Реферат: Пространство и время в географии. Пространство и время в философии реферат

Реферат - Пространство и время в географии

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУККАФЕДРА ФИЛОСОФИИ РАНРЕФЕРАТ ПО ФИЛОСОФИИ

ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ В ГЕОГРАФИИ

МАТЮХИНА И.А.

Институт Географии РАН Руководительсеминара

проф.ДМИТРИЕВ Ю.Я.

Москва – 2000 г.

Содержание Стр.Введение.......................................................................................................2Глава 1. Связь географии ифилософии....................................................4

Глава 2. История взглядов на пространство и время

в философии инауке...................................................................................8

Глава 3. Проблема пространства и времени вгеографии......................14

Заключение.................................................................................................20

Список литературы..................................................................................21

Введение

Вобыденной жизни мы постоянно сталкиваемся с понятием пространства и времени,для нас это нечто привычное, известное и даже к какой-то мере очевидное. Однаков истории философии и естествознания напряженно обсуждались сложные вопросы,которые возникали вместе с попытками понять значение этих понятий.

В данном реферате будетсделана попытка рассмотреть фундаментальные категории физической реальности,каковыми являются пространство и время. Разговоры об этих категориях ведутсяпостоянно, а вопросы географии, особенно связанная как с самостоятельным развитиемприроды, так и с изменением природы под влиянием человека и его хозяйственнойдеятельности, сосредоточены вокруг них.

Важнейшее значениепространства и времени, а также их взаимосвязи, в географии станет уже ясно прирассмотрении связи древнейших наук на земле, а именно географии и философии,которая осуществляется прежде всего через соотношение предметов ихисследований. Большую группу философских вопросов географии составляют еетеоретические проблемы, связанные с конкретизацией таких философских категорий,как ”материя”, ”движение”, ”пространство”, ”время”, ”отражение” и т.п.

Также будет рассмотренаистория взглядов на пространство и время в философии и науке. Важно проследитьто как с развитием наук менялось представление об этих категориях и ихвзаимосвязи, и чем современное понимание этих вещей отличается от представленийдревних.

Основным вопросом этойработы является значение пространства и времени в географии, т.егеографического пространства и времени, которому и будет уделено наибольшеевнимание. Будет рассмотрена хорологическая концепция А.Геттнера, возникшая вначале ХХ в, когда география стала изучать тела и явления и в пространстве, иво времени. В 1965 г. в журнале ”Природа” К.К.Марков опубликовал статью о географическомпространстве и времени, в которой он показал серьезную постановку вопроса оспецифике географического пространства и времени. В наше время такжепериодически появляются в печати статьи, посвященные проблеме пространства ивремени в географии, что ясно показывает что с развитием географической наукине ослабевает интерес и к ее философским вопросам.

Глава 1.Связь географии и философии.

Исходные представления о географии при еезарождении были едиными с философией. Философские воззрения древнего мира теснопереплетаются с естественно-научными и политическими взглядами. Философиявыступала собирающей и объединяющей наукой.

В дальнейшем география,изучая тела и явления природы и общества, имела всесторонние субстанциальныесвязи с философией. Будучи зависимой от философии в решении основополагающихвопросов, география играла определенную роль в развитии смежных наук и философии.Об этом свидетельствуют, например, великие географические открытия. Планетарныепутешествия в различные регионы Земли, начатые с конца XV в., вызвали коренные изменения в представлениях об окружающеммире. Они привели к формированию гуманистического мировоззрения, возрождениюстихийной диалектики древних. Начался процесс превращения естествознания вподлинную науку [5].

Между философией игеографией существует постоянная взаимосвязь, которая развивается и усложняетсяпо мере развития и изменения предметов их исследования.

Развитие географическихзнаний находилось и находится под влиянием либо материалистической, либоидеалистической философии, подвержено метафизическому или диалектическомумиропониманию. В научной работе географ опирается не только на естественныеданные, но и на ту или иную философскую концепцию, с позиции которой он и трактуетсвой материал.

Возникновениедиалектического материализма означало для географии начало нового этапаразвития на прочной методологической основе. Так, А.А.Григорьев в начале 30-хгг. ХХ в. выступил с концепцией географической формы движения материи [3]. Онапозволила понять объект географии с диалектико-материалистической позиции наединство материи и форм ее существования: движения, пространства и времени.

Как уже было сказановыше, связь географии и философии осуществляется прежде всего через соотношениепредметов их исследования. Философия как наука о наиболее общих законахразвития природы, общества и мышления изучает только ”общее”, котороесуществует только в ”единичном”. В нашем случае, это законы географическойнауки.

Наиболее яркопрослеживается связь философии и географии при рассмотрении, так называемых,философских вопросов географии [5,6]. К ним относятся, прежде всего, тетеоретические проблемы географии, которые связаны с решением основного вопросафилософии, вопроса о соотношении сознания и материи, знания и бытия. При этомчасть их относиться к первой стороне основного вопроса философии. Это вопросысуществования таких систем, как географические ландшафты или экономическиерайоны, климатические зоны и т.д. Другие философские проблемы географии связанысо второй стороной основного вопроса философии – вопросом о познаваемости мира.Среди них особое место занимают вопросы о соотношении объекта и методаисследования, о соотношении методов в географическом познании.

Большую группуфилософских вопросов географии составляют проблемы, связанные с философскимикатегориями ”материя”, ”движение”, ”пространство”, ”время” и т.п.Диалектическая связь материи и движения, пространства и времени лежит в основесистемного видения объективной реальности. Поэтому признание географическихобъектов как особого структурного уровня организации материи, особой географическойматерии, влечет за собой обязательное признание географической формы движенияматерии, географического пространства и времени.

Следующая группа философскихвопросов географии связана с проблемами системной организации в мире. Такиесаморазвивающиеся системы как общество, биогеоценоз, геологическая система, воснове которых лежат конкретные формы движения материи, являются первичными ифундаментальными системами в мире. И если география изучает одну из такихсистем, то вся материалистическая диалектика выступает как методологиягеографического исследования.

Большую группуфилософских вопросов географии образуют вопросы диалектики развитиягеографических систем. Сюда относят проблему источника и движущих силгеографических систем, отношение внутреннего и внешнего.

Особое место занимаютфилософские проблемы географии, связанные с такими категориями как ”часть” и”целое”, ”общее” и ”единичное” и т.д. Исследование важнейшей для географиипроблемы единства физической и экономической географии страдает отметодологически неверного подхода. Уже изначально физическую и социальнуюгеография рассматриваются как части целого (географии вообще). Однако соотношениемежду физической и экономической географией иное, чем то, которое описываетсякатегориями ”часть” и ”целое”.

Большой круг вопросов вгеографии связан с определением места географии в классификации наук ираскрытием логики ее внутреннего деления. Концепция географической формыдвижения материи позволяет строго научно определить место географии средидругих наук. Однако, не следует отождествлять содержание географии ссодержанием географической формы движения материи. Географическая наука изучаетне только свой объект – географическую форму движения материи, но и всю системусвязей своего объекта с объектами пограничных наук. Именно эти связи иотражаются такими географическими дисциплинами, как геоморфология, биогеографияи географии почв, экономическая география и т.д. и т.п.

Следующая группафилософских вопросов географии связана с проблемой соотношения общества иприроды, природных и общественных закономерностей. Вот некоторые из них: входитли природа в общество или общество входит в природу; как соотносятся законыприроды и общества; что такое географическая среда и какова ее роль в жизни общества;тождественны ли понятия ”географическая среда”, ”биосфера” и ”окружающая среда”и т.д.

Во всем этом проявляетсясвязь философии и географии, что упрочняет развитие союза между ними. Философияи география в настоящее время являются взаимосвязанными системами знания,которые порождены общественными потребностями.

Глава 2.История взглядов на пространство ивремя в философии и науке.

Первое представление о пространстве и временисвязаны с их обыденным пониманием. Так уже в первобытном обществе формируетсяпонимание пространства как территории, и как взаимного расположения различныхугодий, объектов на этой территории и как расстояние между ними. Это былосвязано с хозяйственной деятельностью племен, занимающихся собирательством,охотой и рыболовством.

Такое пониманиепространства оказалось столь необходимым для всей хозяйственной и культурнойжизни народов, что оно почти в неизменном виде продолжает существовать и в настоящеевремя. Переезжая из города в город, говоря о соотношении объектов и явлений наземной поверхности, мы и сейчас рассматриваем все это либо как перемещение впространстве, либо как пространственные соотношения.

Новое в пониманиипространства, пожалуй, связано в его очевидным для нас свойством трехмерности.Когда человек научился покорять воздушную стихию и, наконец Космос, еговыделение пространства как территории (плоскостное понимание пространства)усложнилось пониманием его как вместилищем всех предметов и явлений (объемное пониманиепространства).

Представление опространстве как соотношении объектов на территории или как вместилищаматериальных предметов необходимо человеку и, видимо, будет оставаться в егообыденной жизни.

Формирование обыденного пониманиявремени также связано с хозяйственной деятельностью человека, с различнымисторонами жизни общества. Здесь и длительность существования отдельныхпредметов и явлений, и длительность перехода от одной точки территории кдругой, и многое другое. Все это заставляло человека вырабатывать представлениео равномерно текущем времени. Только равномерно текущее время, независимо ни откаких условий, позволяло осуществлять согласованность в действиях людей и вхозяйственной, и в культурной жизни.

Понятно, что первымичасами для человека могла служить только сама природа. Он обращался к процессамсмены дня и ночи, чередованию фаз Луны и т.д. Но, если это в начале устраивалопервобытного человека, то с развитием культуры люди нуждались все в болееточном времени. Не находя его теперь в природе, они стали сами создавать равномернотекущей процесс: лили воду, сжигали свечи, пересыпали песок. Наконец, былиизобретены механические часы.

Дальнейшеесовершенствование часов говорит о том, что человек продолжает изобретатьравномерно текущий процесс, столь необходимый ему как временный эталон, дляизмерения чрезвычайно тонких процессов и явлений, ставших достояниемсовременного уровня цивилизации.

Таким образом, не найдяравномерно текущее время в природе, человек вынужден был создать его ипостоянно совершенствовать. Иными словами обыденное понимание времени какравномерно текущего процесса есть изобретение человека. Реальные процессыприроды в силу разных причин не являются равномерно текущими.

Далее следует привести концепциипространства и времени, сгруппированные по принципу их наибольшего приближенияк пониманию, установившемуся в материалистической диалектики [6].

Пространство:

1. Левкипп и его ученик Демокритпонимали пространство как вместилище материальных тел, как пустоту.Пространство выступает как вторая сущность мира, как нечто внешнее по отношениюк матери. Здесь пространство еще не связано ни со временем, ни с движением, нис материей. В истории науки пространство, как вместилище материальных тел,получает наивысшее выражение во взглядах Ньютона.

2. От Аристотеля до Ломоносова ифранцузских материалистов Гольбаха и Дидро складывается и существуетпредставление о пространстве как протяженности материи. Пространство понимаетсякак объем, занимаемый материальными телами. Складывается представление опространстве как атрибуте материи, форме ее бытия. Метафизический материализм,развиваясь, стремится преодолеть разрыв материи и пространства, характерный дляпервого выделенного пункта. Однако связи пространства со временем и движениемостаются еще не раскрытыми.

3. Существенный вклад в пониманиепространства вносит Лейбниц. Его понимание пространства интересно тем, что этоуже не объем, а взаимное расположение частиц относительно друг друга. Этосущественный вклад в понимание пространства как формы бытия.

4. Впервые пространство рассматриваетсякак форма бытия движущейся материи в его неразрывной связи со временем в материалистическойдиалектике. Пространство не существует само по себе. Оно как и время являетсяформой бытия движущейся материи. Свойства пространства определяются движением.А понимание бесконечности пространства в материалистической диалектики основанона том, что реально существует бесчисленное множества конкретных формпространства, относящимся к конкретным формам движения саморазвивающихсяматериальных систем.

Время:

1. Время рассматривается какдлительность, находящаяся вне материальных тел. Время есть нечто равномернотекущее, одинаковое для всей Вселенной. Время не связано не с материей, ни сдвижением, ни с пространством.

2. От Аристотеля до Декарта иЛомоносова, до французских материалистов и русских мыслителей Герцена иЧернышевского складывается представление о времени как длительности существованияматериальных тел. Время рассматривается как форма бытия материи, как ее атрибут– неотъемлемое свойство. Однако, чем определяются свойства самого времени, каконо связано с пространством и движением еще остается невыясненным.

3. Лейбниц вводит представление овремени как о смене событий, о длительности сменяющих друг друга состояний.Добавим к этому, что в субъективно идеалистическом понимании времени, как формечувственного созерцания у Канта имеется определение времени, близкое к точкезрения Лейбница. Кант определяет время как смену состояний предмета.

4. Материалистическая диалектикапонимает время как форму бытия материи, связанную с пространством иопределяемую движением как способом существования материи. Нет равномерно текущеговремени, вне материальных тел и событий. Каждая саморазвивающаяся система,способом существования является конкретная форма движения материи, имеетсобственное время, так же как и собственное пространство. Пространство и времяконечных материальных систем также бесконечно. Бесконечность времени означаеткачественную бесконечность конкретных форм времени бесконечного числа саморазвивающихсясистем.

Рассмотрим несколько наглядных иллюстраций связиматерии, движения, пространства и времени может быть Солнечная система. Гравитациябыла причиной взаимодействия и является основой ее существования и развития.Вместе с тем, гравитационное взаимодействие обуславливает взаимное расположениепланет на орбитах вокруг Солнца. Гравитационное взаимодействие и есть движение(способ существования) солнечной системы. Это движение происходит впространстве, т.е. меняется взаимное расположение Солнца и планет. Но этодвижение совершается и во времени, т.е. одно следует после другого, происходитпоследовательная смена во взаимном расположении компонентов солнечной системы.

Если сравнить Солнечнуюсистему с биологической саморазвивающейся системой, например, с леснымбиогеоценозом, в основе существования которого лежит уже иная, биологическаяформа движения материи, то легко можно увидеть различие в пространстве ивремени этих систем, которые будут определятся различием их форм существования– гравитационной и биологической форм движения материи. Так, пространствоСолнечной системы обладает таким характерным для нее свойством какорбитальность. Напротив, в лесном биогеоценозе пространственные соотношенияорганизмов и условий их существования такой орбитальностью не обладают.Биологическая форма движения материи определяет иные свойства биологическогопространства. Если в Солнечной системе пространственное соотношение планет иСолнца определяется гравитационным взаимодействием масс, то в биологическихсистемах размерность пространства меняется. Здесь уже биологический обменвеществ определяет пространственные свойства биогеоценоза. Цепи питания, образующиеструктуру биологического обмена веществ, выступают в качестве биологическогопространства. А чередование состояний цепей питания (сукцессия биогеоценоза)является биологическим временем. Биологическое время коренным образомотличается от времени (смена состояний) Солнечной системы.

Таким образом, пространство является такой формойбытия саморазвивающейся системы, сущность которой заключается во взаимномрасположении взаимодействующий компонентов этой системы. Закономерности ихменяющегося взаимного расположения (свойства пространства) определяются самимпроцессом их взаимодействия (формой движения).

Время как форма бытиясаморазвивающейся системы представляет собой последовательной чередование еесостояний. Закономерности этого чередования (свойства времени) такжеопределяется самим процессом взаимодействия компонентов подобной системы(формой движения).

Поэтому пространство ивремя, обладая различными свойствами, представляет собой различные формы бытияматерии. Но так как любые изменения в пространстве обязательно сопровождаютсяизменениями во времени – они выступают как взаимосвязанные хотя и разные формыбытия. Пространство и время не могут переходить друг в друга. Также они немогут переходить в материю, т.к. являются основными формами ее бытия, еенеотъемлемыми свойствами.

Однако существует такжеиное понимание, которое заключается в следующем. Исходя из того, что вреальности субъект и объект всегда как бы склеены и поэтому пространство должнобраться не исключительно объективно, а феноменологически – в сопряжениисубъекта и объекта, иными словами, пространство телесных вещей должно сопрягатьсяс пространством мысли. Пространство создается не только вещами, но и смыслами.В противном случае те многомерные пространства, которые разрабатываютсяматематиками, невозможно было бы признать реальными, а лишь фантазиямиизощренного ума [4].

Глава 3.Пространство и время в географии.

Почти все науки независимо от того, являются ли ониобщественными, естественными или гуманитарными или техническими, включают всвой инструментарий понятие ”пространство”. Однако немного найдется наук, длякоторых это понятие было бы одним из базовых. К их числу наряду с физикой игеометрией несомненно принадлежит и география.

В географии с помощьюпонятия пространства удачно схватываются единство (совместимость) разнородныхвещей и целостность мира. О важности понятия пространство для географиисвидетельствует то, что о пространственном подходе говорят как о ядрегеографического познания.

В большинстве наук иобластей знаний, использующих понятие ”пространство”, оно хотя и употребляется,но специально не обсуждается как методологическая и теоретическая проблема.География же не может оставаться в стороне от обсуждения понятия”пространство”, ибо последнее выступает в ней и в качестве предмета(т.к. география иногда определяется как пространствоведение) и инструментапознания, ключевого объяснительного принципа. Положение осложняется тем, чтодля географии принципиально необходимо связать естественно-научное исоциокультурное понимание пространства, когда как другие дисциплины (скажем,литературоведение, физика) этим могут и пренебречь [4].

Значение пространства ивремени в географии отражено в хорологической концепции А.Геттнега [1]. Онрассматривал в качестве предмета географии, во-первых, пространственноесоотношение явлений живой и неживой природы и человеческого общества на земнойповерхности. Во- вторых, он считал предметом географии пространственное соотношениесоциальных объектов и объектов живой и неживой природы, и размещение их в такойсистеме, как географический ландшафт. Однако эта концепция рьяно критиковаласьсторонниками материалистической диалектики. С их зрения хорологическаяконцепция имеет ряд существенных недостатков. Главными недостатками являютсяследующие: 1) то, что при всей значимости пространственного подхода в географическихисследованиях его нельзя возводить в ранг основного предмета географии; 2) вхорологической концепции пространство отрывается не только от материи, но и отдвижения, а все особенности пространственного соотношения компонентов системыкак раз и определяются именно движением, их взаимодействием; 3) происходитотрыв пространства от времени, в то время как география относится к числуосновных наук, которые изучают конкретные формы движения материи и свойственныеей пространственные и временные отношения [6].

В 1965 г. в журнале «Природа» К.К.Марковопубликовал статью о географическом пространстве и времени [7]. Круг примеров,которыми оперировал автор статьи, четко разбивался на две группы: область такихфизико-географических явлений, как оледенения и многочисленные примеры,связанные с развитием флоры и фауны в разных географических условиях.

