Djvu-Student.narod.ru » Шпоры. Скачать бесплатно шпоры » Физика. Шпоры по физике » Философские размышления о пространстве физики и времени
 

Философские размышления о пространстве физики и времени


Достижения физики XIX-XX вв. значительно повлияли на конкретные представления о смысле таких философских категорий, как пространство и время.

Современные физические представления о пространстве и времени разработаны теорией тносительности; по сравнению с классической физикой - это новая ступень в познании физикой объективно-реальных пространств и времени. Теория относительности, созданная великим физиком нашей эпохи А. Эйнштейном, связала в высшем единстве классическую механику и электродинамику, и пересмотрела основные понятия и положения классической механики, относящиеся к длине и длительности, к массе, энергии, импульсу и т. д., подчинив их новым физическим понятиям и положениям, полнее и глубже отражающим движущуюся материю.

Для классической физики пространство и время были некими самостоятельными сущностями, причем пространство рассматривалоськак простое вместилище тел, а время - как только длительность
процессов; пространственно-временные понятия выступали как не связанные друг с другом. Теория относительности показала односторонность такого взгляда на пространство и время. Пространство и
время органически связаны, и эта связь отражается в теории относительности, в математическом аппарате которой фигурируют так называемые четырехмерные пространственно-временные векторы и тензоры.Эта теория привела к выводам о зависимости ритма часов от состояния их движения, зависимости массы от скорости, о взаимозависимости между массой и энергией; все эти выводы широко подтверждены опытом.

В чем же состоят основные выводы теории относительности по данному вопросу? Специальная теория относительности, построения которой было завершено А. Эйнштейном в 1905 году, доказала, что в
реальном физическом мире пространственные и временные интервалы меняются при переходе от одной системы отчета к другой. Старая физика считала, что если системы отсчета движутся равномерно и
прямолинейно относительно друг друга (такое движение называется инерциальным), то пространственные интервалы ( расстояние между двумя ближними точками ), и временные интервалы ( длительность
между двумя событиями ) не меняются.

Теория относительности эти представления опровергла, вернее, показала их ограниченную применимость. Оказалось, что только тогда, когда скорости движения малы по отношению к скорости света, можно приблизительно считать, что размеры тел и ход времени остаются одними и теми же, но когда речь идет о движениях со скоростями, близкими к скорости света, то изменение пространственных и временных интервалов становится заметным. При увеличении относительной скорости движения системы отсчета пространственные интервалы сокращаются, а временные растягиваются.

До создания теории относительности считалось, что объективность пространственно-временного описания гарантируется только тогда, когда при переходе от одной системы отсчета к другой сохраняются отдельно пространственные и отдельно временные интервалы. Теория относительности обобщила это положение. В зависимости от характера движения систем отсчета драг относительно друга происходят различные расщепления единого пространства-времени на отдельно пространственный и отдельно временной интервалы, но происходят таким образом, что изменение одного как бы компенсирует изменение другого. Получается, что расщепление на пространство и время, которое происходит по-разному при различных скоростях движения, осуществляется так, что пространственно-временной интервал, т.е. совместное пространство-время ( расстояние между двумя близлежащими точками пространства и времени ), всегда сохраняется, или, выражаясь научным языком, остается инвариантом. Тем самым специальная теория относительности раскрыла внутреннюю связь между собой пространства и времени как форм бытия материи. С другой стороны, поскольку само изменение пространственных и временных интервалов зависит от характера движения, то выяснилось, пространство и время определяются состояниями движущейся материи. Они таковы, какова движущаяся материя.

Идей специальной теории относительности получила дальнейшее развитие и конкретизацию в общей теории относительности, которая была создана Эйнштейном в 1916 г. В этой теории было показано, что геометрия пространства-времени определяется характером поля тяготения, которое в свою очередь, определено взаимным расположением тяготеющих масс. Вблизи больших тяготеющих масс происходит искривление пространства ( его отклонение от евклидовой метрики ) и замедление хода времени. Если мы зададим геометрию пространства-времени, то тем самым автоматически задается характер поля тяготения, и наоборот: если задан определенный характер поля тяготения, то автоматически задается характер пространства-времени. Здесь пространство, время, материя и движение оказываются ограниченно сплавленными между собой.

