция необратимости моделирования. Например, в любом тексте, дискуссии или выступлении каждое следующее слово или утверждение не уничтожает предыдущего, хотя логически они могут быть опровержением предыдущего. Каждая следующая модель не уничтожает, а дополняет предыдущую. Любое предыдущее утверждение может быть опровергнуто, но не может быть возвращено. «Слово не воробей, выпустишь - не поймаешь». Необратимость - следствие неуничтожимости? Неуничтожимость означает инерцию в философском смысле. Возможно, что философская категория «инерция», более продуктивна, чем понятия времени или необратимости. Но это, конечно, тоже парадоксальное понятие.

Социальное время

Особенности жизнедеятельности отдельного человека, а также общество в целом находят выражение в свойствах длительности, порядке следования и сосуществования объектов и процессов. Пространственно-временная проблематика тесно связана с системой ценностей человека. Атомные и песочные часы не в состоянии выразить сущность общественных процессов. Например, Столетняя война во Франции -- какова продолжительность по существу происходящих процессов? Календарная длительность вытесняется здесь другим, новым типом временных отношений, передать которые можно при помощи нового понятия -- социального времени.

Социальное время характеризует длительность, последовательность этапов материальной и духовной деятельности человека. Главным фактором, определяющим ход социального времени, является деятельность человека, направленная на преобразование среды и самого себя. Календарь, основанный на природных процессах, чередовании дня и ночи, смене времен года и т.д., безучастен к происходящим переменам в обществе. Однако широкое распространение и использование календарного времени объясняется возможностью точно количественно исчислять промежутки. Все известные единицы календарного времени -- секунды, минуты, часы, дни могут быть достаточно точно измерены.

Совсем другое дело -- исчисление длительности социальных процессов. Это эпоха, эра, сессия, сезон, семестр и т.п. Все они не могут быть не только определены, но не образуют соотношений между собой. Еще древнегреческий философ Сенека в работе «Письма к Луцилию» писал: «Все заботятся не о том, правильно ли живут, а о том, долго ли проживут, между тем правильно жить -- доступно всем, жить долго -- почти никому». В том же направлении размышляет и Плиний Старший, римский писатель и ученый, автор афоризма «Не считать надо дни, а взвешивать». Очевидно, что значимые для человека и общества характеристики длительности должны стать компонентами социального времени.

С социальным временем связано и время человека, свободного от участия в общественном производстве. Это личное время.Можно встретить два типа людей, которые по-разному относятся к своему личному времени: одни им вполне самостоятельно распоряжаются, другие не знают, как его провести, чем заполнить. Являясь атрибутом индивидуальной жизни, личное время субъективно, но вместе с тем непосредственно связано с социальным времени, так как история отдельного человека не может быть оторвана от всей истории общества («Жить в обществе и быть свободным от общества нельзя»). Личностное время используется непосредственно при определении многих ценностей человеческой жизни, и прежде всего его деятельности. Леонардо да Винчи считал удавшейся независимо от ее длительности всякую жизнь, прожитую хорошо и достойно.

Личностному времени присуще чувство ритма, так, например, в жизни каждого человека устанавливается определенная последовательность событий: детство, юность, получение образования, начало творческой деятельности, вступление в брак, рождение детей и т.д. Такая последовательность выражает ритмическую организацию индивидуальной жизни, но не всякая последовательность носит ритмический характер. Несовпадение важнейших этапов социальной зрелости человека с его календарным возрастом или общепринятым ритмом организации общественной жизни является проявлением аритмии личностного времени. Ритмичность личностного времени устанавливается выбором начала отсчета и соответствующих единиц измерения. Традиции ежегодно праздновать дни рождения, годовщины свадеб, других особо значимых для человека событий означают отсчет и измерение длительности и последовательности индивидуальной жизни.

Важно отметить, что у каждой достаточно автономной системы своя собственная хронология происходящего. Внутреннее время таких систем обычно не совпадает с внешним. Известный французский философ и гуманист М. Монтень приложил немало усилий для обоснования своего подхода к взаимосвязи внутреннего и внешнего времени. Согласно его рассуждениям, изложенным в статье «О том, что нельзя узнать, счастлив кто-нибудь, пока он не умер», жизнь человека проходит в едином внутреннем времени. Нельзя назвать кого-либо счастливым, пока жизнь продолжается и внутреннее время ведет отсчет. Непостоянство фортуны может проявиться как раз после высказывания суждений о ней. «Шаткость и изменчивость дел человеческих таковы, что достаточно ничтожного толчка, как они немедленно изменят свой облик». Здесь акцент делается на вероятностном, не всегда достоверном характере всяких оценок со стороны. Жизнь человека -- это суверенная длительность и описывается она прежде всего внутренним, а не внешним... Именно о внешнем времени говорят: «провести время», «бесцельно потратить время» и т.п. Такие понятия, как «времяпрепровождение», «развлечение», означают отвлечение или отчуждение человека от самого себя. И если внешнее время может превратиться в пустыню скуки, которую необходимо «разгонять», то время внутреннее образует свободное пространство духовного роста человека. Оно становится атрибутом индивидуальной жизни и в этом его абсолютная ценность.

Необходимо отметить сложность и неоднозначность пространственно-временных отношений на уровне отдельного человека. Личностные время и пространство обусловлены особенностями восприятия самого человека. Именно с ними приходится соизмерять свои поступки, строить планы. Научный подход в этом вопросе необходим для более целостного видения мира и его понимания.

Размещено на Allbest.ru