К.К.Марковбыл противником концепции географической формы движения материи А.А.Григорьева,которая заключается в том, что географическая форма движения материи возникаетс появлением особых географических систем, основными компонентами которыхявляются элементы гидросферы и тропосферы и формы рельефа, как носителягеографической формы движения материи [3]. Однако его исследования развитияоледенении, его концепция метахронности давали материал, подтверждавший мысль осуществовании особой географической формы движения материи. ПредставленияК.К.Маркова о метахронности развития покровного оледенения Северного и Южногополушарий Земли, основывались на различии их условий существования. Северноеполушарие континентальное, опресняющее воздействие великих сибирских рек — все это привело к тому, что здесь покровное оледенение быстрее проходит стадиисвоего развития. К настоящему времени оледенение сохранилось лишь на Гренландиии на некоторых островах Северного ледовитого океана. Покровное оледенениеАнтарктиды как бы отстало в своем развитии и находится на ранних ступенях эволюции.Это связано с тем, что его развитие совершается в иных географических условиях:Южное полушарие океаническое. Метахронность развития этих оледенении, потерминологии К.К.Маркова, свидетельствует о том, что географическое времясеверного оледенения течет как бы быстрее географического времени Антарктическогооледенения. Одинаковые стадии развития северный ледник проходит быстрееюжного. Здесь интервалы времени, промежутки между одними и теми же состояниямикак бы сжаты, а на Юге они растянуты. Географическое время течет неравномерно вСеверном и Южном полушариях. В целом концепция метахронности оледенения поК.К.Маркову, фиксирует свойство развития: оно никогда и нигде не происходитравномерно. Таким образом и географическая наука отрицает идею равномернотекущеговремени.

Втораягруппа примеров, которые приводит К.К.Марков в статье, относится к характеристикевремени для различных видов животных и растений. Время, связанное с различнымивидами животных и растений, также течет неравномерно и находится в определеннойсвязи с географическими условиями. Так, мастодонты вымерли в Европе I млн. летназад, а в Новом Свете их встречали всего 600000 лет назад. Это свидетельствуето неравномерности течения времени данного вида в различных географическихусловиях, хотя с точки зрения материалистической диалектики, в этих примерахречь идет о биологическом пространстве и времени. Факт неравномернотекущеговремени биологического вида немаловажный для метода руководящей флоры и фауныпри определении возраста отложений.

Такимобразом, данные, приводимые К.К.Марковым, — серьезная постановка вопроса оспецифике географического пространства и времени.

Всовременной географической науке часто под пространством понимают областьраспространения, территорию, ареал, тех или иных растительных или животныхформ. Понятно, что здесь существует лишь поверхностное сходство пространствакак формы бытия географических объектов и областью их распространения. Ночасто бывает трудно отказаться от установившейся терминологии.

Вэкономико-географической литературе также часто употребляется категорияпространства и времени. Заметим, что и в математике употребляется понятие«математическое пространство». Но никто из исследователей неназывает математическое пространство формой бытия материи. N -мерныепространства математики являются особыми методами исследования и в этом планене подменяют пространства как формы бытия материальных систем. Географическоепространство в экономической географии как и пространство в математике неявляется формой бытия, а выступает как особый метод исследования [6].

Возможно,что разнообразные исследования экономической географии содержат представление опространстве социальных систем, в основе которых лежит материальноепроизводство как социальная форма движения материи. Тогда это может дать многоедля понимания специфики социального пространства (и времени). Географическоепространство и время при этом остается вне исследования.

Таким образом, можно констатировать тот факт, что в географии сложилосьдва представления о пространстве. Первое рассматривает пространство какопределенный метод исследования. Второе ставит проблему раскрытия сущности ихарактерных черт пространства как формы бытия географических объектов.

Однако следует отметить,что в последние года география большей частью занимается проблемами, связаннымис преобразованной человеком природой. Нельзя игнорировать тот факт, что сейчасна Земле не осталось областей, не затронутых на прямую или косвеннодеятельностью человека. Поэтому, в какой-то мере должно изменится и пониманиепространства и времени в географии. Сейчас географическое пространство и время– это ”симбиоз” истинно-географического, биологического и социальногопространства и времени (под истинно-географическим имеется ввиду пространство ивремя, как формы бытия движущейся материи). Исходя из этого географическоепространство можно отождествить с территорией, на которой происходитвзаимодействие природы и человека. В связи в глобальной экологической проблемойроста населения нашей планеты уже произошло возникновение не менее острой экологическойпроблемы пространства, которая в дальнейшем станет основной, т.к. людям простоне будет хватать места для размещения и ведения хозяйственной деятельности.Возникающая из этого проблема времени заключается в том, что мы точно не знаемкогда численность население достигнет кризисного значения, и хватит ли намвремени, чтобы найти решение этой проблемы и начать действовать.

Уже говорилось о связипространства и времени, но некоторые авторы [8], занимающиеся экономической исоциальой географией, настаивают на неразрывности этих двух категорий, исходяиз того, что каждое время имеет свое пространство, а каждое пространства – своевремя, и предлагают их называть термином ”timespace”, то есть ”временем-пространством”(ВП). Такое ВП – реальность, порождаемая текущем социальным развитием и присущаятекущему социальному анализу. Можно говорить о существовании по крайней мерепяти категорий ВП: эпизодическое геополитическое ВП, циклично-идеологическоеВП, структурное ВП, вечное ВП и трансформационное ВП.

В последние годы значениепространства и времени в географии стало раскрываться в связи с развитием современнойкартографии. Очень немногие из тех, кто не связан с этой дисциплиной, до концапонимают сущность картографического технологического взрыва, связанного споявлением компьютерной картографии, с расширением возможностей географическихинформационных систем (ГИС), с аналитической методикой в пространственной ивременной сферах, которая была немыслима всего лишь 20 лет назад. Очень трудноустановить осмысленное различие между ГИС и аналитическими программами,поскольку она нередко являются частями одного и того же процесса. Однако в планеаналитической перспективы она всего лишь несколько лет назад открыли для себяна основе теоретизирования целый мир пространственного анализа.

Существует и динамическийподход в картографии, в котором пространственные и временные последовательностииспользуют совместно для того, чтобы прогнозировать не только значения погоризонту времени, но и те места, где эти значения ожидаются. В этом случаегеограф может использовать серию карт, показывающую изменения в одной переменнойв течении определенного отрезка времени, чтобы спрогнозировать последующиекарты [2]. Следует так же отметить, что географическое пространство на картеструктурируется присутствием и вмешательством человека и его технологий .

Заключение

В последние годы во всебольшем круге смежных гуманитарных и естественных наук, а также в науках очеловеке появляется все возрастающее понимание решающего значения пространстваи времени. Как ученые, так и практики постепенно осознают, что почти любойфизический процесс и действия человека имеют свою географию, а также историю.На каком-то уровне довольно банально звучит утверждение, что все существует впространстве и времени, но на более продвинутом и содержательном уровне этотпостулат превращается в остро осязаемое ощущение ”временнóйпространственности”, которая раскрываясь, наиболее полно освящает взятую тему.Нельзя не думать о XXI веке иначе,как о ”веке пространственных представлений”, то есть о времени, когда вчеловеческом сознании вновь вернется во всей своей масштабности географическоемышление. Умозрительно все большее и большее количество ученых приходят квыводу, что определенное место всегда определяется в более широком, зачастуюмногомерном пространстве. В практическом плане это означает, что любоеперспективное решение опосредовано не только временем (когда это будет), но иместом (где это будет), а это ”где” всегда фиксируется в пространстве,структурированном весьма сложным путем.

Многие географы,работающие над широким спектром проблем, сразу осознают, что исследования, неучитывающие изменений на определенных исторических отрезках, остаютсянезаконченными и не могут объяснить многих особенностей происходящего внастоящее время. Исследования только тогда являются полными, когда оперируяпонятиями пространства и времени, ученый может сказать, как обстояли дела когда-то,и как все пришло в то состояние, в котором прибывает сейчас. Все это взначительной мере активизирует географический поиск.

Список литературы

1. Геттнер А. География, ее история, сущность иметоды. М.-Л., 1930.

2. ГоулдП. Пространство, время и человек.//Междунар. ж. соц. наук., 1997, № 17.

3. Григорьев А.А. Предмет и задачи физическойгеографии.// Закономерности строения и развития географической среды., М.,1966.

4. Костинский Ю.В. Географическая матрицапространственности.// Изв. РАН. Сер. геогр. – 1997, № 5.

5. Кузнецов П.С. Некоторые итоги анализа философскихпонятий в физической географии.// Геогр. и прир. рес., 1995, № 1.

6. Лямин В.С. Философские вопросы географии.,МГУ., 1989.

7. Марков К.К. Пространство и время в географии.//Природа, № 5,1965.

8. Wallerstein Immanuel. The timespace ofworld-systems analysis: a philosophical essay.// Hist. Geogr., 1993 – 23, № 1-2.