Пространство-время нашего мира имеет 4 измерения: три из них характеризуют пространство и одно - время. В истории философии иестествознания эти свойства пространства и времени не раз пытались объяснить но естествознание не располагало достаточными возможностями для этого, поэтому это положение было принято как опытный факт. Первый шаг в обосновании трехмерности пространства и одномерности времени был сделан австрийским физиком П. Эренфестом. Он показал, что трехмерность пространства является условием существования устойчивых связанных систем, состоящих из 2 тел. Впоследствии этот опыт был обобщен применительно к атомам и молекулам. Было показано, что только в трехмерном пространстве возможно образование электронных оболочек вокруг ядра, существование
атомов, молекул и макротел.

Интересен еще один момент в размышлениях физики о философских категориях пространства и времени: относительный характер непрерывности и дискретности пространства и времени. Известно, что представления о непрерывности пространства и времени являются фундаментальными представлениями теоретической физики. Их истинность в рамках классической физики и теории относительности не
подвергается сомнению.

Модель континуального пространства-времени, хорошо служившая в классической физике и теории относительности, оказывается слишком бедной для того, чтобы адекватно определить реальную структуру пространства, времени и движения на уровне микромира ( высокоэнергетических процессов ). Это проявляется не только в виде трудностей с расходимостями, возникающими в процессе квантоэлектродинамических расчетов, но и в необходимости на основании классической модели симметрии пространства-времени объяснить новые законы сохранения, открытые физикой элементарной частиц ( сохранение барионного и лептонного зарядов и др.).

В связи с этими трудностями значительное распространение получили концепции, отвергающие еобходимость использования представлений о непрерывности пространства и времени в физическом описании. Одно из направлений развития релятивистской квантовой физики, идет по пути отказа от рассмотрения пространственно-временного аспекта физической реальности ( теория матрицы рассеяния ).
В связи с этим имели место утверждения о том, что пространство ивремя носит макроскопический характер, а для физики микромира реальность пространства и вреени вообще отрицается. Более широкуюподдержку со стороны физиков и философов получила концепция дискретного пространства-времени. Но несмотря на отдельные успехи использование гипотезы дискретного пространства-времени не привело пока, к согласованию физических принципов теории относительности и квантовой механики. На основании эксперементальных данных по рассеянию элементарных частиц можно сказать, что для интервалов 10 5-15 0 - 10 5-16 0 см пространство является непрерывным. Т.о., создалась действительная ситуация, которая свидетельствует о необходимости методологического анализа устоявшихся физических представлений о структуре пространства и времени. Трудности развития физики элементарных частиц говорят, по-видимому, о том, что модель континуального пространства-времени является деализацией структуры реального пространства-времени. Она определенно недостаточна для полноты описания объектов микромира. Вместе с тем и гипотеза только дискретного пространства и времени не приводит к желанной полноте. Модель дискретного пространства-времени также является
идеализацией.

Т.о., решение проблемы, видимо, может быть получено на основании утверждения о необходимой взаимосвязи непрерывного и дискретного. Впервые это утверждение высказал Гегель. А В.И.Ленин
указал, кроме того, на материальное основание этого единства. Он сказал, что движение есть единство непрерывности ( времени и пространства ) и прерывности ( времени и пространства ). Из положения о единстве прерывного и непрерывного следует задача философского анализа: выяснение и исследование различных конкретных форм этого единства.

В своей работе "Об относительном характере непрерывности и дискретности" (13,с.133) А.И.Панченко попытался осветить один из аспектов взаимосвязи непрерывного и дискретного на основе относительности этих понятий. Очевидно, что затронутая тема является обширной и благодатной для философского исследования, в котором она еще очень нуждается. Вместе с тем, исходя из уже рассмотренных материалов, можно сделать некоторые методологические выводы. Представляется плодотворным подход, отвергающий абсолютизацию и онтологизацию моментов непрерывности или дискретности в реальной структуре пространства и времени. Дискретность и непрерывность пространства-времени, взятые сами по себе в отрыве друг от друга, представляют собой не более, как идеализации, хотя, быть может, и необходимые с точки зрения конкретной физической ситуации. Таким образом, решить этот вопрос в духе признания взаимного логическо го исключения обсуждаемых представлений.
 
Найти реферат, курсовые работы, доклад или диплом в интернете достаточно просто. Титульный лист реферата оформляется по госту и их бесплатно полным полно. Такие сайты как 5 баллов, allbest, bestreferat, bestreferat.ru просто кишат курсовыми и дипломами, скачать бесплатно без смс и прочей рекламы. Реферати українською (украина) и русский язык (россия) - культура человека похожа, основные проблемы у народов, а мы одни. Удачи в поисках!
Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
Hosted by uCoz