www.ronl.ru

Реферат Философия Пространство и время 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 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. 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. 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. 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 изменить. Так, если воображаемый релятивистский корабль типа фотонной ракеты отправится к далеким звездам, то после возвращения его на Землю времени в системе корабля пройдет существенно меньше, чем на Земле, и это различие будет тем больше, чем дальше совершается полет, а скорость корабля будет ближе к скорости света. Разница может измеряться даже сотнями и тысячами лет, в результате чего экипаж корабля сразу перенесется в близкое или отдаленное будущее, минуя промежуточное время, поскольку ракета вместе с экипажем выпала из хода развития на Земле. Подобные процессы замедления хода времени в зависимости от скорости движения реально регистрируются сейчас в измерениях длины пробега мезонов, возникающих при столкновении частиц первичного космического излучения с ядрами атомов на Земле. Мезоны существуют в течении 10-6 - 10-15 с (в зависимости от типа частиц) и после своего возникновения распадаются на небольшом расстоянии от места рождения. Все это может быть зарегистрировано измерительными устройствами по следам пробегов частиц. Но если мезон движется со скоростью, близкой к скорости света, то временные процессы в нем замедляются, период распада увеличивается (в тысячи и десятки тысяч раз), и соответственно возрастает длина пробега от рождения до распада. Итак, специальная теория относительности базируется на расширенном принципе относительности Галилея. Кроме того, она использует еще одно новое положение: скорость распространения света (в пустоте) одинакова во всех инерциальных системах отсчета. Но почему так важна эта скорость, что суждение о ней приравнивается по значению к принципу относительности? Дело в том, что мы здесь сталкиваемся со второй универсальной физической константой. Скорость света - это самая большая из всех скоростей в природе, предельная скорость физических взаимодействий. Долгое время ее вообще считали бесконечной. Она была установлена XVX веке, составив 300 000 км/с. Это огромная скорость по сравнению с обычно наблюдаемыми скоростями в окружающем нас мире. Представим себе эксперимент: большой спутник движется по орбите вокруг Земли, и с него, как с космодрома, запускается ракета - межпланетная станция к Венере. Запуск производится строго в направлении движения орбитального космодрома. Из законов классической механики следует, что относительно Земли ракета будет иметь скорость, равную сумме двух скоростей: скорость ракеты относительно орбитального космодрома плюс скорость самого космодрома относительно Земли. Скорости движений складываются, и ракета получает довольно большую скорость, которая позволяет преодолеть притяжение Земли и улететь к Венере. Другой эксперимент: со спутника испускается луч света по направлению его движения. Относительно спутника, откуда он испущен, свет распространяется со скоростью света. Какова скорость распространения света относительно земли? Она остается такой же. Даже если свет будет испускаться не по движению спутника, а в прямо противоположном направлении, то и тогда относительно Земли скорость света не изменится. Эксперимент, который должен был показать изменение скорости света в движущихся телах и соответственно абсолютных характер движения этих тел, был выполнен в 1881 г. Майкельсоном (1852 - 1931). В последствии его не раз повторяли. По существу, эксперимент Майкельсона соответствовал сравнению скорости сигналов, идущих к экранам на корме и на носу движущегося корабля, но в качестве корабля была использована сама Земля, движущаяся в пространстве со скоростью около 30 км/сек. Далее, сравнивали не скорость луча, догоняющего тело и луча, идущего навстречу телу, а скорость распространения света в продольном и поперечном направлениях. В инструменте, примененном в опыте Майкельсона, так называемом интерферометре, один луч шел по направлению движения Земли - в продольном плече интерферометра, а другой луч - в поперечном плече. Различие в скоростях этих лучей должно было продемонстрировать зависимость скорости света в приборе от движения Земли. Результаты эксперимента Майкельсона оказались отрицательными. На поверхности Земли свет движется с одной и той же скоростью во всех направлениях. Такой вывод казался крайне парадоксальным. Он должен был привести к принципиальному отказу от классического правила сложения скоростей. Скорость света одна и та же во всех телах, движущихся по отношению друг к другу равномерно и прямолинейно. Свет проходит с неизменной скоростью, приблизительно равной 300000 км/сек., мимо неподвижного тела, мимо тела, движущегося навстречу свету, мимо тела, которое свет догоняет. Свет - это путник, который идет по полотну железной дороги, между путями, с одной и той же скоростью относительно встречного поезда, относительно поезда, идущего в том же направлении, относительно самого полотна, относительно пролетающего над ним самолета и т.д., или пассажир, который движется по вагону мчащегося поезда с одной и той же скоростью относительно вагона и относительно Земли. Это - иллюстрация того важнейшего утверждения, которое положено в основу специальной теории относительности. Движение света принципиально отличается от движения всех других тел, скорость которых меньше скорости света. Скорость этих тел всегда складывается с другими скоростями. В этом смысле скорости относительны: их величина зависит от точки зрения. А скорость света не складывается с другими скоростями, она абсолютна, всегда одна и та же, и, говоря о ней, нам не нужно указывать систему отсчета. Абсолютность скорости света не противоречит принципу относительности и полностью совместима с ним. Постоянство этой скорости - закон природы, а поэтому - именно в соответствии с принципом относительности - он справедлив во всех инерциальных системах отсчета. Скорость света - это верхний предел для скорости перемещения любых тел в природы, для скорости распространения любых волн, любых сигналов. Она максимальна - это абсолютный рекорд скорости. “Для всех физических процессов скорость света обладает свойством бесконечной скорости. Для того чтобы сообщит телу скорость, равную скорости света, требуется бесконечное количество энергии, и именно поэтому физически невозможно, чтобы какое-нибудь тело достигло этой скорости. Этот результат был подтвержден измерениями, которые проводились над электронами. Кинетическая энергия точечной массы растет быстрее, нежели квадрат ее скорости, и становится бесконечной для скорости, равной скорости света” [4]. Поэтому часто говорят, что скорость света - предельная скорость передачи информации. И предельная скорость любых физических взаимодействий, да и вообще всех мыслимых взаимодействий в мире. Со скорость света тесно связано решение проблемы одновременности, которая тоже оказывается относительной, то есть зависящей от точки зрения. В классической механике, которая считала время абсолютным, абсолютной является и одновременность. В теории относительности Эйнштейна вопрос о свойствах и структуре эфира трансформируется в вопрос о реальности самого эфира. Отрицательные результаты многих экспериментов по обнаружению эфира нашли естественное объяснение в теории относительности - эфир не существует. Отрицание существования эфира и принятие постулата о постоянстве и предельности скорости света легли в основу теории относительности, которая выступает как синтез механики и электродинамики. Принцип относительности и принцип постоянства скорости света позволили Эйнштейну перейти от теории Максвелла для покоящихся тел к непротиворечивой электродинамике движущихся тел. Далее Эйнштейн рассматривает относительность длин и промежутков времени, что приводит его к выводу о том, что понятие одновременности лишено смысла: "Два события, одновременные при наблюдении из одной координатной системы, уже не воспринимаются как одновременные при рассмотрении из системы, движущейся относительно данной". Коренным отличием специальной теории относительности от предшествующих теорий является признание пространства и времени в качестве внутренних элементов движения материи, структура которых зависит от природы самого движения, является его функцией. В подходе Эйнштейна пространству и времени придаются новые свойства: относительность длины и временного промежутка, равноправность пространства и времени. В 1907-1908 гг. Герман Миньковский (1864 - 1908) придал теории относительности весьма стройную и важную для последующего обобщения геометрическую форму. В статье "Принцип относительности" (1907) и в докладе "Пространство и время" (1908) теория Эйнштейна была сформулирована в виде учения об инвариантах четырехмерной евклидовой геометрии. У нас нет сейчас ни возможности, ни необходимости давать сколько-нибудь строгое определение инварианта и присоединить что-нибудь новое к тому, что уже было о нем сказано. Понятие многомерного пространства, в частности четырехмерного пространства, также не требует здесь строгого определения; можно ограничиться самыми краткими пояснениями. Если перейти к иной системе отсчета, координаты каждой точки изменятся, но расстояние между точками при таком координатном преобразовании не изменятся. Инвариантность расстояний при координатных преобразованиях может быть показана не только в геометрии на плоскости, но и в трехмерной геометрии. При движении геометрической фигуры в пространстве координаты точек меняются, а расстояния между ними остаются неизменными. Как уже было сказано, существование инвариантов координатных преобразований можно назвать равноправностью систем отсчета, равноценностью точек, в каждой можно поместить начало координатной системы, причем переход от одной системы к другой не сказывается на расстояниях между точками. Подобная равноценность точек пространства называется его однородностью. В сохранении формы тел и соблюдении неизменных законов их взаимодействия при преобразованиях выражается однородность пространства. Однако при очень больших скоростях, близких к скорости света, становится очень существенной зависимость расстояния между точками от движения системы отсчета. Если одна система отсчета движется по отношению к другой, то длина стержня, покоящегося в одной системе, окажется уменьшенной при измерении ее в другой системе. В теории Эйнштейна пространственные расстояния (как и промежутки времени) меняются при переходе от одной системы отсчета к другой, движущейся относительно первой. Неизменной при таком переходе остается другая величина, к которой мы и перейдем. Миньковский сформулировал постоянство скорости света следующим образом. При координатном преобразовании остается неизменным расстояние между двумя точками, например путь, пройденный движущейся частицей. Чтобы вычислить это расстояние - путь, пройденный частицей, - нужно взять квадраты приращений трех координат, т.е. квадраты разностей между новыми и старыми значениями координат. Согласно соотношениям геометрии Евклида, сумма этих трех квадратов будет равна квадрату расстояния между точками. Теперь мы прибавим к трем приращениям пространственных координат приращение времени - время, прошедшее от момента пребывания частицы в первой точке до момента пребывания ее во второй точке. Эту четвертую величину мы также берем в квадрате. Нам ничто не мешает назвать сумму четырех квадратов квадратом "расстояния", но уже не трехмерного, а четырехмерного. При этом речь идет не о расстоянии между пространственными точками, а об интервале между пребыванием частицы в определенный момент в одной точке и пребыванием частицы в другой момент в другой точке. Точка смещается и в пространстве и во времени. Из постоянства скорости света вытекает, как показал Миньковский, что при определенных условиях (время нужно измерять особыми единицами) четырехмерный пространственно-временной интервал будет неизменным, в какой бы системе отсчета мы ни измеряли положения точек и время пребывания частицы в этих точках. Само по себе четырехмерное представление движения частицы может быть легко усвоено, оно кажется почти очевидным и, в сущности привычным. Всем известно, что реальные события определяются четырьмя числами: тремя пространственными координатами и временем, прошедшим до события с начала летосчисления, или с начала года, или от начала суток. Будем откладывать на листе бумаги по горизонтальной прямой место какого-либо события - расстояние этого места от начального пункта, например расстояние до точки, достигнутой поездом, от станции отправления. По вертикальной оси отложим время, когда поезд достиг этой точки, измеряя его с начала суток или с момента выхода поезда со станции отправления. Тогда мы получим график движения поезда в двумерном пространстве, на географической карте, лежащей на столе, а время показывать вертикалями над картой. Тогда мы не обойдемся чертежом, понадобится трехмерная модель, например проволока, укрепленная над картой. Она будет трехмерным графиком движения: высота проволоки в каждой точке над лежащей картой будет изображать время, а на самой карте проекция проволоки изобразит движение поезда по местности. Изобразим теперь не только перемещение поезда на плоскости, но и его подъемы и спуски, т.е. его движение в трехмерном пространстве. Тогда вертикали уже не могут изобразить время, они будут означать высоту поезда над уровнем моря. Где е откладывать время - четвертое измерение? Четырехмерный график нельзя построить и даже нельзя представить себе. Но математика уже давно умеет находить подобные геометрические величины, пользуясь аналитическим методом, производя вычисления. В формулы и вычисления наряду с тремя пространственными измерениями можно ввести четвертое - время и, отказавшись от наглядности, создать таким образом четырехмерную геометрию. Если бы существовала мгновенная передача импульсов и вообще сигналов, то мы могли бы говорить о двух событиях, происшедших одновременно, т.е. отличающихся только пространственными координатами. Связь между событиями была бы физическим прообразом чисто пространственных трехмерных геометрических соотношений. Но Эйнштейн в 1905 г. отказался от понятий абсолютной одновременности и абсолютного, независимого от течения времени. Теория Эйнштейна исходит из ограниченности и относительности трехмерного, чисто пространственного представления о мире и вводит более точное пространственно-временное представление. С точки зрения теории относительности в картине мира должны фигурировать четыре координаты и ей должна соответствовать четырехмерная геометрия. В 1908 г. Миньковский представил теорию относительности в форме четырехмерной геометрии. Он назвал пребывание частицы в точке, определенной четырьмя координатами, "событием", так как под событием в механике следует понимать нечто определенное в пространстве и во времени - пребывание частицы в определенной пространственной точке в определенный момент. Далее он назвал совокупность событий - пространственно-временное многообразие -"миром", так как действительный мир развертывается в пространстве и во времени. Линию, изображающую движение частицы, т.е. четырехмерную линию, каждая точка которой определяется четырьмя координатами, Миньковский назвал "мировой линией". Длина отрезка "мировой линии" инвариантна при переходе от одной системы отсчета к другой, прямолинейно и равномерно движущейся по отношению к первой. В этом и состоит исходное утверждение теории относительности, из него можно получить все ее соотношения. Следует подчеркнуть, что геометрические соотношения, с помощью которых Миньковский изложил теорию относительности, подчиняются Евклидовой геометрии. Мы можем получить соотношения теории относительности, предположив, что четырехмерное "расстояние" выражается таким же образом через четыре разности - три разности пространственных координат и время, прошедшее между событиями, - как и трехмерное расстояние выражается в евклидовой геометрии через разности пространственных координат. Для этого, как уже говорилось, необходимо только выразить время в особых единицах. Длина отрезка мировой линии определяется по правилам евклидовой геометрии, только не трехмерной, а четырехмерной. Ее квадрат равен сумме четырех квадратов приращений пространственных координат и времени. Иными словами, это - геометрическая сумма приращений четырех координат, из которых три - пространственные, а четвертая - время, измеренное особыми единицами. Мы можем назвать теорию относительности учением об инвариантах четырехмерной евклидовой геометрии. Поскольку время измеряется особыми единицами, то говорят о псевдоевклидовой четырехмерной геометрии. Однородность пространства выражается в сохранении импульса, а однородность времени - в сохранении энергии. Можно ожидать, что в четырехмерной формулировке закон сохранении импульса и закон сохранения энергии сливаются в один закон сохранения энергии и импульса. Действительно, в теории относительности фигурирует такой объединенный закон импульса. Однородность пространства-времени означает, что в природе нет выделенных пространственно-временных мировых точек. Нет события, которое было бы абсолютным началом четырехмерной, пространственно-временной системы отсчета. В свете идей, изложенных Эйнштейном в 1905 г., четырехмерное расстояние между мировыми точками, т.е. пространственно-временной интервал не будет меняться при совместном переносе этих точек вдоль мировой линии. Это значит, что пространственно-временная связь двух событий не зависит от того, какая мировая точка выбрана в качестве начала отсчета, и что любая мировая точка может играть роль подобного начала. Однородность пространства стала исходной идеей науки после того, как Галилей и Декарт, сформулировав принцип инерции и принцип сохранения импульса, показали, что в мировом пространстве нет выделенной точки - начала привилегированной системы отсчета, что расстояния между телами и их взаимодействия не зависят от движения состоящей из этих тел материальной системы. Однородность времени стала исходной идеей науки после того, как физика XIX века, сформулировав принцип сохранения энергии, показала независимость процессов природы от их смещения во времени и отсутствие абсолютного начала отсчета времени. Теперь исходной идеей науки становится однородность пространства-времени. Разделение на пространство и время не имеет смысла. Пространство и время в специальной теории относительности трактуется с точки зрения реляционной концепции. Однако когда Эйнштейн попытался расширить концепцию относительности на класс явлений, происходящих в неинерциальных системах отсчёта, это привело к созданию новой теории гравитации, к развитию релятивистской космологии и т.д. Он был вынужден прибегнуть к помощи иного метода построения физических теорий, в котором первичным выступает теоретический аспект. Новая теория - общая теория относительности – строилась путём построения обобщённого пространства - времени и перехода от теоретической структуры исходной теории - специальной теории относительности - к теоретической структуре новой, обобщённой теории с последующей её эмпирической интерпретацией. Далее мы рассмотрим представление о пространстве и времени в свете общей теории относительности. В общей теории относительности были раскрыты новые стороны зависимости пространственно-временных отношений от материальных процессов. Эта теория подвела физические основания под неевклидовы геометрии и связала кривизну пространства, и отступление его метрики от евклидовой с действием гравитационных полей, создаваемых массами тел. Общая теория относительности исходит из принципа эквивалентности инерционной и гравитационной масс, количественное равенство которых давно было установлено в классической физике. Кинематические эффекты, возникающие под действием гравитационных сил, эквивалентны эффектам, возникающим под действием ускорения. Так, если ракета взлетает с ускорением 2g то экипаж ракеты будет чувствовать себя так, как будто он находится в удвоенном поле тяжести Земли. Эйнштейн усмотрел в этом равенстве исходный пункт, на базе которого можно объяснить загадку гравитации. Эйнштейн сформулировал принцип эквивалентности: "физически невозможно отличить действие однородного гравитационного поля и поля, порождённого равноускоренным движением". Принцип эквивалентности помог сформулировать основные принципы, на которых базируется новая теория: гипотезы о геометрической природе гравитации, о взаимосвязи геометрии пространства-времени и материи. Именно на основе принципа эквивалентности масс был обобщен принцип относительности, утверждающий в общей теории относительности инвариантность законов природы в любых системах отсчета, как инерциальных, так и неинерциальных. Как можно представить себе искривление пространства, о котором говорит общая теория относительности? Представим себе очень тонкий лист резины, и будем считать, что это - модель пространства. Расположим на этом листе большие и маленькие шарики - модели звезд. Эти шарики будут прогибать лист резины тем больше, чем больше масса шарика. Это наглядно демонстрирует зависимость кривизны пространства от массы тела и показывает также, что привычная нам евклидова геометрия в данном случае не действует (работают геометрии Лобачевского и Римана). Теория относительности установила не только искривление пространства под действием полей тяготения, но и замедление хода времени в сильных гравитационных полях. Даже тяготение Солнца - достаточно небольшой звезды по космическим мерка - влияет на темп протекания времени, замедляя его вблизи себя. Поэтому если мы пошлем радиосигнал в какую-то точку, путь к которой проходит рядом с Солнцем, путешествие радиосигнала займет в таком случае больше времени, чем тогда, когда на пути этого сигнала - при таком же вблизи Солнца составляет около 0,0002 с. Одной из причин создания общей теории относительности было желание Эйнштейна избавить физику от необходимости введения инерциальной системы отсчёта. Создание новой теории началось с пересмотра концепции пространства и времени в полевой доктрине Фарадея - Максвелла и специальной теории относительности. Эйнштейн акцентировал внимание на одном важном пункте, который остался незатронутым. Речь идет о следующем положении специальной теории относительности: "...двум выбранным материальным точкам покоящегося тела всегда соответствует некоторый отрезок определённой длины, независимо как от положения и ориентации тела, так и от времени. Двум отмеченным показаниям стрелки часов, покоящихся относительно некоторой системы координат, всегда соответствует интервал времени определённой величины, независимо от места и времени". Специальная теория относительности не затрагивала проблему воздействия материи на структуру пространства-времени, а в общей теории Эйнштейн непосредственно обратился к органической взаимосвязи материи, движения, пространства и времени. В работе "Относительность и проблема пространства" Эйнштейн специально рассматривает вопрос о специфике понятия пространства в общей теории относительности. Согласно этой теории пространство не существует отдельно, как нечто противоположное "тому, что заполняет пространство" и что зависит от координат. "Пустое пространство, т.е. пространство без поля не существует. Пространство-время существует не само по себе, а только как структурное свойство поля". Теория относительности показала единство пространства и времени, выражающееся в совместном изменении их характеристик в зависимости от концентрации масс и их движения. Время и пространство перестали рассматриваться независимо друг от друга, и возникло представление о пространственно-временном четырехмерном континууме. Для общей теории относительности до сих пор актуальной является проблема перехода от теоретических к физическим наблюдаемым величинам. Теория предсказала и объяснила три общелелятивистских эффекта: были предсказаны и вычислены конкретные значения смещения перегелия Меркурия, было предсказано и обнаружено отклонение световых лучей звёзд при их прохождении вблизи Солнца, был предсказан и обнаружен эффект красного гравитационного смещения частоты спектральных линий. Рассмотрим далее релятивистскую космологию, именно с ней связано дальнейшее развитие пространственно-временных представлений современной физики. Классические представления о Вселенной можно охарактеризовать следующим образом: вселенная бесконечна и однородна в пространстве и стационарна во времени. Они являлись одним из следствий механики Ньютона - это абсолютные пространство и время, последнее по своему характеру евклидово. Такая модель казалась очень гармоничной и единственной, на уровне бытового сознания данная модель доминирует и в начале нашего 21-го века. Однако первые попытки приложения к этой модели физических законов и концепций привели к неестественным выводам. Уже классическая космология требовала пересмотра некоторых фундаментальных положений (стационарность Вселенной, её однородность и изотропность, евклидовость пространства), чтобы преодолеть противоречия. Однако в рамках классической космологии преодолеть противоречия не удалось. Модель Вселенной, которая следовала из общей теории относительности, связана с ревизией всех фундаментальных положений классической космологии. Общая теория относительности отождествила гравитацию с искривлением четырёхмерного пространства - времени. Чтобы построить работающую относительно несложную модель, учёные вынуждены ограничить всеобщий пересмотр фундаментальных положений классической космологии: общая теория относительности дополняется космологическим постулатом однородности и изотропности Вселенной. Строгое выполнение принципа изотропности Вселенной ведёт к признанию её однородности. На основе этого постулата в релятивистскую космологию вводится понятие мирового пространства и времени. Но это не абсолютные пространство и время Ньютона, которые хотя тоже были однородными и изотропными, но в силу евклидовости пространства имели нулевую кривизну. В применении к неевклидову пространству условия однородности и изотропности влекут постоянство кривизны, и здесь возможны три модификации такого пространства: с нулевой, отрицательной и положительной кривизной. Возможность для пространства и времени иметь различные значения постоянной кривизны подняли в космологии вопрос конечна ли вселенная или бесконечна. В классической космологии подобного вопроса не возникало, т.к. евклидовость пространства и времени однозначно обуславливала её бесконечность. Однако в релятивистской космологии возможен и вариант конечной Вселенной - это соответствует пространству положительной кривизны. Вселенная Эйнштейна представляет собой трёхмерную сферу - замкнутое в себе неевклидово трёхмерное пространство. Оно является конечным, хотя и безграничным. вселенная Эйнштейна конечна в пространстве, но бесконечна во времени. Однако стационарность вступала в противоречие с общей теорией относительности, вселенная оказалась неустойчивой и стремилась либо расшириться, либо сжаться. Чтобы устранить это противоречие Эйнштейн ввёл в уравнения теории новый член с помощью которого во вселенную вводились новые силы, пропорциональные расстоянию, их можно представить как силы притяжения и отталкивания. Дальнейшее развитие космологии оказалось связанным не со статической моделью Вселенной. Впервые нестационарная модель была развита А. А. Фридманом. Метрические свойства пространства оказались изменяющимися во времени. Выяснилось, что Вселенная расширяется. Подтверждение этого было обнаружено в 1929 году Э. Хабблом, который наблюдал красное смещение спектра. Оказалось, что скорость разбегания галактик возрастает с расстоянием и подчиняется закону Хаббла V = H*L, где Н - постоянная Хаббла, L - расстояние. В связи с этим встают две важные проблемы: проблема расширения пространства и проблема начала времени. Существует гипотеза, что так называние "разбегание галактик" - наглядное обозначение раскрытой космологией нестационарности пространственной метрики. Таким образом, не галактики разлетаются в неизменном пространстве, а расширяется само пространство. Вторая проблема связана с представлением о начале времени. Истоки истории Вселенной относятся к моменту времени t=0, когда произошёл так называемый «Большой взрыв», понятие времени до этого момента лишено физического, да и любого другого смысла". В релятивистской космологии была показана относительность конечности и бесконечности времени в различных системах отсчёта. Это положение особо чётко отразилось в представлениях о "чёрных дырах". Речь идет об одном из наиболее интересных явлений современной космологии - гравитационном коллапсе. С.Хокинс и Дж. Эллис отмечают: "Расширение Вселенной во многих отношениях подобно коллапсу звезды, если не считать того, что направление времени при расширении обратное". Как "начало" Вселенной, так и процессы в "чёрных дырах" связаны со сверхплотным состоянием материи. Таким свойством обладают космические тела после пересечения сферы Шварцшильда. Независимо от того, в каком состоянии космический объект пересёк соответствующую сферу Шварцшильда, далее он стремительно переходит в сверхплотное состояние в процессе гравитационного коллапса. После этого от звезды невозможно получить никакой информации, т.к. ничто не может вырваться из этой сферы в окружающее пространство - время: образуется "чёрная дыра". Между черной дырой и наблюдателем в обычном мире пролегает бесконечность, т. к. такая звезда находится за бесконечностью во времени. Гравитационное замедление времени, мерой и свидетельством которого служит красное смещение, очень значительно вблизи нейтронной звезды, а вблизи черной дыры, у ее гравитационного радиуса, оно столь велико, что время там как бы замирает. Для тела, попадающего в поле тяготения черной дыры, образованной массой, равной 3 массам Солнца, падение с расстояния 1 млн. км до гравитационного радиуса занимает всего около часа. Но по часам, которые покоятся вдали от черной дыры, свободное падение тела в ее поле растянется во времени до бесконечности. Чем ближе падающее тело к гравитационному радиусу, тем более медленным будет представляться этот полет удаленному наблюдателю. Тело, наблюдаемое издалека, будет бесконечно долго приближаться к гравитационному радиусу и никогда не достигает его. В этом проявляется замедление времени вблизи черной дыры. Таким образом, оказалось, что пространство - время в общей теории относительности содержит сингулярности, наличие которых заставляет пересмотреть концепцию пространственно - временного континуума как некоего дифференцируемого "гладкого" многообразия. Возникает проблема, связанная с представлением о конечной стадии гравитационного коллапса, когда вся масса звезды спрессовывается в точку ( r -> 0 ), когда бесконечна плотность материи, бесконечна кривизна пространства и т.д. Это вызывает обоснованное сомнение. Некоторые ученные считают, что в заключительной стадии гравитационного коллапса вообще не существует пространства - времени. С. Хокинг пишет: "Сингулярность - это место, где разрушается классическая концепция пространства и времени так же, как и все известные законы физики, поскольку все они формулируются на основе классического пространства - времени. Этих представлений придерживаются большинство современных физиков. На заключительных стадиях гравитационного коллапса вблизи следует принимать во внимание квантовые эффекты. Представляется, что они играют на этом уровне доминирующую роль и могут вообще не допускать сингулярности. Предполагается, что в этой области происходят субмикроскопические флуктуации материи, которые и составляют основу глубокого микромира. Представления о пространстве и времени, формулирующиеся в теории относительности Эйнштейна, на сегодняшний день являются наиболее последовательными. Но они являются макроскопическими, так как опираются на опыт исследования макроскопических объектов, больших расстояний и больших промежутков времени. При построении теорий, описывающих явления микромира, эта классическая геометрическая картина, предполагающая непрерывность пространства и времени (пространственно-временной континуум), была перенесена на новую область без каких-либо изменений. Экспериментальных данных, противоречащих применению теории относительности в микромире, пока нет. Но само развитие квантовых теорий, возможно, потребует пересмотра представлений о физическом пространстве и времени. В квантовой механике была найдена принципиальная граница применимости классических физических представлений к атомным явлениям и процессам. В квантовой физике была поставлена важная проблема о необходимости пересмотра пространственно – временных представлений классической физики. Они оказались лишь приближёнными понятиями и основывались на слишком сильных идеализациях. Квантовая физика потребовала более адекватных форм упорядоченности событий, в которых учитывалось бы существование принципиальной неопределённости в состоянии объекта, наличие черт целостности и индивидуальности в микромире, что и выражалось в понятии универсального кванта действия h. Квантовая механика была положена в основу бурно развивающейся физики элементарных частиц, количество которых достигает нескольких сотен, но до настоящего времени ещё не создана обобщающая теория. В физике элементарных частиц представления о пространстве и времени столкнулись с ещё большими трудностями. Оказалось, что микромир является многоуровневой системой, на каждом уровне которой господствуют специфические виды взаимодействий и специфические свойства пространственно - временных отношений. Область доступных в эксперименте микроскопических интервалов условно делится на четыре уровня: 1. уровень молекулярно - атомных явлений, 2. уровень релятивистских квантовоэлектродинамических процессов, 3. уровень элементарных частиц, 4. уровень ультрамалых масштабов, где пространственно - временные отношения оказываются несколько иными, чем в физике макромира. В этой области по-иному следует понимать природу пустоты - вакуум. В квантовой электродинамике вакуум является сложной системой виртуально рождающихся и поглощающихся фотонов и других частиц. На этом уровне вакуум рассматривают как особый вид материи - как поле в состоянии с минимально возможной энергией. Квантовая электродинамика впервые наглядно показала, что пространство и время нельзя оторвать от материи, что так называемая "пустота" - это одно из состояний материи. На субатомном уровне структурной организации материи определяющую роль играют сильные взаимодействия элементарных частиц. Здесь иные пространственно - временные понятия. Так, специфике микромира не соответствуют обыденные представления о соотношении части и целого. Ещё более радикальных изменений пространственно - временных представлений требует переход к исследованию процессов, характерных для слабых взаимодействий. Поэтому на повестку дня встаёт вопрос о нарушении пространственной и временной чётности, т.е. правое и левое пространственные направления оказываются неэквивалентными. В этих условиях были предприняты различные попытки принципиально нового истолкования пространства и времени. Одно направление связано с изменением представлений о прерывности и непрерывности пространства и времени, а второе - с гипотезой о возможной макроскопической природе пространства и времени. Рассмотрим более подробно эти направления. Физика микромира развивается в сложном единстве и взаимодействии прерывности и непрерывности. Это относится не только к структуре материи, но и к структуре пространства и времени. После создания теории относительности и квантовой механики учёные попытались объединить эти две фундаментальные теории. Первым достижением на этом пути явилось релятивистское волновое уравнение для электрона. Был получен неожиданный вывод о существовании антипода электрона - частицы с противоположным электрическим зарядом. В настоящее время известно, что каждой частице в природе соответствует античастица, это обусловлено фундаментальными положениями современной теории и связано с кардинальными свойствами пространства и времени (чётность пространства, отражение времени и т.д. ). Исторически первой квантовой теорией поля была квантовая электродинамика, включающая в себя описание взаимодействий электронов, позитронов, мюонов и фотонов. Это пока единственная ветвь теории элементарных частиц, которая достигла высокого уровня развития и известной завершённости. Она является локальной теорией, в ней функционируют заимствованные понятия классической физики, основанные на концепции пространственно - временной непрерывности: точечность заряда, локальность поля, точечность взаимодействия и т. д. Наличие этих понятий влечёт за собой существенные трудности, связанные с бесконечными значениями некоторых величин (масса, собственная энергия электрона, энергия нулевых колебаний поля и т.д. ). Эти трудности учёные пытались преодолеть путём введения в теорию понятий о дискретном пространстве и времени. Такой подход намечает выход из неопределённости бесконечности, так как содержит фундаментальную длину - основу атомистического пространства. В физике микромира широкое развитие получило также направление, связанное с пересмотром концепции локальности. Отказ от точечности взаимодействия микрообъектов может осуществляться двумя методами. При первом исходят из положения, что понятие локального взаимодействия лишено смысла. Второй основан на отрицании понятия точечной координаты пространства - времени, что приводит к теории квантового пространства - времени. Протяжённая элементарная частица обладает сложной динамической структурой. Подобная сложная структура микрообъектов ставит под сомнение их элементарность. Учёные столкнулись не только со сменой объекта, к которому прилагается свойство элементарности, но и с пересмотром самой диалектики элементарного и сложного в микромире. Элементарные частицы не элементарны в классическом смысле: они похожи на классические сложные системы, но они не являются этими системами. В элементарных частицах сочетаются противоположные свойства элементарного и сложного. Отказ от представлений о точечности взаимодействия влечёт за собой изменение наших представлений о структуре пространства - времени и причинности, которые тесно взаимосвязаны. По мнению некоторых физиков, в микромире теряют смысл обычные временные отношения "раньше" и "позже". В области нелокального взаимодействия события связаны в некий "комок", в котором они взаимно обуславливают друг друга, но не следуют одно за другим. Таково принципиальное положение дел, сложившееся в представление о пространстве – времени на микроуровне, где нарушение причинности в микромире провозглашается в качестве принципа и отмечается, что разграничение пространства - времени на области "малые", где причинность нарушена, и большие, где она выполнена, невозможно без появления в теории новой константы размерности длины - элементарной длины. С этим "атомом" пространства связан и элементарный момент времени (хронон), и именно в соответствующей им пространственно - временной области протекает сам процесс взаимодействия частиц. Теория дискретного пространства - времени продолжает развиваться. Открытым остаётся вопрос о внутренней структуре "атомов" пространства и роли (наличии) времени и пространства в них. Проблема времени и пространства всегда интересовала человека не только в рациональном, но и на эмоциональном уровне. Люди не только сожалеют о прошлом, но и боятся будущего, не в последнюю очередь потому, что неотвратимый поток времени влечет к их смерти. Человечество в лице своих выдающихся деятелей на протяжении всей своей сознательной истории задумалось над проблемами пространства и времени, немногим из них удалось создать свои теории, описывающие данные фундаментальные атрибуты бытия. Пространство и время лежат в основе нашей картины мира. Прошлый век - век бурного развития науки был наиболее плодотворным в плане познания времени и пространства. Появление в начале века сначала специальной, а потом и общей теории относительности заложило основу современного научного представления о мире, многие положения теории были подтверждены опытными данными. Тем не менее, как показывает, в том числе и эта работа, вопрос познания пространства и времени, их природы, взаимосвязи и даже наличия во многом остается открытым. Представляется уместным привести высказывание основоположника современного представления о пространстве и времени А. Эйнштейна, – «пространство и время являются способом, которым мы мыслим, а не условиями, в которых мы живем», в котором во многом отразилась противоречивость и нерешенность проблемы. 1. Аскин Я. Проблема времени. Её физическое истолкование. - М., 1986 г. 2. Ахундов М. Концепции пространства и времени: истоки, эволюция, перспективы. - М., 1982 г. 3. Ахундов М. Пространство и время в физическом познании. - М., 1982 г. 4. Еремеева А. Астрономическая картина мира и ее творцы. - М., 1984 г. 5. Рейхенбах Г. Философия пространства и времени. - М., 1985 г. 6. Эйнштейн А. Собрание научных трудов в четырёх томах. Том I. Работы по теории относительности 1905-1920. - М., 1965 г. 7. Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. - М., 1967 г. [1] Еремеева А. И. Астрономическая картина мира и ее творцы. - М.: Наука, 1984. С. 157 [2] Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюйия физики. -С. 130. [3] Там же. - С. 126. [4] Рейхенбах Г. Философия пространства и времени. - М.: Наука, 1985. С. 225.

tarefer.ru

Доклад - Время и пространство в философии

Министерствообразования 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. Москва2002 г.

Оглавление

TOC o «1-3» h z u Введение PAGEREF_Toc536358837 h4

Развитиепредставлений о пространстве – времени до 20-го века.PAGEREF _Toc536358838 h 4

Понятие пространства и времени в античнойфилософии.PAGEREF _Toc536358839 h 4

Развитие представлений о пространстве и времени вклассической физике.PAGEREF _Toc536358840 h 5

Современныепредставления о природе пространства и времени.PAGEREF _Toc536358841 h 8

Специальная теория относительности.PAGEREF _Toc536358842 h 8

Пространство и время в общей теории относительности и в релятивистскойкосмологии.PAGEREF _Toc536358843 h 14

Пространство и время на уровне микромира.PAGEREF _Toc536358844 h 18

Заключение.PAGEREF _Toc536358845 h 21

ЛИТЕРАТУРА.PAGEREF _Toc536358846 h 22

ВВЕДЕНИЕ

Прошло более 2500 лет с той поры, как было положено начало осмыслениювремени и пространства, тем не менее, и интерес к проблеме и споры философов,физиков и представителей других наук вокруг определения природы пространства ивремени нисколько не снижаются. Значительный интерес к проблеме пространства ивремени естественен и закономерен, влияния данных факторов на все аспектыдеятельности человека нельзя переоценить. Понятие пространства — времениявляется важнейшим и самым загадочным свойством Природы или, по крайней мере,человеческой природы. Представление о пространстве времени подавляет нашевоображение. Недаром попытки философов античности, схоластов средневековья исовременных ученых, владеющих знанием наук и опытом их истории, понять сущностьвремени – пространства не дали однозначных ответов на поставленные вопросы.

Диалектический материализм исходит из того, что «в мире нет ничего, кроме движущейся материи, идвижущаяся материя не может двигаться иначе, как в пространстве и во времени». Пространство и время, здесьвыступают в качестве фундаментальных форм существования материи. Классическаяфизика рассматривала пространственно — временной континуум как универсальную арену динамики физических объектов. В прошлом веке представители неклассическойфизики (физики элементарных частиц, квантовой физики и др.) выдвинули новые представления о пространстве и времени, неразрывно связав эти категориимежду собой. Возникли самые разные концепции: согласно одним, в мире вообще ничего нет, кроме пустого искривленного пространства, а физическиеобъекты являются только проявлениями этого пространства. Другие концепции утверждают, что пространство и время присущи лишьмакроскопическим объектам. Наряду с интерпретацией времени – пространствафилософией физики существуют многочисленные теории философов, придерживающихсяидеалистических взглядов, так Анри Бергсон утверждал, что время может бытьпознано только нерациональной интуицией, а научные концепции, представляющиевремя, как имеющее какое-либо направление, неверно интерпретируют реальность.

Начинать исследование целесообразно с представлений античнойнатурфилософии, анализируя затем весь процесс развития пространственно — временных представлений вплоть до наших дней.

РАЗВИТИЕПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ПРОСТРАНСТВЕ – ВРЕМЕНИ ДО НАЧАЛА 20-ГО ВЕКА.Понятие пространства и времени в античнойфилософии.

Понятие времени возникло на основе восприятиячеловеком смены событий, предоставленной смены состояний предметов икруговорота различных процессов. Естественнонаучные представления опространстве и времени прошли длинный путь становления и развития. Самые первыеиз них возникли из очевидного существования в природе и в первую очередь вмакромире твердых физических тел, занимающих определенный объем. Рациональныеидеи, согласующиеся с сегодняшними представлениями о времени – пространствеможно найти в учениях почти всех античных мыслителей. Так уже в учении Гераклитацентральное место занимает идея всеобщего изменения – в ту же реку вступаем ине вступаем. В анализе античных доктрин о пространстве и времени остановимся на двух наиболее полноисследовавших данный вопрос: атомизме Демокрита и системе Аристотеля.

Атомистическая доктрина была развитаматериалистами Древней Греции Левкиппом и Демокритом и во многом предвосхитилафундаментальные открытия ученных прошлого века. Согласно, этой доктрины, всёприродное многообразие состоит из мельчайшихчастичек материи (атомов), которые двигаются, сталкиваются и сочетаются впустом пространстве. Атомы (бытие) и пустота (небытие) являются первоначаламимира. Атомы не возникают и неуничтожаются, их вечность проистекает изотсутствия начала у времени. Атомы двигаются в пустоте бесконечное время,которому соответствует бесконечное время. По Демокриту атомы физически неделимы в силу плотности иотсутствия в них пустоты. Сама же концепция была основана на атомах, которые в сочетании с пустотой образуют всё содержаниереального мира. В основе этих атомов лежат амеры (пространственный минимум материи). Отсутствие у амеров частейслужит критерием математической неделимости. Атомы не распадаются на амеры, апоследние не существуют в свободном состоянии. Это совпадает с представлениямисовременной физики о кварках. Характеризуя систему Демокрита как теориюструктурных уровней материи - физического (атомы и пустота) и математического (амеры), мы сталкиваемся с двумя пространствами: непрерывноефизическое пространство как вместилище и математическое пространство, основанноена амерах как масштабных единицах протяжения материи. В соответствии сатомистической концепцией пространства у Демокрита сложились представления оприроде времени и движения. В дальнейшем они были развиты Эпикуром в стройную систему. Эпикур рассматривалсвойства механического движения исходяиз дискретного характера пространства и времени. Например, свойствоизотахии заключается в том, что все атомы движутся с одинаковой скоростью. На математическом уровне суть изотахии состоит в том, что в процессе перемещения атомы проходят одинатом пространства за один атом времени.

Аристотельначинает анализ с общего вопроса о существовании времени, затем трансформирует его в вопрос о существованииделимого времени. Дальнейший анализ времени ведётся Аристотелем уже на физическомуровне, где основное внимание он уделяетвзаимосвязи времени и движения. Аристотель показывает, что время немыслимо, несуществует без движения, но оно не есть и само движение. В такой модели времени впервые реализованареляционная концепция. Измерить время ивыбрать единицы его измерения можно с помощью любого периодического движения, но, для того чтобы полученнаявеличина была универсальной, необходимо использовать движение с максимальнойскоростью. В современной физике это скорость света, в античной и средневековой философии — скорость движениянебесной сферы.

Пространство для Аристотеля выступает в качестве некоего отношения предметов материального мира, оно понимаетсякак объективная категория, как свойство природных вещей. Механика Аристотеля функционировала лишь вего модели мира. Она была построена на очевидных явлениях земного мира. Ноэто лишь один из уровней космоса Аристотеля.Его космологическая модель функционировала в неоднородном конечномпространстве, центр которого совпадал с центром Земли. Космос был разделен надва уровня: земной и небесный. Земной уровень состоял из четырёх стихий — земли, воды, воздуха и огня; небесный — изэфирных тел, пребывающих в бесконечномкруговом движении. Аристотелю удалось создать самую совершенную, для своеговремени модель пространства – времени, просуществовавшую более двухтысячелетий.

Развитиепредставлений о пространстве и времени в классической физике.

Следующим значительным шагов в развитиипредставлений о природе пространства и времени были работы представителейклассической физики. Как и для античных исследователей мира, для представителейклассической физики основными были обыденные представления о пространстве ивремени как о каких-то внешних условиях бытия, в которые помещена материя икоторые сохранились бы, если бы даже материя исчезла. Такой взгляд позволилсформулировать концепцию абсолютного пространства и времени, получившую своюнаиболее отчетливую формулировку в работе И. Ньютона “Математические началанатуральной философии”. Этот труд более чем на два столетия определил развитиевсей естественнонаучной картины мира. В нем были сформулированы основные законыдвижения и дано определение пространства, времени, места и движения.

Раскрывая сущностьпространства 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 кчему-либо внешнему, протекает равномерно и иначе называется длительностью. Относительное, кажущееся, илиобыденное, время есть или точная, или изменчивая, постигаемая чувствами внешняямера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни вместо истинногоматематического времени, как то: час,день, месяц, год...».

Абсолютноепространство по своей сущности, не связано с объектами, помещенными в него, и безотносительнок чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным. Относительноепространство есть мера или какая-либо ограниченная подвижная часть, котораяопределяется нашими чувствами по положению его относительно некоторых тел, икоторое в обыденной жизни принимается за пространство неподвижное. Время ипространство составляют как бы вместилища самих себя и всего существующего. Притаком понимании абсолютное пространство и время представлялись некоторымисамодовлеющими элементами бытия, существующими вне и независимо от каких-либоматериальных процессов, как универсальные условия, в которые помещена материя. УНьютона абсолютное пространство и времяявляются ареной движения физических объектов.

Этот взгляд близок ксубстанциональному пониманию пространства и времени, хотя у Ньютона они и неявляются настоящими субстанциями, как материя. Они обладают лишь однимпризнаком субстанции — абсолютной самостоятельностью существования инезависимостью от любых конкретных процессов. Но они не обладают другим важнымкачеством субстанции — способностью порождать различные тела, сохраняться в ихоснове при всех изменениях тел. Такую способность Ньютон признавал лишь заматерией, которая рассматривалась как совокупность атомов. Правда, материя — тоже вторичная субстанция после Бога, который сотворил мир, пространство ивремя и привел их в движение. Бог, являясь существом непространственным ивневременным, неподвластен времени, в котором все изменчиво и преходяще. Онвечен в своем бесконечном совершенстве и всемогуществе и является подлиннойсущностью всякого бытия. К нему не применима категория времени, Бог существуетв вечности, которая является атрибутомБога. Чтобы полнее реализовать свою бесконечную мудрость и могущество, онсоздал мир из ничего, творит материю, а вместе с ней пространство и время какусловия бытия материи. Но когда-нибудь мир полностью осуществит заложенный внем при творении божественный план развития и его существование прекратиться, авместе с миром исчезнут пространство и время. И снова будет только вечность какатрибут Бога и его бесконечная вездесущность. Подобные взгляды выражались ещеПлатоном, Аврелием, Августином, Фомой Аквинским и их последователями.

В этих воззрениях, даже с теологической точкизрения, содержаться глубокие противоречия. Ведь однократный акт творения мира иобреченность его на грядущую гибель не соответствует бесконечному могуществу,совершенству и мудрости Бога. Этим божественным атрибутам более соответствовалобы бесконечное множество актов творения самых различных миров, последовательносменяющих друг друга в пространстве и времени. В каждом из них реализовываласьбы определенная идея, данная этому миру Богом, а все множество этих идейсоздавало бы бесконечное пространство и время. Подобные идей, высказанные вобщем виде еще александрийским теологом Оригеном (IIIв. н.э.) и объявленные вскоре ересью, в Новоевремя развивались в философии Лейбница, выдвинувшего идею о предустановленнойгармонии в каждом из потенциально возможных миров. Лейбниц рассматривалпространство как порядок существования тел, а время — как порядок отношения ипоследовательность событий. Это понимание составило сущность реляционнойконцепции пространства и времени, которая противостояла их пониманию какабсолютных и независящих ни от чего реальностей, подвластных только Богу.

Наряду с объективными представлениями опространстве – времени существовали и идеалистические концепции (Беркли, Мах,Авенариус и др.), которые ставят пространство и время в зависимость отчеловеческого сознания, выводя их из способности человека переживать иупорядочивать события, располагать их одно после другого. Так, Кантрассматривал пространство и время как априорные (доопытные) формы чувственногосозерцания, вечные категории сознания, аргументируя это ссылкой на стабильностьгеометрии Евклида в течение двух тысячелетий.

После выхода в свет «Начал» Ньютонафизика начала активно развиваться, причём этот процесс происходил на основе механистического подхода.Однако, вскоре возникли разногласия между механикой и оптикой, которая неукладывалась в классическиепредставления о движении тел. После того, как физики пришли к выводу о волновой природе света вновь возникло понятие эфира - среды в которой светраспространяется. Каждая частица эфира могла быть представлена как источниквторичных волн, и можно было объяснить огромную скорость света огромной твёрдостью и упругостью частиц эфира. Инымисловами эфир был материализацией Ньютоновского абсолютного пространства.

Проблема пространства и времени была тесно связанас концепциями близкодействия и дальнодействия. Дальнодействие мыслилось какмгновенное распространение гравитационных и электрических сил через пустоеабсолютное пространство, в котором силы находят свою конечную цель благодарябожественному проведению. Концепция же близкодействия (Декарт, Гюйгенс,Френель, Фарадей) была связана с пониманием пространства как протяженностивещества и эфира, в котором свет распространяется с конечной скоростью в видеволн. Это привело в дальнейшем к понятию поля, от точки к точке которого ипередавалось взаимодействие. Именно это понимание взаимодействия ипространства, развивавшееся в рамках классической физике, было унаследовано иразвито далее в XXвеке, после крушения гипотезы эфира, в рамках теории относительности иквантовой механики. Пространство и время вновь стали пониматься как атрибутыматерии, определяющиеся ее связями и взаимодействиями.

Современное понимание пространства и времени было сформулировано в теорииотносительности А. Эйнштейна, по-новому интерпретировавшей реляционнуюконцепцию пространства и времени и давней ей естественнонаучное обоснование.

СОВРЕМЕННЫЕПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРИРОДЕ ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ. Специальнаятеория относительности.

Специальная теория относительности, созданная в1905 г. А. Эйнштейном, стала результатом обобщения и синтеза классическоймеханики Галелея — Ньютона и электродинамики Максвелла — Лоренца. “Онаописывает законы всех физических процессов при скоростях движения, близких кскорости света, но без учета поля тяготения. При уменьшении скоростей движенияона сводится к классической механике, которая, таким образом, оказывается еечастным случаем”.[1]

Такие системы называются инерциальными, посколькудвижение в них подчиняется закону инерции, гласящему: “Всякое тело сохраняетсостояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если только оно невынуждено изменить его под влиянием движущихся сил.”[3]

Галилей разъяснял этоположение различными наглядными примерами. Представим путешественника взакрытой каюте спокойно плывущего корабля. он не замечает никаких признаковдвижения. Если в каюте летают мухи, они отнюдь не скапливаются у задней стенки,а спокойно летают по всему объему. Если подбросить мячик прямо вверх, он упадетпрямо вниз, а не отстанет от корабля, не упадет ближе к корме. Из принципаотносительности следует, что между покоем и движением — есть оно равномерно ипрямолинейно — нет никакой принципиальной разницы. Разница только в точкезрения. Например, путешественник в каюте корабля с полным основанием считает,что книга, лежащая на его столе, покоится. Но человек на берегу видит, чтокорабль плывет, и он имеет все основания считать, что книга движется и притом стой же скоростью, что и корабль. Так движется на самом деле книга или нет? Наэтот вопрос, очевидно, нельзя ответить просто “да” или “нет”. Спор междупутешественником и человеком на берегу был бы пустой тратой времени, если быкаждый из них отстаивал только свою точку зрения и отрицал точку зренияпартнера. Они оба правы, и чтобы согласовать позиции, им нужно только признать,что книга покоится относительно корабля и движется относительно берега вместе скораблем. Таким образом, слово “относительно” в названии принципа Галилея нескрывает в себе ничего особенного. Оно не имеет никакого иного смысла, крометого, который мы вкладываем в движение о том, что движение или покой — всегдадвижение или покой относительно чего-то, что служит нам системой отсчета. Это,конечно, не означает, что между покоем и равномерным движением нет никакойразницы. Но понятие покоя и движения приобретают смысл лишь тогда, когда указана точка отсчета.

Если классический принципотносительности утверждал инвариантность законов механики во всех инерциальныхсистемах отсчета, то в специальной теории относительности данный принцип былраспространен также на законы электродинамики, а общая теория относительностиутверждала инвариантность законов природы в любых системах отсчета, какинерциальных, так и неинерциальных. Неинерциальными называются системы отсчета,движущиеся с замедлением или ускорением.

В соответствии соспециальной теорией относительности, которая объединяет пространство и время вединый четырехмерный пространственно-временной континуум, пространственно — временныесвойства тел зависят от скорости их движения. Пространственные размерысокращаются в направлении движения при приближении скорости тел к скоростисвета в вакууме (300 000 км/с), временные процессы замедляются вбыстродвижущихся системах, масса тела увеличивается.

Находясь в сопутствующейсистеме отсчета, то есть, двигаясь параллельно и на одинаковом расстоянии отизмеряемой системы, нельзя заметить эти эффекты, которые называютсярелятивистскими, так как все используемые при измерениях пространственныемасштабы и части будут меняться точно таким же образом. Согласно принципуотносительности, все процессы в инерциальных системах отсчета протекаютодинаково. Но если система является неинерциальной, то релятивистские эффектыможно заметить и изменить. Так, если воображаемый релятивистский корабль типафотонной ракеты отправится к далеким звездам, то после возвращения его на Землювремени в системе корабля пройдет существенно меньше, чем на Земле, и эторазличие будет тем больше, чем дальше совершается полет, а скорость кораблябудет ближе к скорости света. Разница может измеряться даже сотнями и тысячамилет, в результате чего экипаж корабля сразу перенесется в близкое илиотдаленное будущее, минуя промежуточное время, поскольку ракета вместе сэкипажем выпала из хода развития на Земле.

Подобные процессызамедления хода времени в зависимости от скорости движения реальнорегистрируются сейчас в измерениях длины пробега мезонов, возникающих пристолкновении частиц первичного космического излучения с ядрами атомов на Земле.Мезоны существуют в течении 10-6 — 10-15 с (в зависимостиот типа частиц) и после своего возникновения распадаются на небольшомрасстоянии от места рождения. Все это может быть зарегистрированоизмерительными устройствами по следам пробегов частиц. Но если мезон движетсясо скоростью, близкой к скорости света, то временные процессы в немзамедляются, период распада увеличивается (в тысячи и десятки тысяч раз), исоответственно возрастает длина пробега от рождения до распада. Итак,специальная теория относительности базируется на расширенном принципеотносительности Галилея. Кроме того, она использует еще одно новое положение:скорость распространения света (в пустоте) одинакова во всех инерциальныхсистемах отсчета. Но почему так важна эта скорость, что суждение о нейприравнивается по значению к принципу относительности? Дело в том, что мы здесьсталкиваемся со второй универсальной физической константой. Скорость света — это самая большая из всех скоростей в природе, предельная скорость физическихвзаимодействий. Долгое время ее вообще считали бесконечной. Она былаустановлена XVXвеке, составив 300 000 км/с. Это огромная скорость по сравнению с обычнонаблюдаемыми скоростями в окружающем нас мире.

Представим себе эксперимент: большой спутник движетсяпо орбите вокруг Земли, и с него, как с космодрома, запускается ракета — межпланетная станция к Венере. Запуск производится строго в направлениидвижения орбитального космодрома. Из законов классической механики следует, чтоотносительно Земли ракета будет иметь скорость, равную сумме двух скоростей:скорость ракеты относительно орбитального космодрома плюс скорость самогокосмодрома относительно Земли. Скорости движений складываются, и ракетаполучает довольно большую скорость, которая позволяет преодолеть притяжениеЗемли и улететь к Венере.

Другой эксперимент:со спутника испускается луч света по направлению его движения. Относительноспутника, откуда он испущен, свет распространяется со скоростью света. Каковаскорость распространения света относительно земли? Она остается такой же. Дажеесли свет будет испускаться не по движению спутника, а в прямо противоположномнаправлении, то и тогда относительно Земли скорость света не изменится.

Эксперимент, который должен былпоказать изменение скорости света в движущихся телах и соответственно абсолютных характер движения этих тел, был выполнен в 1881 г. Майкельсоном (1852 — 1931). В последствии его не раз повторяли. По существу, эксперимент Майкельсонасоответствовал сравнению скорости сигналов, идущих к экранам на корме и на носудвижущегося корабля, но в качествекорабля была использована сама Земля, движущаяся в пространстве со скоростью около 30 км/сек. Далее, сравнивали не скорость луча, догоняющего тело и луча, идущегонавстречу телу, а скоростьраспространения света в продольном и поперечном направлениях. В инструменте, примененном в опыте Майкельсона, так называемоминтерферометре, один луч шел по направлению движения Земли — в продольном плечеинтерферометра, а другой луч — впоперечном плече. Различие в скоростях этих лучей должно было продемонстрировать зависимость скорости светав приборе от движения Земли.

Результаты эксперимента Майкельсона оказались отрицательными. На поверхности Земли светдвижется с одной и той же скоростью во всех направлениях.

Такойвывод казался крайне парадоксальным. Он должен был привестик принципиальному отказу от классического правила сложения скоростей. Скорость света одна и та же во всех телах,движущихся по отношению друг к другу равномерно и прямолинейно. Свет проходит с неизменной скоростью, приблизительно равной 300000 км/сек., мимо неподвижноготела, мимо тела, движущегося навстречу свету, мимо тела, которое свет догоняет.Свет — это путник, который идет по полотну железной дороги, между путями, с одной и той же скоростьюотносительно встречного поезда, относительно поезда, идущего в том женаправлении, относительно самогополотна, относительно пролетающего над ним самолета и т.д., или пассажир, который движется по вагонумчащегося поезда с одной и той же скоростью относительно вагона и относительноЗемли.

Это — иллюстрация тоговажнейшего утверждения, которое положено в основу специальной теорииотносительности. Движение света принципиально отличается от движения всехдругих тел, скорость которых меньше скорости света. Скорость этих тел всегдаскладывается с другими скоростями. В этом смысле скорости относительны: ихвеличина зависит от точки зрения. А скорость света не складывается с другимискоростями, она абсолютна, всегда одна и та же, и, говоря о ней, нам не нужноуказывать систему отсчета. Абсолютность скорости света не противоречит принципуотносительности и полностью совместима с ним. Постоянство этой скорости — законприроды, а поэтому — именно в соответствии с принципом относительности — онсправедлив во всех инерциальных системах отсчета.

Скорость света — этоверхний предел для скорости перемещения любых тел в природы, для скоростираспространения любых волн, любых сигналов. Она максимальна — это абсолютный рекордскорости. “Для всех физических процессов скорость света обладает свойствомбесконечной скорости. Для того чтобы сообщит телу скорость, равную скоростисвета, требуется бесконечное количество энергии, и именно поэтому физическиневозможно, чтобы какое-нибудь тело достигло этой скорости. Этот результат былподтвержден измерениями, которые проводились над электронами. Кинетическаяэнергия точечной массы растет быстрее, нежели квадрат ее скорости, и становитсябесконечной для скорости, равной скорости света”[4]

. Поэтому часто говорят, что скорость света — предельная скорость передачи информации. И предельная скорость любых физическихвзаимодействий, да и вообще всех мыслимых взаимодействий в мире.

Со скорость света тесносвязано решение проблемы одновременности, которая тоже оказываетсяотносительной, то есть зависящей от точки зрения. В классической механике,которая считала время абсолютным, абсолютной является и одновременность. В теории относительности Эйнштейна вопросо свойствах и структуре эфира трансформируетсяв вопрос о реальности самого эфира. Отрицательные результаты многих экспериментов по обнаружению эфира нашли естественное объяснение в теории относительности — эфир несуществует. Отрицание существованияэфира и принятие постулата о постоянстве и предельности скорости света легли в основу теории относительности,которая выступает как синтез механики иэлектродинамики.

Принципотносительности и принцип постоянства скорости света позволили Эйнштейну перейти от теории Максвелла дляпокоящихся тел к непротиворечивой электродинамике движущихся тел. ДалееЭйнштейн рассматривает относительность длин и промежутков времени, что приводит его к выводу о том, что понятие одновременности лишено смысла: «Двасобытия, одновременные при наблюдении изодной координатной системы, уже не воспринимаются как одновременные при рассмотрении из системы, движущейся относительноданной».

Коренным отличием специальной теории относительности от предшествующих теорий является признаниепространства и времени в качестве внутренних элементов движения материи, структура которых зависит отприроды самого движения, является его функцией. В подходе Эйнштейна пространству и времени придаются новые свойства: относительностьдлины и временного промежутка, равноправность пространства и времени.

В1907-1908 гг. Герман Миньковский (1864 — 1908) придал теорииотносительности весьма стройную и важную для последующего обобщениягеометрическую форму. В статье«Принцип относительности» (1907) и в докладе «Пространство и время» (1908) теория Эйнштейнабыла сформулирована в виде учения об инвариантах четырехмерной евклидовой геометрии. У нас нет сейчас ни возможности, ни необходимостидавать сколько-нибудь строгое определение инварианта и присоединить что-нибудь новое к тому, что уже было о нем сказано. Понятиемногомерного пространства, в частностичетырехмерного пространства, также не требует здесь строгого определения; можноограничиться самыми краткими пояснениями. Если перейти к иной системе отсчета, координаты каждой точки изменятся, но расстояние между точками при таком координатном преобразовании не изменятся.Инвариантность расстояний при координатных преобразованиях может быть показана не только в геометрии на плоскости,но и в трехмерной геометрии. Придвижении геометрической фигуры в пространстве координаты точек меняются, а расстояния между ними остаются неизменными.Как уже было сказано, существование инвариантов координатных преобразований можно назвать равноправностью системотсчета, равноценностью точек, в каждой можно поместить начало координатной системы, причем п

www.ronl.ru

Реферат - 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

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

Понятие пространства и времени в античной философии.

Развитие представлений о пространстве и времени в классической физике.

Современные представления о природе пространства и времени.

Специальная теория относительности.

Пространство и время в общей теории относительности и в релятивистской космологии.

Пространство и время на уровне микромира.

Заключение.

ЛИТЕРАТУРА.

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 изменить. Так, если воображаемый релятивистский корабль типа фотонной ракеты отправится к далеким звездам, то после возвращения его на Землю времени в системе корабля пройдет существенно меньше, чем на Земле, и это различие будет тем больше, чем дальше совершается полет, а скорость корабля будет ближе к скорости света. Разница может измеряться даже сотнями и тысячами лет, в результате чего экипаж корабля сразу перенесется в близкое или отдаленное будущее, минуя промежуточное время, поскольку ракета вместе с экипажем выпала из хода развития на Земле.

Подобные процессы замедления хода времени в зависимости от скорости движения реально регистрируются сейчас в измерениях длины пробега мезонов, возникающих при столкновении частиц первичного космического излучения с ядрами атомов на Земле. Мезоны существуют в течении 10-6 - 10-15 с (в зависимости от типа частиц) и после своего возникновения распадаются на небольшом расстоянии от места рождения. Все это может быть зарегистрировано измерительными устройствами по следам пробегов частиц. Но если мезон движется со скоростью, близкой к скорости света, то временные процессы в нем замедляются, период распада увеличивается (в тысячи и десятки тысяч раз), и соответственно возрастает длина пробега от рождения до распада.Итак, специальная теория относительности базируется на расширенном принципе относительности Галилея. Кроме того, она использует еще одно новое положение: скорость распространения света (в пустоте) одинакова во всех инерциальных системах отсчета.Но почему так важна эта скорость, что суждение о ней приравнивается по значению к принципу относительности? Дело в том, что мы здесь сталкиваемся со второй универсальной физической константой. Скорость света - это самая большая из всех скоростей в природе, предельная скорость физических взаимодействий. Долгое время ее вообще считали бесконечной. Она была установлена XVX веке, составив 300 000 км/с. Это огромная скорость по сравнению с обычно наблюдаемыми скоростями в окружающем нас мире.

Представим себе эксперимент: большой спутник движется по орбите вокруг Земли, и с него, как с космодрома, запускается ракета - межпланетная станция к Венере. Запуск производится строго в направлении движения орбитального космодрома. Из законов классической механики следует, что относительно Земли ракета будет иметь скорость, равную сумме двух скоростей: скорость ракеты относительно орбитального космодрома плюс скорость самого космодрома относительно Земли. Скорости движений складываются, и ракета получает довольно большую скорость, которая позволяет преодолеть притяжение Земли и улететь к Венере.

Другой эксперимент: со спутника испускается луч света по направлению его движения. Относительно спутника, откуда он испущен, свет распространяется со скоростью света. Какова скорость распространения света относительно земли? Она остается такой же. Даже если свет будет испускаться не по движению спутника, а в прямо противоположном направлении, то и тогда относительно Земли скорость света не изменится.

Эксперимент, который должен был показать изменение скорости света в движущихся телах и соответственно абсолютных характер движения этих тел, был выполнен в 1881 г. Майкельсоном (1852 - 1931). В последствии его не раз повторяли. По существу, эксперимент Майкельсона соответствовал сравнению скорости сигналов, идущих к экранам на корме и на носу движущегося корабля, но в качестве корабля была использована сама Земля, движущаяся в пространстве со скоростью около 30 км/сек. Далее, сравнивали не скорость луча, догоняющего тело и луча, идущего навстречу телу, а скорость распространения света в продольном и поперечном направлениях. В инструменте, примененном в опыте Майкельсона, так называемом интерферометре, один луч шел по направлению движения Земли - в продольном плече интерферометра, а другой луч - в поперечном плече. Различие в скоростях этих лучей должно было продемонстрировать зависимость скорости света в приборе от движения Земли.

Результаты эксперимента Майкельсона оказались отрицательными. На поверхности Земли свет движется с одной и той же скоростью во всех направлениях.

Такой вывод казался крайне парадоксальным. Он должен был привести к принципиальному отказу от классического правила сложения скоростей. Скорость света одна и та же во всех телах, движущихся по отношению друг к другу равномерно и прямолинейно. Свет проходит с неизменной скоростью, приблизительно равной 300000 км/сек., мимо неподвижного тела, мимо тела, движущегося навстречу свету, мимо тела, которое свет догоняет. Свет - это путник, который идет по полотну железной дороги, между путями, с одной и той же скоростью относительно встречного поезда, относительно поезда, идущего в том же направлении, относительно самого полотна, относительно пролетающего над ним самолета и т.д., или пассажир, который движется по вагону мчащегося поезда с одной и той же скоростью относительно вагона и относительно Земли.

Это - иллюстрация того важнейшего утверждения, которое положено в основу специальной теории относительности. Движение света принципиально отличается от движения всех других тел, скорость которых меньше скорости света. Скорость этих тел всегда складывается с другими скоростями. В этом смысле скорости относительны: их величина зависит от точки зрения. А скорость света не складывается с другими скоростями, она абсолютна, всегда одна и та же, и, говоря о ней, нам не нужно указывать систему отсчета.Абсолютность скорости света не противоречит принципу относительности и полностью совместима с ним. Постоянство этой скорости - закон природы, а поэтому - именно в соответствии с принципом относительности - он справедлив во всех инерциальных системах отсчета.

Скорость света - это верхний предел для скорости перемещения любых тел в природы, для скорости распространения любых волн, любых сигналов. Она максимальна - это абсолютный рекорд скорости. “Для всех физических процессов скорость света обладает свойством бесконечной скорости. Для того чтобы сообщит телу скорость, равную скорости света, требуется бесконечное количество энергии, и именно поэтому физически невозможно, чтобы какое-нибудь тело достигло этой скорости. Этот результат был подтвержден измерениями, которые проводились над электронами. Кинетическая энергия точечной массы растет быстрее, нежели квадрат ее скорости, и становится бесконечной для скорости, равной скорости света”4. Поэтому часто говорят, что скорость света - предельная скорость передачи информации. И предельная скорость любых физических взаимодействий, да и вообще всех мыслимых взаимодействий в мире.

Со скорость света тесно связано решение проблемы одновременности, которая тоже оказывается относительной, то есть зависящей от точки зрения. В классической механике, которая считала время абсолютным, абсолютной является и одновременность.В теории относительности Эйнштейна вопрос о свойствах иструктуре эфира трансформируется в вопрос о реальности самого эфира. Отрицательные результаты многих экспериментов по обнаружению эфира нашли естественное объяснение в теории относительности - эфир не существует. Отрицание существования эфира и принятиепостулата о постоянстве и предельности скорости света легли в основу теории относительности, которая выступает как синтез механики и электродинамики.

Принцип относительности и принцип постоянства скорости света позволили Эйнштейну перейти от теории Максвелла для покоящихся тел к непротиворечивой электродинамике движущихся тел. Далее Эйнштейн рассматривает относительность длин и промежутков времени, что приводит его к выводу о том, что понятие одновременности лишено смысла: "Два события, одновременные при наблюдении из одной координатной системы, уже не воспринимаются как одновременные при рассмотрении из системы, движущейся относительно данной".

Коренным отличием специальной теории относительности от предшествующих теорий является признание пространства и времени в качестве внутренних элементов движения материи, структура которых зависит от природы самого движения, является его функцией. В подходе Эйнштейна пространству и времени придаются новые свойства: относительность длины и временного промежутка, равноправность пространства и времени.

В 1907-1908 гг. Герман Миньковский (1864 - 1908) придал теории относительности весьма стройную и важную для последующего обобщения геометрическую форму. В статье "Принцип относительности" (1907) и в докладе "Пространство и время" (1908) теория Эйнштейна была сформулирована в виде учения об инвариантах четырехмерной евклидовой геометрии. У нас нет сейчас ни возможности, ни необходимости давать сколько-нибудь строгое определение инварианта и присоединить что-нибудь новое к тому, что уже было о нем сказано. Понятие многомерного пространства, в частности четырехмерного пространства, также не требует здесь строгого определения; можно ограничиться самыми краткими пояснениями. Если перейти к иной системе отсчета, координаты каждой точки изменятся, но расстояние между точками при таком координатном преобразовании не изменятся. Инвариантность расстояний при координатных преобразованиях может быть показана не только в геометрии на плоскости, но и в трехмерной геометрии. При движении геометрической фигуры в пространстве координаты точек меняются, а расстояния между ними остаются неизменными. Как уже было сказано, существование инвариантов координатных преобразований можно назвать равноправностью систем отсчета, равноценностью точек, в каждой можно поместить начало координатной системы, причем переход от одной системы к другой не сказывается на расстояниях между точками. Подобная равноценность точек пространства называется его однородностью. В сохранении формы тел и соблюдении неизменных законов их взаимодействия при преобразованиях выражается однородность пространства. Однако при очень больших скоростях, близких к скорости света, становится очень существенной зависимость расстояния между точками от движения системы отсчета. Если одна система отсчета движется по отношению к другой, то длина стержня, покоящегося в одной системе, окажется уменьшенной при измерении ее в другой системе. В теории Эйнштейна пространственные расстояния (как и промежутки времени) меняются при переходе от одной системы отсчета к другой, движущейся относительно первой. Неизменной при таком переходе остается другая величина, к которой мы и перейдем. Миньковский сформулировал постоянство скорости света следующим образом. При координатном преобразовании остается неизменным расстояние между двумя точками, например путь, пройденный движущейся частицей. Чтобы вычислить это расстояние - путь, пройденный частицей, - нужно взять квадраты приращений трех координат, т.е. квадраты разностей между новыми и старыми значениями координат. Согласно соотношениям геометрии Евклида, сумма этих трех квадратов будет равна квадрату расстояния между точками. Теперь мы прибавим к трем приращениям пространственных координат приращение времени - время, прошедшее от момента пребывания частицы в первой точке до момента пребывания ее во второй точке. Эту четвертую величину мы также берем в квадрате. Нам ничто не мешает назвать сумму четырех квадратов квадратом "расстояния", но уже не трехмерного, а четырехмерного. При этом речь идет не о расстоянии между пространственными точками, а об интервале между пребыванием частицы в определенный момент в одной точке и пребыванием частицы в другой момент в другой точке. Точка смещается и в пространстве и во времени. Из постоянства скорости света вытекает, как показал Миньковский, что при определенных условиях (время нужно измерять особыми единицами) четырехмерный пространственно-временной интервал будет неизменным, в какой бы системе отсчета мы ни измеряли положения точек и время пребывания частицы в этих точках.

Само по себе четырехмерное представление движения частицы может быть легко усвоено, оно кажется почти очевидным и, в сущности привычным. Всем известно, что реальные события определяются четырьмя числами: тремя пространственными координатами и временем, прошедшим до события с начала летосчисления, или с начала года, или от начала суток. Будем откладывать на листе бумаги по горизонтальной прямой место какого-либо события - расстояние этого места от начального пункта, например расстояние до точки, достигнутой поездом, от станции отправления. По вертикальной оси отложим время, когда поезд достиг этой точки, измеряя его с начала суток или с момента выхода поезда со станции отправления. Тогда мы получим график движения поезда в двумерном пространстве, на географической карте, лежащей на столе, а время показывать вертикалями над картой. Тогда мы не обойдемся чертежом, понадобится трехмерная модель, например проволока, укрепленная над картой. Она будет трехмерным графиком движения: высота проволоки в каждой точке над лежащей картой будет изображать время, а на самой карте проекция проволоки изобразит движение поезда по местности. Изобразим теперь не только перемещение поезда на плоскости, но и его подъемы и спуски, т.е. его движение в трехмерном пространстве. Тогда вертикали уже не могут изобразить время, они будут означать высоту поезда над уровнем моря. Где е откладывать время - четвертое измерение? Четырехмерный график нельзя построить и даже нельзя представить себе. Но математика уже давно умеет находить подобные геометрические величины, пользуясь аналитическим методом, производя вычисления. В формулы и вычисления наряду с тремя пространственными измерениями можно ввести четвертое - время и, отказавшись от наглядности, создать таким образом четырехмерную геометрию.

Если бы существовала мгновенная передача импульсов и вообще сигналов, то мы могли бы говорить о двух событиях, происшедших одновременно, т.е. отличающихся только пространственными координатами. Связь между событиями была бы физическим прообразом чисто пространственных трехмерных геометрических соотношений. Но Эйнштейн в 1905 г. отказался от понятий абсолютной одновременности и абсолютного, независимого от течения времени. Теория Эйнштейна исходит из ограниченности и относительности трехмерного, чисто пространственного представления о мире и вводит более точное пространственно-временное представление. С точки зрения теории относительности в картине мира должны фигурировать четыре координаты и ей должна соответствовать четырехмерная геометрия.

В 1908 г. Миньковский представил теорию относительности в форме четырехмерной геометрии. Он назвал пребывание частицы в точке, определенной четырьмя координатами, "событием", так как под событием в механике следует понимать нечто определенное в пространстве и во времени - пребывание частицы в определенной пространственной точке в определенный момент. Далее он назвал совокупность событий - пространственно-временное многообразие -"миром", так как действительный мир развертывается в пространстве и во времени. Линию, изображающую движение частицы, т.е. четырехмерную линию, каждая точка которой определяется четырьмя координатами, Миньковский назвал "мировой линией".

Длина отрезка "мировой линии" инвариантна при переходе от одной системы отсчета к другой, прямолинейно и равномерно движущейся по отношению к первой. В этом и состоит исходное утверждение теории относительности, из него можно получить все ее соотношения.

Следует подчеркнуть, что геометрические соотношения, с помощью которых Миньковский изложил теорию относительности, подчиняются Евклидовой геометрии. Мы можем получить соотношения теории относительности, предположив, что четырехмерное "расстояние" выражается таким же образом через четыре разности - три разности пространственных координат и время, прошедшее между событиями, - как и трехмерное расстояние выражается в евклидовой геометрии через разности пространственных координат. Для этого, как уже говорилось, необходимо только выразить время в особых единицах. Длина отрезка мировой линии определяется по правилам евклидовой геометрии, только не трехмерной, а четырехмерной. Ее квадрат равен сумме четырех квадратов приращений пространственных координат и времени. Иными словами, это - геометрическая сумма приращений четырех координат, из которых три - пространственные, а четвертая - время, измеренное особыми единицами. Мы можем назвать теорию относительности учением об инвариантах четырехмерной евклидовой геометрии. Поскольку время измеряется особыми единицами, то говорят о псевдоевклидовой четырехмерной геометрии.

Однородность пространства выражается в сохранении импульса, а однородность времени - в сохранении энергии. Можно ожидать, что в четырехмерной формулировке закон сохранении импульса и закон сохранения энергии сливаются в один закон сохранения энергии и импульса. Действительно, в теории относительности фигурирует такой объединенный закон импульса.

Однородность пространства-времени означает, что в природе нет выделенных пространственно-временных мировых точек. Нет события, которое было бы абсолютным началом четырехмерной, пространственно-временной системы отсчета. В свете идей, изложенных Эйнштейном в 1905 г., четырехмерное расстояние между мировыми точками, т.е. пространственно-временной интервал не будет меняться при совместном переносе этих точек вдоль мировой линии. Это значит, что пространственно-временная связь двух событий не зависит от того, какая мировая точка выбрана в качестве начала отсчета, и что любая мировая точка может играть роль подобного начала.

Однородность пространства стала исходной идеей науки после того, как Галилей и Декарт, сформулировав принцип инерции и принцип сохранения импульса, показали, что в мировом пространстве нет выделенной точки - начала привилегированной системы отсчета, что расстояния между телами и их взаимодействия не зависят от движения состоящей из этих тел материальной системы. Однородность времени стала исходной идеей науки после того, как физика XIX века, сформулировав принцип сохранения энергии, показала независимость процессов природы от их смещения во времени и отсутствие абсолютного начала отсчета времени. Теперь исходной идеей науки становится однородность пространства-времени.

Разделение на пространство и время не имеет смысла. Пространство и время в специальной теории относительности трактуется с точки зрения реляционной концепции. Однако когда Эйнштейн попытался расширить концепцию относительности на класс явлений, происходящих в неинерциальных системах отсчёта, это привело к созданию новой теории гравитации, к развитию релятивистской космологии и т.д. Он был вынужден прибегнуть к помощи иного метода построения физических теорий, в котором первичным выступает теоретический аспект. Новая теория - общая теория относительности – строилась путём построения обобщённого пространства - времени и перехода от теоретической структуры исходной теории - специальной теории относительности - к теоретической структуре новой, обобщённой теории с последующей её эмпирической интерпретацией. Далее мы рассмотрим представление о пространстве и времени в свете общей теории относительности.

Пространство и время в общей теории относительности и в релятивистской космологии.

В общей теории относительности были раскрыты новые стороны зависимости пространственно-временных отношений от материальных процессов. Эта теория подвела физические основания под неевклидовы геометрии и связала кривизну пространства, и отступление его метрики от евклидовой с действием гравитационных полей, создаваемых массами тел. Общая теория относительности исходит из принципа эквивалентности инерционной и гравитационной масс, количественное равенство которых давно было установлено в классической физике. Кинематические эффекты, возникающие под действием гравитационных сил, эквивалентны эффектам, возникающим под действием ускорения. Так, если ракета взлетает с ускорением 2g то экипаж ракеты будет чувствовать себя так, как будто он находится в удвоенном поле тяжести Земли. Эйнштейн усмотрел в этом равенстве исходный пункт, на базе которого можно объяснить загадку гравитации. Эйнштейн сформулировал принцип эквивалентности: "физически невозможно отличить действие однородного гравитационного поля и поля, порождённого равноускоренным движением". Принцип эквивалентности помог сформулировать основные принципы, на которых базируется новая теория: гипотезы о геометрической природе гравитации, о взаимосвязи геометрии пространства-времени и материи. Именно на основе принципа эквивалентности масс был обобщен принцип относительности, утверждающий в общей теории относительности инвариантность законов природы в любых системах отсчета, как инерциальных, так и неинерциальных.

Как можно представить себе искривление пространства, о котором говорит общая теория относительности? Представим себе очень тонкий лист резины, и будем считать, что это - модель пространства. Расположим на этом листе большие и маленькие шарики - модели звезд. Эти шарики будут прогибать лист резины тем больше, чем больше масса шарика. Это наглядно демонстрирует зависимость кривизны пространства от массы тела и показывает также, что привычная нам евклидова геометрия в данном случае не действует (работают геометрии Лобачевского и Римана). Теория относительности установила не только искривление пространства под действием полей тяготения, но и замедление хода времени в сильных гравитационных полях. Даже тяготение Солнца - достаточно небольшой звезды по космическим мерка - влияет на темп протекания времени, замедляя его вблизи себя. Поэтому если мы пошлем радиосигнал в какую-то точку, путь к которой проходит рядом с Солнцем, путешествие радиосигнала займет в таком случае больше времени, чем тогда, когда на пути этого сигнала - при таком же вблизи Солнца составляет около 0,0002 с.

Одной из причин создания общей теории относительности было желание Эйнштейна избавить физику от необходимости введения инерциальной системы отсчёта. Создание новой теории началось с пересмотра концепции пространства и времени в полевой доктрине Фарадея - Максвелла и специальной теории относительности. Эйнштейн акцентировал внимание на одном важном пункте, который остался незатронутым. Речь идет о следующем положении специальной теории относительности: "...двум выбранным материальным точкам покоящегося тела всегда соответствует некоторый отрезок определённой длины, независимо как от положения и ориентации тела, так и от времени. Двум отмеченным показаниям стрелки часов, покоящихся относительно некоторой системы координат, всегда соответствует интервал времени определённой величины, независимо от места и времени". Специальная теория относительности не затрагивала проблему воздействия материи на структуру пространства-времени, а в общей теории Эйнштейн непосредственно обратился к органической взаимосвязи материи, движения, пространства и времени.

В работе "Относительность и проблема пространства" Эйнштейн специально рассматривает вопрос о специфике понятия пространства в общей теории относительности. Согласно этой теории пространство не существует отдельно, как нечто противоположное "тому, что заполняет пространство" и что зависит от координат. "Пустое пространство, т.е. пространство без поля не существует. Пространство-время существует не само по себе, а только как структурное свойство поля". Теория относительности показала единство пространства и времени, выражающееся в совместном изменении их характеристик в зависимости от концентрации масс и их движения. Время и пространство перестали рассматриваться независимо друг от друга, и возникло представление о пространственно-временном четырехмерном континууме.

Для общей теории относительности до сих пор актуальной является проблема перехода от теоретических к физическим наблюдаемым величинам. Теория предсказала и объяснила три общелелятивистских эффекта: были предсказаны и вычислены конкретные значения смещения перегелия Меркурия, было предсказано и обнаружено отклонение световых лучей звёзд при их прохождении вблизи Солнца, был предсказан и обнаружен эффект красного гравитационного смещения частоты спектральных линий.

Рассмотрим далее релятивистскую космологию, именно с ней связано дальнейшее развитие пространственно-временных представлений современной физики.

Классические представления о Вселенной можно охарактеризовать следующим образом: вселенная бесконечна и однородна в пространстве и стационарна во времени. Они являлись одним из следствий механики Ньютона - это абсолютные пространство и время, последнее по своему характеру евклидово. Такая модель казалась очень гармоничной и единственной, на уровне бытового сознания данная модель доминирует и в начале нашего 21-го века.

Однако первые попытки приложения к этой модели физических законов и концепций привели к неестественным выводам. Уже классическая космология требовала пересмотра некоторых фундаментальных положений (стационарность Вселенной, её однородность и изотропность, евклидовость пространства), чтобы преодолеть противоречия. Однако в рамках классической космологии преодолеть противоречия не удалось.

Модель Вселенной, которая следовала из общей теории относительности, связана с ревизией всех фундаментальных положений классической космологии. Общая теория относительности отождествила гравитацию с искривлением четырёхмерного пространства - времени. Чтобы построить работающую относительно несложную модель, учёные вынуждены ограничить всеобщий пересмотр фундаментальных положений классической космологии: общая теория относительности дополняется космологическим постулатом однородности и изотропности Вселенной. Строгое выполнение принципа изотропности Вселенной ведёт к признанию её однородности. На основе этого постулата в релятивистскую космологию вводится понятие мирового пространства и времени. Но это не абсолютные пространство и время Ньютона, которые хотя тоже были однородными и изотропными, но в силу евклидовости пространства имели нулевую кривизну. В применении к неевклидову пространству условия однородности и изотропности влекут постоянство кривизны, и здесь возможны три модификации такого пространства: с нулевой, отрицательной и положительной кривизной.

Возможность для пространства и времени иметь различные значения постоянной кривизны подняли в космологии вопрос конечна ли вселенная или бесконечна. В классической космологии подобного вопроса не возникало, т.к. евклидовость пространства и времени однозначно обуславливала её бесконечность. Однако в релятивистской космологии возможен и вариант конечной Вселенной - это соответствует пространству положительной кривизны.

Вселенная Эйнштейна представляет собой трёхмерную сферу - замкнутое в себе неевклидово трёхмерное пространство. Оно является конечным, хотя и безграничным. вселенная Эйнштейна конечна в пространстве, но бесконечна во времени. Однако стационарность вступала в противоречие с общей теорией относительности, вселенная оказалась неустойчивой и стремилась либо расшириться, либо сжаться. Чтобы устранить это противоречие Эйнштейн ввёл в уравнения теории новый член с помощью которого во вселенную вводились новые силы, пропорциональные расстоянию, их можно представить как силы притяжения и отталкивания.

Дальнейшее развитие космологии оказалось связанным не со статической моделью Вселенной. Впервые нестационарная модель была развита А. А. Фридманом. Метрические свойства пространства оказались изменяющимися во времени. Выяснилось, что Вселенная расширяется. Подтверждение этого было обнаружено в 1929 году Э. Хабблом, который наблюдал красное смещение спектра. Оказалось, что скорость разбегания галактик возрастает с расстоянием и подчиняется закону Хаббла V = H*L, где Н - постоянная Хаббла, L - расстояние. В связи с этим встают две важные проблемы: проблема расширения пространства и проблема начала времени. Существует гипотеза, что так называние "разбегание галактик" - наглядное обозначение раскрытой космологией нестационарности пространственной метрики. Таким образом, не галактики разлетаются в неизменном пространстве, а расширяется само пространство.

Вторая проблема связана с представлением о начале времени. Истоки истории Вселенной относятся к моменту времени t=0, когда произошёл так называемый “Большой взрыв”, понятие времени до этого момента лишено физического, да и любого другого смысла".

В релятивистской космологии была показана относительность конечности и бесконечности времени в различных системах отсчёта. Это положение особо чётко отразилось в представлениях о "чёрных дырах". Речь идет об одном из наиболее интересных явлений современной космологии - гравитационном коллапсе. С.Хокинс и Дж. Эллис отмечают: "Расширение Вселенной во многих отношениях подобно коллапсу звезды, если не считать того, что направление времени при расширении обратное".

Как "начало" Вселенной, так и процессы в "чёрных дырах" связаны со сверхплотным состоянием материи. Таким свойством обладают космические тела после пересечения сферы Шварцшильда. Независимо от того, в каком состоянии космический объект пересёк соответствующую сферу Шварцшильда, далее он стремительно переходит в сверхплотное состояние в процессе гравитационного коллапса. После этого от звезды невозможно получить никакой информации, т.к. ничто не может вырваться из этой сферы в окружающее пространство - время: образуется "чёрная дыра".

Между черной дырой и наблюдателем в обычном мире пролегает бесконечность, т. к. такая звезда находится за бесконечностью во времени. Гравитационное замедление времени, мерой и свидетельством которого служит красное смещение, очень значительно вблизи нейтронной звезды, а вблизи черной дыры, у ее гравитационного радиуса, оно столь велико, что время там как бы замирает. Для тела, попадающего в поле тяготения черной дыры, образованной массой, равной 3 массам Солнца, падение с расстояния 1 млн. км до гравитационного радиуса занимает всего около часа. Но по часам, которые покоятся вдали от черной дыры, свободное падение тела в ее поле растянется во времени до бесконечности. Чем ближе падающее тело к гравитационному радиусу, тем более медленным будет представляться этот полет удаленному наблюдателю. Тело, наблюдаемое издалека, будет бесконечно долго приближаться к гравитационному радиусу и никогда не достигает его. В этом проявляется замедление времени вблизи черной дыры.

Таким образом, оказалось, что пространство - время в общей теории относительности содержит сингулярности, наличие которых заставляет пересмотреть концепцию пространственно - временного континуума как некоего дифференцируемого "гладкого" многообразия. Возникает проблема, связанная с представлением о конечной стадии гравитационного коллапса, когда вся масса звезды спрессовывается в точку ( r -> 0 ), когда бесконечна плотность материи, бесконечна кривизна пространства и т.д. Это вызывает обоснованное сомнение. Некоторые ученные считают, что в заключительной стадии гравитационного коллапса вообще не существует пространства - времени. С. Хокинг пишет: "Сингулярность - это место, где разрушается классическая концепция пространства и времени так же, как и все известные законы физики, поскольку все они формулируются на основе классического пространства - времени. Этих представлений придерживаются большинство современных физиков.

referat.store

Реферат - Пространство и время в философии Канта

Тема Реферата:

Пространство и время в философии Канта.

План.

Введение

1. Иммануил Кант и его философия.

2. Пространство и время.

Заключение.

Литература.

Введение.

Иммануила Канта (1724-1804) считают родоначальником немецкой классической философии — грандиозного этапа в истории мировой философской мысли, охватывающего более чем столетие духовно-интеллектуального развития — напряженного, очень яркого по своим результатам и чрезвычайно важного по своему воздействию на человеческую духовную историю. Он связан с поистине великими именами: наряду с Кантом это Иоганн Готлиб Фихте (1762-1814), Фридрих Вильгельм Шеллинг (1775-1854), Георг Вильгельм Фридрих Гегель (1770-1831) — все в высшей степени оригинальные мыслители. Каждый настолько своеобразен, что трудно не задаться вопросом, а можно ли вообще говорить о немецкой классической философии как относительно едином, целостном образовании? И все-таки это возможно: при всем богатом разнообразии идей и концепций немецкую классику отличает приверженность ряду существенных принципов, которые преемственны для всего этого этапа в развитии философии. Они-то и позволяют рассматривать немецкую классическую философию как единое духовное образование.

Первая особенность учений мыслителей, причисляемых к немецкой классике, — сходное понимание роли философии в истории человечества, в развитии мировой культуры. Философии. они вверяли высочайшую духовную миссию — быть критической совестью культуры. Философия, впитывая живые соки культуры, цивилизации, широко понятого гуманизма, призвана осуществить по отношению к человеческой жизнедеятельности широкую и глубокую критическую рефлексию. Это была очень смелая претензия. Но немецкие философы XVIII-XIX вв. достигли в ее претворении несомненного успеха. Гегель сказал: «Философия есть… современная ей эпоха, постигнутая в мышлении». И представителям немецкой философской классики действительно удалось запечатлеть ритм, динамику, запросы своего тревожного и бурного времени — периода глубоких социально-исторических преобразований. Они обратили свои взоры и к человеческой истории как таковой, и к человеческой сущности. Конечно, для этого потребовалось разработать философию весьма широкого проблемного диапазона — охватить мыслью существенные особенности развития мира природы и человеческого бытия. При этом через все проблемные разделы красной нитью была проведена единая идея высочайшей культурно-цивилизующей, гуманистической миссии философии. Кант, Фихте, Шеллинг, Гегель еще и потому так высоко возносят философию, что мыслят ее как строгую и систематическую науку, правда, науку специфическую по сравнению и с естествознанием, и с дисциплинами, более или менее конкретно изучающими человека. И все-таки философия питается живительными истоками научности, ориентируется на научные образцы и стремится (да и должна) строить себя как науку. Однако философия не просто опирается на науку, подчиняясь критериям научности, но и сама дает науке и научности широкие гуманистические и методологические ориентации.

Вместе с тем, было бы неверно представлять дело так, будто другие области человеческой жизнедеятельности и культуры только от философии обретают саморефлексию. Критическое самосознание — дело всей культуры.

Вторая особенность немецкой классической мысли заключается в том, что ей выпала миссия придать философии облик широко разработанной и значительно более дифференцированной, чем раньше, специальной системы дисциплин, идей и понятий, системы сложной и многоплановой, отдельные звенья которой увязаны в единую интеллектуальную цепь философских абстракций. Не случайно немецкая философская классика чрезвычайно трудна для освоения. Но вот в чем парадокс: именно эта высокопрофессиональная, крайне абстрактная, трудная для понимания философия смогла оказать огромное воздействие не только на культуру, но и на социальную практику, в частности на сферу политики.

Итак, немецкая классическая философия представляет единство также и в том отношении, что ее представители Кант, Фихте, Шеллинг, Гегель строят свои очень сложные и разветвленные учения, системы, включающие философскую проблематику весьма высокой обобщенности. Они прежде всего философски рассуждают о мире—о мире в целом, о закономерностях его развития. Это так называемый онтологический аспект философии — учение о бытии. В тесном единстве с ним строится учение о познании, т.е. теория познания, гносеология. Философия разрабатывается и как учение о человеке, т.е. философская антропология. Вместе с тем, классики немецкой мысли стремятся рассуждать о человеке, исследуя различные формы человеческой деятельности, в том числе социальную жизнедеятельность человека. Они размышляют об обществе, общественном человеке в рамках философии права, нравственности, всемирной истории, искусства, религии — таковы были в эпоху Канта различные области и Дисциплины философии. Итак, философия каждого из представителей немецкой классики — разветвленная система идей, принципов, концепций, связанных с предшествующей философией и новаторски преобразующих философское наследие. Всех их объединяет еще и то, что проблемы философии решаются ими на базе весьма широких и фундаментальных мировоззренческих размышлений, всеобъемлющего философского взгляда на мир, человека, на все бытие.

1. Иммануил Кант и его философия.

КАНТ Иммануил (22 апреля 1724, Кенигсберг, ныне Калининград — 12 февраля 1804, там же), немецкий философ, основатель «критицизма» и «немецкой классической философии».

Жизнь.

Родился в многодетной семье Иоганна Георга Канта в Кенигсберге, где и прожил почти всю жизнь, не выезжая за пределы города более чем на сто двадцать километров. Кант воспитывался в среде, где особое влияние имели идеи пиетизма — радикального обновленческого движения в лютеранстве. После обучения в пиетистской школе, где он обнаружил прекрасные способности к латинскому языку, на котором впоследствии были написаны все его четыре диссертации (древнегреческий и французский Кант знал хуже, а английским почти не владел), в 1740 Кант поступил в Кенигсбергский университет «Альбертину». Среди университетских преподавателей Канта особо выделялся вольфианец М. Кнутцен, ознакомивший его с достижениями современной науки. С 1747 Кант в силу финансовых обстоятельств работает домашним учителем за пределами Кенигсберга в семьях пастора, помещика и графа. В 1755 Кант возвращается в Кенигсберг и, завершая обучение в университете, защищает магистерскую диссертацию «Об огне». Затем в течение года он защищает еще две диссертации, давшие ему право читать лекции в качестве доцента и профессора. Однако профессором в это время Кант не становится и работает экстраординарным (т. е. получающим деньги только от слушателей, а не по штату) доцентом вплоть до 1770, когда он был назначен на пост ординарного профессора кафедры логики и метафизики Кенигсбергского университета. За свою преподавательскую карьеру Кант читал лекции по самому широкому кругу предметов, от математики до антропологии. В 1796 он прекратил лекционную деятельность, а в 1801 оставил университет. Здоровье Канта постепенно ослабевало, но он продолжал работать вплоть до 1803.

Знамениты образ жизни Канта и многие его привычки, особенно проявившиеся после покупки им в 1784 собственного дома. Каждый день, в пять часов утра Канта будил его слуга, отставной солдат Мартин Лямпе, Кант вставал, выпивал пару чашек чаю и выкуривал трубку, приступая затем к подготовке к лекциям. Вскоре после лекций наступало время обеда, на котором обычно присутствовало несколько гостей. Обед длился несколько часов и сопровождался беседами на самые разные, но только не философские темы. После обеда Кант совершал ставшую затем легендарной ежедневную прогулку по городу. По вечерам Кант любил разглядывать здание собора, которое было очень хорошо видно из окна его комнаты.

Кант всегда тщательно следил за своим здоровьем и разработал оригинальную систему гигиенических предписаний. Он не был женат, хотя и не имел каких-то особых предубеждений относительно женской половины человечества. В своих философских взглядах Кант испытал влияние Х. Вольфа, А. Г. Баумгартена, Ж. Ж. Руссо, Д. Юма и др. мыслителей. По вольфианскому учебнику Баумгартена Кант читал лекции по метафизике. О Руссо он говорил, что сочинения последнего отучили его от высокомерия. Юм «пробудил» Канта «от догматического сна».

«Докритическая» философия. В творчестве Канта выделяют два периода: «докритический» (примерно до 1771 г.) и «критический». Докритический период — это время медленного освобождения Канта от идей вольфовской метафизики. Критический — время постановки Кантом вопроса о возможности метафизики как науки и создания им новых ориентиров в философии, и прежде всего теории активности сознания. Докритический период характерен интенсивными методологическими поисками Канта и его разработкой естественнонаучных вопросов. Особый интерес представляют космогонические изыскания Канта, изложенные им в работе 1755 года «Всеобщая естественная история и теория неба». Основу его космогонической теории составляет концепция аэнтропийной Вселенной, самопроизвольно развивающейся от хаоса к порядку. Кант утверждал, что для объяснения возможности формирования планетных систем достаточно допустить материю, наделенную силами притяжения и отталкивания, опираясь при этом на ньютоновскую физику. Несмотря на натуралистический характер данной теории, Кант был уверен, что она не представляет опасности для теологии (любопытно, что у Канта все же возникали проблемы с цензурой по теологическим вопросам, но в 1790-е годы и совсем по другому поводу). Большое внимание в докритический период Кант уделял также исследованию природы пространства. В диссертации «Физическая монадология» (1756) он писал, что пространство как непрерывная динамическая среда создается взаимодействием дискретных простых субстанций (условием которого Кант считал наличие у всех этих субстанций общей им причины — Бога) и имеет релятивный характер. В связи с этим уже в своей студенческой работе «Об истинной оценке живых сил» (1749), Кант высказывал предположение о возможности многомерных пространств. Центральная работа докритического периода — «Единственно возможное основание для доказательства бытия Бога» (1763) — является своего рода энциклопедией докритической философии Канта с акцентом на теологической проблематике. Критикуя здесь традиционные доказательства бытия Бога, Кант вместе с тем выдвигает собственный, «онтологический» аргумент, основанный на признании необходимости какого-то существования (если ничего не существует, то нет материала для вещей, и они невозможны; но невозможное невозможно, а значит какое-то существование необходимо) и отождествлении этого первосуществования с Богом.

Переход к критицизму .

Переход Канта к критической философии не был одномоментным событием, а прошел несколько важных стадий. Первый шаг был связан с радикальным изменением взглядов Канта на пространство и время. В конце 60-х гг. Кант принял концепцию абсолютного пространства и времени и истолковал ее в субъективистском смысле, т. е. признал пространство и время независимыми от вещей субъективными формами человеческой рецептивности (доктрина «трансцендентального идеализма»). Непосредственные пространственно-временные предметы чувств таким образом оказались лишены самостоятельного, т. е. независимого от воспринимающего субъекта существования и получили название «феноменов». Вещи же, как они существуют независимо от нас («сами по себе»), были названы Кантом «ноуменами». Результаты этого «переворота» были закреплены Кантом в диссертации 1770 года «О форме и принципах чувственно воспринимаемого и интеллигибельного мира». Диссертация также подводит итог поискам Канта строгого метафизического метода в докритический период. Он выдвигает здесь идею четкого различения сфер применимости чувственных и рассудочных представлений и предостерегает от поспешного нарушения их границ. Одной из главных причин путаницы в метафизике Кант называет попытки приписывания чувственных предикатов (напр. «где-то», «когда-то») рассудочным понятиям, таким как «существование», «основание» и т. д. При этом Кант все еще уверен в принципиальной возможности рассудочного познания ноуменов. Новым повортным пунктом стало «пробуждение» Канта от «догматического сна», произошедшее в 1771 под влиянием анализа принципа причинности, предпринятого Д. Юмом, и эмпирических выводов, следующих из этого анализа. Обдумывая угрозу полной эмпиризации философии и, стало быть, уничтожения принципиальных различий между чувственными и рассудочными представлениями, Кант формулирует «главный вопрос» новой «критической» философии: «как возможны априорные синтетические познания?». Поиски решения этой проблемы заняли несколько лет («десятилетие молчания Канта» — период высшей интенсивности его творчества, от которого осталось большое количество интереснейших рукописей и несколько студенческих записей его лекций по метафизике и другим философским дисциплинам), вплоть до 1780, когда «за 4-5 месяцев» Кант написал «Критику чистого разума» (1781), первую из трех «Критик». В 1783 вышли «Пролегомены ко всякой будущей метафизике», разъясняющие «Критику». В 1785 Кант публикует «Основоположение метафизики нравов», в 1786 г. — «Метафизические начала естествознания», в которых излагаются принципы его философии природы, базирующейся на тезисах, сформулированных им в «Критике чистого разума». В 1787 Кант опубликовал второе, частично переработанное издание «Критики чистого разума». В это же время Кант определяется в том, чтобы расширить систему еще двумя «Критиками». В 1788 вышла в свет «Критика практического разума», в 1790 — «Критика способности суждения». В 90-е гг. появляются важные работы, дополняющие три «Критики» Канта: «Религия в пределах одного только разума» (1793), «Метафизика нравов» (1797), «Антропология с прагматической точки зрения» (1798). В этот же период и вплоть до последних месяцев жизни Кант работает над трактатом (так и незавершенным), который должен был соединить физику и метафизику.

Система критической философии .

Система критической философии Канта состоит из двух основных частей: теоретической и практической. Связующим звеном между ними оказывается учение Канта о целесообразности в двух ее формах: объективной (целесообразность природы) и субъективной (постигаемой в «суждениях вкуса» и эстетических переживаниях). Все главные проблемы критицизма сводятся к одному вопросу: «что такое человек?» Этот вопрос суммирует более частные вопросы человекознания: «что я могу знать?», «что я должен делать?», «на что я могу надеяться?». Теоретическая философия отвечает на первый вопрос (равносильный указанному выше вопросу о возможности априорных синтетических познаний), практическая — на второй и третий. Изучение человека может осуществляться либо на трансцендентальном уровне, когда выявляются априорные принципы человечности, либо на эмпирическом, когда человек рассматривается в том виде, как он существует в природе и обществе. Исследованием первого рода занимается «трансцендентальная антропология» (вбирающая в себя основоположения трех кантовских «Критик»), вторая же тема, сама по себе гораздо менее философская, разрабатывается «антропологией с прагматической точки зрения».

Критика традиционной метафизики.

Тщетные попытки познать вещи сами по себе обсуждаются Кантом в разделе «Трансцендентальная диалектика» «Критики чистого разума», вместе с «Аналитикой» составляющем «Трансцендентальную логику». Он полемизирует здесь с основоположениями трех основных наук так называемой «частной метафизики» (место «общей метафизики», или онтологии, занимает у него «аналитика рассудка»): рациональной психологии, космологии и естественной теологии. Главной ошибкой рациональной психологии, претендующей на познание сущности души, является недопустимое смешение мыслящего Я с Я как вещью в себе, и перенесение аналитических выводов о первом на второе. Космология наталкивается на «антиномии чистого разума», противоречия, заставляющие разум задуматься о границах собственного познания и отказаться от мнения о том, что мир, данный нам в чувствах, является миром вещей самих по себе. Ключом к решению антиномий оказывается, по Канту, «трансцендентальный идеализм», подразумевающий разделение всех возможных предметов на вещи сами по себе и явления, причем первые мыслятся нами исключительно проблематически. В критике естественной теологии Кант выделяет три типа возможных доказательств бытия Бога: «онтологическое» (ранее называвшееся им «картезианским», собственное же раннее онтологическое доказательство вовсе не предлагается Кантом в «Критике» в качестве возможного доказательства), «космологическое» и «физико-теологическое». Первое проводится совершенно a priori, второе и третье — a posteriori, причем космологическое отталкивается от «опыта вообще», физико-теологическое — от конкретного опыта целесообразного устройства мира. Кант показывает, что апостериорные доказательства в любом случае не могут быть доведены до конца и нуждаются в априорном онтологическом аргументе. Последнее (Бог есть всереальное существо, значит среди компонентов его сущности должно быть и бытие — иначе он не всереален — а это означает, что Бог с необходимостью существует) критикуется им на основании того, что «бытие не есть реальный предикат» и что добавление бытия к понятию вещи не расширяет его содержание, а лишь прибавляет саму вещь к понятию.

Учение о разуме.

«Диалектика» служит Канту не только для критики традиционной метафизики, но и для изучения высшей познавательной способности человека — разума. Разум трактуется Кантом как способность, позволяющая мыслить безусловное. Разум вырастает из рассудка (являющегося источником правил), доводя его понятия до безусловного. Такие понятия разума, которым не может быть дан в опыте никакой предмет, Кант называет «идеями чистого разума». Он выделяет три возможных класса идей, соответствующих предметам трех наук «частной метафизики». Разум в его «реальной» функции (в «логической» функции разум является способностью составления умозаключений) допускает теоретическое и практическое применение. Теоретическое имеет место при представлении объектов, практическое — при их создании по принципам разума. Теоретическое применение разума бывает, по Канту, регулятивным и конститутивным, причем правомочно лишь регулятивное применение, когда мы смотрим на мир так, «как если бы» он соответствовал идеям разума. Такое использование разума направляет рассудок ко все более глубокому изучению природы и отысканию ее всеобщих законов. Конститутивное применение предполагает возможность доказательного приписывания вещам самим по себе априорных законов разума. Такая возможность Кантом решительно отвергается. Впрочем, понятия разума все же могут применяться к вещам самим по себе, но только не в целях познания, а в качестве «постулатов практического разума». Законы последнего исследуются Кантом в «Критике практического разума» и др. сочинениях.

Практическая философия.

Основой практической философии Канта является учение о моральном законе как «факте чистого разума». Моральность связана с безусловным долженствованием. Это означает, считает Кант, что ее законы проистекают из способности мыслить безусловное, т. е. из разума. Поскольку эти всеобщие предписания определяют волю к действию, их можно назвать практическими. Будучи всеобщими, они предполагают возможность их исполнения вне зависимости от условий чувственности, и, стало быть, предполагают «трансцендентальную свободу» человеческой воли. Человеческая воля не автоматически следует моральным предписаниям (она не является «святой»), подобно тому, как вещи следуют законам природы. Эти предписания выступают для нее в качестве «категорических императивов», т. е. безусловных требований. Содержание категорического императива раскрывается формулой «поступай так, чтобы максима твоей воли могла быть принципом всеобщего законодательства». Известна и другая кантовская формулировка: «никогда не относись к человеку только как к средству, но всегда также и как к цели». Конкретные нравственные ориентиры дает человеку моральное чувство, единственное чувство, которое, как говорит Кант, мы познаем совершенно a priori. Это чувство возникает вследствие подавления практическим разумом чувственных склонностей. Однако чистое удовольствие от выполнения долга не является мотивом совершения добрых поступков. Они бескорыстны (в отличие от внешне похожих на них «легальных» поступков), хотя и связаны с надеждой получить вознаграждение в виде счастья. Единство добродетели и счастья Кант называет «высшим благом». Человек должен содействовать высшему благу. Кант не отрицает естественности стремления человека к счастью, понимаемому им как сумма удовольствий, но считает, что условием счастья должно быть моральное поведение. Одной из формулировок категорического императива является призыв стать достойным счастья. Однако добродетельное поведение само не может порождать счастье, зависящее не от законов нравственности, а от законов природы. Поэтому моральный человек надеется на существование мудрого творца мира, который сможет согласовать блаженство и добродетель в посмертном существовании человека, вера в которое проистекает из необходимости совершенствования души, которое может продолжаться до бесконечности.

Эстетическая концепция.

Практическая философия раскрывает законы царства свободы, тогда как теоретическая излагает законы, по которым протекают природные процессы. Связующим звеном между природой и свободой является, по Канту, понятие целесообразности. Относясь к природе со стороны своего предмета, оно в то же время указывает на разумный источник, а значит и на свободу. Законы целесообразности изучаются Кантом в «Критике способности суждения».

Объективная целесообразность иллюстрируется биологическими организмами, субъективная же проявляется в гармоническом взаимодействии познавательных сил души, возникающем при восприятии прекрасного. Суждения, фиксирующие эстетические переживания, называются Кантом «суждениями вкуса». Суждения вкуса изоморфны моральным суждениям: они так же бескорыстны, необходимы и всеобщи (правда, субъективно). Поэтому прекрасное для Канта выступает символом доброго. Прекрасное нельзя смешивать с приятным, которое целиком субъективно и случайно. От чувства прекрасного Кант отличает также чувство возвышенного, вырастающее из осознания морального величия человека перед лицом громадности мира. Важную роль в эстетической философии Канта играет его концепция гениальности. Гений — это способность к оригинальному, проявляющаяся в едином порыве сознательной и бессознательной деятельности. Гений воплощает в чувственных образах «эстетические идеи», которые невозможно исчерпать никаким понятием и которые дают бесконечные поводы для гармонического взаимодействия рассудка и воображения. Социальная философия. Проблемы творчества не ограничиваются у Канта областью искусства. По существу он говорит о создании человеком целого искусственного мира, мира культуры. Законы развития культуры и цивилизации обсуждаются Кантом в ряде его поздних работ. Истоками прогресса человеческого сообщества Кант признает естественную конкуренцию людей в их стремлении к самоутверждению. При этом человеческая история являет собой поступательное движение в направлении полного признания свободы и ценности личности, к «вечному миру» и созданию всемирного федеративного государства.

Влияние на последующую философию. Философия Канта оказала громадное воздействие на последующую мысль. Кант является основателем «немецкой классической философии», представленной масштабными философскими системами И. Г. Фихте, Ф. В. Й. Шеллинга и Г. В. Ф. Гегеля. Большое влияние Канта испытал также А. Шопенгауэр. Идеи Канта повлияли и на романтическое движение. Во второй половине 19 века большим авторитетом пользовалось «неокантианство». В 20 веке серьезное влияние Канта признают ведущие представители феноменологической школы, а также экзистенциализма, философской антропологии и аналитической философии.

2. Пространство и время.

К важнейшим атрибутам движущейся материи относятся пространство и время. Однако к такому их пониманию философия и естествознание пришли не сразу. Античные атомисты считали, что все состоит из материальных частиц — атомов и пустого пространства. Ньютон рассматривал пространство и время в отрыве друг от друга и как нечто самостоятельное, существующее независимо от материи и движения; они, по его представлениям, есть «вместилища», в которых расположены различные тела и происходят события. Абсолютное пространство, по мнению Ньютона, — это ящик без стенок, а абсолютное время — пустой поток длительности, поглощающий все события.

Согласно взглядам объективных идеалистов, пространство и время, существуя объективно, являются производными от мирового разума, мировой абсолютной идеи и т.п. Таковы взгляды Платона, Августина Блаженного, Фомы Аквинского, Гегеля, неотомистов и некоторых других философов. Так, в учении Гегеля пространство и время есть результат саморазвивающейся абсолютной идеи. Он писал: «Идея, дух стоит выше времени, потому что таковой составляет понятие самого времени. Дух вечен, существует в себе и для себя, не увлекается потоком времени, потому что он не теряет себя в одной стороне процесса».

В субъективно-идеалистической философии пространство и время рассматривают как субъективные формы упорядочения наших ощущений. Данной точки зрения придерживались Беркли, Юм, Мах, Авенариус и др. Близка к этим взглядам и концепция И. Канта. Он утверждал, что пространство и время суть чистые формы всякого чувственного наглядного представления, что они не являются свойствами самих вещей, а даны до всякого опыта (априорно), являются формами чувственного созерцания, благодаря которым мы группируем наши восприятия. По мнению Канта, наши ощущения, восприятия упорядочены в пространстве и времени, но на этом основании не может быть уверенности в упорядочении в пространстве и времени реальных тел. Наше восприятие упорядоченности вещей и событий нельзя переносить, «проецировать» на действительность. Таким образом, концепция Канта и его последователей отрицает объективное существование пространства и времени. По Канту, «вещи в себе» непространственны и невременны.

Необходимо отметить, что в учении Канта имеется рациональный момент, содержащийся в постановке вопроса о том, насколько соответствуют наши восприятия, представления самой объективной реальности, объективному пространству и времени в их конкретном многообразии? Кант не употреблял выражение «пер-цептуальное пространство и время», которое было введено позже, в конце ХIХ в., но он по существу обосновал исходный смысл и значение перцептуального пространства и времени по отношению к человеческому опыту. Дальнейшая история развития учений формировала взгляды, согласно которым пространство и время суть формы движущейся материи, вне пространства и времени движение материи было бы невозможно, т.е. развивалось понимание пространства и времени как свойств объективного мира. С этой точки зрения перцептуальное пространство и время представляет собой образ (ощущение, чувственное восприятие, представление) в сознании века, в определенной мере соответствующий реальному пространству и времени. Упорядоченность наших ощущений, восприятии, представлений определяется упорядоченностью самих реальных тел и событий объективного мира. В самой действительности одни тела находятся рядом с нами, другие — дальше, справа, слева и т.д., а события происходят раньше, позже и т.п. Но наши чувственные образы пространства и времени нельзя безоговорочно переносить, «проецировать» на реальный мир. Вопрос о существовании объективного пространства и времени значительно сложнее, чем он представляется на первый взгляд.

Поиски ответов на вопрос о соответствии нашего перцептуального пространства и времени их объективному содержанию неизбежно приводили к разработке философских и естественно-научных понятий, к созданию различных математических моделей, способных более точно воспроизвести, выразить реальное пространство и время, полнее выявить соотношение субъективного и объективного в данной проблеме. Так возникло концептуальное пространство и время (лат. — понимание, система).

Реляционное понимание пространства и времени как всеобщих форм существования движущейся материи было последовательно и ясно сформулировано и обосновано Ф. Энгельсом. Оно получило свое научное подтверждение в естествознании и более глубокое логическое обоснование в теории относительности Эйнштейна. Суть данного понимания заключается в том, что пространство и время — формы существования материи, они не просто зависят от своего содержания — движущейся материи, а находятся в единстве со своим содержанием, определяются движущейся материей. В этом смысле пространство и время являются всеобщими, объективными формами движущейся материи, их природа всегда обнаруживается в конкретных формах движения материи, поэтому пространственно-временная структура Вселенной не одна и та же для разных ее частей, для разных уровней и форм движения материи. Отсюда следует, что понять действительную природу пространства и времени независимо от движения материи невозможно, свойства пространственно-временной структуры определены материальным движением. Пространство и время находятся в единстве друг с другом, с движением и материей.

Пространство и время имеют общие характеристики как непосредственно связанные между собой формы существования материи: объективность, абсолютность (в значении всеобщности и необходимости), относительность (зависимость от конкретных свойств, особенностей, видов и состояний материи), единство непрерывности (отсутствие пустого пространства) и прерывности (раздельное существование материальных тел, каждое из которых имеет пространственные и временные границы), бесконечность. Вместе с тем они имеют и различие, которое характеризует свойственные им особенности. Многообразие всех свойств и отношений различных материальных объектов составляет объективное содержание реального пространства.

Пространство — объективная, всеобщая, закономерная форма бытия материи, обусловленная взаимодействием различных систем, характеризующая их протяженность, взаимное расположение, структурность и сосущеествование. Характерным свойством пространства выступает протяженность, проявляющаяся в рядоположенности и сосуществовании разных элементов. В совокупности различных положений элементов образуется определенная система сосуществования, пространственная структура, которая имеет специфические свойства: трехмерностъ, непрерывность и прерывность, симметрия и ассиметрия, распределение вещества и полей, расстояние между объектами, их местоположение и т.д.

Реальное пространство трехмерно. Трехмерность органически связана со структурностью различных объектов и их движением. Это означает, что всякие пространственные отношения в своем существовании могут быть описаны на основе трех измерений (координат). Утверждения о многомерности реального пространства не подтверждаются никакими опытами, экспериментами и т.п. Обычно многомерное пространство используется в математике и физике для более полного описания процессов микромира, которые не могут быть наглядно представлены. Данные «пространства» являются абстрактными, концептуальными, предназначенными для выражения функциональных связей между различными свойствами сложных процессов микромира. Теория относительности пользуется четырехмерностью: к пространственным измерениям прибавляется время (четвертое измерение). Это свидетельствует лишь о том, что данный объект с определенными пространственными координатами находится именно здесь в данное определенное время. Реальное пространство — трехмерно. Все тела объемны, протяженны в трех направлениях: в длину, ширину, высоту. Это означает, что в каждой точке пространства можно провести не более трех взаимно перпендикулярных прямых. Трехмерность реального пространства является фактом, установленным эмпирически, но теоретического обоснования данного факта пока нет, а поэтому обсуждение вопроса о многомерных пространствах представляется правомерным.

Время также имеет свои специфические свойства. Взаимодействие различных материальных систем, процессов и событий составляет содержание реального времени. В самой действительности мы наблюдаем смену различных явлений, событий, процессов и т.п. Одни из них уже давно свершились, другие имею, место в настоящем, третьи ожидаются и т.д. Во всем этом многообразии мира мы наблюдаем различную продолжительность и различные временные интервалы между свершающимися событиями, отмечаем смену одних явлений другими.

Время — объективная, всеобщая, закономерная форма бытия материи, обусловленная взаимодействием различных систем, характеризующая длительность и последовательность смены их состояний. Время существует как связь смены, чередования различных систем и их состояний, выражающая их длительность и последовательность существования, представляющая собой объективную, всеобщую форму связи сменяющих друг друга событий и явлений. Материальный мир и его всеобщие формы бесконечны и вечны. Но время существования каждой конкретной вещи, явления, события и т.п., конечно, прерывно, так как всякая вещь имеет начало и конец своего существования. Однако возникновение и разрушение конкретных вещей не означает их полного, абсолютного разрушения, меняются их конкретные формы существования, и эта последовательная связь смены конкретных форм бытия непрерывна, вечна. Конкретные, преходящие и уходящие вещи и события включены в единый непрерывный поток вечности, через конечное, временное существование вещей проявляется их всеобщая связь, раскрывающая несотворимость и неуничтожимость мира во времени, т.е. его вечность.

Реальное время характеризует определенную направленность всех явлений и событий. Оно необратимо, асимметрично, всегда направлено от Прошлого через настоящее к будущему, его течение нельзя ни остановить, ни повернуть вспять. Иначе, время равномерно и предполагает строго определенную упорядоченность, последовательность моментов прошлого, настоящего, будущего. Эта одномерность, однонаправленность, необратимость течения времени определяется принципиальной необратимостью движения и изменения всех систем материального мира, его процессов и состояний, обусловлена необратимостью причинно-следственных связей. Для возникновения всякого явления необходима, прежде всего, реализация порождающих его причин, что определяется принципами сохранения материи, принципом всеобщей связи явлений мира.

Пространство и время могут быть рассмотрены в отдельности лишь мысленно, в абстракции. В действительности же они составляют единую пространственно-временною структуру мира, неотделимы как друг от друга, так и от материального движения, именное естествознание полностью подтверждает и конкретизирует представления о единстве пространства, времени, движения и материи.

Понадобилось длительное время для возникновения новых идей, объясняющих, что пространственно-временная структура мира неоднородна, что «плоская» геометрия Евклида не является абсолютным, полным выражением реальных пространственных свойств. Так, русский ученый Н.И. Лобачевский создав в 20-х гг. XIX в. новую геометрию, обосновал идею зависимости пространственных свойств от физических свойств материи. Лобачевский показал, что реальные пространственные формы принадлежат самому материальному миру, определяются его свойствами, а различные положения геометрии лишь более или менее правильно выражают отдельные свойства реального пространства, имеют опытное происхождение. В этом смысле, становится ясным, что все многообразие свойств бесконечного пространства нельзя выразить лишь одной геометрией Евклида, поэтому и возникли другие геометрии. Например, геометрия Римана, в которой «прямая линия», «угол» отличны от «прямой» и «угла» в геометрии Евклида, а сумма углов треугольника больше 180°.

Развитие познания о реальном пространстве и времени позволяет нам постоянно уточнять, совершенствовать и изменять наши представления о них как объективных, всеобщих формах движения материи. Теория относительности Эйнштейна подтвердила и основала неразрывную связь пространства и времени с движущейся материей. Основной вывод теории относительности состоит в том, что пространство и время не существуют без материи, что их метрические свойства определяются распределением материальных масс, зависят от взаимодействия гравитационных сил между движущимися массами. Пространство и время не являются абсолютными, неизменными, так как они определены, обусловлены движущейся материей как форма своим содержанием и зависят от уровня организации материи и ее движения, их характеристики в разных материальных системах являются относительными, различными. Специальная теория относительности установила, что пространственно-временные характеристики в различных соотносительных материальных системах отсчета будут различными. В движущейся системе отсчета относительно покоящейся длина тела будет короче, а время будет замедлять свой ход. Таким образом, нет в мире постоянной длины, нет одновременности событий, происходящих в различных материальных системах. И речь в данном случае идет не о различии пространственно-временных характеристик в восприятии некоего наблюдателя, т.е. не ставится в зависимость от субъекта наблюдения, а об изменении пространственно-временных свойств материальных систем в зависимости от их объективного относительного движения.

Относительность пространства и времени обусловлена своим выделенным материальным содержанием, а поэтому в каждом конкретном случае проявляется в своей особой структуре, обладает своими специфическими свойствами. Так, например, в биологических системах пространственная организация иная, чем в объектах неживой природы. В частности, обнаружено, что молекулы живого вещества обладают асимметрией пространственной структуры, молекулы же неорганического вещества такими свойствами не обладают. Живые организмы имеют свои ритмы, биологические часы, определенные периоды обновления клеток. Эти ритмы проявляются в физиологических функциях всех живых организмов и зависят от многообразия различных факторов. В данном случае мы имеем дело с изучением особенностей пространственно-временной структуры биологических форм движения.

Особую структуру имеют пространство и время в социальных формах движения. Эти особенности вытекают из всей организационной деятельности людей, которые обладают волей, па мятью, переживанием тех событий, участниками и очевидцами которых они являются. Следовательно, мы уже имеем дело с характеристиками исторического пространства и времени, с особенностями психологического времени, связанного с субъективным переживанием и т.п. Философия, основываясь на обобщении достижений в изучении пространства и времени современной наукой, рассматривает их как объективные, всеобщие формы бытия материи, необходимые условия существования материального движения.

КАНТ Иммануил (1724-1804), немецкий философ, родоначальник немецкой классической философии; профессор университета в Кенигсберге, иностранный почетный член Петербургской АН (1794). В 1747-55 разработал космогоническую гипотезу происхождения солнечной системы из первоначальной туманности («Всеобщая естественная история и теория неба», 1755). В развитой с 1770 «критической философии» («Критика чистого разума», 1781; «Критика практического разума», 1788; «Критика способности суждения», 1790) выступил против догматизма умозрительной метафизики и скептицизма с дуалистическим учением о непознаваемых «вещах в себе» (объективном источнике ощущений) и познаваемых явлениях, образующих сферу бесконечного возможного опыта. Условие познания — общезначимые априорные формы, упорядочивающие хаос ощущений. Идеи Бога, свободы, бессмертия, недоказуемые теоретически, являются, однако, постулатами «практического разума», необходимой предпосылкой нравственности. Центральный принцип этики Канта, основанной на понятии долга, — категорический императив. Учение Канта об антиномиях теоретического разума сыграло большую роль в развитии диалектики.

Наиболее важной частью «Критики чистого разума» является учение о пространстве и времени.

Дать ясное объяснение теории пространства и времени Канта нелегко, поскольку сама теория неясна. Она излагается как в «Критике чистого разума», так и в «Пролегоменах». Изложение в «Пролегоменах» популярнее, но менее полно, чем в «Критике».

Кант полагает, что непосредственные объекты восприятия обусловлены частично внешними вещами и частично нашим собственным аппаратом восприятия. Локк приучил мир к мысли, что вторичные качества — цвета, звуки, запах и т. д. — субъективны и не принадлежат объекту, так как он существует сам по себе. Кант, подобно Беркли и Юму, хотя и не совсем тем же путем, идет дальше и делает первичные качества также субъективными. Кант по большей части не сомневается в том, что наши ощущения имеют причины, которые он называет «вещами в себе» или ноуменами. То, что является нам в восприятие, которое он называет феноменом, состоит из двух частей: то, что обусловлено объектом, — эту часть он называет ощущением, и то, что обусловлено нашим субъективным аппаратом, который, как он говорит, упорядочивает многообразие в определенные отношения. Эту последнюю часть он называет формой явления. Эта часть не есть само ощущение и, следовательно, не зависит от случайности среды, она всегда одна и та же, поскольку всегда присутствует в нас, и она априорна в том смысле, что не зависит от опыта. Чистая форма чувственности называется «чистой интуицией»; существуют две такие формы, а именно пространство и время: одна для внешних ощущений, другая — для внутренних.

Литература.

1. Кант И. Сочинения: В 6 т. — М., 1963-1966.

2. Кант И. Сочинения 1747-1777 гг.: В 2 т. — Т. 2. — М., 1940.

3. Кант И. Трактаты и письма. — М., 1980.

4. Кант И. Критика чистого разума // Сочинения: В б т. -Т. 3. — М., 1964.

5. Кант И. Критика практического разума // Сочинения: В 6 т. — Т. 4. -Ч. 1. -М., 1965.

6. Кант И. Критика способности суждения // Сочинения: В 6 т. — Т. 5. -М., 1966.

7. Кант И. Антропология с прагматической точки зрения // Сочинения: В 6 т. — Т. 6. — М., 1966.

8. Кант И. Идея всеобщей истории во всемирно-гражданском плане // Сочинения: В 6 т. — Т. 6. — М., 1966.

9. Кант И. К вечному миру // Сочинения: В 6 т. — Т. 6. -М., 1966.

10. Кант И. Предполагаемое начало человеческой истории // Трактаты и письма. — М., 1980.

11. Блинников Л.В. Великие философы. — М., 1998.

12. Гулыга А. Кант. — М., 1977.

13. Наука, 1980. /Памятники философ. мысли/.

14. Абрамян Л.А. Главный труд Канта: К 200-летию выхода в свет «Критики чистого разума» — Ереван: Айастан, 1981,

15. Баскин Ю.Я. Кант. — М:. Юрид. лит., 1984. — 88 с.

16. Бахтомин Н.К. Теория научного знания Иммануила Канта: Опыт совр. прочтения «Критики чистого разума». М.: Наука, 1986,

17. Гринишин Д.М., Корнилов С.В. Иммануил Кант: ученый, философ, гуманист. — Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1984,

www.ronl.ru

Реферат: Пространство и время в географии. Пространство и время в философии реферат